本發(fā)明涉及一種為了改善生物質(zhì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程中煙氣中氣相堿金屬所造成的沾污腐蝕的方法，尤其涉及一種改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的方法。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣的第4大能源，是代替化石燃料的最具有競(jìng)爭(zhēng)力的清潔可再生能源。生物質(zhì)本身含硫量和含氮量很少，且具有co2近零排放的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)估計(jì)，地球上每年生物能總量約1400～1800千億噸，相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍。我國(guó)擁有豐富的生物質(zhì)資源，目前我們國(guó)家每年農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生量約7億多噸，除去還田作飼料等還剩3億多噸的量沒(méi)有得到有效利用，具有極大的開(kāi)發(fā)潛力，足以補(bǔ)充我國(guó)的能源缺口。
生物質(zhì)作為一種低碳、環(huán)保的新型燃料在當(dāng)今社會(huì)得到越來(lái)越多的關(guān)注。生物質(zhì)作為鍋爐燃料直接燃燒是最為經(jīng)濟(jì)有效、簡(jiǎn)單易行的利用方式，但由于生物質(zhì)具有高堿金屬含量特點(diǎn)，在燃燒過(guò)程中經(jīng)常引發(fā)鍋爐受熱面沾污、腐蝕、床料聚團(tuán)、結(jié)渣、積灰等問(wèn)題，這已成為生物質(zhì)大規(guī)模能源化利用的主要障礙。在燃燒過(guò)程中，生物質(zhì)中含有的鉀以氣態(tài)的形式析出，這些氣態(tài)的含鉀化合物在換熱器表面上被冷卻，形成粘稠的熔融態(tài)物質(zhì)粘附在受熱面上，并繼續(xù)捕集煙氣中的固體顆粒，形成沾污結(jié)渣。目前針對(duì)生物質(zhì)鍋爐堿金屬沾污腐蝕問(wèn)題，所采用的解決方法主要是將換熱器材料換成防腐蝕材料，但這種方法價(jià)格昂貴，經(jīng)濟(jì)成本太高，不適合大規(guī)模推廣。
高溫環(huán)境下利用生物質(zhì)燃料易造成生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕問(wèn)題，目前關(guān)于生物質(zhì)燃料沾污腐蝕的控制技術(shù)仍存在不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的方法，本發(fā)明改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的方法可顯著改善生物質(zhì)燃料燃燒過(guò)程中氣相含鉀組分在高溫環(huán)境中對(duì)鍋爐等設(shè)備造成不良影響的問(wèn)題。
本發(fā)明同時(shí)還提供一種藥劑，將其噴入生物質(zhì)鍋爐可顯著改善氣相堿金屬對(duì)生物質(zhì)鍋爐設(shè)備的沾污腐蝕。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，藥劑制備：將二氧化硅含量30％的硅溶膠和氧化鋁含量15％的鋁溶膠混合，混合比例為硅鋁比1到3之間，再加入適量超純水，攪拌均勻，得到所需藥劑；
步驟2，在鍋爐溫度為800℃到1000℃處均勻設(shè)置4-8個(gè)噴嘴，確保噴射范圍完全覆蓋鍋爐整個(gè)截面；
步驟3，用水泵把藥劑送入鍋爐爐膛，通過(guò)爐膛中的高溫環(huán)境將藥劑中的水分迅速蒸發(fā)，納米級(jí)的二氧化硅和納米級(jí)的氧化鋁會(huì)與煙氣中的氣相鉀反應(yīng)，生成高熔點(diǎn)且不易揮發(fā)的物質(zhì)，例如硅鋁酸鉀等。
進(jìn)一步的，其中，所述鍋爐溫度為900℃。
進(jìn)一步的，所述噴嘴數(shù)量為6個(gè)。
進(jìn)一步的，所述硅溶膠溶液和鋁溶膠含鈉或鉀元素的比例不超過(guò)0.1％。
進(jìn)一步的，硅溶膠和鋁溶膠的混合硅鋁比為1到3之間。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取另一種技術(shù)方案為：改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的藥劑，由二氧化硅含量30％的硅溶膠、氧化鋁含量15％的鋁溶膠和適量的超純水混合組成；硅溶膠和鋁溶膠的混合比例為硅鋁比1到3之間。
本發(fā)明能夠改善生物質(zhì)燃料燃燒過(guò)程中氣相含鉀組分在高溫環(huán)境中對(duì)鍋爐等設(shè)備造成的不良影響。
說(shuō)明書附圖
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的灰樣鉀含量檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比表。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。以下實(shí)施例中，在沒(méi)有特別說(shuō)明時(shí)，所述表示含量的“％”為質(zhì)量百分含量。實(shí)施例中未注明的條件為常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件。以下硅溶膠和鋁溶膠中加或鈉的含量低于0.1wt％。實(shí)施例和對(duì)比例中生物質(zhì)鍋爐所使用的燃料均相同。實(shí)施例中有三種藥劑：1)硅溶膠和鋁溶膠硅鋁比1：1，混合得到藥劑a；2)硅溶膠和鋁溶膠硅鋁比2：1，混合得到藥劑b；3)硅溶膠和鋁溶膠硅鋁比3：1，混合得到藥劑c。收集噴入藥劑前后生物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的灰樣，使用微波消解儀進(jìn)行消解，所得消解液使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對(duì)消解液進(jìn)行分析，得到灰樣中鉀的含量。通過(guò)對(duì)比噴入藥劑前后灰樣中鉀的含量即可判斷藥劑對(duì)氣相鉀的效果。結(jié)果參見(jiàn)圖1。
實(shí)施例1
本改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的方法，實(shí)施如下：向鍋爐溫度為900℃處通過(guò)噴嘴噴入藥劑a，持續(xù)1小時(shí)，收集生物質(zhì)燃料燃燒后產(chǎn)生的灰樣，標(biāo)記為a1。將所得灰樣進(jìn)行鉀含量檢測(cè)，相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)果參見(jiàn)圖1。
實(shí)施例2
本改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的方法，實(shí)施如下：向鍋爐溫度為900℃處通過(guò)噴嘴噴入藥劑b，持續(xù)1小時(shí)，收集生物質(zhì)燃料燃燒后產(chǎn)生的灰樣，標(biāo)記為b1。將所得灰樣進(jìn)行鉀含量檢測(cè)，相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)果參見(jiàn)圖1。
實(shí)施例3
本改善生物質(zhì)鍋爐沾污腐蝕的方法，實(shí)施如下：向鍋爐溫度為900℃處通過(guò)噴嘴噴入藥劑c，持續(xù)1小時(shí)，收集生物質(zhì)燃料燃燒后產(chǎn)生的灰樣，標(biāo)記為c1。將所得灰樣進(jìn)行鉀含量檢測(cè)，相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)果參見(jiàn)圖1。
對(duì)比例
本對(duì)比例中基本同實(shí)施例，不同的是，本例并未向鍋爐中噴入藥劑。收集生物質(zhì)燃料燃燒后產(chǎn)生的灰樣，標(biāo)記為d1。將所得灰樣進(jìn)行鉀含量檢測(cè)，相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)果參見(jiàn)圖1。
從圖1可以看出，與對(duì)比例相比，實(shí)施例中灰樣中k含量均有不同程度的增加，說(shuō)明向鍋爐爐膛噴入藥劑后，煙氣中部分氣相鉀轉(zhuǎn)移到了灰樣中。其中，實(shí)施例2灰樣中k含量增加最多，說(shuō)明硅溶膠與鋁溶膠硅鋁比為2時(shí)，藥劑與氣相鉀的反應(yīng)程度最高，效果最好。
以上對(duì)本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。