【摘要】：生物質發(fā)電產業(yè)已得到迅速發(fā)展,爐排爐是生物質發(fā)電的主流鍋爐,農作物秸稈難以完全燃燒。爐排爐秸稈電廠灰渣含有未燃盡炭及豐富的鉀磷養(yǎng)分,但由于缺氮及使用不便,未能很好返田。本論文開展“秸稈灰渣制備活性炭及回收鉀磷研究”,探索資源化利用新方式,提高秸稈發(fā)電產業(yè)在經濟與生態(tài)兩方面的可持續(xù)性。采用兩步酸解法同時回收秸稈灰渣(固定炭8.88%,SiO2 64.00%)的鉀磷養(yǎng)分及未燃盡炭,重點考察過濾分離過程,計算物料平衡,分析鉀、磷及重金屬鉻鎘鉛在固液各相中的質量分布。以酸解液過濾速度與元素回收率為指標確定“兩步酸解”回收工藝。實驗結果表明:第一步酸解秸稈灰渣,pH值調至3.5時,實現了固液兩相的快速分離,獲得鉀液(回收率68.17%)、炭渣1(固定炭9.69%)、底渣。第二步酸解底渣,pH值調至0.8,過濾獲得磷液(回收率86.51%)、炭渣2(固定炭11.63%)、硅渣(Si02 87.67%)。結果表明秸稈灰渣是有價值的鉀源磷源。在兩步酸解法回收秸稈灰渣的鉀磷養(yǎng)分時,將獲的炭渣A與炭渣B混合,記為秸稈炭渣,同樣按照兩步酸解法處理稻殼電廠灰渣,將獲得的炭渣C與炭渣D混合,記為稻殼炭渣。對秸稈炭渣和稻殼炭渣堿溶除硅后,采用KOH活化法制備活性炭,獲得了粉末秸稈活性炭和稻殼活性炭,灰分含量分別為4.23%和3.32%,比表面積分別為1165 m2/g和1794 m2/g,滿足常規(guī)活性炭的相關標準要求。從比表面積來看,稻殼活性炭達到了高級活性炭基本標準,其粒徑D50和D9D分別為29.6μm和87.8 μm�；钚蕴渴浅Ｓ梦絼�,通過“吸附-脫附”能夠實現目標物的濃縮分離,但吸附與熱法脫附過程中,容易局部高溫而自燃,因為活性炭是多孔材料、導熱系數低。因此本論文以硝酸鋁為鋁源、稻殼活性炭為碳源,通過高溫氮化反應(1550 ℃)在活性炭表面原位生成導熱體(AIN),將活性炭的導熱系數從0.25 W/(m·K)提高到了0.54 W/(m·K)。
【圖文】：

酸解液ｐＨ值保持在１以下｜６３１。酸解后，在真空下進行抽濾，透濾膜為逡逑孔徑８｜Ｊｍ的親水聚丙稀膜，濾液流入直立于抽濾瓶的量筒中。抽濾時，，記錄過濾逡逑的累積時間及相應的濾液累枳體積，兩者關系如圖２－２所示。Ｉ１Ｃ１酸解液的過濾分逡逑離T間為４．１３邋ｍｉｎ，得到的濾液體積為２４６邋ｍＬ。ＨＮ０３和Ｈ２Ｓ０４酸解液經過濾分離逡逑后，分別獲得的２４５和１８６邋ｍＬ的濾液，相應的過濾時間分別為１１．０７ｍｉｎ和３．２１ｍｉｎ。逡逑Ｈ２Ｓ0４酸解液的過濾性能差，濾液體積比ＨＣ１邋／邋ＨＮ０３酸解液少２４．１％。有相當部分逡逑酸解溶液仍然被截留在閬相中，液相與固相未實現完全分離，不利于鉀素磷素的回逡逑收，酸解不能使用Ｈ２Ｓ０４。ＨＣ１和ＨＮ０３酸解液分離后，可以獲得同等體積的濾液，逡逑但ＨＣ１酸解液的過濾平均速度快，為５９．５６邋ｍＬ／ｍｉｎ，而ＨＮ０３酸解液僅為２２．１３逡逑ｍＬ／ｍｉｎ。Ｈ２Ｓ０４，邋ＨＣ１與ＨＮ０３三種酸解液成分不同，鋁素分別以Ａｌ２（Ｓ0４）２，邋Ａ１Ｃ１３，逡逑ａｉ（ｎｏ３）３三種形式存在

分別取“秸稈灰渣”和“灼燒灰渣”邋１００邋ｇ，在液固比Ｌ／Ｓ為３、溫度為２５°Ｃ逡逑（室溫）的條件下，采用２．２．１節(jié)的方法用鹽酸分別酸解至ｐＨ到０．８，考察兩種灰逡逑渣酸解液的過濾速度（圖２－３）。秸稈灰渣的酸解液在４．１３邋ｍｉｎ內真空抽濾得到２４６逡逑ｍＬ濾液，而灼燒灰渣酸解液在２．６８邋ｍｉｎ內獲得２６６邋ｍＬ濾液，平均過濾速度分別為逡逑５９．５６邋ｍＬ／ｍｉｎ、９９．２５邋ｍＬ／ｍｉｎ。灼燒灰渣酸解液明顯優(yōu)于秸稈灰渣酸解液，未燃盡逡逑炭對過濾速度有一定負面影響。逡逑３００邋邐邐邐——－－－邐—邐逡逑２５０邐，’氣邐▲逡逑３２００邐？邋ａ逡逑ｎ＜邐＿邋ａ逡逑｜１５０邐？灼燒灰渣逡逑１００邋＃邋▲邋ｒ，邋Ｔ邋－邋＾逡逑衣邐－ｔＡ邐▲秸稈灰渣逡逑５０邋他逡逑瓤逡逑０邋？邋—逡逑０邐１２邐３邐４邐５逡逑過濾時間（ｍｉｎ）逡逑圖２－３未燃盡炭對過濾速度的影響逡逑然而，若要通過灼燒去除秸稈灰渣中的未燃盡炭，在實際應用中是不可行的。逡逑僅１０－２０％未燃盡炭的秸稈灰渣，可燃性非常差，需要消耗額外能源才能灼燒，并逡逑且操作處理粉末態(tài)的秸桿灰渣，遠遠不如操作顆粒態(tài)物料容易。為此，本研究提出逡逑了“兩步酸解”的解決方案（圖２－１）。逡逑２．２．３兩步酸解的過濾分離效果逡逑選�。秱�燒杯
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X773;TM62

【參考文獻】

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本文編號：2639215