烘焙生物质-煤混烧条件下灰的腐蚀行为
韩京昆
王津汉
于敦喜
王绍壮
喻鑫
吴建群
徐明厚
华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074
摘要：生物质经烘焙后物化特性显著改善,可大规模替代煤炭进行燃烧发电,降低CO2排放.然而,燃烧过程中灰沉积、腐蚀等问题亟需解决,烘焙过程对生物质燃烧中腐蚀行为的影响尚缺乏系统的研究.鉴于此,选取玉米秆、麦草2种典型生物质,在固定床反应器上制备其烘焙样,通过逐级提取结合ICP-MS、IC测试,探究烘焙对生物质中关键成灰元素的赋存形态及含量的影响.在沉降炉系统进行烘焙前后生物质、2种动力用煤单烧以及各生物质样品与煤混烧试验,并收集其总灰.选取12CrMoVG钢为腐蚀试验金属材料,使用基于水平管式炉的腐蚀试验系统,探究了 550℃时,HC1存在的模拟烟气气氛下,单烧灰负载的腐蚀情况,以及HC1、SO2共同存在的模拟烟气气氛下混烧灰负载的腐蚀情况,称重获得各工况下腐蚀增重,并通过SEM-EDS分析了腐蚀后样品形貌及成分特征.最后,通过不同HC1浓度下的腐蚀试验,揭示了烘焙对生物质-煤混烧的腐蚀倾向影响.结果表明,玉米秆和麦草中C1和K含量较高.经过270℃烘焙,玉米秆和麦草中C1分别释放了 17.84％和38.76％;S分别释放了 7.78％、20.98％;Na、Mg、K、Ca、Fe总量基本不变,少量水溶态K转化为离子交换态,部分水溶态的Mg、Ca向盐酸溶态转化.相同气氛条件下,由于烘焙生物质灰中AAEM(碱及碱土金属)含量略升高,其腐蚀增重相较于原生物质呈增加趋势.混烧工况的腐蚀增重显著低于单烧工况,主要是由于气氛中SO2的存在导致了硫酸盐化反应,减轻了腐蚀程度.烘焙对生物质单烧和混烧的灰成分影响较小,因此对腐蚀程度的影响有限;但腐蚀气氛中Cl的增加能显著促进腐蚀行为,由于烘焙能够脱除生物质中部分C1,因此烘焙有减轻生物质燃烧腐蚀倾向的潜质.
关键词：烘焙生物质煤混烧腐蚀行为灰沉积灰成分
分类号：TK114(热能、热力工程)
资助基金：国家自然科学基金(52036003)国家自然科学基金(52006080)中国博士后科学基金资助项目(2021M691123)
论文发表日期：2022-05-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 41-48 )
英文信息