CN109490180A - 一种生物质能源及检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种生物质能源及检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，本发明将生物质材料与媒材料进行混合燃烧，一方面达到稀释碱金属及氯元素含量的目的，减轻积灰、结渣及腐烛问题，另一方面，可以通过生物质与煤之间的相互作用，改善燃烧状况，提高燃烧效率，保证锅炉的安全经济稳定运行。本发明使用生物质和煤为原料进行掺烧，通过不同掺混比来探究降低过热器腐蚀的程度，另外本发明通过提供一种检测方法来检测生物质能源对过热器腐蚀度，从而保证锅炉的安全经济稳定运行。

Description

一种生物质能源及检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法
技术领域
本发明涉及生物能源技术领域，尤其设计一种生物质能源及检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法。
背景技术
生物质能源作为一种清洁可再生能源有着广阔的发展前景。生物质一种利用方式就是直接燃烧，现在许多国家均开发生产出以生物质为燃料的大型流化床锅炉，该燃烧方式效率高，可实现大规模高效地利用生物质。但是生物质燃烧也存在一些问题，由于生物质中较高的碱金属(K、Na)含量，在燃烧过程中使得碱金属盐的溶点降低，造成锅炉受热面的积灰、结邊问题；另外，最为严重的是生物质中较高的氯含量，使其与碱金属盐一起对锅炉受热面造成高温腐蚀，从而严重影响锅炉的安全经济运行。
发明内容
本发明的目的在于提出一种对过热器腐蚀度较小的生物质能源及检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法。
为达到上述目的，本发明提出一种生物质能源，包括生物质材料和煤材料；所述生物质材料与所述煤材料混合。
优选的，所述生物质材料与所述煤材料按照1-10:1-10的比例混合。
优选的，所述生物质材料为稻草、玉米秸秆和树皮中的任意一种或多种；所述煤材料为烟煤、无烟煤和褐煤中的任意一种或多种。
本发明还提出一种检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，包括以下步骤：
步骤1：将生物质材料和煤材料进行粉碎处理，以得到生物质粉末和煤粉；
步骤2：对所述生物质粉末和所述煤粉进行干燥处理；
步骤3：将所述生物质粉末和所述煤粉按照一定比例进行混合，得到混合粉末；
步骤4：对管材金属片表面进行打磨清洗处理；
步骤5：将所述混合粉末均匀涂抹于所述管材金属片表面；
步骤6：升温管式炉，同时通入混合气体；
步骤7：将所述管材金属片置于所述管式炉内，恒温加热一段时间；
步骤8：每隔一端时间取出所述管材金属片，测定其质量变化。
在本实施例中，在步骤1中，将所述生物质材料和煤材料进行粉碎至60-100目。
在本实施例中，在步骤2中，所述生物质粉末和所述煤粉在75-105℃的环境下干燥1-2h。
在本实施例中，在步骤3中，生物质粉末和所述煤粉按照1-10：1-10的比例进行混合。
在本实施例中，在步骤6中，管式炉的升温速率为20-30℃/min，混合气体为氧气，二氧化碳、氮气和氯化氢的混合气体；所述混合气体的流量速率为1-2L/min。
在本实施例中，在步骤7中，在700-900℃的环境下恒温加热30-48h。
在本实施例中，在步骤8中，每隔6h取出所述管材金属片，测定其质量变化。
与现有技术相比，本发明的优势之处在于：本发明将生物质材料与媒材料进行混合燃烧，一方面达到稀释碱金属及氯元素含量的目的，减轻积灰、结渣及腐烛问题，另一方面，可以通过生物质与煤之间的相互作用，改善燃烧状况，提高燃烧效率，保证锅炉的安全经济稳定运行。本发明使用生物质和煤为原料进行掺烧，通过不同掺混比来探究降低过热器腐蚀的程度，另外本发明通过提供一种检测方法来检测生物质能源对过热器腐蚀度，从而保证锅炉的安全经济稳定运行。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。
