生物質鍋爐抗結渣的三個方法
2020-05-18 14:34:09 瀏覽量
生物質鍋爐爐內結渣主要取決于燃料的灰熔，當爐膛溫度高于燃料的灰熔點時結渣開始發生，爐內溫度越高，結渣率越大。因此，降低鍋爐運行時的爐膛溫度和提高燃料的灰熔點是抗結渣的重點。
一、原料水洗預處理
將收割后的秸稈放置在農田內，其中大部分的K元素就會被雨水洗掉。由于大部分堿金屬元素脫除，結渣問題將大大減輕。國內外學者研究了水洗對生物質燃燒過程中堿金屬釋放和無機礦物質脫除效果，以及燃燒特性的影響。國外對小麥和水稻的秸稈進行自然降雨和實驗室水洗研究，結果表明，水洗后K和Cl元素含量大幅減少，S含量也有降低。
二、合理的生物質鍋爐設計
針對秸稈原料燃燒中的結渣過程，合理設計生物質鍋爐內部構造，避免攜帶低熔點灰分顆粒的熱氣體與換熱面接觸，并采取各種措施將鍋爐燃燒溫度控制在900℃以下，是抗燃料結渣的有效措施。試驗證實，大的顆粒容易形成大的空間通道。這些熱點引起料層中局部溫度超過850~850℃后，灰分開始變形并熔融流動。從而和其他的灰分和沒有完全燃燒的燃料包覆、郭結在一起，形成結塊，影響燃燒。對于爐排上料床上顆粒的燃燒，不可避免的會出現局部溫度過高，引起的結渣板結現象。但是通過合理配風，料床的均勻堆積，及合理的鍋爐結構設計，降低爐膛燃燒溫度至900℃以下，盡量使燃料燃燒時溫度控制在灰熔點以下，有助于減輕結渣現象。
三、添加劑
使用添加劑改善原料灰分的堿酸比，能夠有效減輕生物質鍋爐結渣現象。通過在玉米秸稈中分別添加4種添加劑，對其結渣率、灰熔融特性、燃料特性等開展試驗研究，并進行驗證試驗。結果表明，添加質量分數3%的添加劑均可有效改善結渣效果，其中碳酸鎂3的抗結渣效果最好，結渣率近似為零;碳酸鈣添加劑結渣率低于10%，抗結渣效果性價比最高，同時，添加添加劑對燃料的燃燒性能無明顯影響。在流化床中燃燒時，生物質燃料中添加三氧化二鋁或氧化鐵的辦法形成高熔點化合物，從而提高灰分的軟化溫度。丹麥的研究人員在添加劑用量為5%時，對石英砂、磷酸氫鈣、石膏和膨潤土進行了研究，結果表明，石膏、磷酸氫鈣不是合適的抗結渣添加劑，膨潤土抗結渣特性較好，但價格昂貴。對于不同的燃料，灰分的化學組成并不相同，加上燃燒狀況不同，抗結渣劑組分需要不斷調整，不具備通用性。同時使用添加劑增加了燃料成本，提高了灰分含量，降低了燃料熱值。
綜上所述，提高燃料的灰熔點，優化鍋爐結構，降低燃料燃燒的爐膛溫度是減輕生物質鍋爐結渣的主要手段。
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