生物質(zhì)燃燒中堿金屬遷移轉(zhuǎn)化和沉積行為研究.pdf

1、作為一種可再生能源，生物質(zhì)能具有儲量大，低污染，低CO2排放等特點(diǎn)。大規(guī)模的利用生物質(zhì)能，有助于緩解目前的能源短缺、環(huán)境污染以及溫室氣體排放等一系列問題。但是由于生物質(zhì)中堿金屬含量高，這使得生物質(zhì)在燃燒利用過程中極易產(chǎn)生嚴(yán)重的灰沉積和腐蝕問題。因此，關(guān)于生物質(zhì)燃燒中堿金屬的遷移轉(zhuǎn)化和沉積規(guī)律的研究對解決生物質(zhì)鍋爐灰沉積和腐蝕問題，擴(kuò)大生物質(zhì)利用的規(guī)模就顯得十分重要。
　　本文首先運(yùn)用Gibbs自由能判據(jù)，對生物質(zhì)燃燒過程中可能進(jìn)行

2、的反應(yīng)進(jìn)行了分析，討論了堿金屬可能的遷移轉(zhuǎn)化途徑。并使用Gibbs自由能最小化模型對不同溫度下生物質(zhì)燃燒過程中堿金屬的行為進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果表明，在溫度低于600℃時(shí)，堿金屬主要存在于固態(tài)物質(zhì)中，主要有K2O2SiO2、KCl、K2 SO4、Na2 CO3、Na2 SO4、Na2 SiO3等。當(dāng)溫度超過600℃時(shí)，堿金屬開始進(jìn)入氣相，主要形式為堿金屬氯化物。當(dāng)溫度大于1000℃時(shí)，還會形成氣態(tài)的堿金屬氫氧化物。
　　還利用熱力學(xué)平衡

3、模型研究了生物質(zhì)中的Cl、S、Si、Al對堿金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響。結(jié)果表明，Cl元素有助于堿金屬的揮發(fā)，而S、Si、Al三種元素都在一定程度上抑制了堿金屬的揮發(fā)。S/(K+Na)的最佳摩爾比約為1，Al/(K+Na)最佳摩爾比約為1.5。Si的加入雖然減少了堿金屬的揮發(fā)，但同時(shí)增加了低熔點(diǎn)堿金屬硅酸鹽的量，對緩解灰沉積效果不明顯。
　　結(jié)合熱力學(xué)的分析結(jié)果，對秸稈直燃鍋爐高、低溫過熱器灰樣進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，該鍋爐過熱器積灰的原因