湍流气流中生物质颗粒热解过程碱金属析出规律
张新德1
吴玉新2
郭慧娜2
吕建燚3
1.华北电力大学 环境科学与工程系 河北省燃煤电站烟气多污染物协同控制重点实验室,河北 保定,071003;清华大学 能源与动力工程系,北京 1000842.清华大学 能源与动力工程系,北京 1000843.华北电力大学 环境科学与工程系 河北省燃煤电站烟气多污染物协同控制重点实验室,河北 保定,071003
摘要：生物质作为一种洁净零碳可再生能源,在优化能源结构、减少碳排放方面具有重大意义.我国作为农业大国,具有丰富的生物质资源,但其相对于煤炭具有碱金属含量高、易结渣的特性,容易造成锅炉设备的腐蚀与损坏.为研究湍流热解条件下生物质颗粒的碱金属析出特性,利用四风扇对冲电加热试验装置在 200～900℃的湍流条件下开展了 6 mm球形荷木颗粒的热解试验.采用SEM-EDS、ICP-OES、IC等检测方法探究了不同热解条件及热解阶段下碱金属的赋存、释放和转化机制.结果表明:荷木中Na元素占碱金属物质的量分数的 86%,以水溶性Na为主,其次是Ca、K、Mg.在热解过程中,NaNO3 最先释放,并且在 400℃时达到最大释放量.随温度进一步升高,NaCl与Na2CO3 相继释放,各释放峰值与其熔点正相关,并且在水溶性钠释放时氨溶性Na会向水溶性Na转化.在 600、800 和 900℃时Na的总释放率分别达到 58.25%、65.15%和 71.13%.通过对比在自然对流与湍流热解环境下Na的释放率发现,生物质颗粒升温过程中,湍流热解条件下的Na释放率始终高于自然对流环境下的Na的释放率,这是由于湍流热解条件下颗粒升温更快且孔隙率明显增加.但相同环境温度下,湍流和对流热解条件下Na的最终释放率差异不显著,表明温度仍然是碱金属最终释放率的决定性因素.
关键词：生物质热解碱金属赋存碱金属释放湍流
分类号：TK6(生物能及其利用)
资助基金：华能集团总部科技项目(HNKJ23-H71-U23GCZH03)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 24-32 )
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