生物质灰成分测试中的偏差问题分析

灰成分是表征燃料特性时常用的一项重要指标,但生物质的灰成分分析结果总和常远低于100%,经分析发现主要是由于在生物质灰成分分析中忽略了氯的含量以及不准确的碱金属化合物表示两种原因造成的。该文确认了生物质低温成灰的重要性,然后参考煤和生物质各自的分析标准对常见的2种煤和3种生物质的灰成分进行了分析,发现部分生物质灰成分偏差达到20%以上。选取麦草灰做X射线衍射(XRD)物相分析,结果表明生物质灰中碱金衍属的氯化物远高于其氧化物。结合XRD分析结果,发现将氯作为灰成分的一项来计量仍有不合理之处。在分析对比灰成分的表达形式后,提出生物质灰成分中需要同时计算碱金属的氯化物和氧化物的结论,并尝试给出了碱金属的氯化物和氧化物的计算方法和分配原则。通过在利用该方法重新计算3种生物质的灰成分后,得到了比较合理的结果。     

富磷添加剂对麦秆燃烧过程中碱金属迁移转化行为的影响

通过研究3种富磷添加剂与麦秆中碱金属的化学反应机制,分析磷对麦秆燃烧过程中碱金属迁移转化行为的影响。富磷添加剂包括：磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2·H2O)、磷酸三钙(Ca3(PO4)2)。利用电感耦合等离子体发射光谱(inductively coupled plasma optical emission spectrometer ICP-OES)、X 射线衍射(X-ray powder diffraction,XRD)以及扫描电子显微镜X射线能谱(scanning electron microscopy , energy dispersive X-ray SEM-EDX)等分析检测手段,对燃烧底灰中碱金属(K 和 Na)含量、产物物相、微观形貌及特征区域元素分布进行分析。在800℃进行麦秆与富磷添加剂的混烧实验。研究结果表明,适量富磷添加剂的添加对麦秆中碱金属具有捕集作用,抑制碱金属以气态形式析出,还可以抑制麦秆底灰发生烧结。富磷添加剂与麦秆中碱金属发生化学反应可生成高熔点 K-Ca-P 的化合物。NH4H2PO4和Ca(H2PO4)2·H2O与麦秆中碱金属反应主要生成 CaK2P2O7;Ca3(PO4)2与麦秆中碱金属反应主要生成Ca10K(PO4)7、Ca10Na(PO4)7和 Ca5(PO4)3Cl。碱金属磷酸盐的生成说明了富磷添加剂对麦秆燃烧过程中碱金属捕集作用的机制。     

生物质及其与煤掺烧的灰熔融特性研究

采用YX-HRD灰熔融性测定仪对麦秆、稻秆、杨木屑等7种常见的生物质灰及其与煤掺烧后灰的熔融特性进行了检测。结果表明:煤的结渣判别指数不能完全、可靠地预测生物质及其与煤掺烧的结渣特性。根据生物质灰成分,对灰熔融温度的Pearson相关系数推导出生物质结渣判别指数A=(MgO+Al2O3+Fe2O3)/(CaO+P2O5)。生物质的加入在不同程度上降低了煤的灰熔点,在低配比范围内随生物质添加量的增多掺混煤灰熔点逐渐降低。随秸秆类生物质掺混比增加,碱金属氧化物含量增加使掺混煤灰熔点降低的作用减弱,但同时A值却较高,因而混煤灰熔点反而升高。秸秆类生物质的掺混比例在20%以下,酒糟、花生壳与杨木屑的掺混比例分别在40%、60%、60%以下都可避免严重结渣。     

循环流化床锅炉N_2O减排技术的比较研究

详细介绍了N2O的高温分解、催化分解(金属氧化物、Co-Mg/Al类水滑石衍生复合氧化物及循环灰)、改进燃烧(采用分级燃烧、反向分级燃烧、生物质和混合爆燃烧、CFB解耦燃烧、烟气再燃及低过量空气系数燃烧)技术在NO减排过程中的作用,对循环流化床锅炉NO减排技术的发展前景进行了展望。     

磷基钙盐对玉米秸秆燃烧过程中颗粒物排放特性的影响

秸秆生物质燃烧通常产生较多的粉尘颗粒物,限制了其在燃烧供热和发电领域的应用。为研究磷基钙盐对生物质燃烧颗粒物排放特性的影响,使用固定床燃烧系统并结合低压冲击颗粒物收集装置(DLPI),研究3种磷基钙盐(CaHPO_4、Ca(H_2PO_4)_2、Ca_3(PO_4)_2)对玉米秆燃烧颗粒物排放特性的影响。使用X射线荧光光谱仪(X-ray fluorescence,XRF)以及X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)等分析检测手段,对灰分的化学及晶相组成进行分析。研究发现3种添加剂均在不同程度上降低了颗粒物总量PM_(10),特别是PM1的排放量。当P/K物质的量比为1时,Ca(H_2PO_4)_2的减排效果优于CaHPO_4和Ca_3(PO_4)_2,减排PM_1最高可达51.93%,减排PM_(10) 44.09%。分析表明颗粒物减排机理主要为磷基钙盐与生物质灰中钾盐反应生成高熔点的KCaPO_4,K_2CaP_2O_7,Ca_9MgK(PO_4)等磷酸盐,有效减少了钾盐向烟气中的释放和细颗粒物的形成。综合考虑经济性和减排效果,建议按照P/K物质的量比等于1的比例在玉米秆生物质中添加磷酸二氢钙或磷酸一氢钙,以此减少颗粒物排放。研究结果可为玉米秸秆燃烧过程中颗粒物排放控制提供理论支撑。     

