為了研究生物質(zhì)燃燒過程中揮發(fā)分析出對氯化鉀（KCl）從固相向氣相析出的攜帶作用,采用管式爐,在500℃到650℃溫度下,對純玉米秸粉和添加了KCl的玉米秸粉進(jìn)行了燃燒實(shí)驗(yàn),并對燃燒底灰進(jìn)行了X射線熒光檢測（XRF）。采用灰以及灰元素的質(zhì)量守恒分析方法,計(jì)算了KCl的攜帶率。結(jié)果表明:玉米秸燃燒時(shí),揮發(fā)分會將2%到5%的固相KCl攜帶到氣相中。攜帶率受溫度影響,550℃時(shí)攜帶率到達(dá)最大值。攜帶率小于5%,說明揮發(fā)分?jǐn)y帶不是燃燒過程中KCl析出的主要方式。 

【文章來源】：山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,34(02)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同溫度下混合物燃燒底灰的顯微照片

由圖2和數(shù)據(jù)可以看出:各種計(jì)算方法所得攜帶率結(jié)果并不相同，但整體呈現(xiàn)先升高后下降再升高的趨勢。用灰質(zhì)量守恒法得出的KCl攜帶率，從500℃的2.78%升到550℃的5.16%，然后有明顯的下降和波動(dòng)。利用XRF數(shù)據(jù)直接計(jì)算的K,Cl的結(jié)果和灰質(zhì)量數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果的趨勢是一樣的，但攜帶率數(shù)值卻是后者的近10倍。由于XRF方法的半定量性，相比XRF數(shù)據(jù)，灰質(zhì)量數(shù)據(jù)更加可靠。Si守恒方法2得到的K的攜帶率，與灰質(zhì)量數(shù)據(jù)得出KCl的攜帶率比較接近，可能這種Si守恒方法更為合理。在各元素?cái)y帶率的計(jì)算結(jié)果中，每組溫度下Cl的攜帶率均高于K的攜帶率，這和文獻(xiàn)中氯、鉀元素的釋放規(guī)律類似。例如，Zhao[17]通過實(shí)驗(yàn)證明了在生物質(zhì)燃燒過程中Cl不僅以KCl的形式還以其它形式如HCl的形式被攜帶到氣相，導(dǎo)致Cl的攜帶率高于K的攜帶率。當(dāng)然，這種結(jié)果也可能和檢測結(jié)果的半定量性有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示:首先在不同溫度下，分別燃燒純玉米秸粉、玉米秸粉和KCl的混合物。測量玉米秸灰和混合灰的質(zhì)量，由灰質(zhì)量守恒計(jì)算出被攜帶出去的KCl的質(zhì)量以及攜帶率(φ)。這里定義攜帶率為揮發(fā)分?jǐn)y帶到氣相的KCl量，與添加到玉米秸粉原料中KCl量的比值。然后利用X射線熒光(XRF)方法分別檢測玉米秸灰和混合灰中各元素的含量，由元素質(zhì)量守恒計(jì)算出K的攜帶率(η)，即揮發(fā)分?jǐn)y帶到氣相的K量，與添加到玉米秸粉原料中K量的比值。因?yàn)镵和KCl的摩爾比為1，這里K的攜帶率和KCl的攜帶率相當(dāng)。最后對底灰進(jìn)行顯微觀察，解釋攜帶率隨溫度變化趨勢的成因。實(shí)驗(yàn)過程中為了僅研究揮發(fā)分的攜帶作用，將燃燒溫度設(shè)置在650℃以下，以排除KCl(熔點(diǎn)770℃)在高溫時(shí)的蒸發(fā)對實(shí)驗(yàn)造成的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)熱解和燃燒過程中鉀的析出遷移特性研究[J]. 葉家銘,靳熹,楊金鑫,鄧?yán)?車得福.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2017(09)
[2]生物質(zhì)燃燒過程中Cl及堿金屬K、Na的析出特性[J]. 楊文,紀(jì)曉瑜,董凱,宋興飛,別如山.  太陽能學(xué)報(bào). 2015(12)

博士論文
[1]生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化過程中堿金屬元素遷移的研究[D]. 張志昊.清華大學(xué) 2014



本文編號：3440396