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防治生物质燃料结焦、积灰、焦油
更新时间:2022-05-07 浏览数:
随着国民经济的快速发展和能源消耗的快速增长,石化燃料资源的日益耗尽,可再生资源的利用已成为国民经济可持续发展的一个重要课题。随着科学技术的不断进步,燃烧生物质燃料的热电企业如雨后春笋般涌现。对于的电站锅炉来说,充分利用生物质燃料是员工面前的一个重大课题。本文分析了秸秆、稻壳等可再生资源在循环流化床锅炉中的应用。

       1生物质燃料的燃烧特性

       1.1含碳量少,含固定碳少,稻壳燃料热值低,放热量少,需要增加燃料量。

       1.2氢含量稍高,挥发性明显,生物质燃料容易点燃。在燃烧初期,挥发性分析产量较大,在空气和温度不足的情况下容易产生黑边火焰。

       1.3氧含量高,氧含量是燃料中的杂质。由于生物质燃料密度低,炉内燃料量大,燃烧时需要相对较多的空气量,使材料完全燃烧。

       1.4这种燃料密度小,易燃烧和燃烧,灰渣中残留的碳量较少。

       2.壳体燃料的燃烧过程

       稻壳燃料的燃烧过程也是一种强烈的热化学反应。除了燃料的存在,燃烧必须有足够的热量供应和适当的空气供应。可分为:燃烧准备阶段(挥发分析)、焦炭(固定碳)燃烧阶段和燃烧阶段。当稻壳和生物质颗粒的混合燃料(以下简称燃料)送入炉内时,首先吸收炉内的热量,燃料中的水蒸发,挥发分逸出。当燃料加热到一定温度时,它开始着火并进入燃烧阶段。首先,挥发点着火燃烧,释放大量热量直接加热焦炭,使焦炭迅速燃烧。

       燃烧阶段是一个强烈的放热阶段,主要取决于燃料和氧气的化学反射速度和与空气的接触速度。当炉内温度高,氧气供应充足,与燃料混合强烈均匀时,燃烧速度快;相反,燃烧速度主要较慢。随着燃烧的进行,少量被灰包围的固定碳在燃烧阶段继续燃烧,直到燃烧。上述三个阶段是连续的 ** 限制,也是交错的。

       在250℃时热分解开始,在325℃时就已十分活跃,350℃挥发性分数可以沉淀80%。可以看出,挥发性分析时间短。如果空气供应不当,有机挥发性物质很容易不燃烧而排出,排烟为黑色,严重时为浓黄色。因此,在燃烧生物质燃料的设计中,必须有足够的扩散空气供应,燃烧室必须有足够的体积和一定的火灾阻挡,以便有足够的燃烧空间和燃烧时间。

       挥发物逐渐沉淀和燃烧后,燃料的剩余物是松散的焦炭。气流运动会将部分碳颗粒包裹在烟道中,形成黑色絮凝剂,因此强通风会降低燃烧效率。固定碳燃烧受灰包装和空气渗透困难的影响,容易留下残留的碳。在循环流化床中,由于二次破碎,这个问题可以很好地解决。

       从以上分析可以看出,稻壳燃料在直接燃烧过程中存在挥发分逸出过快、空气供应和供应方式第一阶段存在差异。这些问题在一般炉型中很难解决。高密度压缩成型生物质颗粒燃料由于压缩密实,限制了挥发分逸出速度。此外,空气流通有一定的通道,燃烧过程相对稳定,可以改善需氧量的波动。

       锅炉燃烧生物质燃料后,锅炉原有的燃烧状态发生了变化。由于生物质挥发性高,易点燃,为保持燃料充分燃烧奠定了基础,混合燃料的燃烧度大大提高。

       3锅炉床料的解决办法

       石英砂作为锅炉的辅助燃料,不仅可以通过石英砂吸收稻壳在燃烧过程中产生的热量来控制床温,还可以满足循环流化床锅炉的底部材料要求,降低成本。经过合理的空气分配和仔细的调整,生物质燃料可以完全燃烧,锅炉负荷、主蒸汽温度、压力、排烟温度和灰渣碳含量符合原设计要求。

       4防止结焦和焦油产生的方法

       4.1锅炉容易结焦的部分是对流过热器和高温节煤器。在实际工作中,可以在生物质燃料中混合一定比例CaO,可根据比值控制灰熔点(SiO2 Al2O3)/CaO判断,当值在1.6~2.13灰熔点之间最低。对于固态排渣炉,只要不在值范围内;控制炉温低于软化温度100℃以上,循环流化床锅炉运行时炉温900~1000℃,生物质燃料灰的软化温度很高,高于炉温400℃因此,燃烧100%的生物质颗粒不易结焦。

       4.2焦油是气化过程中生物质不可避免的副产物。由于焦油在高温下呈气态,与可燃气体完全混合燃烧;对于一般生物质,在500℃焦油产品最多,高于或低于此温度的焦油相应减少;锅炉炉温度大于800℃,而且在富氧燃烧区,产生的少量焦油可以在炉内燃烧,对锅炉尾部受热面影响不大。

       5生物质燃料对尾部受热面的磨损

       生物质燃料的灰含有大量的灰SiO2,对锅炉尾部加热面的磨损影响很大。设备本身最有效的方法是安装防磨瓷砖。可通过降低烟气流量和飞灰颗粒直径来控制。

       结束语

       生物质是可再生的,对环境友好的清洁能源,除了传统的直接燃烧,近年来发展了生物质热解、气化、快速热解液化、氢等技术路线,各路线采用固定床、流化床、移动床、气流床等工艺,形成了丰富多彩的技术类别。