秸秆燃烧过程中碱金属问题研究的新进展
秸秆燃烧过程受热面上沉积形成过程和肌理试验论文
秸秆燃烧过程受热面上沉积的形成过程和肌理的试验研究摘要：为了解决秸秆燃烧过程中在锅炉受热面上形成的严重沉积问题，本文通过试验对锅炉内受热面上的沉积形成过程和机理进行了研究，发现沉积的形成主要是秸秆中的灰分在燃烧过程中的形态变化和输送作用的结果，在这个过程中，沉积的形成受到促使飞灰在受热面上粘附的力和破坏灰沉积形成的力两种相反方向力的作用。
关键词：秸秆燃烧；受热面；沉积；形成过程；机理中图分类号：g642.423 文献标识码：a 文章编号：1002-7661（2011）10-016-03一、前言随着化石能源的短缺及其带来的环境问题日益严重，秸秆直接燃烧技术成为国内外关注的热点。
但是秸秆的形成条件及过程与化石能源不同，秸秆具有与其它能源不同的成分和结构，因此，秸秆直接燃烧将给燃烧系统带来了很多问题，其中，以在锅炉受热面上形成沉积的问题最为严重。
这种沉积给锅炉带来了很大的危害：首先，它影响受热面内的热量传递。
燃煤锅炉受热面上的沉积物的导热系数一般比金属管壁低400～1000倍，当受热面上积灰1 mm厚时，受热面的传热能力下降了28%；而秸秆燃烧形成的沉积物的厚度从0增加到0.56mm，受热面的传热能力下降了51％，可见，秸秆燃烧形成的沉积物的传热性能更差。
其次，沉积物对受热面造成了严重的腐蚀。
一般认为煤中氯的含量超过0.25%时，在燃烧过程中就会腐蚀设备，并且在设备中产生结皮和堵塞现象。
与木材等其他燃料相比，秸秆作物中的氯含量过高，根据试验测定玉米秸秆中氯的含量为0.5%－1%，燃烧过程中燃料释放出来的氯与烟气中的其它成分反应生成氯化物，然后与飞灰颗粒一起沉积在受热面上形成沉积物，其中的氯化物就与受热面上的铁发生化学反应，将管壁中的铁逐步转移到沉积物中，从而使管壁越来越薄，对管壁造成严重的腐蚀。
在当前燃用生物质的锅炉中已经发现了受热面严重的腐蚀问题，如当混合燃烧含氯高的生物质燃料为稻草时，当壁温高于400℃时,将使受热面发生高温腐蚀。
生物质燃烧过程中的碱金属问题研究
第27卷,总第153期2009年1月,第1期《节能技术》E NERGY C ONSERVATI ON TECH NO LOGY V ol 127,Sum 1N o 1153Jan 12009,N o 11生物质燃烧过程中的碱金属问题研究孙宏伟1,吕 薇1,李瑞扬2(11哈尔滨理工大学机械与动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;21哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)摘 要:在明确了生物质燃料特点的基础上,对生物质中碱金属元素的来源和析出迁移规律进行了概述。
归纳出碱金属引起的腐蚀、聚团和沉积问题,并分析了引起这些问题的影响因素。
指出解决生物质碱金属问题的四种常用方法,并总结了碱金属研究过程中存在的问题。
关键词:生物质;碱金属;腐蚀;聚团;沉积中图分类号:TK 6 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2009)01-0024-03Study on Problems of Alkali Metal during Stra w CombustionS UN H ong -wei 1,LU Wei 1,LI Rui -yang 2(11School of machinery and power engineering ,Harbin University of Science and T echnology ,Harbin 150080,China ;21School of Energy Science and Engineering ,Harbin Institute of T echnology ,Harbin 150001,China )Abstract :Based on the characteristics of biomass fuel ,this article summarizes the s ources of alkali metals in biomass and the elutriation and migration 1Three main problems including corrosion ,coherency and sedimenta 2tion are concluded from a number of facts ,and this paper analyzes many influencing factors for the matters 1F our comm on methods ,used to s olve the matters caused by alkali metals in biomass combustion ,are analyzed in this paper ,and weak points in process of studying alkali metals are summarized 1K ey w ords :biomass ;alkali metals ;corrosion ;coherency ;sedimentation收稿日期 2008-12-08 修订稿日期 2008-12-16作者简介:孙宏伟(1985～),男,硕士研究生。
