生物质混煤燃烧过程中硫氯成分协同腐蚀作用机理探析

生物质混煤燃烧过程的腐蚀问题主要由燃料中硫氯成分造成,涉及气、液、固多相作用。按腐蚀形式从气相和积灰两个方面对协同腐蚀进行探讨:气相中硫氯组分共同对受热面发生侵蚀,二者还会发生反应生成硫酸盐附着于金属壁面,使高温氯腐蚀现象在一定程度上得到抑制,但当积灰中碱金属盐,硫酸盐和其他腐蚀产物共存时会产生局部液相加速腐蚀反应,同时促进气相腐蚀进行。协同腐蚀机理主要基于活性氧化作用,硫酸盐化反应,低温共熔体形成等。     

生物质混煤燃烧过程中的腐蚀作用及其影响因素探析

生物质中较高的碱金属及氯元素含量,使其在与煤混燃过程中引起了过热器管壁的严重腐蚀.综合分析了生物质混煤燃烧过程中的腐蚀作用类型,考查了腐蚀的各种影响因素,并对炉内温度、燃料成分、炉内气氛、金属材质等因素进行了探讨.     

生物质与煤混燃过程中的腐蚀及其防治措施

生物质中K和Cl的含量较高,在燃烧过程中可引起过热器受热面的严重腐蚀,限制了其在电厂中的大规模利用.生物质与煤混燃技术对上述问题有所改善,当生物质掺混比例较低时,其腐蚀机理与煤燃烧时相似,腐蚀主要是由氧化和硫化作用引起;当生物质掺混比例较高时,腐蚀主要由KCl引起,氯可穿透金属表面的保护性氧化膜,加速腐蚀.通过对生物质与煤混燃腐蚀机理的综合分析,提出了相应的防治措施:(1)加入添加剂;(2)对燃料进行预处理;(3)在金属表面喷涂耐腐蚀涂层或采用耐腐蚀钢材;(4)调整运行参数.     

沿海生物质发电锅炉空气预热器低温腐蚀

沿海湛江生物质发电锅炉的空气预热器管发生了严重的低温腐蚀问题。为了研究失效机理,对空气预热器管进行宏观检查,收集锅炉受热面积灰和腐蚀管段的样品并进行元素分析,采用经典理论公式获得烟气酸露点。此外,讨论了易潮解盐(如CaCl2)所造成的空气预热器管腐蚀机理(即潮解腐蚀)。最后,列出了生物质电厂空气预热器管低温腐蚀的一些预防措施。     

生物质锅炉过热器高温腐蚀研究

通过在1台实际运行的生物质锅炉过热器管道处进行现场挂片试验,对常用过热器管道材料12Cr1MoVG和TP316L进行了腐蚀试验研究;利用扫描电镜SEM-EDS、X荧光光谱仪和X射线衍射对腐蚀产物和过热器表面积灰的微观形貌、元素含量和组分进行分析。试验表明,过热器管道上积灰比较严重,并且从管道的迎风面到背风面,积灰层的厚度逐渐增加;12Cr1MoVG的表层灰渣下有叶片状组织生成,而TP316L表层灰渣中出现了KCl晶体;灰渣层的主要成分为K2SO4。     

烟煤/生物质混燃特性实验研究

利用热重分析法,对烟煤/生物质混燃动力学进行了实验研究.进行了不同掺混比、不同温度、不同生物质等因素的探讨.结果表明,在恒温条件下煤粉与生物质混燃不存在阶段性.生物质对煤粉有促进燃烧和燃烬的作用,随着掺混比的加大,燃烧越剧烈,越易燃烬;温度的增加有利于燃烧的进行,温度越高,燃烧强度越大;不同生物质对煤粉的促进作用不同,挥发分含量高且灰分含量低的生物质促进煤粉燃烧作用更明显.     

