廖新杰,張世紅,李姜昊,羅俊偉,楊文海,張 雄,陳漢平,3
(1. 華中科技大學能源與動力工程學院煤燃燒國家重點實驗室,武漢 430074;2. 武漢武鍋能源工程有限公司,武漢 430070;3. 華中科技大學能源與動力工程學院新能源科學與工程系,武漢 430074)
隨著化石能源的消耗和環(huán)境保護的雙重壓力. 世界各國越來越重視可再生能源的開發(fā)利用。生物質能位居世界能源總消耗量的第4位,其轉化利用在整個可再生能源中具有重要地位[1],生物質具有揮發(fā)分含量大、碳活性高、灰分及硫元素含量低等特點,是理想的氣化原料[2-3],傳統(tǒng)的固定床氣化方法氣化效率低、生產強度較小,不適宜較大的工業(yè)化生產[4-6]。而流化床氣化爐氣化強度高,生產強度大,且燃氣的熱值可在一定的范圍內調整[7-9],適合大型的工業(yè)供氣系統(tǒng)。
早期關于生物質氣化特性研究主要集中在小規(guī)模的臺架,耿峰等[10]以玉米秸稈為原料,利用下吸式固定床氣化爐進行了空氣氣化,合成氣熱值約為3.91~4.44 MJ/m3;諸林等[11]以松木與玉米秸稈為原料進行了串行流化床氣化動力學模擬,隨著水蒸氣的增加,干氣產率增加,CO2和H2含量升高,O含量降低;李洪亮等[12]在實驗室規(guī)模流化床上以水蒸氣為氣化劑,對稻殼進行熱解氣化,得出溫度的升高可提高氣體組分中CH4和H2的含量,CO的含量呈先增加再降低的趨勢。曾曦等[13]在小型流化床上進行秸稈與煤共氣化研究,發(fā)現(xiàn)煤中摻入秸稈有利于CO的產生。
結渣是影響流化床氣化穩(wěn)定運行的關鍵因素,但關于生物質結渣特性研究多集中于燃燒工況,氣化工況下研究較少。研究表明,生物質含有較高含量的堿金屬和堿土金屬元素,燃燒生成的KCl、K2O等堿金屬化合物易與主要以SiO2為主要成分的流化床床料在高溫下生成低熔點的共晶化合物,這些熔融物質在不斷流動碰撞過程中不斷擴散,當熔融物累計到一定程度時,使粘附顆粒的力大于流動的破壞力,導致床料中顆?;艺辰Y在一起,形成團聚[14-17];Shang等[18]在燃燒工況下發(fā)現(xiàn)高溫下麥稈灰和河沙反應生成的低熔點硅酸鹽是造成結渣的主要原因;而Al、Fe等元素能夠與煙桿中的堿金屬元素反應,生成難熔化合物抑制結渣[19]。
Fig.4 shows the fitting results of experimental Scenario 1.The following was observed:
以上技術主要在小型臺架上完成,對實際大中型氣化裝置的運行指導性不強,而生物質氣化技術的商業(yè)化和工業(yè)化利用尚處于起步階段,許多氣化技術的可行性和穩(wěn)定性有待驗證,由于商業(yè)和技術保密等原因,大中型生物質流化床氣化特性與氣化工況下的結渣特性研究報道較少。本文利用中型流化床氣化裝置進行成型樹皮和成型玉米秸稈的氣化試驗,研究不同原料、空氣當量比、氣化溫度和送風溫度對氣化特性的影響,同時對生物質流化床氣化結渣特性進行了研究。
攀枝花市上規(guī)模(年產浮選鈦精礦30萬噸以上)干燥浮選鈦精礦的生產廠家有4家,從實際生產工藝流程來看,C廠和D公司選擇以煤氣作為燃料,采用直接烘干—干式布袋除塵—濕式噴淋的工藝流程。E公司和F公司則采用間接烘干—濕式除塵(復噴+復擋)的工藝流程,燃料采用煤。
選取典型生物質燃料——成型樹皮和成型玉米秸稈作為研究對象(以下文章中簡稱為樹皮和秸稈),樣品選自中國河北省農村,被加工成型后自然晾干,利用破碎機將原料破碎至6 mm以下,使輸送絞龍順利進料。樣品的工業(yè)分析和元素分析分別使用SDTGA-2000工業(yè)分析儀(Las Navas,西班牙)和EL-2型元素分析儀(Vario,德國)進行分析,使用自動量熱儀(型號:6300,America)分析樣品的熱值,分析結果見表1。經600 ℃的低溫灰化(LTA)得到無機礦物質灰,采用X射線熒光光譜儀(Eagle III,America)分析,其主要成分見表2。