秸秆燃烧过程中碱金属问题研究的新进展
0 引言
第一次产业革命之前 ,人类利用的能源主要是 生物质能能源 。18 世纪之后 ,大量廉价化石能源逐 渐取代了生物质能源 ,由此带来的环境污染 、化石能 源资源枯竭以及能源生产引发的社会问题突现等问 题 ,向社会的可持续发展提出了严峻的挑战 。
现在 ,人们又重新将目光聚焦于生物质能等可 再生能源 。许多国家制定了相应的发展计划 ,如日 本的“阳光计划 ”、美国的“能源农场 ”及印度的“绿 色能源工厂 ”等 ,它们都将生物质能秸秆发电技术作 为 21世纪发展可再生能源战略的重点 [ 1 ] 。我国新 能源和可再生能源发展纲要提出了 2010 年生物质 能发电装机容量要超过 3 000MW 的目标 ,从中央到 地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技 术的发展 , 从而 加快 了生 物质 能技 术商 业化 的进 程 [ 2 ] 。目前 ,秸秆发电技术的推广和普及已逐步成 为中国政府和民间关注的热点 ,许多地方都在着手
分为有机硫和无机硫 ,绝大部分有机硫以蛋白质形式 出现 ,少量以含硫氨基酸的形式存在 ,形态和含量比 较稳定 ;无机硫则多以硫酸根的形式 ( SO4 2 - ) 在细胞 中积累 ,含量随着硫元素供应水平的变化存在很大的 差异 ,既可以通过代谢合成为有机硫固定在细胞中 , 又可以转移到其他部位被再次利用 [8 ] 。
第 28卷第 12期
马孝琴 :秸秆燃烧过程中碱金属问题研究的新进展
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丰富的元素 ,也是岩石圈中第 4 丰富的矿物质营养 元素 。土壤中潜在的有效钾包括交换性钾 、非交换 性钾和矿物钾 3 种 。其中 ,交换性钾 0. 1% ～2% , 非交换性钾 2% ～8% ,矿物态钾 90% ～98% [ 4 ] 。
业 (尤其是核工业 )垃圾和空气污染等 [ 7 ] 。植物中 积累的正常氯的质量浓度一般为 0. 2% ～2. 0% [ 7 ] 。 Thomas R. M iles对 2种稻草和麦秆中氯的形态进行 了报道 ,结果显示 :稻草 1中水溶性氯的质量分数为 39% ,离子交换氯的质量分数为 61% ;麦秆 1 中水 溶性氯的质量分数为 60% ,离子交换氯的质量分数 为 40% ;稻秆 2和麦秆 2中的氯全部以水溶性氯的 形式存在 [ 6 ] 。
生物质燃烧过程中碱金属析出的实验研究
生物质燃烧过程中碱金属析出的实验研究本实验旨在研究生物质燃烧过程中碱金属的析出情况。
实验采用了木屑作为燃料，通过在高温下进行燃烧，收集产生的灰渣，并对灰渣进行分析。
实验结果表明，生物质燃烧产生的灰渣中含有大量的碱金属，其中以钾和钠的含量最高。
此外，实验还发现，在燃烧过程中，燃料中的碱金属随着温度的升高逐渐析出，最终沉积在灰渣中。
这些结果对于生物质燃烧过程中的环境污染控制和资源利用具有一定的指导意义。
- 1 -。
不同热解温度下玉米秸秆中碱金属K和Na的释放及半焦中赋存特性
ＡＡ Ｅ Ｍ ｗ ｉ ｔ ｈ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ （ Ｃ Ｆ Ａ ） ， ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｓ ｅ ｍｉ － ｃ ｈ ａ ｒ ｗｉ ｔ ｈ Ｓ Ｅ Ｍ／ Ｅ ＤＸ， ａ ｎ ｄ ｔ ｙ ｐ ｅ
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Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｓ ｏ ｆ ｏ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｏ ｆ ｃ ｏ ｒ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｗ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ｙ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｌ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ １ ｕｂ ｔ ｕ ｌ ａ ｒ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ． Ｅｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｄ
摘要 ：为 了解高含 Ｋ 玉米秸秆 在不 同热解 温度下碱 金属 的析 出规律 ，建立 了一维水平 管式 炉 ，利用 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ、 Ｓ Ｅ Ｍ— Ｅ Ｄ Ｘ、ＸＲ Ｄ 等测试手段及化学分馏法对碱金属 的释放规律及热解半焦 中赋存 形式进行深入 实验研 究。结 果 表明：Ｋ 是玉米秸秆的主要碱 金属元素，且 ９ １ ％的 Ｋ 以无机 Ｋ 的形式存在 ；３ ０ ０ ￣６ ０ ０ ￣ Ｃ主要为有机 Ｋ 的分解、
玉米秸秆与塑料PE共气化过程中碱金属迁移行为的研究
关键词 ： 玉米秸秆 ； Ｐ Ｅ； 共气化 ； 碱金属
中 图分 类号 ： Ｔ Ｋ ６ 文献标识码 ： Ａ
