秸稈燃燒過程中堿金屬賦存遷移規(guī)律的研究.pdf

1、農作物秸稈是我國生物質資源的重要組成部分，其開發(fā)與利用對于緩解我國能源短缺和環(huán)境壓力具有重要意義。然而由于秸稈中固有的高堿金屬含量的特點，在熱化學利用過程中會引起床料聚團、受熱面沉積以及高溫腐蝕等多種問題，成為阻礙秸稈能源化利用過程中的一個主要障礙。為此，有必要了解堿金屬在燃燒過程中的行為，掌握其析出、遷移規(guī)律，為堿金屬問題的解決提供基礎依據。 本文首先采用濕法消解和化學分餾法，對幾種典型秸稈中堿金屬含量及其存在形式進行了測定，

2、同時也對秸稈灰的化學特性進行了研究，包括不同溫度下灰的化學成分分析、灰的晶相結構分析和添加劑對堿金屬析出的影響分析。通過測定和分析得出：秸稈中最主要的堿金屬元素是鉀元素，通常秸稈中鉀含量比鈉含量高一個數量級左右；秸稈中堿金屬元素絕大多數以水溶形式或可離子交換形式存在，在熱化學轉化過程中處于一種非常活潑的易揮發(fā)狀態(tài)；不同溫度下秸稈灰的化學成分有較大區(qū)別，高溫灰中堿金屬元素固留率低，說明在高溫下堿金屬元素更容易揮發(fā)進入氣相；600~C和80

3、0~C制取的稻稈灰中可以發(fā)現KCl，K2904和Si02三種物相，而玉米芯灰中最主要的物相都是KCI。 在以上研究的基礎上，為了更深入地了解燃燒過程中堿金屬元素的析出、遷移規(guī)律，本文在常壓流化床上對兩種常見的秸稈燃料進行了燃燒實驗。采用ICP-AES測定了氣相中和床料中堿金屬元素的含量，分析了床溫、過量空氣系數、秸稈種類對堿金屬析出、遷移的影響，掌握了各參數的影響規(guī)律，并通過加入添加劑研究了添加劑對堿金屬析出及稻稈結焦的影響。實

4、驗結果表明：床溫是影響堿金屬析出、遷移最重要的因素，隨著床溫升高，氣相中堿金屬含量有較大幅度的升高，床料中堿金屬含量會降低；過量空氣系數對堿金屬的析出也有影響，過量空氣系數從1.12增加到1.35時，氣相中堿金屬含量增加，床料中堿金屬含量降低；不同秸稈由于本身堿金屬含量及存在形式的差異，表現出的堿金屬問題的程度也不同，燃燒稻稈時的氣相中堿金屬含量是燃燒玉米芯的二倍左右；加入高嶺土添加劑后有利于抑制稻稈燃燒時結焦的發(fā)生。 最后本文