發(fā)布時間：2020-04-13 10:18

【摘要】：生物質的清潔可再生優(yōu)勢使其具有廣闊的發(fā)展前景。但由于其含有大量堿金屬,在燃燒過程中容易出現(xiàn)積灰結渣、聚團和腐蝕等問題,制約著生物質燃料的大規(guī)模應用。本文采用理論與實驗相結合的方法,利用灰成分分析、X-射線衍射(XRD)分析、掃描電鏡能譜分析(SEM/EDS)及電子探針X射線顯微分析(EPMA)等測試手段對三種生物質秸稈(玉米秸稈、燕麥秸稈和水稻秸稈)燃燒過程的固態(tài)沉積物進行研究,深入地探討了生物質燃燒的固態(tài)沉積物特性,旨在探明沉積物的形成機理。 本文利用化學熱力學平衡軟件HSC對三種秸稈不同溫度下燃燒的產(chǎn)物進行了預測,結果表明:K與Cl的反應先于Na;900℃后Cl可以從K_2SO_4和Na_2SO_4中獲取堿金屬增加氣態(tài)物質總量;高的Na、Si含量會使溫度低于800℃時得到的鈉的生成物種類復雜,同時提高K的活性及產(chǎn)物復雜性;當硅含量相對較高時,在低于850℃的溫度下固相中存在成較多堿金屬硅鋁酸鹽。 在管式沉降爐上研究了三種秸稈在不同燃燒時間、溫度下燃燒過程的固態(tài)沉積特性。結果表明:三種生物質的沉積物量與原料的灰分、燃燒時間及燃燒溫度都有密切關系,水稻秸稈沉積物量受時間變化的增加最大,燕麥秸稈燃燒沉積物量受溫度影響的增加程度最大,沉積物硬度依次是玉米秸稈燕麥秸稈水稻秸稈,致密程度同此順序,三種生物質沉積物的灰成分分析結果均以SiO2、CaO為主,Al_2O_3、K2_O和Na_2O等含量的差異影響著沉積物中化合物的種類和多樣性;生物質秸稈燃燒沉積物的形成過程分累積粘結、“橋接”聚團,“交錯搭架”這三種,這與秸稈粉末中的顆粒大小分布有關,沉積物中鉀長石是支撐結構,沉積物外表的光滑是通過含堿金屬的低熔點化合物等融化來實現(xiàn),氣態(tài)物質逐漸揮發(fā)在沉積物表面形成孔洞或氣泡�？紫兜奶畛涫钩练e物變得致密�；疑P聯(lián)度分析結果表明除燃料的堿金屬含量外,溫度是決定沉積物結渣特性的關鍵因子。
【圖文】：

液濃度和吸光度的標準曲線來獲得元素的絕對濃度值。生物質原料粉末中氯離子的測定使用了艾氏卡混合劑熔樣-硫氰酸鉀滴定法，其測定原理為樣品和艾氏卡試劑的混合物在馬弗爐熔融，將氯轉變?yōu)槁然锖蠓兴。尤脒^量的硝酸銀溶液，在酸性環(huán)境中以硫酸鐵銨作指示劑，用硫氰酸鉀溶液滴定，從而計算出生物質原料中氯的含量。生物質秸稈燃燒沉積物中氯離子的測定用硝酸銀容量滴定法，其原理是氯化氫被氫氧化鈉吸收，在中性條件下用硝酸銀標準溶液滴定形成氯化銀沉淀，使用一定濃度的鉻酸鉀為指示劑，至微過量的銀離子與鉻酸鉀指示劑反應生成淺磚紅色鉻酸銀沉淀為終點。三種元素含量如下表 4.2 所示。表 4.2 秸稈原料中元素的含量生物質樣品 K Na Cl燕麥秸稈 14.69% 6.8% 0.902%水稻秸稈 13.04% 6.8% 0.646%玉米秸稈 9.9% 2.2% 0.718%4.2.4 秸稈原料粉末相關特性分析

圖 4.2 玉米秸稈原料粉末電子探針-能譜分析粉碎研磨前的玉米秸稈外壁堅硬，葉少，內部是白色質輕的海綿狀物質。圖 4.1 中研磨后的玉米秸稈大多數(shù)為很細碎的粉末，其中混有堅硬的呈細針狀的破碎后的秸稈外壁，玉米秸稈粉末整體看起來顏色很淺主要是受到易破碎的破碎海綿狀物質的顏色影響；圖 4.2 為玉米秸稈粉末的微觀特性，顆粒無規(guī)則形貌，多為碎紙片狀形態(tài)，大小接近，，間隙不大。其中 O、K、Ca、Si 出現(xiàn)頻率高，Na 幾乎沒有出現(xiàn)，其余元素零散分布，S 亦有較多出現(xiàn)，且分布均勻。
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TK6

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本文編號：2625898