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添加剂对秸秆燃烧过程中碱金属行为的影响
添加剂对秸秆燃烧过程中碱金属行为的影响马孝琴;骆仲泱;方梦祥;余春江;岑可法【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2006(040)004【摘要】在小型燃烧装置上对秸秆及秸秆与添加剂混合物进行了燃烧试验,并对燃烧过程中凝结在金属管道表面的沉积物和分离器灰进行了分析.添加剂包括:高岭土(AI2Si2O5(OH)4)、燃煤飞灰、硅藻土(SiO2)、氢氧化铝(Al(OH)3)和碳酸钙(CaCO3).试验结果表明,高岭土、燃煤飞灰和硅藻土,可以减少沉积物中水溶性钾和氯的质量分数.对纯秸秆和以高岭土为添加剂的沉积物和灰进行了SEM-EDX分析, SEM图片显示沉积物中主要是由被黏接物黏在一起的圆形球状颗粒组成.EDX测试结果表明,燃烧纯秸秆的球形颗粒主要由钾、硅和钙组成,而以高岭土为添加剂的秸秆燃烧沉积物中的球形颗粒主要由钾、硅和铝组成,两个样品中的黏接物主要是由氯化钾(KCI)组成,由此证明了合适的添加剂可以和气态的KCI反应并减少其在沉积物中的质量分数,进而减轻了秸秆燃烧过程中由碱金属引起的沉积所造成的腐蚀.【总页数】6页(P599-604)【作者】马孝琴;骆仲泱;方梦祥;余春江;岑可法【作者单位】浙江大学,能源清洁利用国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,能源清洁利用国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,能源清洁利用国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,能源清洁利用国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,能源清洁利用国家重点实验室,浙江,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TK6【相关文献】1.添加剂对稻秆燃烧过程中碱金属形态分布的影响 [J], 马孝琴;丛晓霞;秦建光;骆仲泱;方梦祥;余春江2.生物质燃烧过程中碱金属的结晶行为 [J], 王毅斌;王学斌;谭厚章;胡中发3.秸秆燃烧过程中碱金属问题研究的新进展 [J], 马孝琴4.玉米秸秆与塑料PE共气化过程中碱金属迁移行为的研究 [J], 杨天华;肖蕾;开兴平;丁一;陈志敏;李润东5.小麦秸秆燃烧过程中碱金属释放特性 [J], 李慧君;谢兴运;赵京;张玉锋;魏小林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物质燃烧过程中碱金属转移
摘要生物质能源是人类最直接应用的能源，生物质能具有污染小、可再生、取材方便、资源丰富等特点，生物质能将是替代化石燃料的最好选择。
随着生物质能源化大规模应用的开展，生物质燃烧气化过程中逐渐暴露出由于碱金属含量过高而导致的炉内床料聚团、金属腐蚀、受热面沾污等问题，严重制约了生物质燃料的规模化应用。
深入了解生物质燃烧过程中碱金属的迁移转化特性，是值得关注的问题。
本文利用实验与分析相结合的方法，深入研究了生物质燃烧过程中碱金属钠的迁移特性，通过在不同温度，不同燃烧时间以及不同添加剂比例的情况下，分析研究了各因素对钠迁移的影响。
不使用添加剂的情况下，在650-850℃范围内，随着温度升高，固相中钠残留量呈现降低的趋势，底灰结渣趋于严重；加入添加剂，可缓解灰渣的结渣现象，固相中钠残留量明显减少，钠残留量随着添加剂用量的增加并没有明显变化；随着燃烧时间的增长，灰渣中的钠元素变化趋势并不明显。
通过以上分析，初步掌握了生物质燃烧过程碱金属钠元素的迁移规律。
关键词：生物质，碱金属，钠，迁移特性ABSTRACTBiomass is the most direct application of human energy, biomass has little pollution, renewable, easily obtained, rich in resources and other characteristics, biomass will be the best choice to replace fossil fuels . With the application of biomass energy to carry out large-scale biomass gasification combustion process gradually revealed as the alkali metal content is too high as a result of the furnace bed material agglomerate, metal corrosion, heating surface contamination and other issues, serious constraints biomass fuels scale applications. In-depth understanding of the biomass combustion process transforming characteristics of alkali metals, is worthy of