温度和气氛对高K高S糠醛渣灰分的烧结特性研究

摘要

糠醛渣的能源化利用是糠醛产业清洁生产和碳减排的有效途径。然而,现有的直接燃烧利用常面临着因糠醛渣高K引起的灰分烧结严重、高S导致的SO_(x)排放量大和高水含量导致的燃烧效率低等难题。基于此,在管式炉中考察了单一气氛(N_(2)、CO_(2)、O_(2))和混合气氛(N_(2)+H_(2)O、CO_(2)+H_(2)O、O_(2)+H_(2)O)中糠醛渣灰在不同温度下的烧结特性,并对灰分颜色、收缩率、微观形貌、矿物质成分和K/S释放等特性进行系统分析。灰分热收缩行为显示,随温度升高,灰样收缩率增加;在单一气氛中添加水蒸气能促进灰分烧结。SEM分析发现,在灰分烧结前,其微观结构在低温下已出现熔融和结渣。XRD分析表明,灰分烧结与低熔点矿物生成紧密相关。单一气氛中,高温下N_(2)促进钾长石生成;CO_(2)抑制钾长石生成;O_(2)促进钙铝黄长石和透辉石生成。在混合气氛中,水蒸气的出现促进多种低熔点钾铝硅酸盐生成,如钾长石和白榴石等。XRF分析显示,随温度升高,灰样中K的固留率(GK)和S的固留率(GS)降低;在考察的单一气氛中,高温时,N_(2)中G_(K)最低;GS受气氛的影响较小。在考察的复合气氛中,高温时,G_(K)受气氛影响较小;G_(S)受气氛影响严重,特别地,O_(2)+H_(2)O气氛中G_(S)最高,S逸散最少。为抑制糠醛渣灰分烧结和K/S元素逸散到气相中,糠醛渣在流化床燃烧过程中应控制运行温度(低于900℃)、降低气氛中N_(2)的含量。