煤与生物质混燃过程中SO_2释放规律研究

利用管式炉-FTIR二氧化硫检测系统对神华煤与玉米杆和树皮在不同混燃比下混合燃烧时SO2的释放规律进行了研究。结果表明:混燃过程SO2释放量随着混燃比的增加而降低,其原因是煤与生物质的混合燃料含硫量有所降低。煤与生物质混燃时,自脱硫率由煤的自脱硫,生物质的自脱硫以及二者协同脱硫3部分组成,而协同脱硫效果显著。随着混燃比的增加,协同脱硫对自脱硫的贡献率先增大后减小,存在一个最大值;燃料向烟气中的硫转化率先减小后增大,存在一个最小值。神华煤与玉米杆和树皮混燃时,混燃比最佳值为50%;随着混燃比的增加,SO2开始释放的时间逐渐提前,释放所用时间也逐渐减少。     

生物质混煤在流化床锅炉中的燃烧特性

本文通过实验分析了混合燃烧对系统运行和排放的影响。结果表明,生物质(谷壳)和煤相比具有较低的燃烧特征温度和较快的燃烧速率;烟煤加入生物质(谷壳)后,燃烧特征温度降低,着火提前,燃烧速率增大,可获得更好的燃尽特性,提高了生物质的利用价值。同时污染气体的排放量相比纯煤也有所下降。     

煤粉/生物质恒温混燃NO排放的协同特性

为探讨煤粉/生物质恒温混燃NO排放的协同特性,利用管式炉实验系统对煤粉/生物质恒温混燃进行实验,探讨了掺混比、温度及煤种等因素对其影响规律.研究表明,随着生物质掺混比的增加,燃烧初期的NO析出加快,NO排放曲线呈现的拐点前移,最终NO析出率降低,煤粉与生物质NO排放的协同作用增强;温度的升高总是有助于NO的生成.随着温度的升高,煤粉与生物质NO排放的相互作用逐渐减弱;掺混生物质,能够抑制挥发分含量高的煤种NO排放,对低挥发分含量煤种的NO排放表现出促进作用.     

生物质锅炉混煤掺烧对高温腐蚀的影响及污染物排放特性研究

基于生物质直燃发电技术,以煤作为主要添加剂进行现场工业环境试验,研究生物质直燃锅炉掺烧不同品种、不同比例煤后污染物排放特性及对锅炉腐蚀性的影响,以确定掺烧煤的品种和最佳比例。研究结果表明:相对于纯燃生物质,在掺烧煤后飞灰中的Cl元素含量降低、灰熔点升高,进而可以消除高温受热面飞灰的沉积问题,有效解决固相碱金属氯化物造成的高温腐蚀;同时随着掺煤比例的提高,NOx和SO2排放量均有不同程度的增加。     

生物质与煤掺烧的实验研究

利用热重分析法,在不同条件下,对单一生物质、煤及其混合物的燃烧特性进行分析,研究了阳泉煤、稻壳、麦秆和松木屑的挥发分初析温度、挥发分最大释放速率、固定碳最大燃烧速率、燃尽温度等燃烧特性参数。由实验得知,生物质的燃烧时间比煤提前,生物质在燃烧过程中有两个明显的失重阶段,而煤只有一个明显的失重阶段。通过掺混可以使煤的着火时间缩短,着火温度降低,延长了整个燃烧的温度区间,使煤能更好地燃尽,使燃料的燃烧特性得到了优化。     

600 MW机组煤粉混燃生物质气锅炉燃烧特性研究

为研究不同生物质气喷口位置对锅炉燃烧特性影响,针对600 MW机组煤粉混燃生物质气锅炉,基于ANSYS软件数值研究了生物质气喷口位置变化对炉内温度分布、组分分布以及NOx质量浓度分布的影响,得到了生物质气喷口位置对炉内燃烧及NOx生成影响规律。结果表明:燃煤锅炉混燃生物质气对煤粉燃尽率影响不大,相比于纯煤燃烧工况,炉膛出口烟温和NOx质量浓度降低;在研究的工况范围内,随着生物质气喷口位置的升高,炉膛出口烟温上升,NOx质量浓度先降后升,燃烧器区域O2和CO质量分数降低,CO2质量分数上升;当生物质气喷口位于第2层一次风喷口处时,炉内混燃状况最好,炉膛出口NOx质量浓度最低。     

