高嶺土對(duì)高鈉煤燃燒過程中堿金屬的脫除效果研究.pdf

1、我國新疆地區(qū)擁有豐富的低階煤資源，高鈉煤就是當(dāng)?shù)貥O具代表性的煤種。高鈉煤在燃燒過程中釋放出的氣態(tài)堿金屬會(huì)導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)沾污、積灰、結(jié)渣和高溫腐蝕等問題，極大地制約了該煤種獲得廣泛、高效的利用。使用固體吸附劑脫除高溫?zé)煔庵械膲A蒸氣是一種簡(jiǎn)單而有效的方法。本文選用高嶺土為添加劑，通過在馬弗爐和管式沉降爐中進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究高嶺土作為高鈉煤固鈉添加劑的效果，系統(tǒng)考察了添加劑用量、燃燒溫度以及煤粉和高嶺土的粒度對(duì)高鈉煤燃燒時(shí)鈉的釋放及高嶺

2、土固鈉效果的影響，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果深入分析了高嶺土對(duì)鈉的捕獲機(jī)理。
　　高鈉煤燃燒時(shí)鈉的釋放量隨著燃燒溫度的升高而增大。1100℃時(shí)鈉揮發(fā)率為51.73％，在高于煤灰熔點(diǎn)的溫度下，灰分的熔融加速了鈉的釋放，在1400℃時(shí)有61.11%的鈉被釋放出來。煤粉粒度的增大對(duì)鈉的釋放具有阻礙作用，1100℃下13μm粉煤燃燒時(shí)鈉的揮發(fā)率為60.14%，而48μm煤粉的僅為43.29%。
　　高嶺土在靜態(tài)條件下對(duì)鈉的捕獲效果好于動(dòng)態(tài)條件的

3、效果，但是在動(dòng)態(tài)燃燒條件下高嶺土也能在一定程度上降低煙氣中的鈉蒸氣含量，進(jìn)而減少沾污和結(jié)渣等問題，因此可以作為高鈉煤有效的固鈉添加劑。高嶺土對(duì)鈉的捕獲機(jī)理主要是其熱解產(chǎn)物偏高嶺石、SiO2等與氣相鈉的化合物反應(yīng)生成鈉的硅鋁酸鹽如霞石（NaAlSiO4）和鈉長(zhǎng)石（NaAlSi3O8）的過程，其中，霞石是最主要的吸附反應(yīng)產(chǎn)物。
　　增大高嶺土用量與減小其粒度均可通過增加吸附反應(yīng)接觸面積來提高鈉捕獲效率。在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中，3μm的高嶺土在為

4、添加量6wt.%時(shí)的鈉捕獲效率為83.55%，而添加量為12wt.%、粒度為18μm高嶺土的鈉捕獲效率為78.47%，這說明在較高添加劑用量時(shí)高嶺土的利用率較低，也為高嶺土的實(shí)際應(yīng)用提供了指導(dǎo)。提高燃燒溫度會(huì)通過增大鈉的釋放量以及使反應(yīng)產(chǎn)物鈉長(zhǎng)石中的鈉重新分解釋放等使鈉捕獲效率降低。在溫度為1400℃時(shí)，靜態(tài)燃燒實(shí)驗(yàn)中有大約59%的鈉被高嶺土捕獲固留于灰分中，而動(dòng)態(tài)燃燒條件下則僅為50%。在實(shí)驗(yàn)研究的煤粉粒度范圍內(nèi)，煤粉顆粒的改變對(duì)高嶺