生物质中碱金属引起的相关问题

生物质燃烧机目前在中国很盛行。但问到的相关问题也很多，主要是生物质本身的因素决定了相关问题。

生物质中高的碱金属含量( K, N a)导致生物质的灰熔点较低, 给燃烧过程带来许多问题。在燃烧利用过程中, 高的碱金属含量是引起锅炉受热面积灰、结渣和腐蚀的重要因素, 会直接造成锅炉寿命和热效率降低等; 同时高的碱金属含量还易引起床料的聚团、结渣破坏床内的流化, 使燃烧工况恶化。Baxter认为生物质燃烧时的灰沉积率在燃烧早期最大, 然后会单调递减, 且生物质燃烧所产生的灰沉积表面光滑、孔隙度小, 比煤灰沉积更难去除[ 24] Bapat等在研究生物质流化床燃烧时发现生物质灰中的碱金属氧化物或盐类与床料颗粒( S iO2 )发生以下反应[ 25] :

4S iO2 + K2CO3 = K2O# 4S iO2 + CO2 ( 1)

2SiO2 + N a2CO3 = N a2O# 2S iO2 + CO2 ( 2)

形成的低温共熔体的熔融温度分别仅为764 e和874 e , 从而造成了严重的烧结。B lander等模拟了麦秆燃烧时的无机化学反应, 发现麦秆中含量最高的两种元素S i和K 在燃烧时形成低熔点的硅酸盐沉积在燃烧设备的金属上会造成燃烧设备的腐蚀[ 26] , 因为金属的氧化保护层会溶解在沉积的熔渣中。同时由于碱金属的高挥发性可能会发生如下反应造成腐蚀:

K2O ( silicate) + Fe y FeO ( silicate) + K( g)

( 3)在生物质燃烧利用过程中, 通过降低燃料中碱金属含量的比例(与煤混烧或适当预处理手段) , 设法提高燃料灰分的熔点(加入添加剂) , 抑制碱金属的挥发性, 以及探索选用新型的床料(非S iO2 类床料) , 是解决生物质流化床积灰、结渣和腐蚀问题的有效途径。同时, 在保证正常的流化床运行工况的前提下, 适当地降低燃烧温度、合理地调节燃烧工况也是一种有效减轻结渣的方法。

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