烘焙生物质-煤混烧对灰生成、沉积及腐蚀的影响机制研究

Torrefied biomass-coal cofiring is more technically, environmentally and economically feasible than biomass-coal cofiring. It is an important option for mitigation of air pollution and CO2 emissions and has attracted extensive attention around the world. Ash formation, deposition and corrosion are key problems that must be resolved. However, little work has been carried out. Considering the gaps in the research, this proposal aims to elucidate the mechanistic effects of cofiring torrefied biomass and coal on ash formation, deposition and corrosion. The main research tasks are: (1) elucidation of ash particle size distribution, mechanisms of the partitioning of K、Na、Cl、S、P between ash and flue gas; (2) investigation of ash deposition rate, changes in properties of ash slags and the underlying mechanisms; (3) study of corrosion rate, formation and partitioning of the products and key mechanisms; (4) development of methods for prediction of ash deposition and corrosion in torrefied biomass-coal cofiring. This work can provide a fundamental basis for system optimization, prediction and control of ash deposition and corrosion and facilitate the development and application of the torrefied biomass-coal cofiring technology. This is especially significant for China that is engaging in extending the utilization of biomass and mitigating air pollution and CO2 emissions from power generation.

烘焙生物质-煤混烧比生物质-煤混烧具有更大的技术、环境和经济优势，是应对环境污染和CO2减排压力的重要选择之一，得到了国际社会的广泛重视。烘焙生物质-煤混烧中灰的生成、沉积和腐蚀是必须解决的关键科学问题，但是相关研究还极其缺乏。本项目针对当前研究中存在的不足，重点揭示烘焙生物质-煤混烧对灰生成、沉积和腐蚀的内在影响机制。主要研究内容包括：（1）揭示混烧灰的粒径分布规律，K、Na、Cl、S、P等在灰及烟气中的分布行为及机理等；（2）研究混烧灰的沉积速率、灰渣物化特性变化及影响机制等；（3）研究混烧灰的腐蚀速率、腐蚀产物生成、分布特性及影响机理；（4）发展混烧中灰沉积和腐蚀的科学预报方法。本项目研究可为烘焙生物质-煤混烧系统的优化、灰沉积和腐蚀的预测和控制奠定重要的理论基础，有利于促进该技术的发展和应用，对于我国扩大生物质的利用规模、缓解环境污染和CO2减排的巨大压力都具有十分重要的现实意义。

烘焙生物质-煤混烧比生物质-煤混烧具有更大的技术、环境和经济优势，是应对环境污染和CO2减排压力的重要选择之一，得到了国际社会的广泛重视。烘焙生物质-煤混烧中灰的生成、沉积和腐蚀是必须解决的关键科学问题，但是相关研究还极其缺乏。本项目针对当前研究中存在的不足，重点揭示烘焙生物质-煤混烧对灰生成、沉积和腐蚀的内在影响机制。主要研究内容包括：（1）揭示混烧灰的粒径和成分的分布行为及机理等；（2）研究混烧灰的沉积速率、灰渣物化特性变化及影响机制等；（3）研究混烧灰的腐蚀速率、腐蚀产物生成、分布特性及影响机理；（4）发展混烧中灰沉积和腐蚀的科学预报方法。结果表明，烘焙明显减少了生物质中高反应性、易气化形态（水溶态和离子交换态）的AAEM含量，减少了其单烧或混烧中细颗粒物的排放、沾污沉积率及腐蚀倾向。建立了基于惯性碰撞模型的沉积预测和相关性分析的腐蚀预测方法。本项目研究为烘焙生物质-煤混烧系统的优化、灰沉积和腐蚀的预测和控制奠定了重要的理论基础，有利于促进该技术的发展和应用，对于我国扩大生物质的利用规模、缓解环境污染和CO2减排的巨大压力都具有十分重要的现实意义。