concern.In this paper, a combination of experimental methods and analysis, in-depth study of biomass combustion process migration characteristics of alkali metals sodium, through different temperature and combustion time and the proportion of different additives in the case, analysis of various factors on the migration of sodium affected. The case without the use of additives in the range of 650-850 ℃, as the temperature increases, the amount of residual solid phase sodium showed a decreasing trend, the bottom ash slagging worsening; additives, can alleviate slagging ash phenomenon, the solid phase was reduced residual sodium, sodium residues increases with the amount of additive and did not change significantly; burning time with the growth of the sodium ash trend is not obvious. Through the above analysis, the initial grasp of biomass combustion process alkali metals sodium migration of elements.Keywords: biomass, alkali metals, sodium, migration characteristics目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录................................................... 错误！未定义书签。
秸秆成型燃料燃烧动力学分析及燃烧过程数值模拟论文
分类号：密级：U D C：编号：学位论文秸秆成型燃料燃烧动力学分析及燃烧过程数值模拟帖青敏指导教师姓名：刘联胜教授河北工业大学申请学位级别：硕士学科、专业名称：热能工程论文提交日期： 2012年12月论文答辩日期: 2012年12月学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：2012年12月Dissertation Submitted toHebei University of TechnologyforThe Master Degree ofThermal Power EngineeringSTRAW BRIQUETTE COMBUSTION DYNAMICS ANALYSIS AND NUMERICAL SIMULATION ON COMBUSTIONPROCESSbyTie QingminSupervisor: Prof. Liu LianshengDecember 2012This work is supported by the Key Project of Chinese Ministry of Education (210017) and the Key Project of Hebei Municipal Higher School Science and technology fundation (JH2011109).原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。
生物质燃烧后碱金属钾的迁移规律发展现状
生物质燃烧后碱金属钾的迁移规律发展现状近些年有学者对生物质再利用进行了不同的研究，以期更好地应对能源危机。
在一些实验中可知，随着温度升高，水溶性钾不断减少，难溶性钾和气相中析出的钾含量升高;当稻壳和玉米秸秆一起燃烧时，会生成难溶性硅酸钾，从而减少钾的释放;生物质中的钾的迁移会随煤中矿物质含量增加而增加。
本文基于对不同条件下碱金属钾析出的研究，对产生结果进行了系统综述。
引言近些年来，全球资源逐渐匮乏使得生物质渐渐被人们重视，生物质中有很多元素我们可以利用，有些在燃烧之后会对环境产生影响，类如Cd、Pb、As、Hg等元素。
碱金属元素虽无三致作用，但其含量过高会带来灰沉积和腐蚀等问题，在生物质能源利用过程中应予以重视。
本文首先分析不同温度条件碱金属钾的析出情况，进一步分析稻壳中钾元素的析出情况，基于上面的分析，探讨煤与生物质燃烧产生的变化。
1.在不同温度下，钾的析出情况对生物质在不同温度下钾的析出研究，其元素组成和含量都会对生物质热转化过程中碱金属的释放产生影响[1];李松阳[2]等试验可知生物质中的碱金属主要以钾元素为主;通过张震[3]等研究生物质中的碱金属促进煤的热解，半焦产率均有所下降，随温度升高，芳香层间距增大，定向程度与尺寸均减小;闫伟杰[4]等试验中可知钾的特性辐射强度与温度的变化趋势一致，呈正相关性，温度峰值与碱金属辐射强度峰值对应的时刻相同;刘璐[5]等与周骏[6]等人得知随着燃烧温度升高，灰中钾含量升高，850℃时含量最高，随着温度不断升高，钾含量变化速率减小，含量会下降。
