生物质锅炉碱金属腐蚀

生物质通过燃烧和气化作用产生灰分，生物质中高的碱金属含量（K，Na）导致生物质的灰熔点较低，直接影响了生物质燃烧炉运行的稳定性和运行成本。生物质中含有从土壤里吸收的大量碱金属，这些碱金属在燃烧的过程中，一部分和Si元素等反应生成共晶体熔融物，一部分挥发成气体形成碱金属氯化物，造成燃烧炉炉换热器和耐火材料的腐蚀问题。在以往的生活垃圾焚烧飞灰中KCL、NaCL总量约6%，CL含量达到15.12%，炉渣中也含有K、Na、CL等元素且CL元素以携带碱金属元素挥发，对炉体造成腐蚀。生物质燃烧时的灰沉积铝在燃烧早期最大，然后会单调递减，且生物质燃烧所产生的灰沉积表面光滑、孔隙度小，比煤灰沉积更难去除。

一般植物中大部分是水分，剩余少量干物质中包括了植物可以从土壤和水体中吸收的几乎所有元素。除了C、H、O、N、S、P等元素之外，秸秆中K、Na、CL元素等含量较高且性质活跃，是造成燃烧炉内结渣、沉积、团聚和高温腐蚀的主要原因。

在生物质燃烧利用过程中，通过降低燃料中碱金属含量的比例（与煤混烧或适当预处理手段），设法提高燃料灰分的熔点（加入添加剂），抑制碱金属的挥发性，以及探索选用新型的床料（非SiO2类床料），是解决生物质流化床积灰、结渣和腐蚀问题的有效途径。同时，在保证正常的流化床运行工况的前提下，适当地降低燃烧温度、合理地调节燃烧工况也是一种有效减轻结渣的方法。

生物质燃料与煤的一个显著不同还在于生物质中的CL含量高，CL在生物质燃烧过程中的挥发及其与锅炉受热面的反应会引起锅炉的腐蚀。当生物质燃料含CL高（如稻草）时，将使壁温受热面发生氯腐蚀。生物质燃料锅炉发生高温氯腐蚀的原因主要是生物质中的CL在燃烧过程中以HCL形式挥发出来，与锅炉的金属壁面发生反应，生成的FeCL3熔点很点，较易挥发，对保护膜的破坏较为严重：除了Fe、Fe2O3的侵蚀外，CL与氯化物还可在一定条件下对Cr2O3保护膜构成腐蚀。也可利于HcL、CL2的形成，进而加速高温腐蚀过程。除了以上高温气体腐蚀和熔融盐腐蚀之外，HCL气体还易在烟道出口处形成露点腐蚀。除了生物质燃烧，在高炉冶炼过程中，碱负荷也是锅炉安全运行的指标之一。高炉耐火材料的损坏40%由碱金属腐蚀造成，机械磨损和热震破坏约占25%。碱金属对于耐火材料的腐蚀能力值得引起重视。