流化床燃烧与气化过程中的聚集现象——不同Si/K比值及炭反应性对生物质类型的影响

《Energy & Fuels》：Agglomeration in Fluidized Bed Combustion and Gasification─Effect of Biomass Type with Different Si/K Ratios and Char Reactivity

生物质小麦秸秆和向日葵壳在流化床气化中的凝聚趋势及机制差异研究，发现Si/K摩尔比显著影响凝聚机制，当量比和蒸汽虽趋势相似但作用机理不同，热重分析表明SFH焦炭反应性最高，导致沙-灰接触及钾释放增加，降低碳积累抑制效应。

　　

在实验室规模的流化床反应器中，以沙子作为床料，研究了两批小麦秸秆（WS，分别命名为WS-1和WS-2）和葵花壳（SFH）在燃烧和气化过程中的聚集倾向。小麦秸秆和葵花壳在硅与钾的摩尔比（Si/K）上存在显著差异，这可能导致它们之间的聚集机制不同。尽管当量比（ER）和蒸汽添加对这两种生物质气化过程中的聚集倾向的影响表现出相似的趋势，但其聚集机制并不相同：还原气氛和蒸汽的存在增强了WS的聚集作用，这可能是由于灰分烧结温度降低所致；而SFH在还原气氛和蒸汽存在下的聚集倾向增强，则似乎归因于SFH灰分与床料之间相互作用的增强。热重分析实验表明，SFH的炭反应性最高，其次是WS-2，最后是WS-1。炭反应性的提高会导致床层中炭的含量减少，从而增加沙子与灰分之间的物理接触以及从炭中释放出的钾的量。在生物质气化过程中增加当量比（ER）会降低累积碳的抑制作用。