洁净煤技术

作者：底一, 牛芳, 王乃继, 周建明

关键词：结渣沾污,AAEM,迁移机理,飞灰颗粒

煤粉燃烧产生的飞灰导致炉膛和烟道内出现结渣沾污现象，飞灰的黏附特性受煤中碱金属/碱土金属(Alkali and Alkaline Earth Metals,AAEM)的影响，为减少飞灰在换热面上的沉积，分析其燃烧过程中AAEM的赋存形态和迁移机理，论述了AAEM蒸汽冷凝对飞灰特性产生的影响，同时分析了飞灰在换热面上的沉积机理。结果表明，燃烧温度和AAEM赋存形态的差异导致其析出过程和析出量不同。温度升高会促进AAEM的释放，随着AAEM在萃取液中的溶解性降低，在燃烧时释放更困难；释放到气相中的AAEM在换热面或飞灰表面异相冷凝形成黏性层，增大了换热面对飞灰的捕集效率；在气相中均相冷凝形成气溶胶，气溶胶作为前驱体在后续聚并过程中形成亚微米飞灰；飞灰的沉积受分子扩散、布朗运动、涡流碰撞、热泳、重力沉降、惯性碰撞等多种因素影响，重力沉降、惯性碰撞主要影响大粒径飞灰颗粒的运动轨迹，其他因素则主要影响小颗粒的运动；在换热面上形成的沉积层会出现分层结构，沉积内层的生成主要由无机蒸汽冷凝和小粒径飞灰沉积造成，外层沉积层主要由大颗粒飞灰沉积形成。黏附在换热面上的飞灰影响锅炉热效率、高温下腐蚀金属壁面，对锅炉的安全稳定运行埋下隐患。因此部分学者提出煤粉的水洗、掺烧、吹灰、换热面涂层、结构改进等方案来减缓沉积层的形成。但由于煤中成分多变，难以准确预测对燃料结渣沾污行为，应加强不同赋存形态元素的研究、不同形态飞灰的沉积及飞灰形成过程中复杂的物理化学，为结渣沾污的防治提供理论支持。

来源：2023年第03期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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