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期刊简介

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    中国煤炭科工集团有限公司

  • 主办

    煤炭科学研究总院有限公司
    煤炭工业洁净煤工
    程技术研究中心

  • 主编

    解强

  • 刊期

    月刊

  • ISSN

    1006-6772

  • CN

    11-3676/TD

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烘焙生物质-煤混烧条件下灰的腐蚀行为

2022年 第03期
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作者:
韩京昆
王津汉
于敦喜
王绍壮
喻鑫
吴建群
徐明厚
单位:
华中科技大学能源与动力工程学院
摘要:

生物质经烘焙后物化特性显著改善,可大规模替代煤炭进行燃烧发电,降低CO2排放。然而,燃烧过程中灰沉积、腐蚀等问题亟需解决,烘焙过程对生物质燃烧中腐蚀行为的影响尚缺乏系统的研究。鉴于此,选取玉米秆、麦草2种典型生物质,在固定床反应器上制备其烘焙样,通过逐级提取结合ICP-MS、IC测试,探究烘焙对生物质中关键成灰元素的赋存形态及含量的影响。在沉降炉系统进行烘焙前后生物质、2种动力用煤单烧以及各生物质样品与煤混烧试验,并收集其总灰。选取12CrMoVG钢为腐蚀试验金属材料,使用基于水平管式炉的腐蚀试验系统,探究了550 ℃时,HCl存在的模拟烟气气氛下,单烧灰负载的腐蚀情况,以及HCl、SO2共同存在的模拟烟气气氛下混烧灰负载的腐蚀情况,称重获得各工况下腐蚀增重,并通过SEM-EDS分析了腐蚀后样品形貌及成分特征。最后,通过不同HCl浓度下的腐蚀试验,揭示了烘焙对生物质-煤混烧的腐蚀倾向影响。结果表明,玉米秆和麦草中Cl和K含量较高。经过270 ℃烘焙,玉米秆和麦草中Cl分别释放了17.84%和38.76%;S分别释放了7.78%、20.98%;Na、Mg、K、Ca、Fe总量基本不变,少量水溶态K转化为离子交换态,部分水溶态的Mg、Ca向盐酸溶态转化。相同气氛条件下,由于烘焙生物质灰中AAEM(碱及碱土金属)含量略升高,其腐蚀增重相较于原生物质呈增加趋势。混烧工况的腐蚀增重显著低于单烧工况,主要是由于气氛中SO2的存在导致了硫酸盐化反应,减轻了腐蚀程度。烘焙对生物质单烧和混烧的灰成分影响较小,因此对腐蚀程度的影响有限;但腐蚀气氛中Cl的增加能显著促进腐蚀行为,由于烘焙能够脱除生物质中部分Cl,因此烘焙有减轻生物质燃烧腐蚀倾向的潜质。

关键词:
烘焙生物质
煤混烧
腐蚀行为
灰沉积
灰成分
作者简介:
韩京昆(1993—),男,湖北随州人,博士。E-mail:jingkunhan@hust.edu.cn
通讯作者:于敦喜(1975—),男,湖北随州人,教授,博士。E-mail:yudunxi@hust.edu.cn
图表:
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引用格式:
韩京昆,王津汉,于敦喜,等.烘焙生物质-煤混烧条件下灰的腐蚀行为 [J].洁净煤技术,2022,28(3):41-48. HAN Jingkun,WANG Jinhan,YU Dunxi,et al.Corrosion behavior of ash from co-combustion of torrefied biomass and coal[J].Clean Coal Technology,2022,28(3):41-48.
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