本发明提出一种生物质能源，包括生物质材料和煤材料；生物质材料与煤材料混合。
在本实施例中，生物质材料与煤材料按照1-10:1-10的比例混合。
在本实施例中，生物质材料为稻草、玉米秸秆和树皮中的任意一种或多种；煤材料为烟煤、无烟煤和褐煤中的任意一种或多种。
本发明还提出一种检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，包括以下步骤：
步骤1：将生物质材料和煤材料进行粉碎处理，粉碎至60-100目，以得到生物质粉末和煤粉；通过研磨处理能够增加燃料的反应面积有利于燃料充分反应；
步骤2：生物质粉末和煤粉在75-105℃的环境下干燥1-2h；除去其中的水分，降低燃料的湿度，减少后续热解过程中外水对实验结果的影响
步骤3：将生物质粉末和煤粉按照1-10：1-10的比例进行混合，得到混合粉末；
步骤4：对管材金属片表面进行打磨清洗处理；
步骤5：将混合粉末均匀涂抹于管材金属片表面；
步骤6：升温管式炉，管式炉的升温速率为20-30℃/min，同时通入氧气，二氧化碳、氮气和氯化氢的混合气体；混合气体的流量速率为1-2L/min。
步骤7：将管材金属片置于管式炉内，在700-900℃的环境下恒温加热30-48h；
步骤8：每隔6h取出管材金属片，测定其质量变化，采用增重法测定腐蚀程度。
在本实施例中，管材金属片为T91、TP347H、12CrMoVG。
为使本发明的技术效果更加清楚，下面将通过具体实施例对本发明做进一步的解释说明：
实施例1：
将麦秆灰与准东煤灰按照1：0比例混合，利用无水乙醇制成悬浊液均匀涂抹于T91金属片表面，将反应器升温至700℃保持恒温，并通入模拟烟气(6％的O2、12％的CO2、500ppm的HCl、平衡气体N2)，待气流稳定后将涂灰的T91放入反应器内，采用增重法测定腐蚀程度，每隔6h称取重量，腐蚀实验时长为48小时。设立平行样。对金属试样的腐蚀增重量随时间的变化数据进行定量分析，按抛物线形式定义其曲线方程式ΔG＝kτ1/2,ΔG为时刻的腐蚀增重量；k为抛物线的系数，表征了腐蚀速率。得到纯麦秆腐蚀速率为K0＝0.8674。
实施例2：
将麦秆灰与准东煤灰按照1：3比例混合，利用无水乙醇制成悬浊液均匀涂抹于T91金属片表面，将反应器升温至700℃保持恒温，并通入模拟烟气(6％的O2、12％的CO2、500ppm的HCl、平衡气体N2)，待气流稳定后将涂灰的T91放入反应器内，采用增重法测定腐蚀程度，每隔6h称取重量，腐蚀实验时长为48小时。对金属试样的腐蚀增重量随时间的变化数据进行定量分析，按抛物线形式定义其曲线方程式ΔG＝kτ1/2,ΔG为时刻的腐蚀增重量；k为抛物线的系数，表征了腐蚀速率。与纯麦秆相比，腐蚀速率由K0＝0.8674降为K1＝0.3569，为原来腐蚀速率的41.15％。
实施例3：
将麦秆灰与准东煤灰按照1：1比例混合，利用无水乙醇制成悬浊液均匀涂抹于T91金属片表面，将反应器升温至700℃保持恒温，并通入模拟烟气(6％的O2、12％的CO2、500ppm的HCl、平衡气体N2)，待气流稳定后将涂灰的T91放入反应器内，采用增重法测定腐蚀程度，每隔6h称取重量，腐蚀实验时长为48小时。设立平行样。对金属试样的腐蚀增重量随时间的变化数据进行定量分析，按抛物线形式定义其曲线方程式ΔG＝kτ1/2,ΔG为时刻的腐蚀增重量；k为抛物线的系数，表征了腐蚀速率。与纯麦秆相比，腐蚀速率由K0＝0.8674降为K2＝0.5025，为原来腐蚀速率的57.93％。
实施例4：
将麦秆灰与准东煤灰按照3：1比例混合，利用无水乙醇制成悬浊液均匀涂抹于T91金属片表面，将反应器升温至700℃保持恒温，并通入模拟烟气(6％的O2、12％的CO2、500ppm的HCl、平衡气体N2)，待气流稳定后将涂灰的T91放入反应器内，采用增重法测定腐蚀程度，每隔6h称取重量，腐蚀实验时长为48小时。设立平行样。对金属试样的腐蚀增重量随时间的变化数据进行定量分析，按抛物线形式定义其曲线方程式ΔG＝kτ1/2,ΔG为时刻的腐蚀增重量；k为抛物线的系数，表征了腐蚀速率。与纯麦秆相比，腐蚀速率由K0＝0.8674降为K3＝0.4613，为原来腐蚀速率的53.18％。