灰化条件对稻壳灰和稻秆灰理化特性的影响

采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等实验方法研究了不同灰化温度(600和815℃)下制得的稻壳灰和稻秆灰的理化特性。通过马弗炉灼烧实验考察了灰化温度和灰化时间对稻壳和稻秆灼烧后的灰分量及其表观形貌的影响,并基于灰成分对2种生物质灰的结渣特性进行对比分析。结果表明:不同灰化条件对生物质灰的灰分量、灰组成、灰熔点、物相变化和积灰结渣等特性均有较大影响;灰分量随着灰化温度和时间的增加而降低,稻壳灼烧后的灰分量明显高于稻秆;灰化温度高于600℃时,灰样逐渐出现烧结结构,815℃时灰颗粒表面逐熔融,黑色碳颗粒逐渐暴露而被氧化去除;相同温度下灼烧,2种灰的颜色均由黑变为灰白,最后呈浅红色;稻秆灰中K、Na、Ca等碱金属和Cl含量明显高于稻壳灰,更易造成设备腐蚀;灰化温度对灰的结渣特性影响较小;600℃灰化时形成絮状颗粒,815℃的灰表面发生软化熔融,絮状物减少,逐渐有碱金属物质析出,并以熔融状态粘结形成块状结构。     

海藻生物质灰熔融特性分析

通过灰成分分析、X射线衍射方法、热显微镜观察及TG-DTG-DTA联用试验,对3种海洋生物质--海藻的灰熔融过程进行了研究。研究表明：海藻灰渣中都有大量碱金属氯化物结晶相,随着灰化温度的升高,结晶相强度减弱,发生了碱金属的蒸发,因而海藻热化学转化能源利用时必须考虑碱金属的蒸发问题。海藻的灰熔点较低,我国国家标准(GB)与美国ASTM标准规定的灰化温度都不适合海藻类生物质,同时江蓠与马尾藻在较高灰化温度下,生成了较多的高熔点物,影响了灰熔点的判断。低温(530 ℃)下制得灰样的灰熔点更具有参考性。此外,各海藻结渣特性与灰熔融特性相差较大,江蓠与马尾藻灰的变形温度与半球温度相差很大,条浒苔则相差很小。     

Na_2O质量分数对高碱煤灰烧结强度影响

为研究Na_2O质量分数对高碱合成灰烧结强度的影响,将不同Na_2O质量分数的合成灰制成灰柱并在管式炉中进行烧结实验,使用微机控制万能测试机对灰柱烧结强度进行了测试,使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对合成灰的矿物质组成以及微观形貌进行了检测和观察。结果表明:随着Na_2O质量分数的增加,灰柱烧结强度不断增加,灰中含钠物质逐渐由钠长石转化为霞石,含钙物质逐渐由钙长石转化为硅灰石和钙黄长石;霞石、硅灰石、钙黄长石等矿物质形成的低温共熔体会使体系中产生大量液相,促进灰质点扩散过程,使灰柱烧结强度增大;随着Na_2O质量分数的增加,灰颗粒间孔隙不断减小,表面由粗糙疏松变得光滑致密。     

TP347 H在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性(Ⅱ)

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件以及过热器管壁沾灰状况,在500～600℃范围内对奥氏体不锈钢TP347H进行了腐蚀试验研究.通过测定试样的增重量,得出了腐蚀动力学曲线;利用配有能谱分析仪的扫描电镜和X射线衍射仪,对试样腐蚀后的形貌结构、元素含量和腐蚀产物的组成成分进行了分析.结果表明,当试片表面存在生物质灰时,TP347H的腐蚀速率比无灰大大增加;沾有生物质灰的TP347H对反应温度非常敏感,随着反应温度的增加,TP347H的抗腐蚀性能逐渐降低.     

中空结构纳米PtNi催化剂对乙醇电氧化性能研究

以H_2PtCl_6·6 H_2O和Ni C_4H_6O_4·4 H_2O为金属前驱体,XC-72R作为载体,Na_3C_6H_5O_7作为络合剂,KBH_4作为还原剂,采用两步浸渍还原法合成具有中空结构的Pt Ni/C纳米催化剂。使用透射电子显微镜法(TEM)、X射线衍射法(XRD)、能量散射X射线谱(EDX)和X射线光电子谱法(XPS)对其进行物理表征,循环伏安曲线(CV)和计时电流曲线对其在酸性乙醇中进行催化氧化性能测试,结果显示Pt Ni纳米粒子具有中空结构,其对酸性乙醇的催化氧化能力及稳定性较一步浸渍还原法合成的纳米催化剂都有所提高。