生物质燃烧灰分的特性探究

灰分为生物质燃烧后剩余的部分。根据生物质燃料的运输和处理过程，大部分的生物质灰分可能来自土壤的污染，这些土壤和生物质燃料一起进入锅炉燃烧。尤其是灰分中二氧化硅含量取决于燃料中土壤含量。生物质灰分中通常含有大量的碱性化合物，这会导致烟气侧的飞灰沉积以及流化床料的烧结。通常，我们可以通过燃料分析，特别是无机成分分析和热力学平衡计算来预测不同生物质燃烧后的灰分组成。无机成分的比例可以量化不同元素占比，热力学平衡计算则可以预测可能形成哪些具体成分。

生物质中的无机物可分为两部分：原料中固有的无机物和在收集、加工过程中无意中混入的无机物。后者的含量一般是不确定的，在采伐过程中累积的土壤通常占发电厂所用木材燃料灰分的大部分。这部分无机物的成分通常与生物质原料固有的无机成分不同，元素的存在形式也不同，例如，由于沙土、黏土和其他土壤颗粒的混合而产生的结晶硅酸盐和铝，以及长石中的钾，除了惯性碰撞和颗粒黏附之外，对导致沾污、结焦、结渣的碱性组分的贡献相对较小。生物质中原有的无机物更均匀地分布在燃料中，有时被称为原子分散材料。Si、K、Na、S、Cl、P、Ca、Mg和Fe等元素通常会参与反应导致沾污、结焦和结渣，研究者们已经合理地理解并描述了生物质燃烧室中这些现象的主要机理。去除某些元素，如钾和氯，对生物质的沾污、结焦和结渣行为的影响，证实了研究者对其机理认识的正确性。(www.xing528.com)

草本燃料（如草和稻草），含有的硅和钾是其燃烧后灰分的主要成分。与其他生物质燃料相比，它们的氯含量通常也很高。这些特性预示着草本燃料在高温或中温燃烧下可能出现严重的积灰问题，主要是因为碱与二氧化硅反应生成低温下易熔化或软化的碱硅酸盐，以及碱与硫在燃烧室传热表面上反应生成碱硫酸盐。甘蔗渣由于在糖提取过程中发生了甘蔗洗涤，相对于母体燃料而言，钾基本上被清除。对生物质进行固液萃取也可得到类似结果。例如，稻草灰的成分中碱金属和二氧化硅的浓度与普通钠钙玻璃的非常相似，只是钾是主要元素，而不是主要用于玻璃制造的钠。通过简单的水浸出，可以从稻草和其他生物质中提取大量的（通常大于80%）钾，从而产生富含二氧化硅的无机组分，其熔化温度要高得多。