煤粉燃烧过程中AAEM的迁移机理及结渣沾污成因

煤粉燃烧产生的飞灰导致炉膛和烟道内出现结渣沾污现象,飞灰的黏附特性受煤中碱金属/碱土金属(Alkali and Alkaline Earth Metals,AAEM)的影响,为减少飞灰在换热面上的沉积,分析其燃烧过程中AAEM的赋存形态和迁移机理,论述了AAEM蒸汽冷凝对飞灰特性产生的影响,同时分析了飞灰在换热面上的沉积机理.结果表明,燃烧温度和AAEM赋存形态的差异导致其析出过程和析出量不同.温度升高会促进AAEM的释放,随着AAEM在萃取液中的溶解性降低,在燃烧时释放更困难;释放到气相中的AAEM在换热面或飞灰表面异相冷凝形成黏性层,增大了换热面对飞灰的捕集效率;在气相中均相冷凝形成气溶胶,气溶胶作为前驱体在后续聚并过程中形成亚微米飞灰;飞灰的沉积受分子扩散、布朗运动、涡流碰撞、热泳、重力沉降、惯性碰撞等多种因素影响,重力沉降、惯性碰撞主要影响大粒径飞灰颗粒的运动轨迹,其他因素则主要影响小颗粒的运动;在换热面上形成的沉积层会出现分层结构,沉积内层的生成主要由无机蒸汽冷凝和小粒径飞灰沉积造成,外层沉积层主要由大颗粒飞灰沉积形成.黏附在换热面上的飞灰影响锅炉热效率、高温下腐蚀金属壁面,对锅炉的安全稳定运行埋下隐患.因此部分学者提出煤粉的水洗、掺烧、吹灰、换热面涂层、结构改进等方案来减缓沉积层的形成.但由于煤中成分多变,难以准确预测对燃料结渣沾污行为,应加强不同赋存形态元素的研究、不同形态飞灰的沉积及飞灰形成过程中复杂的物理化学,为结渣沾污的防治提供理论支持.