朱有健，张显显，陈奕名，吴学红，杨海平，陈汉平

（1 郑州轻工业大学能源与动力工程学院，河南郑州450002； 2 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉430074）

引 言

我国秸秆资源储量丰富，每年新增秸秆量约10亿吨，其中玉米秆占约1/3。玉米秆等农作物秸秆在供热和发电领域的应用可有效推动秸秆类生物质的能源化利用，解决当前秸秆处置不当造成的各类环境问题[1]。但玉米秆中富含碱金属和硅等无机组分，在燃烧过程中易形成低熔点碱金属硅酸盐，造成灰熔融烧结等问题，严重危害锅炉的连续稳定运行[2-3]。

在燃料中掺混添加剂是一种经济高效的方式，可缓解锅炉灰熔融烧结问题。当前常见添加剂包括钙基、硫基、硅铝基和磷基添加剂[4]。其中硅铝基添加剂广泛应用于各类燃煤装置中[5]。但前期研究[6]发现在燃烧温度为800～1000℃时，高岭土和膨润土等硅铝基添加剂与玉米秆中碱金属反应活性低，对粉尘排放和灰熔融烧结的改善作用不佳。此外，Wang 等[7]的研究表明当温度高于1100℃时高岭土与碱金属的反应基本可达到平衡，而在800～900℃时二者反应程度要远低于平衡值。而生物质燃烧温度通常为800～1000℃，硅铝基添加剂在该温度范围内对生物质灰熔融改善特性表现不佳。因此需进行深入研究，探寻更为合适的添加剂以缓解生物质燃烧过程中的灰熔融烧结问题。

根据热化学平衡分析可知，磷基添加剂相比于硅铝基添加剂具有更高的碱金属反应活性[8]，且燃烧后所得灰分富含磷钾等营养元素有利于灰分的后续循环利用，近年来在生物质燃烧中的应用受到愈来愈多的关注。……