温度和气氛对高K高S糠醛渣灰分的烧结特性研究

• 作者: 王晓蓉 曾玺 王芳 张光义 许德平 许光文
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 生物质 解耦燃烧 流化床 碱金属 烧结 气氛
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 411-424
• 页数: 13页
• 分类号: TQ519
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211237

摘要

糠醛渣的能源化利用是糠醛产业清洁生产和碳减排的有效途径。然而，现有的直接燃烧利用常面临着因糠醛渣高K引起的灰分烧结严重、高S导致的SOx排放量大和高水含量导致的燃烧效率低等难题。基于此，在管式炉中考察了单一气氛(N2、CO2、O2)和混合气氛(N2+H2O、CO2+H2O、O2+H2O)中糠醛渣灰在不同温度下的烧结特性，并对灰分颜色、收缩率、微观形貌、矿物质成分和K/S释放等特性进行系统分析。灰分热收缩行为显示，随温度升高，灰样收缩率增加；在单一气氛中添加水蒸气能促进灰分烧结。SEM分析发现，在灰分烧结前，其微观结构在低温下已出现熔融和结渣。XRD分析表明，灰分烧结与低熔点矿物生成紧密相关。单一气氛中，高温下N2促进钾长石生成；CO2抑制钾长石生成；O2促进钙铝黄长石和透辉石生成。在混合气氛中，水蒸气的出现促进多种低熔点钾铝硅酸盐生成，如钾长石和白榴石等。XRF分析显示，随温度升高，灰样中K的固留率(GK)和S的固留率(GS)降低；在考察的单一气氛中，高温时，N2中GK最低；GS受气氛的影响较小。在考察的复合气氛中，高温时，GK受气氛影响较小；GS受气氛影响严重，特别地，O2+H2O气氛中GS最高，S逸散最少。为抑制糠醛渣灰分烧结和K/S元素逸散到气相中，糠醛渣在流化床燃烧过程中应控制运行温度(低于900℃)、降低气氛中N2的含量。