水洗预处理对生物质燃烧积灰特性的影响
发布时间：2022-01-27 11:41
水洗预处理可有效脱除生物质中的积灰诱导元素钾。本文利用一维沉降炉和积灰采样器,对水洗前后小麦秸秆和玉米秸秆的积灰特性进行了实验研究,选取了四个积灰时间,考察了水洗对积灰质量、积灰率、积灰形貌与元素组成的影响。结果表明,水洗预处理使生物质积灰质量和积灰率大幅降低,凝结/热泳机制与化学反应机制被显著削弱,生物质积灰过程变为非黏性飞灰颗粒的物理堆积。
【文章来源】：工程热物理学报. 2018,39(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１积灰实脸系鑛第意圈??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｓｈ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ??ｓｙｓｔｅｍ??
为一维炉的横截面面积奂为．．采样器投影面积??（ｍ２）；?Ａｉ为千燥基灰分。??２实验结果与讨论??２．１积灰质量与积灰率??为了研究燃料水洗预处理前后生物质灰的动态??沉积行为，针对两种燃料，本文均选取了Ｗ个积灰??时间：３０、６０、９０和１２０?ｍｉｎ。在本研究实验条件下，??除沉积在采样器上的灰外，大部分灰会被烟气携带??出反应器，本文还对这部分灰进行了收集，并将其??命名为“底灰＇经测鸯，各工况下底灰的含碳最均??小于３％，可以认为在反应器内生物质燃料已基本燃??荆图２为两种生物质原样和水洗样的积灰实物图??（积灰时间为６０?ｍｉｎ），燃用原样时，采样器上均可??以观察到明姐的块状积灰产物，积灰具有一定顿度。??将：采样器翻转１８０°后，积灰依然附着在采样器管壁??上不会掉落．采样器背风面与侧面还可以观察到小??颗粒飞灰的沉积《而对于两种生物质的水洗样，积??灰层都较薄，翻转釆样管后较易脱蔡，且采样器背??风面与侧面基本没有沉积物。??（ｂ）小麦秸秆水洗样??（Ｃ）玉米精杆原样??（ｄ）玉米秸秆水洗样??图２积灰实物图??Ｆｉｇ．?２?Ｐｉｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｄｅｐｏｓｉｔｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｐｒｏｂｅｓ??两种生物质原祥积灰质册与积灰率随时间的??变化如图３所示．可以观察到，在Ｗ个积灰时间??（３０、６０、９０和１２０?ｍｂ）下，玉米秸秆的积灰质量??和积灰率均髙于小麦猜秆，表明相比小麦秸秆，玉??米辖秆可能有更严重的积灰倾向，通过表１可以看??出》小麦秸秆的灰分含量低于玉米秸秆，囚此小麦??秸秆的积灰质最也小子玉米秸秆，而导致玉米秸秆??有更高积灰率的原因可能是其相比小麦秸秆有更高??
２３４２??工程热物理学报??３９卷??Ｋ?Ｃａ?Ｍｇ?Ｓｉ／５?Ａ１??（ｂ）玉雑秆??图５生物质原样积灰的元素构成??Ｆｉｇ．?５?Ｅｌｅｍｅｎｔ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｅｐｏｓｉｔ?ｆｒｏｍ?ｒａｗ?ｂｉｏｍａｓｓ??Ｃａ?Ｍｇ?Ｓｉ／５??（ａ）小麦秸秆??１５??ｍｉｎ的时间段内，积灰质讀增加明显减缓，在６０？９０??ｍｉｎ时间段内，积灰樂和积灰中Ｋ：禽癀的再次增加??可能是曲于积灰中的Ｋ?％?Ｓ反应生成了低熔点娃??酸盐，使得灰层处于部分熔融状态，对飞灰的捕集能??力再次．提高ａ同时，伴随着积灰的部分脱落，灰层表??面温度也会局部降低，冷凝／热泳机制会比上一个时??间段略微增强，因此积灰中Ｋ含景会出现轻微的升??高，积灰率也再次提高。而在卯￣１２〇?ｍｉｎ的时间段??内，在各个机制的共同作用下，积灰会呈现出饱和的??趋势，??１５??样积灰质置Ｍ著降低，只有原样积灰质最的约１／１０。??其次，两种生物质水洗样的积灰率随着时间逐惭??降低，积灰质景的增加也随着时间逐渐变缓并趋于??饱和，??２．２积灰产物元素构成??积灰的元素组成巾ＩＣＰ－０ＥＳ测得。两种生物质??原样不同时间下积灰的元素构成如图Ｉ所示。除了??对３０、６０、９０和１２０?ｍｉｎ四个时间下的积灰进行??测试之外，本文还对比分析了底灰的元素组成．从??图５中可以看出，无论是小麦秸秆还是玉米秸秆，??Ｗ个时间下的积灰中Ｋ含摄均远高于底灰。凝结／热??泳机制是造成这种现象的主要原因，ｒｔｉ于本文中管??璧温度为６０〇?°Ｇ，而烟气温度为８００?°Ｇ，管蜜与??烟气之间的温度梯度成为了富Ｋ亚微米颗粒热泳现??象ｆ
【参考文献】：
期刊论文
[1]烟气中钾含量对锯屑燃烧过程积灰的影响[J]. 徐晓光,李水清,熊刚,李庚达,宋蔷,姚强. 中国电机工程学报. 2009(23)
博士论文
[1]生物质燃烧过程积灰形成机理的实验研究[D]. 徐晓光.清华大学 2009
本文编号：3612420
【文章来源】：工程热物理学报. 2018,39(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１积灰实脸系鑛第意圈??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｓｈ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ??ｓｙｓｔｅｍ??
