呼和浩特生物質顆粒燃料燃燒沉積的形成機理及過程

沉積是指粉煤灰顆粒和含有堿金屬、礦物成分的有機粉塵附著在爐膛受熱面上的現象。隨著生產時間的延長，沉積物會逐漸變厚，從而逐漸降低換熱效率。嚴重時會造成換熱管損壞、漏水、中斷正常運行。雖然這種現象發生的時間不同，但如果處理不當，幾乎任何設備都可能發生。

1、沉積形成機理

沉積物的形成主要是灰燼在燃燒過程中形態變化和輸送的結果。內蒙古生物質顆粒燃料的燃燒形成機理應從兩個方面進行分析。

先，內因是秸稈等生物質沉積的物質條件。例如，農作物秸稈中幾乎含有土壤和水中所含的各種元素，包括金屬元素K、Na、Ca、Mg，非金屬元素Cl、N、S等，大部分具有活性，易形成KCl、NaCl 、NOx、HCl等含堿金屬元素。堿金屬是沉積物形成的物質基礎，Cl等非金屬元素具有促進堿金屬流動的能力，是沉積物不斷補充的運輸工具。

二、外因是爐子提供的溫度和熱力學條件，使游動在熱空氣中的揮發性堿金屬、礦物質和有機顆粒有動力到達受熱面，具備熱化學反應的溫度條件發生。沉積是內外因素有機配合形成的。

由此可見，呼和浩特生物質燃燒過程中的沉積有其必然性和復雜性。每當燃燒生物質時就會發生沉積。因此，生物質燃燒設備在運行過程中，沉積是不可避免的。當然，不同的燃燒設備并不具有完全相同的內外因素，因此不同的燃燒設備不可能產生相同的沉積狀態和形成過程。我們解決粉塵堆積的技術路線，主要考慮了以上分析的內外因素。必須采取破壞這兩個因素的氣氛和動力場，即采取逆向技術措施，即減少內因基礎，降低爐溫，避免爐溫驅動。如果用力過大，應及時清除形成的灰燼，以減少、防止和鏟除灰燼，確保燃燒設備的穩定性和可靠性。通過跑步。

在實踐中發現，生物質特別是秸稈類顆粒燃料在燃燒過程中，在爐內巨大氣流的作用下，煙氣中粒徑較大的顆粒因慣性與受熱面發生碰撞，而一部分顆粒撞擊受熱面后彈回煙氣中，另一部分則粘附在受熱面上，與煙氣中的酸性氣體形成低熔點化合物或低熔點共晶。這些沉淀物經高溫煙氣長時間燒結，形成致密的結晶鹽，沉積在受熱面上。

在高溫對流煙氣中，煙氣溫度一般高于800℃，而受熱面壁溫一般為550～650℃。由于飛灰中的堿金屬離子（Na+、K+）在高溫下呈氣態，所以在730℃左右發生凝結。當煙氣進入對流煙道與700℃以下的受熱面相遇時，堿金屬離子會在表面凝結形成堿金屬化合物沉積在受熱面上，與其他一些成分混合的灰粒粘附到受熱面一起。這些沉積物經高溫煙氣長期酸化燒結，形成致密的灰層。煙氣溫度越高，灰分中堿金屬越多，燒結時間越長，沉積物越厚，越難清除。

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2.泥沙形成過程

根據試驗結果的觀察和分析，沉積物主要是通過凝結和化學反應的機理形成的。冷凝是指氣體在換熱表面凝結的過程，因為換熱表面的溫度低于周圍氣體的溫度。化學反應機理是指凝結氣體或沉積的飛灰顆粒與流經其中的煙氣中的氣體發生反應。

用于沉積的加熱表面均由不同直徑的球形顆粒組成。這些粒子排列無序，一些動能高的粒子脫離原來的位置，與其他粒子聚集在一起，在受熱面上形成凸面，同時在原來的位置形成空位，就像洞穴一樣。隨著溫度的升高，動能大的晶粒比例增加，空隙的數量也增多，受熱面的表面變得更加不平整。凹陷部分具有接收和保護沉積物的作用，更容易形成沉積物。當高溫煙氣中的飛灰顆粒遇到高溫受熱面時，大部分聚集在受熱面表面的凹陷處，形成成沉積物。部分落在凸面上的灰粒在重力、氣流粘性剪切力和煙道內飛灰顆粒的沖擊力作用下脫落，返回高溫煙氣中。此外，在沉積初期，由于受熱面表面沉積的顆粒較少，壁溫較低，顆粒表面的黏度不足以捕捉和粘附撞擊壁面的大顆粒，所以主要是小顆粒。隨著留在表面上的沉積物的積累和變稠，粘度會增加。當高溫煙氣中的大顆粒與壁發生碰撞或堿金屬硫酸鹽和氯化物在壁上凝結時，兩者會聚集并逐漸變大。

較多的沉積降低了此處受熱面的傳熱性能，壁溫升高，沉積面熔化，粘度增加，越來越多的飛灰顆粒被粘結，產生沉積結團現象。 Z 終于覆蓋了整個表面。

在受熱表面上形成的沉積物是不同大小的顆粒束結合在一起。簇間有一些小孔，表面呈蜂窩狀。團簇顆粒表面熔化，粘度增加，為沉積物的進一步生長提供了有利條件。煙氣中的大顆粒在遇到更粘稠的沉積表面時也會被捕獲。

具體來說，沉積物的形成主要是秸稈中的灰燼在燃燒過程中發生形態變化和遷移的結果，其形成過程可分為顆粒撞擊、氣體凝結、熱遷移和化學反應四種。