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摘 要：作为一种常用锅炉，循环流化床锅炉具有非常多的优势，比如燃烧效率比较高，而且能够适应各种工作环境，能够随时对其负荷进行调节。但是由于飞灰的存在，使得循环流化床锅炉的热损失比较高。本文主要是对循环流化床锅炉中飞灰颗粒孔隙结构进行了实验研究，希望有所帮助。
关键词：循环流化床锅炉；飞灰；孔隙结构
现阶段国内锅炉专家都对循环流化床锅炉展开了研究，其研究内容主要集中两点：第一点，热效率问题；第二点，安全稳定性。通过研究发现，循环流化床锅炉中由于存在着过多的飞灰，所以导致其热效率下降，为此如何减少飞灰含量，减少循环流化床锅炉的热损失，成为目前研究的重点内容。
1 实验方法
飞灰的孔隙结构非常丰富，也非常复杂，研究人员为了能够对其孔隙进行全面的了解，实验过程中选择应用了国外进口的分析仪，同时将飞灰颗粒进行干燥，分别进行了脱附、温吸附研究，以此获得了飞灰的参数数据。此外，研究人员利用电子显微镜，同时对飞灰进行喷金处理，在此条件下，实验人员获得不同倍数下的照片，最后对飞灰表面结构进行详细的观察，这一过程中，电压保持25kV。
2 实验结果
2.1 粒度特性分析
通过大量的分析研究发现，绝大部分飞灰（达到了90%）聚集在80μm范围之内，当飞灰粒径处于25-45μm之间时，A中碳含量达到了最大值。这一实验研究结果与早期其他学者所作出的结论基本相同，即飞灰残碳主要分别在25-50μm之间。当飞灰粒径在25-45μm时，无论是质量份额，还是其中的含碳量都出现了高峰，之所以会出现此种现象，主要是因为该这一阶段，飞灰难以被分离器捕捉到，因此在炉内并没有停留过长的事件。当飞灰粒径没有超过25μm，或者超过150μm时，飞灰此时的碳含量并不高，这是由于飞灰粒径比较大，能够被分离器捕捉到，停留在炉内，燃烧十分充分，而小粒径的颗粒则是因为过小，还未进行燃烧或者不待燃烧结束时，已经不在炉膛之中。
2.2 氮吸附分析
该实验主要有两项重要的内容，分别为吸附、脱附。通过研究发现，飞灰表面能够进行多层吸附，同时孔径增加幅度比较大。而对于脱附来说，变化相对明显，最初一直下降，之后下降幅度趋于缓和。其具体的分析结果如下：
首先，如果将飞灰的间隙都填充上，当相对压力处于0.03-0.32之间时，飞灰颗粒存在的空隙会被完全的填充上，因为研究人员所选择样品质量并不高，同时飞灰颗粒空隙也不大，因此在最开始阶段，吸附曲线上升幅度并不大，整体都处于平缓上升的态势；其次，有少数飞灰颗粒毛细孔出现了凝聚的情况，当相对压力处于0.32-0.48时，有少数的飞灰毛细孔呈现出了凝聚状态，因此导致飞灰在一定范围之内，吸附量上升幅度明显；再次，飞灰存在多层吸收的现象，当相对压力处于0.48-0.95之间，飞灰中的中孔与大孔出现了明显的多层吸附的情况，这一过程自己变化趋势缓慢，与第二阶段产生了明显的差异，成为了一个新的拐点；最后，毛细孔出现了明显的凝聚现象。当相对压力接近1时，飞灰颗粒的绝大多数中孔以及大孔都出现了明显的毛细孔凝聚的现象，此时就会发现飞灰中氮吸附量明显提高。因为使用仪器来对孔径进行测量，并没有看见尽头，而使用仪器来观察毛细孔集聚的问题，所导致的氮吸附量大幅度的提高也是无法看见尽头，所以曲线上会呈现出无饱和的情况。
