添加石灰石对准东煤CFB燃烧过程床料团聚和受热面积灰的影响

高钠准东煤在循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧过程产生严重的床料团聚和受热面积灰现象。为探究高钙添加剂对积灰和团聚的影响,以石灰石为添加剂、以石英砂为床料,在小型CFB系统上进行准东煤的燃烧实验,并使用环境扫描电镜、X射线衍射仪和电感耦合等离子发射光谱仪分析床料和沉积灰的微观形貌、晶相矿物组分和Na/Ca含量,结合热力学计算软件FactSage 8.2,计算平衡态时产物的化学组成。结果表明:添加石灰石有利于床料表面形成富含Ca的高熔点包覆层,从而有效抑制低熔点Na/Ca硅酸盐的形成,减缓了床料团聚。与此同时,受热面外层积灰富含CaSO_(4)、CaO和Ca的硅酸盐等高熔点矿物,无明显烧结和熔融倾向。热力学计算表明,添加石灰石促进了高熔点Ca基矿物的形成,抑制了Na基矿物和液态熔渣的形成,是缓解准东煤CFB燃烧过程受热面积灰和床料团聚的主要原因。研究结果初步证实添加石灰石能够缓解CFB燃用准东煤过程的床料团聚和积灰问题,可为CFB大规模、高比例燃用高碱金属燃料提供一定理论指导。

循环流化床燃烧高钠准东煤的床料颗粒聚团特性

为探究循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧高钠准东煤过程的床料颗粒聚团特性,选择石英砂和高炉渣作为床料,在小型CFB实验系统上950℃燃烧准东煤,并使用环境扫描电镜、X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪对底渣的表面和截面微观形貌、物相组分和化学成分进行分析,以揭示床料颗粒的聚团机理。结果发现石英床料工况时未团聚的床料颗粒表面形成富含Ca/Mg/Si/Fe亚微米颗粒的包覆层,而团聚的粗颗粒由未团聚颗粒通过Ca/Na/Si共熔体的“颈”结构粘结形成。粘性包覆层和低熔点Ca/Na矿物的存在促进了床料颗粒团聚。当使用高炉渣作为床料,底渣没有发现团聚粗颗粒,主要归结于其特殊的矿物和化学组分及表面物理结构,初步证实高炉渣具有作为替代性床料缓解床料颗粒聚团的潜力。

准东褐煤与柳枝稷在循环流化床掺烧过程中积灰及烧结特性试验研究

在小型循环流化床(CFB)试验台进行了准东褐煤与柳枝稷混合燃料的掺烧试验,研究了底渣、飞灰和受热面积灰的形貌及矿物特征,并利用环境扫描电子显微镜(SEM)、X射线电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对样品形貌和矿物成分进行表征。结果表明:石英砂床料(SiO_(2))出现团聚现象,除石英(SiO_(2))外,团聚体主要由KAl_(3)SiO_(11)、NaAlSi_(3)O_(8)等含Na、K的矿物组成;旋风分离器出口处的取样枪表面发生严重积灰,且表面积灰出现分层现象,外层沉积为松散的粗颗粒,内层沉积为锥形灰块,分析表明Na、K的硫酸盐或者硅铝酸盐促进了灰颗粒烧结,从而在内层形成灰锥。