式中Gv表示生物質的氣化產率,m3/kg,氣化產率由元素守恒計算獲得;qv表示氣化過程中產生的氣化合成氣在標準狀況下的體積流量,m3/h。
表1 生物質成型燃料工業(yè)分析與元素分析Table 1 Proximate and ultimate analysis of pelletized biomass sample
表2 生物質成型燃料灰成分分析Table 2 Elemental composition of pelletized biomass ash %
生物質的氣化試驗在流化床臺架上進行,如圖1所示,系統(tǒng)主要包括雙螺旋絞龍進料、流化床氣化爐、煙氣換熱器、布袋除塵、煙氣冷凝器、溫度和壓力監(jiān)測系統(tǒng)等組成。爐膛高度約5 m、密相區(qū)內徑0.108 m、稀相區(qū)內徑0.15 m,使用0.25~0.50 mm粒徑的石英砂為床料,于主爐底部風室與進料口間設置溫度壓力測點T1/P1,高度為400 mm。在進料口與主爐頂部間由下向上依次設置溫度壓力測點T2/P2至T5/P5。試驗過程中樹皮與秸稈給料量約40 kg/h;由風機提供流化氣體,風機與流化床之間安裝調節(jié)閥和流量計,以此控制風量調節(jié)氣化爐內的空氣當量比。
4)碳轉化率(Carbon Conversion Efficiency,ηc)
氣化合成氣從圖1中的采樣點5導出,首先經過冰水浴捕集瓶過濾焦油,并在干燥過濾雜質后連接Gasboard-3100P便攜式煤氣分析儀,在線監(jiān)測合成氣成分。爐膛溫度和壓力通過熱電偶和壓力傳感器測出,監(jiān)測爐膛運行工況。待爐膛溫度穩(wěn)定后,開始檢測可燃氣成分,連續(xù)測量20 min,取平均值作為該工況下的試驗結果。
啟動流化床氣化爐前,先稱取5 kg的石英砂加入氣化爐內作為初始床料,然后開啟液化石油氣點火裝置對爐膛進行預熱。當給料口附近溫度升高到500 ℃左右,開始給入生物質原料,同時關閉點火裝置并逐漸加大進風量,保證爐膛內生物質原料流化并著火燃燒。在氣化爐啟動過程中,首先保證爐膛中過量空氣系數(shù)在1.5~2.0左右,讓生物質原料能充分燃燒,待爐膛溫度達到所需的溫度后再切換為氣化工況,調節(jié)一次風量與生物質原料給料量,將空氣當量比ER調整為氣化實驗所需值,穩(wěn)定后進行流化床氣化試驗。燃氣的組分和熱值采用Gasboard-3100P便攜式煤氣分析儀在線監(jiān)測。為減小試驗誤差,相同工況下每隔20 min測量1次,每種工況測3次,取平均值作為該工況下的試驗結果。每次試驗結束待爐膛冷卻后打開爐膛底部排渣口查看是否結渣,若出現(xiàn)結渣,則將渣塊取出進行粉碎,并采用X射線熒光能譜儀(XRF)、電子探針顯微分析儀及X射線衍射儀(XRD)對渣塊的成分、微觀形貌及物相組成進行分析。
選取2013年7月—2014年4月在萍鄉(xiāng)市某三甲醫(yī)院臨床實習的護生150例,其中本科生30例,大專生52例,中專生68例,均為女生,年齡17~23歲。
為評估不同工況下的氣化效果,引入如下氣化指標:
1)空氣當量比(Equivalence Ratio,ER)
為尋求江南雨季降水的預測信號,利用時滯相關的方法,來確定暖池熱含量影響JRS降水的關鍵區(qū)和關鍵時段。本文將江南雨季(1961—2010年)對應年份的前一年稱為上年,對應年份當年簡稱為當年。
指單位生物質在氣化過程所消耗的空氣量與完全燃燒所需要的理論空氣量之比
式中V0為原料完全燃燒所需要的理論空氣量,m3/h;q0表示由鼓風機送入氣化爐內的空氣體積流量,m3/h;qm表示生物質原料的給料速率,m3/h。
2)氣體熱值(Lower Heating Value,LHV)
