小麦秸秆燃烧过程中碱金属释放特性

摘要：

生物质作为可再生洁净能源,在中国能源结构中将占据越来越重要的地位.生物质中碱金属元素(主要是K)含量丰富,是生物质灰的主要成分.由于碱金属无机盐(如KCl)具有较低的熔点,因此生物质内碱金属极易在燃烧中释放,此特性给生物质能源的开发及利用带来了严重的技术安全问题.在生物质燃烧过程中,部分碱金属灰分气态释放后,易于凝结、吸附并沉积在锅炉炉膛受热表面,造成玷污、结垢及积灰等问题,严重影响锅炉的换热,甚至造成腐蚀.因此,研究生物质燃烧过程中碱金属元素的释放规律及机理,将为我国生物质的清洁高效利用提供有力的理论支持,具有较好的社会经济及学术意义.以小麦秸秆为试验对象,研究生物质燃烧过程中碱金属的释放特性,通过水平管式炉及XRD、SEM-EDS等检测手段,研究了燃烧温度400 ～900℃碱金属的释放特性.结果 表明,碱金属K主要以水溶性形式存在,碱土金属Ca、Mg主要以醋酸铵溶及水溶性形式存在.水溶性K主要以KCl、KNO3、K2SO4和K3PO4的水合离子或晶体存在.燃烧过程中,400℃内主要释放有机K及少量无机K,400 ～600℃时,K释放主要以KNO3的无机K为主,600℃以上时主要以KCl和KNO3释放.碱土金属Ca和Mg会形成较稳定的化合物,不易释放.通过对灰渣表面元素富集状况分析可知,K与Cl含量同步变化:600℃内,K与Cl含量同步增长,主要因为有较多碱金属化合物以KCl的形式析出;高于600℃时,灰渣表面K与Cl含量减少,主要因为KCl与SiO2等发生反应或直接以KCl的形式释放.

关键词：小麦秸秆、碱金属、赋存形态、释放特性

所属期刊栏目：25

分类号：TK6(生物能及其利用)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51736010

在线出版日期：2019-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：62-68