• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
鸡粪对小麦秸秆燃烧过程中结渣机理
  • 106
  • 作者

    杨自强李风海马名杰赵薇刘雪飞

  • 单位

    河南理工大学化学化工学院菏泽学院化学化工学院

  • 摘要
    双碳背景下,生物质作为煤炭资源的可替代清洁能源,其高效利用成为目前研究的热点。生物质通常含有较高的碱金属和碱土金属含量,在燃烧过程中易造成结渣、堵渣问题。为此,在对小麦秸秆(XM)燃烧过程中灰熔融温度(AFT)及其结渣机制的研究基础上,借助X射线衍射仪(XRD)、共聚焦拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)等实验性表征方法,结合FactSage热力学软件计算氧化气氛下随鸡粪(JF)的加入小麦秸秆灰熔融过程中矿物质迁移转化行为。研究结果表明:当JF添加质量比>15%时,变形温度(DT)> 1000 ℃,满足流化床运行要求。随着JF含量的增加,镁黄长石(Ca2MgSi2O7)和镁硅钙石(Ca3MgSi2O8)等高熔点(MP)长石类矿物质的生成是XM四种特征温度升高的主要原因。从硅酸盐角度分析,JF的加入促使灰样中桥氧键以及硅酸盐聚合度增加,导致混合灰样的AFT升高。根据灰渣的组成和灰熔融特性,并借助SEM对灰渣表面微观形貌进行观察,发现随着JF含量的增加,950 ℃时灰渣表面由紧密光滑变为疏松多孔且粗糙,极大程度缓解了生物质结渣、烧结等问题。结合热力学软件FactSage计算不同温度下矿物质组成和液相含量,发现加入JF提高了液相总含量。高熔点矿物质发生低温共熔现象,导致FT升高范围小于DT。鉴于以上结论,通过实验和热力学计算对生物质燃烧过程中的AFT变化和结渣机制进行研究,以期为生物质能源的规模化应用提供数据支持。
  • 关键词

    生物质鸡粪燃烧灰熔融特性结渣机制

  • 文章目录
    1实验原料与方法
    1.1 实验原料及特性分析
    1.2灰样制备
    1.2.1 混合灰样的制备
    1.2.2 高温灰样的制备
    1.3灰熔融温度测定
    1.4 灰样分析方法
    1.4.1 X 射线衍射仪 (XRD)分析
    1.4.2 激光拉曼(Raman)分析
    1.4.3扫描电子显微镜(SEM)分析
    1.5 热力学模拟计算
    2 结果与讨论
    2.1 实验灰熔融温度变化分析
    2.1.1 两种原料的灰熔融特性
    2.1.2 JF对XM的灰熔融温度影响
    2.2 混合灰样熔融过程中矿物质转化分析
    2.3 混合灰样的拉曼(Raman)分析
    2.4混合灰样的形貌分析
    2.4.1 灰渣的宏观形貌分析
    2.4.2 灰渣的SEM微观形貌分析
    2.5 混合灰样的FactSage热力学计算
    2.5.1 样品的平衡计算组成
    2.5.2 液相含量变化
    3 结论
  • 引用格式
    杨自强,李风海,马名杰,赵薇,刘雪飞.鸡粪对小麦秸秆燃烧过程中结渣机理[J/OL].煤炭学报:1-16[2023-06-03].DOI:10.13225/j.cnki.jccs.BE23.0426.
相关问题

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联