科學技術的持續(xù)發(fā)展使得某些現(xiàn)象發(fā)生了改變,公司的財務管理先進性和公司的業(yè)務水平因為網絡的迅速發(fā)展而出現(xiàn)了所謂“拖后腿”的現(xiàn)象。在“互聯(lián)網+”時代,公司的發(fā)展情況一般是呈正比例型的,換句話說,公司每一份業(yè)績都會帶來公司發(fā)展的實際的并且較為均勻的增長。而在“互聯(lián)網+”的背景下,卻出現(xiàn)了一個從未有過的閾值,企業(yè)的發(fā)展需要在突破閾值后才能進入一個快速發(fā)展的模式,在這之前業(yè)務能力會出現(xiàn)明顯的“拖后腿”現(xiàn)象。
式中Qv為燃氣熱值,分別表示燃氣樣品中不飽和烴、CO、CH4和H2的體積分數(shù),%。
指生物質氣化合成氣的總熱量與氣化爐進料的總熱量之比,是衡量氣化工藝的重要指標 。
3)氣體產率(Gas Yield,Gv)
工業(yè)4.0時代的到來,推動著中國企業(yè)從自動化向智能化、數(shù)字化、新能源方向發(fā)展。林德將德國智能化、精益化技術引進中國,針對中國行業(yè)發(fā)展特點,提出更多更好的技術和行業(yè)性的解決方案,不斷幫助客戶實現(xiàn)更加高效、低成本的倉儲物流;同時,進一步推進智能裝備與人之間的和諧共處,實現(xiàn)人、機、物三者的和諧、快速、高效流轉,推進中國物流裝備與技術蓬勃發(fā)展。
指單位質量的原料氣化后所產生氣體燃料在標準狀態(tài)下的體積。
從表1中可以看出,成型秸稈灰分較高,且揮發(fā)分和熱值低于成型樹皮,密度要明顯高于成型樹皮。這可能與秸稈類生物質在成型過程中加入了大量粘結劑,以及在收集過程中摻入較多的石土有關。表2中生物質成型原料的灰成分分析顯示成型玉米秸稈灰中Si元素占主導,可能也與此相關。此外,樹皮和秸稈灰中均含有較多的K,Ca,Na,Mg等堿金屬和堿土金屬元素,這類元素在氣化過程中容易形成低熔點的共晶化合物導致結渣及床料團聚問題。由此推斷本研究所選用的成型樹皮及成型秸稈氣化過程中可能存在一定的結渣風險。
首先,健身休閑產業(yè)供給側結構性改革關鍵在于供給產品的擴容。豐富健身休閑產品的內容,最基礎的是普及常規(guī)項目,然后注重挖掘地方特色。健身休閑產業(yè)是體育產業(yè)與休閑產業(yè)融合發(fā)展的產物,因而健身休閑活動內容也會涵蓋部分體育活動。健身休閑供給產品的擴容應以各類體育和休閑資源為依托,充分結合地方自然和人文資源,注重與其他產業(yè)融合發(fā)展。運用多種科技手段,豐富傳統(tǒng)休閑健身產品的形式和內涵,同時借助“互聯(lián)網+”等新媒體、新業(yè)態(tài)的營銷方式,推動健身休閑產品的智造和創(chuàng)造。還要充分利用好“一帶一路”建設契機,加強廣西與沿線國家間的共同合作,開發(fā)出類型多樣的休閑健身產品,提升健身休閑產業(yè)發(fā)展的總體格局。
此外,菲茨杰拉德還多次在《了不起的蓋茨比》中描寫城市高樓大廈與夜燈映襯下蓋茨比孤獨的身影:“宅邸的主人佇立在前廊,舉起一只手做出客套的道別動作,顯得形單影只,十分孤獨?!盵3]103人群熙攘中的尼克同樣感到“一陣揮之不去的孤獨感,而且發(fā)現(xiàn)別人身上也有這種感覺?!盵3]105可見,消費社會中精神的虛空與荒蕪感成了一種“社會病”,這種“孤獨與空虛”的病毒不僅侵蝕著個人的靈魂,還毒害著人與人之間的關系。正如魯樞元評價的那樣:“所有成功后的占有都難以使生命豐盈”。[5]224在消費主義文化盛行的工業(yè)社會里,人與人、人與自身的精神生態(tài)在社會生態(tài)惡化的情勢下也徹底瓦解與坍塌了。
式中ηc為碳轉換率,%;Gv為氣體產率,m3/h,Vx為各氣體組分流量,m3/h。
5)氣化效率(Gasification Efficiency,η)
學生對這個原理的理解應該沒有太大難度,但如何求最小值則超出了他們的理解范圍,尤其是如果在此之后才學習微積分,那就更如同聽天書了.但如果學生學習過一元函數(shù)的微積分,可以從幾何上作出直觀解釋.與曲線的極小值一樣,曲面的最小值處的切平面與xOy平面是平行的,因而兩個偏導數(shù)等于0,高中階段大概也只能到此為止了.如果原理不清不楚,教材中再多的例子也難以讓學生開竅.
