小麦秸秆燃烧过程中碱金属释放特性

论文摘要

生物质作为可再生洁净能源,在中国能源结构中将占据越来越重要的地位。生物质中碱金属元素（主要是K）含量丰富,是生物质灰的主要成分。由于碱金属无机盐（如KCl）具有较低的熔点,因此生物质内碱金属极易在燃烧中释放,此特性给生物质能源的开发及利用带来了严重的技术安全问题。在生物质燃烧过程中,部分碱金属灰分气态释放后,易于凝结、吸附并沉积在锅炉炉膛受热表面,造成玷污、结垢及积灰等问题,严重影响锅炉的换热,甚至造成腐蚀。因此,研究生物质燃烧过程中碱金属元素的释放规律及机理,将为我国生物质的清洁高效利用提供有力的理论支持,具有较好的社会经济及学术意义。以小麦秸秆为试验对象,研究生物质燃烧过程中碱金属的释放特性,通过水平管式炉及XRD、SEM-EDS等检测手段,研究了燃烧温度400～900℃碱金属的释放特性。结果表明,碱金属K主要以水溶性形式存在,碱土金属Ca、Mg主要以醋酸铵溶及水溶性形式存在。水溶性K主要以KCl、KNO3、K2SO4和K3PO4的水合离子或晶体存在。燃烧过程中,400℃内主要释放有机K及少量无机K,400～600℃时,K释放主要以KNO3的无机K为主,600℃以上时主要以KCl和KNO3释放。碱土金属Ca和Mg会形成较稳定的化合物,不易释放。通过对灰渣表面元素富集状况分析可知,K与Cl含量同步变化:600℃内,K与Cl含量同步增长,主要因为有较多碱金属化合物以KCl的形式析出;高于600℃时,灰渣表面K与Cl含量减少,主要因为KCl与SiO2等发生反应或直接以KCl的形式释放。

论文目录

• 0 引言
• 1 试验
•   1.1 试验样品
•   1.2 试验装置
•   1.3 化学分馏试验
•   1.4 燃烧试验
•   1.5 XRD及SEM-EDS检测
• 2 结果与分析
•   2.1 小麦秸秆中碱 （土） 金属赋存形态
•   2.2 小麦秸秆燃烧过程中碱 （土） 金属的释放特性
•     2.2.1 不同温度燃烧特性
•     2.2.2 烟气中HCl体积分数变化
•     2.2.3 不同燃烧温度下碱 （土） 金属释放特性
•     2.2.4 燃烧时间及燃烧厚度对碱金属释放的影响
•   2.3 小麦秸秆燃烧样品表面化学和颗粒结构
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李慧君,谢兴运,赵京,张玉锋,魏小林

关键词: 小麦秸秆,碱金属,赋存形态,释放特性

来源: 洁净煤技术 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工,有机化工

单位: 华北电力大学能源动力与机械工程学院,中国科学院大学工程科学学院,中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(51736010)

分类号: TQ038

DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.18122912

页码: 62-68

总页数: 7

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