2.3 迟滞回线
对于具体的孔形，如果孔发生毛细凝聚和蒸发时的压力相同，吸附.脱附曲线重叠，反之，则分开、吸附和脱附曲线之间形成一个区域，称为迟滞回线（ 也称滞后环）。迟滞回线的形状反映了一定的孔结构情况，因此可以通过对迟滞回线的研究来分析飞灰的孔结构、依据孔径大小将飞灰颗粒上的孔分为3类：微孔、中孔、和大孔。
当相对压力超过0.98时，吸附.脱附曲线基本重合即对应的孔型不会产生迟滞回线，再根据此处对应的吸附曲线急剧上升，认为飞灰的大孔孔型主要为锥形孔。在相对压力在0.45-098范围内，吸附曲线变化缓慢，而脱附曲线急剧下降之前有缓慢的下降，对应孔型形成迟滞回线，所以判定飞灰的中孔孔型主要为平行板狭缝孔和墨水瓶状孔，中颗粒表面分布着大量孔，且有很多孔连通，从右表面处较大的孔可见颗粒内部是中空的，已成为一个灰壳，即颗粒内部体积比表面所呈现出来的要大许多，所以类颗粒上存在大量墨水瓶状孔。
在相对压力小于0.45时，脱附曲线变化平缓且与吸附曲线没有闭合，说明样品结构中含有的二次孔较多，并发生了毛细孔凝聚现象，滞后环越大表明其孔分布越宽，所以飞灰的少部分中孔为二次孔，二次孔是飞灰在旋风分离器等中仍存在着燃烧所形成的。通过研究发现，所有的迟滞回线形状基本一致，但形成的滞后环大小存在差别，说明不同粒径飞灰的孔型类似，其中含有的二次孔较多的滞后环最大，含有的二次孔较小的滞后环最小这就说明飞灰的孔隙结构相对较为复杂丰富。再者，所有滞后环都是相对压力较低比相对压力较高时吸附，脱附曲线的分离程度大，说明该实验样品含小孔径孔含量较其它孔径较高。
2.4 孔分布
根据以上分析知飞灰颗粒存在大量二次孔，以致吸附.脱附曲线最终没有闭合，所以采用脱附数据绘制孔分布曲线能更好反映飞灰的真实孔隙、所有样品的孔分布曲线类似。研究表明飞灰的孔分布较宽，同吸附.脱附曲线所反映的情况一致，且样品的最可几孔径均在4mm附近，即孔径为4mm左右的孔在飞灰的孔构成中所占比例最大，对应的累积比孔容积曲线直线上升。另外，曲线上的拐点也说明墨水瓶状孔的瓶径在4mm附近，此时墨水瓶状孔中的液氮全部蒸发出来，以致脱附曲线急剧下降。当飞灰含碳量最低，根据循环流化床锅炉燃料的特点，此粒径段飞灰中的颗粒绝大部分为不可燃的矸石类，结构比较密实，表面孔洞较少。
3 结论
综上所述，可知当飞灰颗粒粒径处于25-45μm时，飞灰的碳含量以及相应的质量份额值都出现了高峰，当其粒径超过50μm时，飞灰的质量份额之后39%，此时工作人员应该改善旋风分离器，以此提高该仪器的分离效率。通过研究发现，飞灰的孔径分布非常宽，但是研究人员却没有发现存在微孔，而大孔、中孔主要呈现出平行板狭缝以及锥形孔的形状。通过上述的研究，能够为循环流化床锅炉的热效率的提高提供借鉴，进而减少此类锅炉的热损失。
参考文献
[1]汤根土，吕俊复，张建胜，杨海瑞，岳光溪.循环流化床锅炉飞灰中碳的形成机理[J].动力工程，2009（1）.
[2]王俊琪，方梦祥，骆仲泱，岑可法.热解半焦孔隙特性研究[J].热力发电，2008（7）.
[3]范云鸽，李燕鸿，马建标.交联聚苯乙烯型多孔吸附剂的中孔性质研究[J].高等学校化学学报，2002（8）.
[4]陈萍，唐修义.低温氮吸附法与煤中微孔隙特征的研究[J].煤炭学报，2001（5）.