式中η為氣化效率,%;Qv為合成氣的熱值,MJ/m3。
溫度增加后,由于合成氣可燃組分提升及CO2含量下降,熱值與氣化效率等分別增加20.07%和28.76%。
表3 不同生物質燃料的氣化特性Table 3 Gasification characteristics of different biomass fuels
采用樹皮作為燃料,研究ER對氣化特性的影響。如圖3所示,在流化床爐膛1~3 m處溫差較小,說明物料流化狀態(tài)好,為主反應段,隨著ER的增大,爐膛平均溫度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,而于杰等[23]所做的試驗中ER加大會使氣化爐溫度一直升高,與本文有差異,原因是試驗所用流化床爐膛高度較低,高ER下吹動物料上移,部分物料未充分進行氧化放熱反應就被吹出主反應區(qū),減少了物料爐膛停留時間,導致溫度下降。ER在0.19時氣化爐溫度達到最高,平均約700 ℃。
隨著ER的增大,合成氣可燃組分(CO、CH4、H2)、熱值與氣化效率出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在ER為0.24時,達到最佳氣化效率59.62%,最大熱值5.66 MJ/m3。過低的ER導致供氧量不足,抑制了氧與碳結合生成CO等反應,而過高的ER使氧氣供給量增加,氧化反應的增強促進了不飽和烴類大分子分解,使得更多的揮發(fā)分從原料中析出,但同時加劇原料及氣體可燃組分燃燒,部分CO被氧化成CO2[24]。雖然碳轉化率在ER為0.24以后一直保持在90%以上,但碳元素多以CO2形式存在,不能說明氣化效果好。合成氣產率隨著ER增大同步上升,雖然氣化效率略微下降,但產量提高。
同時CO2含量卻隨溫度的上升而降低了5.66%,因為合成氣中的CO2主要是由羧基組分在低溫下的分解和生物質與氧氣的充分燃燒反應生成的[27],水煤氣變換反應與C的氧化反應正向均為放熱,高溫促進反應逆向移動,CO2生成量減少。高溫同時有利于焦油的裂解產生CH4,但由于蒸汽重整反應正向吸熱,高溫促使CH4分解產生CO與H2,兩者相抵導致CH4生成量變化不明顯。
采用樹皮為原料,固定給料量30 kg/h,在ER為0.25條件下測試700、750、800 ℃條件下溫度對氣化特性的影響,結果如圖4所示。隨著溫度的升高,合成氣的H2與CO濃度提升,因為蒸汽重整反應與Boudouard反應均為吸熱反應,高溫促使反應向正向移動[26],H2和CO產量分別提高了16.54%與10.14%。
綜上所述,樹皮最佳ER范圍應在0.24左右,與呂鵬梅等[25]的實驗室規(guī)模流化床氣化結果相似,驗證了工業(yè)應用上的可行性。
在ER為0.24的工況下,分別進行了樹皮和秸稈的流化床氣化試驗,根據(jù)爐膛底部溫度,選取較為穩(wěn)定的溫度段,進行數(shù)據(jù)間隔采樣平均處理。物料對氣化特性的影響如圖2、表3所示。圖2a中平均溫度為穩(wěn)定工況下爐膛不同高度溫度測點實測溫度的平均值。從圖2a中可以看出,與秸稈作為原料氣化相比,樹皮原料氣化時反應區(qū)溫度稍低,原因是其含水率更高,水分子蒸發(fā)吸熱,且在高含水率下顆粒之間互相搭接的毛刺會產生更大的毛細管力,導致易產生團聚現(xiàn)象,使顆粒流化困難[20],影響傳熱傳質。從表3中可以看出,樹皮合成氣中氫氣含量很高,達到11.20%,原因是高水分促進C、CO、CH4與H2O反應轉化為H2[21]。整體而言樹皮各項氣化數(shù)據(jù)均優(yōu)于秸稈,氣化熱值、氣化效率達到5.66 MJ/m3與59.62%,同比高出秸稈44.38%與25.7%,這是因為成型樹皮的揮發(fā)分較多,可以在較低溫度進入氣化狀態(tài),相同工藝下氣化熱值較高[22]。另外,從表1、2可以看出,成型秸稈的灰分較高,熱值較低,是氣化特性較差的直接原因。