为一维炉的横截面面积奂为．．采样器投影面积??（ｍ２）；?Ａｉ为千燥基灰分。??２实验结果与讨论??２．１积灰质量与积灰率??为了研究燃料水洗预处理前后生物质灰的动态??沉积行为，针对两种燃料，本文均选取了Ｗ个积灰??时间：３０、６０、９０和１２０?ｍｉｎ。在本研究实验条件下，??除沉积在采样器上的灰外，大部分灰会被烟气携带??出反应器，本文还对这部分灰进行了收集，并将其??命名为“底灰＇经测鸯，各工况下底灰的含碳最均??小于３％，可以认为在反应器内生物质燃料已基本燃??荆图２为两种生物质原样和水洗样的积灰实物图??（积灰时间为６０?ｍｉｎ），燃用原样时，采样器上均可??以观察到明姐的块状积灰产物，积灰具有一定顿度。??将：采样器翻转１８０°后，积灰依然附着在采样器管壁??上不会掉落．采样器背风面与侧面还可以观察到小??颗粒飞灰的沉积《而对于两种生物质的水洗样，积??灰层都较薄，翻转釆样管后较易脱蔡，且采样器背??风面与侧面基本没有沉积物。??（ｂ）小麦秸秆水洗样??（Ｃ）玉米精杆原样??（ｄ）玉米秸秆水洗样??图２积灰实物图??Ｆｉｇ．?２?Ｐｉｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｄｅｐｏｓｉｔｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｐｒｏｂｅｓ??两种生物质原祥积灰质册与积灰率随时间的??变化如图３所示．可以观察到，在Ｗ个积灰时间??（３０、６０、９０和１２０?ｍｂ）下，玉米秸秆的积灰质量??和积灰率均髙于小麦猜秆，表明相比小麦秸秆，玉??米辖秆可能有更严重的积灰倾向，通过表１可以看??出》小麦秸秆的灰分含量低于玉米秸秆，囚此小麦??秸秆的积灰质最也小子玉米秸秆，而导致玉米秸秆??有更高积灰率的原因可能是其相比小麦秸秆有更高??
２３４２??工程热物理学报??３９卷??Ｋ?Ｃａ?Ｍｇ?Ｓｉ／５?Ａ１??（ｂ）玉雑秆??图５生物质原样积灰的元素构成??Ｆｉｇ．?５?Ｅｌｅｍｅｎｔ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｅｐｏｓｉｔ?ｆｒｏｍ?ｒａｗ?ｂｉｏｍａｓｓ??Ｃａ?Ｍｇ?Ｓｉ／５??（ａ）小麦秸秆??１５??ｍｉｎ的时间段内，积灰质讀增加明显减缓，在６０？９０??ｍｉｎ时间段内，积灰樂和积灰中Ｋ：禽癀的再次增加??可能是曲于积灰中的Ｋ?％?Ｓ反应生成了低熔点娃??酸盐，使得灰层处于部分熔融状态，对飞灰的捕集能??力再次．提高ａ同时，伴随着积灰的部分脱落，灰层表??面温度也会局部降低，冷凝／热泳机制会比上一个时??间段略微增强，因此积灰中Ｋ含景会出现轻微的升??高，积灰率也再次提高。而在卯￣１２〇?ｍｉｎ的时间段??内，在各个机制的共同作用下，积灰会呈现出饱和的??趋势，??１５??样积灰质置Ｍ著降低，只有原样积灰质最的约１／１０。??其次，两种生物质水洗样的积灰率随着时间逐惭??降低，积灰质景的增加也随着时间逐渐变缓并趋于??饱和，??２．２积灰产物元素构成??积灰的元素组成巾ＩＣＰ－０ＥＳ测得。两种生物质??原样不同时间下积灰的元素构成如图Ｉ所示。除了??对３０、６０、９０和１２０?ｍｉｎ四个时间下的积灰进行??测试之外，本文还对比分析了底灰的元素组成．从??图５中可以看出，无论是小麦秸秆还是玉米秸秆，??Ｗ个时间下的积灰中Ｋ含摄均远高于底灰。凝结／热??泳机制是造成这种现象的主要原因，ｒｔｉ于本文中管??璧温度为６０〇?°Ｇ，而烟气温度为８００?°Ｇ，管蜜与??烟气之间的温度梯度成为了富Ｋ亚微米颗粒热泳现??象ｆ
【参考文献】：
期刊论文
[1]烟气中钾含量对锯屑燃烧过程积灰的影响[J]. 徐晓光,李水清,熊刚,李庚达,宋蔷,姚强. 中国电机工程学报. 2009(23)
博士论文
[1]生物质燃烧过程积灰形成机理的实验研究[D]. 徐晓光.清华大学 2009
本文编号：3612420
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