研究表明，生物质燃料钾的析出率随着燃烧温度升高而增大，温度越高，增长速度越快，在高温区温度的影响极大;随着温度升高，灰质中钾的含量减少，气相析出的钾含量增多，但高温区难溶性钾也会增多。
2.稻壳中钾元素析出情况生物质燃烧过程中产生的钾，会对受热面的沉积以及使设备腐蚀，造成一定程度的经济损失。
由陈均[7]等人试验可知，稻壳中的二氧化硅和钾含量相比别的生物质高;龙纪淼[1]等研究表明，因稻壳中硅含量高，当玉米秸秆燃烧时加入适量的稻壳，与不加稻壳同等温度燃烧时间条件下，加入稻壳，钾析出量减少，温度越高，产生影响越大;董向元[8]等试验表明，随着反应强度变化，稻杆水热焦中钾的残留率呈下降趋势;李松阳[2]等得出对稻杆酸洗后灰中钾明显减少，钾是影响灰熔点的重要因素，在稻壳燃烧过程中，部分钾灰随烟气而挥发。
单颗粒煤及生物质燃烧过程中碱金属释放的激光测量及数值模拟
单颗粒煤及生物质燃烧过程中碱金属释放的激光测量及数值模拟当今世界的能源形势,需要同时兼顾传统化石燃料的清洁利用和可再生能源的开发。
本文围绕煤及生物质的利用过程,对碱金属释放危害热力设备运行的关键科学问题,采用自行搭建的先进激光在线诊断系统对单颗粒煤和生物质的燃烧特性以及碱金属的释放特性进行多参数耦合实验测量。
根据实验认知,采用数学建模以及数值模拟的方法,对焦炭燃烧和碱金属释放构建模型并进行反应本质现象探究。
通过实验与模拟的双重手段加深对颗粒燃烧及碱金属释放行为的认识,为将来的大规模实际利用低品质煤和生物质提供理论支撑。
首先,基于自行搭建的移动式单颗粒炉系统,对准东煤和玉米秸秆的不同燃烧及混燃特性,不同温度、粒径的准东煤焦燃烧特性,不同燃料焦炭的燃烧特征以及碱金属对焦炭燃烧影响进行了实验探究。
实验结果表明生物质对混燃料的焦炭燃烧具有明显的加速作用;提高反应温度、缩小粒径以及添加碱金属等方式,均可以增强焦炭的反应活性。
基于实验认知,构建了缩核型焦炭燃烧模型,并求取了准东煤焦炭的燃烧动力学参数,该模型对不同温度和粒径的准东煤焦炭燃烧模拟结果与实验结果吻合良好,为构建碱金属释放模型奠定基础。
然后,为探究碱金属元素的气相释放及固相转化,采用温度、质量、碱金属等多参数耦合测量的多点LIBS在线测量手段探究碱金属的气相释放特征,采用萃取、消解法分析碱金属的固相转化。
并利用上述手段对准东煤和玉米秸秆的混烧过程的碱金属释放/转化特性进行了全面研究。
根据比尔-朗博定律标定的修正LIBS测量方法,可获得碱金属气相浓度的定量测量结果。
根据测量曲线可知,准东煤颗粒的燃烧过程,钠的释放具有三个特征释放阶段:(1)挥发分析出阶段;(2)焦炭燃烧阶段;(3)灰反应阶段。
杨木颗粒燃烧过程的钾释放也具有上述三个特征,但玉米秸秆的钾释放仅具有挥发分析出阶段。
对不同阶段的释放进行分析,准东煤的钠主要释放阶段为焦炭燃烧阶段,而生物质的钾主要释放阶段为挥发分析出阶段。
麦秆稻壳中碱金属赋存形态的实验研究
麦秆稻壳中碱金属赋存形态的实验研究李慧君;谢兴运;闫琪;魏小林【摘要】生物质含有较多的碱金属,在燃烧发电利用中存在积灰、结渣、聚团和腐蚀等问题.以小麦秸秆和稻壳为研究对象,通过化学萃取实验并借助XRD及FTIR实验检测方法,研究了生物质中碱金属的赋存形态.结果表明:小麦秸秆和稻壳中碱金属以K元素为主,并主要以水溶性的形式存在;碱土金属Ca及Mg元素主要以醋酸铵溶的形式存在.小麦秸秆和稻壳中醋酸铵溶碱金属主要以醋酸盐形态存在.根据滤液电荷守恒结合XRD得到小麦秸秆和稻壳中碱金属水溶性K主要以KCl、KNO3、K2SO4、K3PO4的水合离子形态存在.小麦秸秆水溶性K大约80.07％为KCl,13.15％为KNO3,4.21％为K2SO4,2.57％为K3PO4.通过影响脱除小麦秸秆水溶性K因素的正交实验及极差分析得到最佳工况条件为:水洗温度为80℃,水洗时间为24 h,粒径为0.56～0.1 mm,搅拌速率为450 r/min.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2019(035)006【总页数】6页(P58-63)【关键词】生物质;碱金属;赋存;水洗;脱除;极差分析【作者】李慧君;谢兴运;闫琪;魏小林【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,北京100190【正文语种】中文【中图分类】TK60 引言生物质能是一种广受重视的清洁可再生能源，具有CO2近零排放的环境优势[1]。
中国拥有种类繁多的生物质资源，且占国内能源消耗比重越来越大。
仅农作物资源，年产量高达8亿t，差不多占生物质资源总量的50%[2]。
目前中国农作物利用率只有30%，处理后再利用的生物质资源也只占2.6%。
因此我国的生物质具有巨大的开发潜力[3]。
生物质燃烧过程中的碱金属问题研究
生物质燃烧过程中的碱金属问题研究
孙宏伟;吕薇;李瑞扬
【期刊名称】《节能技术》
【年(卷),期】2009(027)001
【摘要】在明确了生物质燃料特点的基础上,对生物质中碱金属元素的来源和析出迁移规律进行了概述.归纳出碱金属引起的腐蚀、聚团和沉积问题,并分析了引起这些问题的影响因素.指出解决生物质碱金属问题的四种常用方法,并总结了碱金属研究过程中存在的问题.
