烘焙生物质燃烧过程中钾的赋存形态及析出迁移特性

选取稻秆和棉秆为原料,在烘焙预处理后,通过固定床燃烧实验结合HSC Chemistry热力学平衡计算,获得了烘焙生物质燃烧过程中碱金属K的析出和迁移规律。结果表明:烘焙过程中存在着少量水溶性K的释放及其向醋酸铵溶态K的转化,而其转化和释放能力与Cl/K呈正相关。烘焙生物质的成灰率随着燃烧温度的升高而下降,而K的释放率随温度的变化则相反,其主要释放形式为K的氯化物和KOH;此外,600℃时,水溶性K和醋酸铵溶态K主要转化为char-K,700~900℃时其主要转化为K的硅酸盐,随着温度的上升,其转化量不断增加。相比于原生生物质,烘焙生物质有更高的成灰率;此外,烘焙促进了生物质燃烧过程中醋酸铵溶态K向酸溶态或残渣态K转化,同时抑制了水溶性K的释放,这些使得烘焙生物质燃烧过程中K的释放率更低,而烘焙对生物质燃烧过程中K释放的抑制与烘焙过程中Cl的释放率呈正相关。

生物质混煤燃烧过程中钾的迁移转化规律

通过将稻秆和褐煤混燃,研究了燃烧温度以及生物质掺混比例对于混燃过程中K的释放、灰样中K的赋存形式以及矿物质变化的影响。研究表明,燃烧温度对于混合燃料中K的释放影响显著。在600-750℃时,随着温度升高,水溶性K和醋酸铵溶性K大量释放到气相,使得K的释放速率较快;而当温度在750-850℃时,水溶性K和醋酸铵溶性K开始大量地转化为其他形式的K而被固定在灰样中,使得K的释放速率变得缓慢;当温度高于850℃时,随着温度升高,盐酸溶性K的分解导致K释放速率重新增大。通过XRD分析发现,灰样中水溶性K主要以KCl的形式存在,K 2SO 4的生成同时受到原料中K的含量和S/Cl比值两个因素的共同影响,原料中K的含量越高,且S/Cl比值越大,越会促进K 2SO 4的生成。同时也发现生物质和煤混燃时存在协同作用,煤中Al、Si等元素会和生物质中的K反应生成碱性硅铝酸盐,从而导致更多K留在灰烬中。