采用樹皮為原料進行氣化,調節(jié)一次風溫為100、300 ℃,如表4所示。一次風溫從100加熱到300 ℃,爐膛平均溫度少許上升,合成氣熱值、氣體產率、碳轉化率、氣化效率等略微上升。爐膛底部溫度從815 ℃上升到973 ℃,主要原因是生物質氣化工況下送風量較小,攜帶熱量少,爐膛溫度主要依靠物料的氧化放熱來維持,雖然提升風溫可以少許提升爐膛的溫度,而在爐膛底部,物料與相對充足的氧氣發(fā)生大量的氧化放熱反應,本身溫度很高,風溫提升后會造成爐底過熱,對氣化爐設備安全不利,且生物質類燃料在900 ℃以上會出現(xiàn)明顯結渣[2],對氣化爐穩(wěn)定運行不利。
這種施工現(xiàn)象在給排水管道施工環(huán)節(jié)非常普遍,造成這一問題的根本原因是建筑工人沒有依據(jù)相關的施工規(guī)定和原則,建筑工人基礎不扎實,總是按照主觀愿望進行操作,在管道安裝期間產生許多不良雜質。此外,水流的沖擊作用也會導致三通位置堵塞,這將使管道不能反映其功能,嚴重影響正常排水。同時,污水管道的引入往往會出現(xiàn)設計誤差,如果管道的取值太小,大量的微顆粒雜質會跑到管道,也就一定程度上妨礙了管道進行的排污作業(yè)。而時間會讓雜質越積累越多,最終堵塞管道,這種問題的發(fā)生通常都是因為在設計的時候坡度就沒有合乎規(guī)范。
表4 風溫對氣化特性影響Table 4 Effect of wind temperature on gasification characteristics
2種生物質成型燃料在試驗中都結渣現(xiàn)象,秸稈結渣呈現(xiàn)大塊團聚,嚴重堵塞爐膛;樹皮呈現(xiàn)小塊結渣,相對于前者結渣現(xiàn)象較輕。根據(jù)表2所示,2種生物質灰中都含有大量的K,而K易Cl、S等元素形成低熔點的氯化物與硫酸鹽,并且石英砂中的SiO2也會與K形成低熔點化合物導致床料顆粒粘結。雖然樹皮灰中K含量高于秸稈,但由于秸稈灰分含量約為樹皮的兩倍,同等輸送量下存在更多的K,導致結渣較為嚴重。用EACLE聚焦型掃描X射線熒光能譜儀(XRF)對未反應的床料顆粒和試驗后的床料粘結渣塊進行了分析,結果如表5所示,試驗前后石英砂床料的成分發(fā)生了很大的變化,床料原樣中主要元素是Si與少量的Al,其他成分幾乎沒有。而在試驗過后,床料粘結塊中多了K、Ca、Na、Mg 等堿金屬和S、Ti,Si元素的占比明顯減少,這表明樹皮和秸稈灰中的堿金屬元素在氣化過程中富集在石英砂床料中,促使床料在高溫下與其發(fā)生復雜的化學反應,生成低熔點的化合物,導致石英砂粘結形成渣塊。
表5 床料成分分析Table 5 Composition of bed material %