【总页数】4页(P24-26,48)
【作者】孙宏伟;吕薇;李瑞扬
【作者单位】哈尔滨理工大学机械与动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学机械与动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TK6
【相关文献】
1.生物质燃烧过程中碱金属迁移转化研究进展 [J], 孟凡华;杨天华;孙洋;贺业光;开兴平
2.生物质燃烧过程中碱金属的结晶行为 [J], 王毅斌;王学斌;谭厚章;胡中发
3.秸秆燃烧过程中碱金属问题研究的新进展 [J], 马孝琴
4.煤/生物质共热解过程中生物质\r碱金属钾迁移规律 [J], 宋云彩;李乔同;刘志武;
吴少杰;张璐;张羊;冯杰
5.生物质燃烧过程中Cl及碱金属逸出的化学热力学平衡分析 [J], 陈安合;杨学民;林伟刚
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生物质燃烧过程中Cl及碱金属逸出的化学热力学平衡分析
生物质燃烧过程中Cl及碱金属逸出的化学热力学平衡分析陈安合;杨学民;林伟刚【期刊名称】《过程工程学报》【年(卷),期】2007(7)5【摘要】采用化学热力学平衡分析方法,研究了秸秆、树皮、木屑、废木和橄榄渣5种生物质在400～1600K温度范围和空气过剩系数分别为1.0,1.2和1.4的燃烧条件下Cl及碱金属K和Na的化学平衡组成及浓度,讨论了其排放特性.结果表明,空气过剩系数对生物质燃烧过程中Cl及碱金属K和Na的逸出影响较小;燃烧过程中含Cl组元主要以KCl(s),HCl(g),KCl(g),(KCl)2(g)和NaCl(g)5种物质在800～1000K温度范围进行固-气态转换;当燃烧温度大于850K时,K和Na碱金属则主要生成KOH(g),KCl(g),(KCl)2(g),K2SO4(g),Na(g),NaOH(g),Na2SO4(g)和NaCl(g).最大程度减少5种生物质在燃烧过程中含Cl及碱金属K和Na组元的产生和逸出量的最佳反应温度为850K以下;高于900K时,Cl及碱金属等气态物质则会大量生成.【总页数】10页(P989-998)【关键词】化学热力学平衡计算;生物质;Cl;碱金属;燃烧【作者】陈安合;杨学民;林伟刚【作者单位】中国科学院过程工程研究所【正文语种】中文【中图分类】TQ013.1【相关文献】1.生物质燃烧过程中的碱金属问题研究 [J], 孙宏伟;吕薇;李瑞扬2.生物质燃烧过程中碱金属迁移转化研究进展 [J], 孟凡华;杨天华;孙洋;贺业光;开兴平3.生物质燃烧过程中碱金属的结晶行为 [J], 王毅斌;王学斌;谭厚章;胡中发4.生物质热解和气化过程Cl及碱金属逸出行为的化学热力学平衡分析 [J], 陈安合;杨学民;林伟刚5.煤燃烧过程中有害痕量元素形态分布的化学热力学平衡分析 [J], 孟韵;张军营;钟秦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物质及热解气化过程中碱金属和重金属元素
生物质及热解气化过程中碱金属和重金属元素1、前言生物质通过光合作用将太阳能以化学能的形式储存，是一种可储存与运输的可再生能源，储量非常丰富，全世界每年由光合作用而生成的生物质中仅1％用作能源已为全世界提供了14％的能源：并成为世界上15亿人口赖以生存的主要能源。
另外，由于一方面大量消耗化石燃料获得能源，造成它们的储量日趋减少；另一方面是化石燃料消耗过程造成严重的环境污染；这两方面原因使人们更多地研究可再生清洁能源如太阳能、海洋能、风能、生物质能的开发利用。
随着生物质能量转化技术的发展，能源作物的大量生产，生物质的能量转化效率提高，而成本降低，生物质发电能够在经济上与化石燃料发电竞争。
在环境效益上，发展生物质能有助于减轻能量消耗带来的温室效应和环境污染，生物质生长过程中会吸收大气中的CO2，使生物质能量利用过程中释放的CO2形成再循环，减少了CO2净排放，乃至实现CO2零排放，大规模发展生物质能有助于生态良性循环。
主要由于上述原因，生物质能引起了世界范围的广泛兴趣。
发展生物质能对能源结构的转变及保护环境两方面将起重要的作用。
生物质作为环境友好型能源，有可能成为未来可持续能源供应的主要部分。
生物质可以通过各种方法转换成能源利用。
例如热转化方法和生物化学方法将生物质转化成气体或者液体形式。
提高生物质转化过程的效率和减少环境影响是目前生物质能源利用的着眼点。
因此，需要对生物质的特性以及它们在转化过程的作用有更进一步的了解。
生物质的特性决定着转化过程的方式和转化过程可能出现的问题，同样，不同能量的形式影响生物质的选择。
生物质品种繁多，Thornton etc．发现陆地植物从土壤中选择性地吸收各种微量元素并积累于植物体中，选择性吸收造成植物中某些元素的数量与其在土壤和岩石中的含量不成比例，植物选择性强的主量元素有P、S、Ca、K等：微量元素有Be、Co、Ni、Zn、Ge、As、Cu、Cd、Sn、Ph、Ti、Ag、An等。
生物质与煤矸石(煤系高岭土)共燃行为及固定碱金属特性研究
生物质与煤矸石(煤系高岭土)共燃行为及固定碱金属特性研究李昊;刘海玉;乔晓磊;谢玉婷;金燕
【期刊名称】《动力工程学报》
【年(卷),期】2024(44)5
【摘要】采用热重(TG)分析和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)研究了秸秆和煤矸石单独燃烧和共燃烧过程中的燃烧特性以及秸秆中碱金属元素的固留特性,采用Coats-Redfern积分法对秸秆和煤矸石共燃烧过程进行了动力学特性分析。
结果表明:秸秆与煤矸石的混燃过程中存在强烈的交互作用,其中煤矸石掺混比例为10%时燃烧特性最优,混燃时随着煤矸石的添加,混合物的固定碳燃烧反应活化能降低且交互作用改变了燃烧过程中的反应机理;煤矸石质量分数为10%时对碱金属的释放抑制效果最好,在该比例下碱金属K、Na分别在1 000℃与1 100℃时的固定效果最优。
