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秸秆燃烧锅炉耐火材料选择及应用

发表时间:2021-06-21 16:21

稻草燃烧转化是指将稻草木质类作物转化为能量,用于发电或产生热量的过程。通过直接燃烧或气化系统实现转化。

直燃系统,秸秆燃料在锅炉内燃烧产生高压蒸汽推动汽轮机或其他加热装置。汽化过程中,甲烷分解成可燃气体,可过滤,也可用于汽轮机。

秸秆燃烧锅炉耐火材料选择及应用

本次实验燃烧的原料是以含水率15%~50%的碎木片为燃料,木片燃烧分为四个阶段:干燥、高温分解、气化和燃烧,其中包括各种热能,温度为100~1600℃,燃烧过程包括温度、气体释放和产生灰分,因此需要多种耐火材料在特定条件下提高其性能。

锯末燃烧能释放出水分、氯、硫和灰烬等多种化学成分,这些化学成分取决于被燃烧的甲烷、乙烷、丙烷、乙烷、丙烷和丙烷的性质,灰烬的化学成分包括AlO、SiO、CaO、碱、PO等,灰烬的百分比随着原料来源的变化而变化。举例来说,KO+NaO含量在8.0%~4%之间变化,这是因为不同来源的NaO。灰质成分的改变和现有炉灶的环境可以对耐火材料产生不同的影响。木屑燃烧环境中耐火材料存在的主要问题有结垢、结渣、碱蚀、一氧化碳腐蚀等。耐火砖和不定型耐火浇注料是常用的耐火材料。非定形耐火浇注料主要取决于使用范围,一般选用硅酸盐系列浇注料,根据炉子的现状选择是否加入SiC或锆英石。

秸秆燃烧锅炉耐火材料选择及应用

这种类型的锅炉中,耐火材料的抗碱性非常重要,因为碱能对耐火材料有多种腐蚀作用。来自不同原料的碱能通过不同的机理分解耐火材料,碱(KO,NaO等)与耐火材料的反应形成了多个新相,使体积增大,从而在结构中产生压力。这种新相形成的类型和性质是耐火材料化学性能,特别是其基体部分的重要功能之一。该相中有正长石、钠长石、长石族(如钾霞石)和β-氧化铝。这三种硅酸铝相的体积(达到50%)比最初的硅酸铝相大,并能在开裂时释放压力。碱蒸气通过低温区的空洞凝结渗入,堵塞气孔,减少了耐火材料的热冲击和抗剥落能力。

木屑的结渣和结垢是燃烧木屑应用中面临的又一难题。锅炉相对寒冷的部位会产生结垢,在那里,挥发物聚集在耐火材料上,覆盖在管材或管材表面,形成沉积层。这一沉积层在与周围气体和其它沉积层的成分相互作用之后,可能会被穿透,或者变成一层坚硬的致密层。沉积层的厚度随时间而增大,热水面的温度随沉积层本身的隔绝而升高,从而使沉积物的某些化学成分达到熔点。这一过程会逐渐加速,几乎所有与管道碰撞的沉积物都会被卡住。固态下的灰粒,以及从燃烧室中产生的小颗粒,会继续在管子上积聚,形成厚厚的沉积层。

这种情况下,随着表面温度的不断上升,大多数沉积物的熔融相开始增加,而沉积物有时会变重,这一过程被称为结渣,而在锅炉中的尘埃积物对从火焰和气体到管道的热转移有很大的影响,从而降低了炉子的效率。锅炉经常因灰渣等相关问题而清洗,或在极端情况下关闭。下面对锅炉木屑结渣进行了分析。渣含硅,含碱,CaO,PO和氧化铁。渣体非常致密,有1.7%的气孔,熔点在1250~1300℃之间。


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