【摘 要】
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煤与生物质掺烧技术有效缓解了化石燃料供应短缺问题,能够大幅度降低大气污染物及温室气体的排放,在工业生产中得到了广泛的应用。然而,由于缺少对煤与生物质掺烧结渣机理的
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煤与生物质掺烧技术有效缓解了化石燃料供应短缺问题,能够大幅度降低大气污染物及温室气体的排放,在工业生产中得到了广泛的应用。然而,由于缺少对煤与生物质掺烧结渣机理的认识,生物质与煤的掺烧引起了严重的积灰、结渣问题。本课题依托结渣试验台,通过油冷结渣探针模拟锅炉水冷壁,结合数字图像技术研究了大同煤与不同比例稻谷壳(0wt.%,5wt.%,10wt.%,20wt.%)掺烧过程中灰渣生长、脱落特性,监测了灰渣的生长过程和脱落过程,分析了灰渣生长、脱落的机理,得到了灰渣生长、脱落对于传热的影响,对灰渣形态、微观结构、化学组成、矿物组成进行了评估。稻谷壳掺入后,灰渣孔隙率增加,呈现疏松、易移除的特点。灰渣生长过程分为四个阶段：初始阶段、快速生长阶段、缓慢生长阶段、稳定阶段,相对应的热通量满足三段模式：初始阶段、缓慢下降阶段、稳定阶段。随着稻谷壳掺入比例的增加,灰渣厚度成比例增加,热通量急剧降低,严重影响了传热效率。元素的选择性沉积导致灰渣各层具有不同的元素组成,造成灰渣呈现分层结构。灰渣主要矿物组成为石英和方石英,在掺烧稻谷壳时需要注意锅炉的磨损问题。脱落灰渣具有相似的形态,没有出现明显的分层现象。塑性渣高温下发生熔化在自身重力的作用下发生脱落,脆性渣由于侵蚀和热冲击作用发生脱落；灰渣不断的脱落、生长引起锅炉热负荷的剧烈波动,严重影响了锅炉的安全经济运行。脱落灰渣的微观结构、化学组成和矿物成分与探针上灰渣的烧结层相类似,脱落灰渣来源于烧结层,灰渣脱落易发生在初始层和烧结层之间。
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