大成生物質(zhì)鍋爐專家介紹，通過添加添加劑改變生物質(zhì)灰分的化學(xué)組分是目前解決生物質(zhì)結(jié)渣的方法之一。適量添加添加劑，能夠有效地防止結(jié)渣的形成。常用的添加劑有以下幾種。

1、鈣基添加劑

文獻(xiàn)中常見的鈣基添加劑有 Ca（OH）2、方解石和CaO。CaO單質(zhì)熔點(diǎn)較高約為2 521 ℃，鈣基添加劑在一定的添加比例下可以升高燃料的灰熔點(diǎn)。鈣離子可以和硅酸鹽反應(yīng)生成硅酸鈣鹽，同時(shí)在高溫下鈣離子可以融入硅酸鉀鹽中，使得鉀進(jìn)入氣相，生成的硅酸鈣鹽熔融溫度較硅酸鉀鹽高，所以當(dāng)添加量較低時(shí)，鈣基添加劑可以明顯改善生物質(zhì)的灰熔點(diǎn)。Toscano 等對生物質(zhì)中添加較低含量的 CaO 時(shí)熔融溫度進(jìn)行研究，當(dāng)添加量為0.2% 時(shí)，CaO 明顯改善了生物質(zhì)的熔融特性。

2、鋁基添加劑

文獻(xiàn)中常見的鋁基添加劑有純 Al2O3粉末、礬土和高嶺土等。一般認(rèn)為鋁基添加劑可以提高灰熔點(diǎn)。Al2O3在灰熔融變化中起著骨架的作用，其晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，熔點(diǎn)為2 050 ℃，灰中含量越多，灰熔點(diǎn)越高。主要是鋁基添加劑如高嶺土 Al2Si2O5(OH)4可以捕獲氣相中的 KCl、K2SO4等堿金屬，其反應(yīng)機(jī)理：Al2 Si2O5 (OH) 4 + 2KCl → 2KAlSiO4 +H2O+2HClAl2 Si2O5 (OH) 4+2KCl+2SiO2→2KAlSi2O6+H2O+2HCl添加高嶺土與生物質(zhì)中的鉀發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了 KAlSiO4 (鉀長石)和 KAlSi2O6 (白榴石)等高熔點(diǎn)礦物質(zhì)，同時(shí)抑制低熔點(diǎn)礦物質(zhì)的生成，這些高熔點(diǎn)的礦物質(zhì)在灰中起到骨架的作用，使熔融溫度升高，結(jié)渣可能性降低。

3、硅基添加劑

文獻(xiàn)中常見的硅基添加劑有Si粉、石英、硅酸鹽和沸石等。生物質(zhì)和煤燃料灰中含有一定量的SiO2，SiO2本身的熔融溫度很高一般在 1 730 ℃，但在燃燒過程中灰中的 SiO2與其他氧化物反應(yīng)生成的硅酸鹽類礦物質(zhì)，其熔點(diǎn)大大降低，其熔點(diǎn)隨著這些硅酸鹽類礦物質(zhì)的熔點(diǎn)和量而變化。一般添加石英對結(jié)渣的影響不大，甚至可能降低燃料的灰熔點(diǎn)，主要是因?yàn)楦邷剡€原性氣氛中活性較低的石英容易發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變，其生成的氧化硅會揮發(fā)出來形成極細(xì)的灰分顆粒。

4、磷酸鹽添加劑

磷酸鹽添加劑可以顯著提高燃料的灰熔融溫度。主要是磷酸鹽可以捕集灰中的堿金屬物質(zhì)，抑制堿金屬的進(jìn)入氣相，改善灰熔融特性。同時(shí)可以在灰中生成 K-Ca-P 的高熔點(diǎn)化合物，在灰中成為具有骨架作用的物質(zhì)，使灰熔點(diǎn)升高。

5、鐵基添加劑

文獻(xiàn)中常見的鐵基添加劑有黃鐵礦、Fe2O3等。一般燃料鐵含量是預(yù)測結(jié)渣的一個(gè)主要因素。鐵基添加劑是可以降低燃料的灰熔點(diǎn)，是一種良好的助熔劑。主要是因?yàn)樵诟邷剡€原層內(nèi)高價(jià)的 Fe2O3被還原成低價(jià)的 FeO。而在高溫下低價(jià) FeO 會與 SiO2、CaO等化合物反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)共晶化合物。這些具有骨架作用的共晶體熔融溫度的下降，使灰熔融溫度進(jìn)一步降低，使鍋爐更容易出現(xiàn)結(jié)渣。一般 Fe2O3 的熔融溫度比 FeO 高500 ℃。同時(shí)，F(xiàn)e2O3的加入還抑制了高熔點(diǎn)的礦物質(zhì)莫來石等的生成。