[5]袁晓红，姚源，唐永良.活性炭吸附剂的孔结构表征[J].中国粉体技术，2000（S1）.
关键词：循环流化床锅炉；飞灰；孔隙结构
现阶段国内锅炉专家都对循环流化床锅炉展开了研究，其研究内容主要集中两点：第一点，热效率问题；第二点，安全稳定性。通过研究发现，循环流化床锅炉中由于存在着过多的飞灰，所以导致其热效率下降，为此如何减少飞灰含量，减少循环流化床锅炉的热损失，成为目前研究的重点内容。
1 实验方法
飞灰的孔隙结构非常丰富，也非常复杂，研究人员为了能够对其孔隙进行全面的了解，实验过程中选择应用了国外进口的分析仪，同时将飞灰颗粒进行干燥，分别进行了脱附、温吸附研究，以此获得了飞灰的参数数据。此外，研究人员利用电子显微镜，同时对飞灰进行喷金处理，在此条件下，实验人员获得不同倍数下的照片，最后对飞灰表面结构进行详细的观察，这一过程中，电压保持25kV。
2 实验结果
2.1 粒度特性分析
通过大量的分析研究发现，绝大部分飞灰（达到了90%）聚集在80μm范围之内，当飞灰粒径处于25-45μm之间时，A中碳含量达到了最大值。这一实验研究结果与早期其他学者所作出的结论基本相同，即飞灰残碳主要分别在25-50μm之间。当飞灰粒径在25-45μm时，无论是质量份额，还是其中的含碳量都出现了高峰，之所以会出现此种现象，主要是因为该这一阶段，飞灰难以被分离器捕捉到，因此在炉内并没有停留过长的事件。当飞灰粒径没有超过25μm，或者超过150μm时，飞灰此时的碳含量并不高，这是由于飞灰粒径比较大，能够被分离器捕捉到，停留在炉内，燃烧十分充分，而小粒径的颗粒则是因为过小，还未进行燃烧或者不待燃烧结束时，已经不在炉膛之中。
2.2 氮吸附分析
该实验主要有两项重要的内容，分别为吸附、脱附。通过研究发现，飞灰表面能够进行多层吸附，同时孔径增加幅度比较大。而对于脱附来说，变化相对明显，最初一直下降，之后下降幅度趋于缓和。其具体的分析结果如下：
首先，如果将飞灰的间隙都填充上，当相对压力处于0.03-0.32之间时，飞灰颗粒存在的空隙会被完全的填充上，因为研究人员所选择样品质量并不高，同时飞灰颗粒空隙也不大，因此在最开始阶段，吸附曲线上升幅度并不大，整体都处于平缓上升的态势；其次，有少数飞灰颗粒毛细孔出现了凝聚的情况，当相对压力处于0.32-0.48时，有少数的飞灰毛细孔呈现出了凝聚状态，因此导致飞灰在一定范围之内，吸附量上升幅度明显；再次，飞灰存在多层吸收的现象，当相对压力处于0.48-0.95之间，飞灰中的中孔与大孔出现了明显的多层吸附的情况，这一过程自己变化趋势缓慢，与第二阶段产生了明显的差异，成为了一个新的拐点；最后，毛细孔出现了明显的凝聚现象。当相对压力接近1时，飞灰颗粒的绝大多数中孔以及大孔都出现了明显的毛细孔凝聚的现象，此时就会发现飞灰中氮吸附量明显提高。因为使用仪器来对孔径进行测量，并没有看见尽头，而使用仪器来观察毛细孔集聚的问题，所导致的氮吸附量大幅度的提高也是无法看见尽头，所以曲线上会呈现出无饱和的情况。
2.3 迟滞回线
