【摘要】：生物質作為一種清潔的可再生能源受到了越來越多的重視,而生物質中堿金屬的存在,給生物質熱化學利用過程帶來了積灰、結渣、聚團和腐蝕等問題,因此,明確堿金屬在熱化學過程中的賦存形態(tài)級析出遷移規(guī)律,對促進生物質熱化學轉換技術的發(fā)展具有重要的科學意義。本論文通過對稻殼、稻稈、梧桐樹皮進行化學分餾實驗,研究了生物質中鉀的賦存形態(tài)及含量。實驗結果表明:生物質樣品中的鉀大部分為水溶性物質,其次為不溶殘渣中存留部分,可離子交換部分較少,可強酸溶解部分最少。對梧桐樹皮和稻稈選取不同的溫度(400℃、500℃、600℃、700℃、800℃)進行熱解實驗,對熱解得到的殘余固體中鉀含量進行了研究。結果表明:隨著溫度的升高,熱解殘渣中鉀的含量越來越少;在400℃—500℃之間,鉀的含量急劇下降;500℃-600℃之間,鉀含量下降趨勢減小;600℃以后,隨著溫度的升高,鉀的含量趨于穩(wěn)定;梧桐樹皮比稻稈更易受到溫度的影響。通過分析揮發(fā)出的鉀占總鉀含量的比例,得出結論:在400℃-600℃之間,梧桐樹皮中揮發(fā)出的鉀從15%增加到了60%,稻稈中揮發(fā)出的鉀從30%增加到了45%;在所研究的溫度范圍內,梧桐樹皮受溫度的影響更為顯著。分別在400℃、800℃條件下,選取不同的保溫時間(0 min、15 min、30 min、45 min、60 min)對梧桐樹皮進行熱解實驗,對熱解得到的殘余固體中鉀的含量及賦存形態(tài)進行了研究。通過分析發(fā)現:隨著保溫時間的增加,熱解殘渣中鉀的含量越來越少,當保溫時間增加到30 min后,鉀的含量趨于穩(wěn)定;熱解溫度較低時,保溫時間對熱解反應的影響更顯著;隨著保溫時間的增加,可離子交換部分、強酸溶解部分以及不容殘渣中存留部分變化不明顯,而鉀的總量和水溶部分趨勢保持一致,說明在熱解過程中增加保溫時間,部分水溶性鉀隨著揮發(fā)分的析出而揮發(fā)出,其他形態(tài)的鉀惰性較強,尤其是強酸溶解性鉀和不容殘渣中存留的鉀,隨著保溫時間的增加變化趨勢不大,因此對鉀的熱解析出影響不大。通過分析揮發(fā)出的鉀占總鉀含量的比例,得出:400℃熱解時,在0 min-30min之間,梧桐樹皮中揮發(fā)出的鉀從15%增加到了50%;800℃熱解時,在0 min-30 min之間,揮發(fā)出的鉀從55%增加到了70%。通過正交試驗,對影響梧桐樹皮熱解的因素進行了分析,得出結論:影響鉀析出的主要因素是溫度,其次是保溫時間,而粒度對整個實驗的影響較小;熱解最優(yōu)溫度為800℃、最優(yōu)保溫時間為30 min、最優(yōu)粒度為60目。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK6

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