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    生物质颗粒燃料燃烧沉积形成机制和过程
    浏览: 发布日期:2018-11-27
    沉积物形成机制
     
            沉积物的形成主要是燃烧过程中形态变化和灰分输送的结果。应从两个方面分析生物质颗粒燃料燃烧的形成机理。
     
            第一个是内部因素,即秸秆等生物质含有沉积物质的条件。例如,农作物秸秆几乎含有土壤和水分中所含的各种元素,其中金属元素K、 Na、 Ca、 Mg,非金属元素Cl、 N、 S等,它们大多是活性的,很容易形成KC1、 NaCl、 NOx、 HC1含碱金属元素。碱金属是材料沉积的基础。诸如Cl的非金属元素具有促进碱金属流动的能力。
     
            第二个是外部温度,即炉子提供的温度和热力学条件,使碱金属挥发,在热空气中游动的矿物质有机颗粒有驱动力到达加热表面,并具有热化学反应的温度条件。通过内部、外部原因的有机配合形成沉积。
     
            可以看出,生物质燃烧过程的沉积具有其形成的必然性和复杂性。只要生物质燃烧,就会发生沉积。因此,在生物质燃烧设备的运行过程中,沉淀是不可避免的;当然,不同的燃烧设备没有。完全相同的内部、因子,因此沉积的状态和不同燃烧设备的形成过程是不一样的。解决沉积物的技术路线主要考虑上述分析的内外因素。必须采用破坏这两个形成因素的大气和动力场,即采取相反的技术措施,一是减少内因的基础,二是降低炉温,避免炉子。热力学力的驱动力太强,第三是及时清除沉积的沉积物,从而减少了、的预防,消除了沉积,确保了燃烧设备的稳定可靠运行。
     
            在实践中,发现在生物质燃烧过程中,特别是秸秆形成颗粒燃料,在炉内巨大气流的作用下,烟气中粒径较大的颗粒由于惯性而撞击加热面。并且一部分颗粒撞击加热表面,它反弹回到烟道气中,另一部分粘在加热表面上,与烟道气中的酸性气体形成低熔点化合物或低熔点共晶。这些沉淀物通过长时间的高温烟道气烧结,形成沉积在加热表面上的致密结晶盐。在高温对流烟气中,烟气温度一般高于800°C,加热表面的壁面温度一般为550至650°C。由于碱金属离子(Na +、 K +)在飞灰在高温下处于气态,在约730℃发生冷凝。当烟气进入对流烟道并遇到低于700℃的受热表面时,碱金属离子将在表面凝结,碱金属形成化合物沉积在受热表面上,而灰分颗粒与其他一些混合组件粘在一起。加热面。这些沉积物通过长期高温烟道气酸化和烧结,形成致密的灰层。烟道气的温度越高,灰分中的碱金属越多,烧结时间越长,沉积物越厚,去除的难度越大。
     
    生物质颗粒燃料
     沉积形成过程
     
            基于观察和实验室结果的分析,沉积主要通过冷凝和化学反应机制形成。冷凝是指在热交换表面上冷凝气体的过程,因为传热表面上的温度低于周围气体的温度。化学反应机理是指已经冷凝的气体或沉积的飞灰颗粒与流过它的烟道气中的气体反应。
     
            形成沉积的加热表面由不同直径的球形晶粒组成。这些晶粒被无序排列,一些具有较大动能的晶粒从原始位置逸出并与其它晶粒聚集形成热表面。凸起,但在原始位置形成空位,就像一个洞穴。随着温度的升高,晶粒中具有较大动能的晶粒的比例增加,并且洞穴的数量增加。表面会更不均匀。凹陷部分具有接收、保护沉积物的效果,其更可能形成沉积物。当高温烟气中的飞灰颗粒遇到热的加热表面时,它们大部分聚集在加热表面的凹陷处形成沉积物;灰尘颗粒落在凸面上,部分粘性剪切力和烟道重力为、。飞灰颗粒在冲击力的作用下脱落并返回高温烟气。另外,在沉积物的初始形成时,由于沉积在受热表面上的表面小于、,因此壁表面温度较低,并且颗粒表面的粘度不足以捕获大颗粒。、粘附在冲击壁上,因此主要是小颗粒占优势。随着表面上的沉积变得越来越厚,粘度增加。当大颗粒与壁表面碰撞或碱金属硫酸盐和氯化物在高温烟道气中凝结在壁上时,发生附聚。并逐渐增加。
     
            更多的沉降降低了加热表面的传热性能,壁面温度升高,沉积表面熔化,粘度增加,并且越来越多的飞灰颗粒结合,导致沉降和结块。最终覆盖整个表面。
     
            形成在加热表面上的沉积物通过不同尺寸的颗粒的聚集形成。在附聚物之间存在一些小孔,并且表面呈蜂窝状。附聚颗粒的表面熔化并且粘度增加。它为沉积物的进一步生长提供了有利条件。当烟气遇到具有大粘度的沉积表面时,也捕获烟道气中的大颗粒。
     
            具体而言,沉积物的形成主要是在燃烧过程中形态变化和秸秆中灰分的输送的结果。形成过程可分为四种类型:粒子冲击、气体凝结、热迁移和化学反应。


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