生物质掺氨燃烧特性试验研究

燃煤锅炉是中国CO₂的主要排放源之一,氨和生物质作为无碳、清洁替代能源用于燃煤锅炉,是中国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要技术途径。为探究氨与其他燃料掺烧的可行性,利用清华大学25kW一维炉系统,通过调节气体流量、更换不同口径的氨气喷头,研究一种生物质燃料(玉米秸秆粉)与氨在多种掺烧比(热值比0～40%)和不同氨喷入速度下的燃烧特性、污染物及细颗粒物生成特性。结果表明,相较纯生物质燃烧,氨的掺入会吸收一部分热量用于自身预热,引起炉膛内烟气温度分布发生变化;提高氨的掺烧比,尾部烟气中NO_x的浓度近似线性增长,NH₃浓度无明显增加,飞灰中PM_1～10质量占比增大,在氨的掺烧比低于40%时,烟气中NH₃浓度不高于2mg/m³,不存在氨逃逸现象,但纯氨燃烧会导致烟气中NH₃浓度激增。氨的掺混情况也会对烟气中NO_x浓度产生影响,当氨喷入速度与一次风速差越大,物料之间混合越不均匀,烟气中NO_x浓度越低,...     

多种生物质与煤掺混燃烧特性研究

采用热重分析法研究了煤和污泥、秸秆、药渣3种生物质掺烧时的燃烧特性.结果表明:煤在燃烧过程中仅有1个明显的失重峰,为挥发分和焦炭同时燃烧形成;而污泥、秸秆和药渣均有3个明显的失重峰,其中第1个峰是水分析出引起,第2个峰为挥发分的析出与燃烧阶段,第3个峰为固定碳的燃烧阶段;秸秆挥发分和固定碳燃烧对应的失重峰相邻较近,而污...     

生物质与煤混合燃烧过程中灰沉积特性的研究

在生物质与煤混合燃烧过程中,生物质中的碱金属和Cl是引起锅炉受热面严重灰沉积的根本原因。通过对灰沉积过程和沉积机理的综合分析,表明碱金属和Cl的析出对灰沉积过程起主要作用;在混燃过程中,不同燃料的灰分之间会发生反应:析出的碱金属氯化物会被SO2硫酸盐化,或与煤中的矿物质发生反应生成高熔点的碱金属硅铝酸盐,从而在一定程度上抑制了锅炉表面的灰沉积。同时探讨了混燃过程中灰沉积特性的影响因素,认为燃料特性、混合比例和燃烧温度对灰沉积特性影响显著。     

燃用神华煤的锅炉受热面污染特性试验研究

针对国华定洲发电厂2×600 MW机组锅炉燃用神华煤比较严重的结渣、积灰问题,在1号锅炉上进行了锅炉受热面污染特性测试.通过受热面污染监测模型,监测各受热面的污染增长特性和污染上、下限,并检验吹灰器的吹扫效果.试验数据可为优化吹灰模式、保证锅炉安全经济运行提供依据.     

生物质锅炉过热器气相HCl腐蚀试验的动力学研究

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件,对锅炉常用20G管材进行了腐蚀试验研究.运用化学动力学及热分析的基本原理对试验数据进行处理,得出了20G管材在气相HC1中腐蚀遵循的是二雏扩散模式的结论.计算出反应的活化能和指前因子,得出腐蚀动力学表达式,分析了氯化腐蚀的过程和机理.     

TP316L 在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件,对奥氏体不锈钢TP316L进行腐蚀试验研究.通过试样的增重量,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进行了分析.试验表明:(1)TP316L 对气相HCl和反应温度比较敏感,随着反应温度的增加,TP316L 的抗腐蚀性能明显降低,但总体上耐腐蚀性能良好;(2)气相中的SO2 会对氯化腐蚀产生抑制作用.     

我国生物质发电现状分析及研究

即将发布的《可再生能源发展"十二五"规划》规定:到2015年底,我国生物质发电的装机容量要达到13000MW,到2020年底达到30000MW,因此未来十年将迎来我国生物质发电事业建设的新高峰。本文针对当前我国生物质发电的现状,分别从我国目前生物质发电的装机容量及分布、生物质发电的政策、生物质发电的投资和建设等方面进行了探讨;并对当前我国生物质发电在运营上存在的问题进行了分析,对比了生物质混燃发电的优势。最终对未来我国生物质发电在成本、设计、建设及运行等各方面提出了相关建议。     

生物质与煤流化床共气化特性的试验研究

为了提高生物质的气化效率,掺杂煤作为惰性粒子,在流化床上进行了不同温度和生物质与煤不同质量比的气化试验,得出了各工况下气体产率及气化特性,分析了温度和质量比对二者的影响。结果表明:当气化温度在800～900℃之间时,温度提高,气化效率增加;当生物质与煤质量比为3∶1时,气化效率最佳。