洁净煤技术

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

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，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的重要意义。从小麦秸秆为对象，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。

来源：2019年第02期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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