实施例5：
将麦秆灰与准东煤灰按照0：1比例混合，利用无水乙醇制成悬浊液夜均涂抹于T91金属片表面，将反应器升温至700℃保持恒温，并通入模拟烟气(6％的O2、12％的CO2、500ppm的HCl、平衡气体N2)，待气流稳定后将涂灰的T91放入反应器内，采用增重法测定腐蚀程度，每隔6h称取重量，腐蚀实验时长为48小时。设立平行样。对金属试样的腐蚀增重量随时间的变化数据进行定量分析，按抛物线形式定义其曲线方程式ΔG＝kτ1/2,ΔG为时刻的腐蚀增重量；k为抛物线的系数，表征了腐蚀速率。得到纯准东煤，腐蚀速率为K4＝0.1847。
综上所诉，通过将生物质材料与煤材料的充分混合，生物质能源对过热器的腐蚀度明显降低。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物质能源，其特征在于，包括生物质材料和煤材料；所述生物质材料与所述煤材料混合。
2.根据权利要求1所述的生物质能源，其特征在于，所述生物质材料与所述煤材料按照1-10:1-10的比例混合。
3.根据权利要求1所述的生物质能源，其特征在于，所述生物质材料为稻草、玉米秸秆和树皮中的任意一种或多种；所述煤材料为烟煤、无烟煤和褐煤中的任意一种或多种。
4.一种检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，使用如权利要求1-4中任意一项所述的生物质能源，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将生物质材料和煤材料进行粉碎处理，以得到生物质粉末和煤粉；
步骤2：对所述生物质粉末和所述煤粉进行干燥处理；
步骤3：将所述生物质粉末和所述煤粉按照一定比例进行混合，得到混合粉末；
步骤4：对管材金属片表面进行打磨清洗处理；
步骤5：将所述混合粉末均匀涂抹于所述管材金属片表面；
步骤6：升温管式炉，同时通入混合气体；
步骤7：将所述管材金属片置于所述管式炉内，恒温加热一段时间；
步骤8：每隔一端时间取出所述管材金属片，测定其质量变化。
5.根据权利要求4所述的检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，其特征在于，在步骤1中，将所述生物质材料和煤材料进行粉碎至60-100目。
6.根据权利要求4所述的检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，其特征在于，在步骤2中，所述生物质粉末和所述煤粉在75-105℃的环境下干燥1-2h。
7.根据权利要求4所述的检测生物质能源对过热器腐蚀度的检测方法，其特征在于，在步骤3中，生物质粉末和所述煤粉按照1-10：1-10的比例进行混合。
8.根据权利要求4所述的检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，其特征在于，在步骤6中，管式炉的升温速率为20-30℃/min，混合气体为氧气，二氧化碳、氮气和氯化氢的混合气体；所述混合气体的流量速率为1-2L/min。
9.根据权利要求4所述的检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，其特征在于，在步骤7中，在700-900℃的环境下恒温加热30-48h。
10.根据权利要求4所述的检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法，其特征在于，在步骤8中，每隔6h取出所述管材金属片，测定其质量变化。
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