中药渣在流化床中燃烧特性研究

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中药渣含水量大,极易腐败,处理不当易造成环境污染。中药渣是一种理想的生物质燃料,通过燃烧回收中药渣中的热量可以达到较好的环境效益和经济效益。本文研究了六味地黄丸药渣、杞菊地黄丸药渣、香砂养胃丸药渣和逍遥丸药渣四种中药渣的燃料特性、灰成分和在流化床中的燃烧特性,为中药渣在循环流化床中燃烧提供理论依据。燃料特性研究发现四种药渣干燥基挥发分含量均在75.55%以上,灰分含量均在5.58%以下,高位发热值在18~19MJ/kg之间。碱性氧化物会降低灰熔点,酸性氧化物能提高灰熔点,600℃和815℃两个成灰温度下四种药渣的软化温度均在1194℃以上,结渣特性指数表明四种药渣均为严重结渣倾向。空气氛围下的热重分析表明四种药渣最大失重率均在305℃左右,反应终止温度均低于820℃,最终失重率均在95%以上。对不同温度下(600℃、700℃、815℃、900℃)的灰样进行XRF和XRD分析,发现四种药渣的灰主要由CaO、SiO2组成,碱金属主要以盐酸盐、硫酸盐、氧化物的形式存在,少量以硫化物、氯酸盐、硅酸盐等形式存在,碱金属还可能与Al、Si等形成低熔点共晶体。四种药渣有机碱金属的含量都较高,随着温度的升高,碱金属和Cl的析出量逐渐增多,500℃以下时有机碱金属随挥发分快速析出,Cl主要以HCl的形式析出,当温度高于500℃时无机碱金属主要以气态的KCl、NaCl的形式析出,Cl比K、Na有更强的迁徙性。碱金属的析出量受到灰中Cl含量的控制。在流化床实验台上进行燃烧特性实验发现,以石英砂为床料,700~880℃下四种药渣均能稳定流化、燃烧,无床料粘结现象。烟气排放特性测试表明,在700~850℃时,随着温度的升高NOx排放浓度迅速增加,在850~880℃时NOx排放浓度随温度升高增加非常缓慢。尿素直接与中药渣混合燃烧会导致NOx排放浓度增加。
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