对于具体的孔形，如果孔发生毛细凝聚和蒸发时的压力相同，吸附.脱附曲线重叠，反之，则分开、吸附和脱附曲线之间形成一个区域，称为迟滞回线（ 也称滞后环）。迟滞回线的形状反映了一定的孔结构情况，因此可以通过对迟滞回线的研究来分析飞灰的孔结构、依据孔径大小将飞灰颗粒上的孔分为3类：微孔、中孔、和大孔。
当相对压力超过0.98时，吸附.脱附曲线基本重合即对应的孔型不会产生迟滞回线，再根据此处对应的吸附曲线急剧上升，认为飞灰的大孔孔型主要为锥形孔。在相对压力在0.45-098范围内，吸附曲线变化缓慢，而脱附曲线急剧下降之前有缓慢的下降，对应孔型形成迟滞回线，所以判定飞灰的中孔孔型主要为平行板狭缝孔和墨水瓶状孔，中颗粒表面分布着大量孔，且有很多孔连通，从右表面处较大的孔可见颗粒内部是中空的，已成为一个灰壳，即颗粒内部体积比表面所呈现出来的要大许多，所以类颗粒上存在大量墨水瓶状孔。
在相对压力小于0.45时，脱附曲线变化平缓且与吸附曲线没有闭合，说明样品结构中含有的二次孔较多，并发生了毛细孔凝聚现象，滞后环越大表明其孔分布越宽，所以飞灰的少部分中孔为二次孔，二次孔是飞灰在旋风分离器等中仍存在着燃烧所形成的。通过研究发现，所有的迟滞回线形状基本一致，但形成的滞后环大小存在差别，说明不同粒径飞灰的孔型类似，其中含有的二次孔较多的滞后环最大，含有的二次孔较小的滞后环最小这就说明飞灰的孔隙结构相对较为复杂丰富。再者，所有滞后环都是相对压力较低比相对压力较高时吸附，脱附曲线的分离程度大，说明该实验样品含小孔径孔含量较其它孔径较高。
2.4 孔分布
根据以上分析知飞灰颗粒存在大量二次孔，以致吸附.脱附曲线最终没有闭合，所以采用脱附数据绘制孔分布曲线能更好反映飞灰的真实孔隙、所有样品的孔分布曲线类似。研究表明飞灰的孔分布较宽，同吸附.脱附曲线所反映的情况一致，且样品的最可几孔径均在4mm附近，即孔径为4mm左右的孔在飞灰的孔构成中所占比例最大，对应的累积比孔容积曲线直线上升。另外，曲线上的拐点也说明墨水瓶状孔的瓶径在4mm附近，此时墨水瓶状孔中的液氮全部蒸发出来，以致脱附曲线急剧下降。当飞灰含碳量最低，根据循环流化床锅炉燃料的特点，此粒径段飞灰中的颗粒绝大部分为不可燃的矸石类，结构比较密实，表面孔洞较少。
3 结论
综上所述，可知当飞灰颗粒粒径处于25-45μm时，飞灰的碳含量以及相应的质量份额值都出现了高峰，当其粒径超过50μm时，飞灰的质量份额之后39%，此时工作人员应该改善旋风分离器，以此提高该仪器的分离效率。通过研究发现，飞灰的孔径分布非常宽，但是研究人员却没有发现存在微孔，而大孔、中孔主要呈现出平行板狭缝以及锥形孔的形状。通过上述的研究，能够为循环流化床锅炉的热效率的提高提供借鉴，进而减少此类锅炉的热损失。
参考文献
[1]汤根土，吕俊复，张建胜，杨海瑞，岳光溪.循环流化床锅炉飞灰中碳的形成机理[J].动力工程，2009（1）.
[2]王俊琪，方梦祥，骆仲泱，岑可法.热解半焦孔隙特性研究[J].热力发电，2008（7）.
[3]范云鸽，李燕鸿，马建标.交联聚苯乙烯型多孔吸附剂的中孔性质研究[J].高等学校化学学报，2002（8）.
[4]陈萍，唐修义.低温氮吸附法与煤中微孔隙特征的研究[J].煤炭学报，2001（5）.
[5]袁晓红，姚源，唐永良.活性炭吸附剂的孔结构表征[J].中国粉体技术，2000（S1）.