高嶺土對高鈉煤燃燒過程中堿金屬的脫除效果研究.pdf

1、我國新疆地區(qū)擁有豐富的低階煤資源，高鈉煤就是當?shù)貥O具代表性的煤種。高鈉煤在燃燒過程中釋放出的氣態(tài)堿金屬會導致鍋爐出現(xiàn)沾污、積灰、結渣和高溫腐蝕等問題，極大地制約了該煤種獲得廣泛、高效的利用。使用固體吸附劑脫除高溫煙氣中的堿蒸氣是一種簡單而有效的方法。本文選用高嶺土為添加劑，通過在馬弗爐和管式沉降爐中進行靜態(tài)和動態(tài)吸附實驗研究高嶺土作為高鈉煤固鈉添加劑的效果，系統(tǒng)考察了添加劑用量、燃燒溫度以及煤粉和高嶺土的粒度對高鈉煤燃燒時鈉的釋放及高嶺

2、土固鈉效果的影響，并結合實驗結果深入分析了高嶺土對鈉的捕獲機理。
　　高鈉煤燃燒時鈉的釋放量隨著燃燒溫度的升高而增大。1100℃時鈉揮發(fā)率為51.73％，在高于煤灰熔點的溫度下，灰分的熔融加速了鈉的釋放，在1400℃時有61.11%的鈉被釋放出來。煤粉粒度的增大對鈉的釋放具有阻礙作用，1100℃下13μm粉煤燃燒時鈉的揮發(fā)率為60.14%，而48μm煤粉的僅為43.29%。
　　高嶺土在靜態(tài)條件下對鈉的捕獲效果好于動態(tài)條件的

3、效果，但是在動態(tài)燃燒條件下高嶺土也能在一定程度上降低煙氣中的鈉蒸氣含量，進而減少沾污和結渣等問題，因此可以作為高鈉煤有效的固鈉添加劑。高嶺土對鈉的捕獲機理主要是其熱解產(chǎn)物偏高嶺石、SiO2等與氣相鈉的化合物反應生成鈉的硅鋁酸鹽如霞石（NaAlSiO4）和鈉長石（NaAlSi3O8）的過程，其中，霞石是最主要的吸附反應產(chǎn)物。
　　增大高嶺土用量與減小其粒度均可通過增加吸附反應接觸面積來提高鈉捕獲效率。在靜態(tài)實驗中，3μm的高嶺土在為

4、添加量6wt.%時的鈉捕獲效率為83.55%，而添加量為12wt.%、粒度為18μm高嶺土的鈉捕獲效率為78.47%，這說明在較高添加劑用量時高嶺土的利用率較低，也為高嶺土的實際應用提供了指導。提高燃燒溫度會通過增大鈉的釋放量以及使反應產(chǎn)物鈉長石中的鈉重新分解釋放等使鈉捕獲效率降低。在溫度為1400℃時，靜態(tài)燃燒實驗中有大約59%的鈉被高嶺土捕獲固留于灰分中，而動態(tài)燃燒條件下則僅為50%。在實驗研究的煤粉粒度范圍內(nèi)，煤粉顆粒的改變對高嶺