生物質(zhì)渦旋燃燒飛灰顆粒特性研究.pdf

1、懸浮燃燒是木質(zhì)粉狀生物質(zhì)燃料燃燒常用的形式，具有燃燒強(qiáng)度大、可控性強(qiáng)的特點(diǎn)。渦旋燃燒作為懸浮燃燒的一個(gè)新方向，其燃燒組織中顆粒的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)能有效利用爐膛高度，以較緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效燃燒。通過對(duì)生物質(zhì)燃燒灰顆粒特性的文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前對(duì)固定床和流化床燃燒模式下的成灰機(jī)理已有較全面的認(rèn)識(shí)。本文針對(duì)渦旋燃燒這一較新的燃燒組織模式，分析飛灰顆粒的粒徑分布特征、形貌化學(xué)特性等，探究生物質(zhì)渦旋燃燒組織模式下的灰顆粒特性。
　　首先通過在渦旋燃燒

2、試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行多種生物質(zhì)的燃燒實(shí)驗(yàn)，包括新木屑、稻草、麥稈、玉米桿和廢木屑，分析不同生物質(zhì)的亞微米顆粒物排放和飛灰顆粒物的形貌化學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)表明生物質(zhì)渦旋燃燒生成的亞微米顆粒(PM1)占飛灰顆粒的主體，形貌上以結(jié)晶狀聚團(tuán)顆粒為主，主要化合物組分為KCl、K2SO4或NaCl。而相比草本燃料，木質(zhì)燃料生成的亞微米顆粒和總飛灰顆粒的濃度更低，燃料特性的影響表現(xiàn)得最為顯著。飛灰顆粒質(zhì)量粒徑分布呈雙峰分布，木質(zhì)燃料PM1排放濃度為200-400mg

3、/Nm3，而草本燃料PM1濃度為400-1200mg/Nm3，但木質(zhì)燃料亞微米顆粒占總飛灰顆粒的質(zhì)量比卻更高。更高的燃燒溫度和一二次風(fēng)配比將促進(jìn)亞微米顆粒的生成，而適當(dāng)?shù)娜紵Ｓ嘌趿繉⒔档蚉M1排放濃度。
　　其次通過在燃燒氣氛中添加一定濃度的SO2，各級(jí)顆粒中的S/Cl摩爾比也增大;增大煙氣中SO2濃度會(huì)促進(jìn)亞微米顆粒中K2SO4的形成并增大PM1的排放濃度，同時(shí)更多的Cl以氣相HCl的形式排出。在廢木屑燃料中添加混合質(zhì)量比為5

4、％的三種煙煤添加劑后，亞微米顆粒的質(zhì)量濃度增加，而PM1中K2SO4的濃度受煤基添加劑中S含量的影響;混入高硫煤將導(dǎo)致更高濃度的亞微米顆粒排放，同時(shí)導(dǎo)致PM1中更高的K/Na和S/Cl摩爾比。
　　研究表明，木質(zhì)燃料成灰時(shí)高溫下氣相K2SO4等率先成核后，KCl在K2SO4等成核顆粒表面上發(fā)生異相冷凝長大;而草本燃料在相對(duì)較低的溫度下，氣相K2SO4與KCl可能同時(shí)發(fā)生飽和成核后，KCl均相冷凝長大。渦旋燃燒組織模式適合處理低灰分