對結渣采用EPMA-8050G電子探針顯微分析儀進行分析,如圖5所示,樹皮和秸稈結渣表面均出現(xiàn)了熔融物質,呈現(xiàn)玻璃相,主要是因為氣化過程中,雖然主氣化區(qū)域溫度控制在800 ℃以下,但由于中試試驗條件下溫度會有波動,爐膛底部溫度有時會超過800 ℃(如圖 2b所示),高溫導致SiO2骨架發(fā)生鈍化,出現(xiàn)熔融和團聚。2種渣塊表面都富集了大量的O、Al、Si、Fe、Ca等元素,O含量極多,樹皮渣塊與秸稈渣塊分別含有73.51%與79.8%(表6),表明各種元素在結渣中以復雜的氧化物形式存在。高溫下K、Mg等堿金屬易與SiO2反應生成低熔點的硅酸鹽(如K2Si4O9),覆蓋在床料顆粒表面,這種物質在高溫下具有一定粘性,床料顆粒通過這種熔融物質粘結在一起,增大了顆粒碰撞的阻力,熔融程度隨著氣化進一步擴大,導致更多的床料粘結在一起,造成爐膛結渣[28-30]。這種混合著大量石英砂床料的結渣對氣化爐穩(wěn)定運行不利。
樹皮結渣中富含大量的Fe、Al、Ca元素,而秸稈這類元素相對較少,這類元素能與堿金屬化合物生成高熔點物質,覆蓋在床料表面,阻止堿金屬化合物向低熔點物質的遷移轉化,減輕氣化過程中床料粘結現(xiàn)象[19]。
2.6 鼠齡對按蚊吸血的影響 在小鼠體重相當?shù)臈l件下,叮吸3周齡小鼠組按蚊的吸血率略高于叮吸14周齡組按蚊,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。其中,稱重法計算7.8 min吸血率分別為45.3%和39.3%,見圖5A;目視法計算吸血率分別為47.2%和42.8%,見圖5B。
表6 結渣EPMA分析Table 6 EPMA results of agglomerates %
為進一步探究氣化結渣成分,采用x’pert3 powder X射線衍射儀(XRD)對結渣的物相成分進行了分析,如圖6所示,2種結渣中主要成分是SiO2與Fe、Al、Ca、Mg等元素形成的復雜化合物(如KAl(SiO3)、KAl(SiO3)、(MgO)0.593(FeO)0.407等)。在樹皮結渣中檢測到了CaSO4的晶相,結合表2中2種生物質灰成分可知,樹皮中大量的Ca在氣化中結合S轉化成CaSO4,這種物質熔點較高(1 400℃),在氣化溫度下不易熔化粘結床料顆粒,一定程度上抑制了樹皮結渣,而在秸稈結渣中并未檢測到CaSO4晶相,可能由于秸稈中Ca相對較少,是秸稈結渣相對嚴重的另一原因。
本文研究了生物質成型燃料——樹皮與玉米秸稈在中型流化床氣化過程中的氣化特性與結渣特性,包括不同生物質、空氣當量比、氣化溫度(700~800 ℃)、送風溫度(100、300 ℃)對氣化特性的影響與氣化過程中的結渣現(xiàn)象。主要結論歸納如下:
1)成型樹皮相對于成型玉米秸稈流化床氣化效果更好。在ER為0.24條件下,成型樹皮熱值和氣化效率可達5.66 MJ/m3與59.62%,氫氣含量高達11.20%。成型玉米秸稈由于揮發(fā)分和燃料熱值較低,合成氣熱值、氣化效率分別為3.92 MJ/m3與33.92%。
2)空氣當量比對氣化特性有著重要影響。隨著ER的增大,成型樹皮氣化效果呈現(xiàn)先增長后下降的趨勢。最佳ER范圍為0.24左右。
3)溫度對氣化特性有著明顯的影響。氣化溫度的提升有利于氣化效果的提高,從700 ℃提升到800 ℃,成型樹皮合成氣熱值和氣化效率分別提升了20.07%和28.76%。一次風溫從100 ℃提高到300 ℃,氣化效果少許提升,但會導致爐底溫度過高,影響設備安全
4)2種生物質都有明顯結渣現(xiàn)象,其表面呈現(xiàn)熔融玻璃狀。結渣主要由KAl(SiO3)等復雜化合物與SiO2組成。原因是生物質中K、Mg等堿金屬元素在床料中富集,形成低熔點熔融鹽將石英砂床料粘結;樹皮含有較多Ca,氣化中形成高熔點的CaSO4進而抑制結渣,而秸稈成灰率高,含有較多的K,導致結渣更為嚴重。