呼和浩特生物质颗粒燃料燃烧沉积的形成机理和过程

呼和浩特生物质颗粒燃料燃烧沉积的形成机理及过程

沉积是指粉煤灰颗粒和含有碱金属、矿物成分的有机粉尘附着在炉膛受热面上的现象。随着生产时间的延长，沉积物会逐渐变厚，从而逐渐降低换热效率。严重时会造成换热管损坏、漏水、中断正常运行。虽然这种现象发生的时间不同，但如果处理不当，几乎任何设备都可能发生。

1、沉积形成机理

沉积物的形成主要是灰烬在燃烧过程中形态变化和输送的结果。内蒙古生物质颗粒燃料的燃烧形成机理应从两个方面进行分析。

先，内因是秸秆等生物质沉积的物质条件。例如，农作物秸秆中几乎含有土壤和水中所含的各种元素，包括金属元素K、Na、Ca、Mg，非金属元素Cl、N、S等，大部分具有活性，易形成KCl、NaCl 、NOx、HCl等含碱金属元素。碱金属是沉积物形成的物质基础，Cl等非金属元素具有促进碱金属流动的能力，是沉积物不断补充的运输工具。

二、外因是炉子提供的温度和热力学条件，使游动在热空气中的挥发性碱金属、矿物质和有机颗粒有动力到达受热面，具备热化学反应的温度条件发生。沉积是内外因素有机配合形成的。

由此可见，呼和浩特生物质燃烧过程中的沉积有其必然性和复杂性。每当燃烧生物质时就会发生沉积。因此，生物质燃烧设备在运行过程中，沉积是不可避免的。当然，不同的燃烧设备并不具有完全相同的内外因素，因此不同的燃烧设备不可能产生相同的沉积状态和形成过程。我们解决粉尘堆积的技术路线，主要考虑了以上分析的内外因素。必须采取破坏这两个因素的气氛和动力场，即采取逆向技术措施，即减少内因基础，降低炉温，避免炉温驱动。如果用力过大，应及时清除形成的灰烬，以减少、防止和铲除灰烬，确保燃烧设备的稳定性和可靠性。通过跑步。

在实践中发现，生物质特别是秸秆类颗粒燃料在燃烧过程中，在炉内巨大气流的作用下，烟气中粒径较大的颗粒因惯性与受热面发生碰撞，而一部分颗粒撞击受热面后弹回烟气中，另一部分则粘附在受热面上，与烟气中的酸性气体形成低熔点化合物或低熔点共晶。这些沉淀物经高温烟气长时间烧结，形成致密的结晶盐，沉积在受热面上。

在高温对流烟气中，烟气温度一般高于800℃，而受热面壁温一般为550～650℃。由于飞灰中的碱金属离子（Na+、K+）在高温下呈气态，所以在730℃左右发生凝结。当烟气进入对流烟道与700℃以下的受热面相遇时，碱金属离子会在表面凝结形成碱金属化合物沉积在受热面上，与其他一些成分混合的灰粒粘附到受热面一起。这些沉积物经高温烟气长期酸化烧结，形成致密的灰层。烟气温度越高，灰分中碱金属越多，烧结时间越长，沉积物越厚，越难清除。

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2.泥沙形成过程

根据试验结果的观察和分析，沉积物主要是通过凝结和化学反应的机理形成的。冷凝是指气体在换热表面凝结的过程，因为换热表面的温度低于周围气体的温度。化学反应机理是指凝结气体或沉积的飞灰颗粒与流经其中的烟气中的气体发生反应。

用于沉积的加热表面均由不同直径的球形颗粒组成。这些粒子排列无序，一些动能高的粒子脱离原来的位置，与其他粒子聚集在一起，在受热面上形成凸面，同时在原来的位置形成空位，就像洞穴一样。随着温度的升高，动能大的晶粒比例增加，空隙的数量也增多，受热面的表面变得更加不平整。凹陷部分具有接收和保护沉积物的作用，更容易形成沉积物。当高温烟气中的飞灰颗粒遇到高温受热面时，大部分聚集在受热面表面的凹陷处，形成成沉积物。部分落在凸面上的灰粒在重力、气流粘性剪切力和烟道内飞灰颗粒的冲击力作用下脱落，返回高温烟气中。此外，在沉积初期，由于受热面表面沉积的颗粒较少，壁温较低，颗粒表面的黏度不足以捕捉和粘附撞击壁面的大颗粒，所以主要是小颗粒。随着留在表面上的沉积物的积累和变稠，粘度会增加。当高温烟气中的大颗粒与壁发生碰撞或碱金属硫酸盐和氯化物在壁上凝结时，两者会聚集并逐渐变大。

较多的沉积降低了此处受热面的传热性能，壁温升高，沉积面熔化，粘度增加，越来越多的飞灰颗粒被粘结，产生沉积结团现象。 Z 终于覆盖了整个表面。

在受热表面上形成的沉积物是不同大小的颗粒束结合在一起。簇间有一些小孔，表面呈蜂窝状。团簇颗粒表面熔化，粘度增加，为沉积物的进一步生长提供了有利条件。烟气中的大颗粒在遇到更粘稠的沉积表面时也会被捕获。

具体来说，沉积物的形成主要是秸秆中的灰烬在燃烧过程中发生形态变化和迁移的结果，其形成过程可分为颗粒撞击、气体凝结、热迁移和化学反应四种。