生物質(zhì)能源因其低CO2排放、可再生而具有較好的應(yīng)用前景，但其所含堿金屬在熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中釋放到氣相，會(huì)造成熱力設(shè)備積灰、結(jié)渣等問(wèn)題，影響了生物質(zhì)燃料的使用。因此，本文圍繞生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中堿金屬的遷移規(guī)律和機(jī)理開(kāi)展研究，為解決堿金屬引起的生物質(zhì)應(yīng)用問(wèn)題提供基礎(chǔ)支持。首先，利用固定床實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了氣氛對(duì)稻稈熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中堿及堿土金屬遷移的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在1073K、1173K和1273K下，溫度越高，堿和堿土金屬的氣態(tài)釋放比例越大；氧化性氣氛促進(jìn)了稻稈顆粒中K的氣態(tài)釋放，卻抑制了稻稈顆粒中Na、Ca、Mg的氣態(tài)釋放。分析1173K溫度下稻稈熱解和燃燒生成的固體產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)氧化性氣氛促進(jìn)了堿及堿土金屬元素向硅酸鹽的轉(zhuǎn)化。其次，開(kāi)發(fā)了一套適用于火焰場(chǎng)內(nèi)高濃度（0²0ppm）K元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定方法。優(yōu)化了LIBS系統(tǒng)中ICCD的延遲時(shí)間和門(mén)寬時(shí)間，提出了通過(guò)保持火焰的氧化性氣氛以及改進(jìn)K的給入方式的方法，降低火焰中測(cè)點(diǎn)周?chē)鶮原子對(duì)LIBS信號(hào)的吸收作用，同時(shí)提出了K原子吸收效應(yīng)的修正方法，采用該方法獲得的標(biāo)定曲線(xiàn)相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.9996。在此... 

【文章來(lái)源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

Baxter等人（1998）對(duì)15種生物質(zhì)內(nèi)K元素的化學(xué)分餾的分析結(jié)果

述研究所使用的 LIBS 測(cè)量系統(tǒng)均沒(méi)有在實(shí)際量結(jié)果絕大部分是定性的。Hsu 等人（2011）燒器，開(kāi)發(fā)了一套火焰場(chǎng)中堿金屬元素 LIBS中，超聲波霧化裝置產(chǎn)生了大量 K2SO4和 Na帶入燃燒器的預(yù)混腔室，并在其中與燃料、改變火焰區(qū)中 K、Na 元素的濃度，并記錄不 信號(hào)的強(qiáng)度，即可對(duì) LIBS 測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定 LIBS 系統(tǒng)標(biāo)定后，在線(xiàn)測(cè)量了煤及生物質(zhì)單出過(guò)程。后來(lái)，He 等人（2013）也使用該標(biāo)褐煤顆粒內(nèi)堿金屬元素的動(dòng)態(tài)釋放過(guò)程。2011）開(kāi)發(fā)的標(biāo)定方法中，霧化產(chǎn)生的 K2SO行了充分混合，因此在火焰場(chǎng)中 K、Na 元素內(nèi)進(jìn)行 LIBS 測(cè)量，等離子體內(nèi)的 K、Na 元素外 K、Na 原子的吸收。圖 1.3 給出了描述的LIBS 信號(hào)產(chǎn)生吸收效應(yīng)的原理介紹簡(jiǎn)圖。

第 1 章 引言物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中堿金屬元素的動(dòng)態(tài)釋放過(guò)程測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，近期已經(jīng)有一些研究報(bào)道了生物質(zhì)和煤顆粒元素釋放濃度的在線(xiàn)測(cè)量結(jié)果。s 等人（2007）曾利用高速攝像機(jī)和火焰激發(fā)的原子發(fā)射光譜Spectroscopy，AES）技術(shù)對(duì)柳木顆�；鹧鎯�(nèi) K 元素的濃度變化過(guò)對(duì)比原始柳木、脫除 K 元素的柳木和添加 K 元素的柳木的木內(nèi)的 K 元素對(duì)焦炭燃燒的影響。研究結(jié)果表明，柳木內(nèi)的 K進(jìn)焦炭的氧化反應(yīng)，縮短柳木顆粒燃燒過(guò)程中脫揮發(fā)分和焦炭同時(shí)，在柳木燃燒過(guò)程中，K 元素的氣態(tài)釋放存在三個(gè)不同的特燃燒過(guò)程的脫揮發(fā)分、焦炭燃燒及灰分階段相對(duì)應(yīng)；其釋放速焦炭燃燒階段存在兩個(gè)峰值。圖 1.4 給出了柳木燃燒火焰內(nèi) K化測(cè)量結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J]. 吳創(chuàng)之,周肇秋,陰秀麗,易維明.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2009(01)
[2]生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究及發(fā)展[J]. 馬隆龍.  化學(xué)工業(yè). 2007(08)



本文編號(hào)：3579005