Shell炉煤气化飞灰对生物质流化床气化炉壁内/外层积灰的抑制机制

薛皓天; 秦育红; 王跃凤; 杜雨佳; 卫月星; 贺冲; 郭舒岗; 蔡兴瑞

doi:10.16355/j.tyut.1007-9432.20240262

太原理工大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (01) : 13 -24. DOI: 10.16355/j.tyut.1007-9432.20240262

Shell炉煤气化飞灰对生物质流化床气化炉壁内/外层积灰的抑制机制

薛皓天, 秦育红, 王跃凤, 杜雨佳, 卫月星, 贺冲, 郭舒岗, 蔡兴瑞

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摘要

【目的】生物质流化床气化炉壁积灰的抑制机制研究可为设计热效率更高、稳定运行的气化炉提供基础数据。【方法】以自主设计的沉积探针对玉米秸秆和马尾藻气化的炉壁内/外层积灰进行收集，以Shell炉煤气化飞灰（Shell灰）作为添加剂结合IC、ICP-MS、SEM和XRD等分析方法对积灰抑制特性进行定量表征分析。【结果】结果表明玉米秸秆和马尾藻气化内层积灰形成过程中，碱金属/碱土金属硫酸盐和碱金属氯化物的冷凝分别发挥了重要作用。当Shell灰在两种物料中的添加比例（质量比）分别为<15%和<10%时，相对熔点更高的白榴石和正长石等物相的形成抑制了灰颗粒间的黏附，促使外层积灰结构疏松脱落。抑制机理表明外层积灰的碱酸比(R_B/A)及n（SiO₂+Al₂O₃）均能有效反映Shell灰对外层积灰趋势的影响。