論文選用楊木和小麥稈作為參照物,針對竹子灰在高溫下形態(tài)及組分的變化規(guī)律,研究了不同溫度下竹子灰熔融及高溫轉化行為.結果表明,竹子灰熔融溫度（862℃）比同為木本植物的楊木低約220℃,但比麥稈高約100℃.與麥稈相比,竹子含有較高含量的S、P和堿土金屬,有利于形成高熔點的硫酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽.此外,竹子中的K通常以K₂O的形式存在,而非反應活性更高的KCl,所以竹子熔融和燒結傾向低于秸稈,但明顯高于木質生物質.因此,在竹子實際燃燒利用中仍需采取合適的措施減緩灰熔融燒結等相關問題. 

【文章來源】：燃燒科學與技術. 2020,26(01)北大核心CSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

不同溫度下竹灰的典型SEM圖像

竹子灰在高溫下的形貌如圖1所示．竹子灰的外觀呈松散結構，并隨溫度輕微變化．當溫度升高到700℃時，灰的顏色從灰色變成淺綠色，隨著溫度的進一步升高，灰的顏色變?yōu)闇\灰色．在800～900℃時發(fā)現輕度燒結，灰樣疏松易碎．在900℃時，發(fā)生明顯燒結并且灰樣難以從坩堝中除去．隨著溫度升高到1 000℃，可以發(fā)現有熔渣形成的硬質燒結結構，灰樣無法從坩堝中除去．SEM分析進一步研究了微觀形態(tài)變化，結果如圖2所示．竹子灰顆粒在600℃時表現出絮狀多孔結構．隨著溫度升高到900℃，大顆粒破碎成小顆粒和一些團聚物．在900℃時發(fā)現輕微的團聚和燒結現象，這與木質生物質在溫度低于1 000℃時不發(fā)生燒結不同[21-22]．麥稈灰在600℃時保持原有形狀，但在900℃時，灰顆粒表面變得光滑，呈圓形顆粒．在生物質燃燒過程中發(fā)生的灰熔融和燒結通常對應于在高溫下形成低熔點化合物如堿金屬硅酸鹽[23].

通過XRD圖譜技術分析了灰分樣品中的礦物在高溫下的轉化規(guī)律．竹子灰的典型XRD圖譜如圖3所示．500℃時竹子灰中含有K2SO4、KCl、CaCO3.KCl的強度在600℃消失，表明其蒸發(fā)到氣相并在高溫下轉化成其他化合物，例如，K2SO4、KCaPO4、K3CaH(PO4)2、K2P2O8和含K的硅酸鹽，如K0.9Al0.9Si0.1O2.K2SO4始終是主要的含K相，這主要是因為竹子的S含量高．同時還可以看出K2SO4在800～900℃時明顯增加，這可能是由于在高溫下結晶程度的降低使得K2SO4相對含量增加．另一種可能是通過硫酸化反應將KCl和K2CO3轉化成K2SO4[24-25]．另一方面，Ca CO3在700℃時分解并與K、Mg、P等結合形成K-Ca磷酸鹽(KCa PO4,K3CaH(PO4)2)及復合硅酸鹽(Ca Mg Si2O6、Ca15(PO4)2(SiO4)6).Mg主要存在于復合硅酸鹽化合物中，例如MgAl2(Si O4)3和Ca MgSi2O6，這些鈣鎂硅酸鹽的分解溫度都在1 100℃以上，KCaPO4的分解溫度更是在1 500℃以上[26]，在當前溫度范圍內，這些鹽一般較為穩(wěn)定，不易發(fā)生熔融現象．

【參考文獻】：
期刊論文
[1]竹廢棄物的資源化利用研究進展[J]. 辜夕容,鄧雪梅,劉穎旎,曾清蘋,吳雪蓮,倪亞蘭,劉雪嬌,武濤,方鵬毅,王博,吳沁真.  農業(yè)工程學報. 2016(01)
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博士論文
[1]生物質熱化學利用過程中無機礦物質轉化規(guī)律及灰熔融特性研究[D]. 杜勝磊.華中科技大學 2014



本文編號：3579120