【总页数】7页(P703-709)
【作者】李昊;刘海玉;乔晓磊;谢玉婷;金燕
【作者单位】太原理工大学电气与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK16
【相关文献】
1.山西上古生界煤系地层中的共、伴生高岭土矿
2.煤系偏高岭土对煤矸石混凝土性能的影响研究
3.气化条件下高岭土固定生物质中碱金属机理的热力学研究
4.污泥与煤和煤矸石共燃特性研究
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反应压力对玉米秆灰中碱金属热转化特性的影响
反应压力对玉米秆灰中碱金属热转化特性的影响高原野;肖伍扬;陈丽娟;路正超;卞帅杰;王婷;魏博【期刊名称】《化学工程》【年(卷),期】2024(52)5【摘要】选用玉米秸秆为原料,探究反应压力对生物质灰中碱金属热转化特性的影响。
在500℃制备玉米秆灰,在加压管式炉中设定不同反应压力和反应温度烧制灰样,采用XRF(X射线荧光)和XRD(X射线衍射)对制备的灰样进行分析。
结果表明:反应压力抑制灰中无机矿物的释放。
900℃时灰分损失率从0.1 MPa时的6.75%减少到1.0 MPa时的5.93%,减少约12%。
1000℃时灰颗粒之间发生严重熔融,可挥发性物质释放到气相中的空隙受阻;0.1 MPa和2.0 MPa下的灰中K_(2)O的质量分数分别为13.2%和13.6%;而Cl的质量分数从0.1 MPa时的0.61%增加到2.0 MPa时的1.0%。
说明提高反应压力能够有效地减轻高温下灰的熔融团聚程度,抑制灰分中低熔点物质的分解或气化,将更多的K元素和Cl元素保留在灰中。
结合XRD分析可知,压力升高时灰中KCl和SiO_(2)等无机矿物的质量分数增加,证明压力增大能够有效抑制KCl的释放,并将其转化为硅酸盐保留在灰分中。
【总页数】6页(P1-5)【作者】高原野;肖伍扬;陈丽娟;路正超;卞帅杰;王婷;魏博【作者单位】新疆大学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TQ53;TK114【相关文献】1.添加玉米秆对生活垃圾热解产物特性的影响2.不同热解温度下玉米秸秆中碱金属K和Na的释放及半焦中赋存特性3.淖毛湖煤热解过程中碱金属的迁移转化特性4.磷酸二氢钙对玉米秆灰熔融烧结特性的影响研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第 !" 卷第 #! 期
马孝琴： 秸秆燃烧过程中碱金属问题研究的新进展
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丰富的元素， 也是岩石圈中第 % 丰富的矿物质营养 元素。土壤中潜在的有效钾包括交换性钾、 非交换 性钾和矿物钾 & 种。其中， 交换性钾 ’( #) * !) ， 非交换性钾 !) * ") ， 矿物态钾 $’) * $")
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［ 8］ 业 （尤其是核工业） 垃圾和空气污染等 。植物 中 积累的正常氯的质量浓度一般为 ’( !) * !( ’)［8］。
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+,-./0 1( 23450 对 ! 种稻草和麦秆中氯的形态进行 了报道， 结果显示： 稻草 # 中水溶性氯的质量分数为 &$) ， 离子交换氯的质量分数为 6#) ； 麦秆 # 中 水 溶性氯的质量分数为 6’) ， 离子交换氯的质量分数 为 %’) ； 稻秆 ! 和麦秆 ! 中的氯全部以水溶性氯的
第 !" 卷 第 #! 期 ( !**+ 年 #! 月
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秸 秆 燃 烧 过 程 中 碱金 属 问 题 研 究 的 新 进 展
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（ 河南科技学院， 河南 新乡( STU**U ） （:<?M? .<=>?L=M& 1%&&<O<， PL?VLM?O STU**U， 1>L?M）
摘( 要： 分析了秸秆中碱金属的来源， 重点介绍了生物质燃烧过程中由碱金属引起的聚团、 烧结、 沉积及腐蚀 机理， 研究了碱金属及相关元素对积灰、 结渣的影响， 提出了相应的方法和 对策。 关键词： 生物质； 燃烧 ； 碱金属； 聚团； 沉积和腐蚀 中图分类号 ： .W+( ( ( 文献标识码： -( ( ( 文章编号： #**+ X +SS+ （!**+ ） #! X **!" X *Y !"#$%&’$： .>< M&NM&L F%GJ=< L? FEJM@ LF M?M&HZ<A ， E>< D<=>M?LFD %I MOO&%D<JMEL%? ， FL?E<J ， A<C%FLE M?A =%JJ%FL%? AGJQ L?O KL%DMFF =%DKGFEL%? LF CJ<F<?E<A，M?A E>< <II<=E %I M&NM&L D<EM&F M?A M&NM&L X J<&MELB< L?%JOM?L= <&<D<?EF %? A<Q C%FLE M?A FL?E<J LF FEGAL<A’ [L?M&&H， 3%D< F%&GEL%?F I%J E>< CJ%K&<DF J<FG&EL?O IJ%D M&NM&L D<EM&F AGJL?O KL%DMFF =%DQ KGFEL%? MJ< CJ%C%F<A’ ()* +,%-# ： KL%DMFF ； =%DKGFEL%? ； M&NM&L D<EM&F ； MOO&%D<JMEL%?； A<C%FLE ； =%JJ%FL%?
［ U］ 要障碍 。
0 / 秸秆中碱金属的来源
钾是植物的常量营养元素， 其质量分数大于 #^ 。 秸秆中碱金属有 ! 个来源， 其一为秸秆本身所固有， 由其在生长过程中吸附自土壤、 地下水及大气等； 其 二为生物质利用过程中混入的灰尘及土壤等。 0 ’ 0/ 土壤中的钾 钾在地壳中的质量分 为 !’ +^ ， 为地壳中第 Y
为中国政府和民间关注的热点， 许多地
目： 国家博士后基金 （ !**T*U"+!T） ； 河南省学术科技带头人资助项目； 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室开放基金 （ ];)4!**T**# ） 作者简介： 马孝琴 （ #\+S X ） ，女， 河南辉县人， 河南科技学院副教授， 浙江大学热能工程研究所博士后， 主要从事生物质能利用技术的研究。
［ !］ 程 。目前， 秸秆发电技术的推广和普及已逐步 成
筹建秸秆发电厂， 很多项目已进入签约、 建设或招标 进程。 随着中国国民经济的高速发展和城乡人民生活 水平的不断提高， 利用秸秆发电既有明显的经济和 社会效益， 又能保护环境， 其利用前景将会越来越广 阔。然而， 随着相关技术研究和工程的展 开以及各 种生物质能转化利用的示范、 生产装置在世界各地 的投运， 由碱金属引起的各种问题开始逐渐暴露出 来， 且已成为阻碍生物质能源化转化利用的一个主
./ 引言
第一次产业革命之前， 人类利用的能源主要 是 生物质能能源。#" 世纪之后， 大量廉价化石能源逐 渐取代了生物质能源， 由此带来的环境污染、 化石能 源资源枯竭以及能源生产引发的社会问题突现等问 题， 向社会的可持续发展提出了严峻的挑战。 现在， 人们又重新将目光聚焦于生物质能 等可 再生能源。许多国家制定了相应的发展计划， 如日 本的 “阳光计划” 、 美国的 “能源农场” 及印度的 “绿 色能源工厂” 等， 它们都将生物质能秸秆发电技术作 ［ #］ 为 !# 世纪发展可再生能源战略的重点 。我国 新 能源和可再生能源发展纲要提出了 !*#* 年生物 质 能发电装机容量要超过 U *** 9, 的目标， 从中央到 地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技 术的发展， 从 而加 快 了生 物质 能技 术商 业 化的 进
［ 6］ 形式存在 。 硫。硫是植物生长必需的矿物质营养元素之一，
图 ! 土壤中各种钾态之间的动力学关系
［" ］
属中量营养元素。植株从土壤中吸收硫元素的过程 是逆浓度梯度的主动吸收， 其主要以硫酸根的形式 （ ;<% ! : ）进入植株体内。硫元素的最初吸收与水分 吸收同步且和蒸腾作用有关， 其进入植株体内之后的 运输过程与蛋白质合成相联系。植株体中的硫可以 分为有机硫和无机硫， 绝大部分有机硫以蛋白质形式 出现， 少量以含硫氨基酸的形式存在， 形态和含量比 较稳定； 无机硫则多以硫酸根的形式 （ ;<% ! : ）在细胞 中积累， 含量随着硫元素供应水平的变化存在很大的 差异， 既可以通过代谢合成为有机硫固定在细胞中， ［ "］ 又可以转移到其他部位被再次利用 。 硅。硅在植物生理上有一定的功能， 是细胞壁 的组成成分。在植物体中， 硅存在的主要形态是水 化无定形二氧化硅 （ ;3<! =>! < ） 及石英 （ ;3<! ） ， 其 次是硅酸和胶状硅酸。水化无定形二氧化硅也称为 硅胶或多聚硅酸。木质部汁液中的硅是单硅酸， 这 说明在运输过程中硅的形态未变。水稻是吸收硅酸 最 多 的 植 物，其 吸 收 硅 的 形 态 主 要 是 硅 酸 （ >! ;3<% ） ， 进入植株体内后的硅大部分能变为难熔 性的硅胶或多硅酸聚合体。水稻中硅胶的含量为硅 质量 分 数 的 $’) * $7) ， 硅酸为硅质量分 数的 ’( 7) * "( ’) ， 胶 状硅酸为 硅质量分数 的 ’ * &( &)［$］。+,-./0 1( 23450 对 ! 种稻草和麦秆中 硅 ［ 6］ 的形态进行了报道， 结果见表 & 。