論文選用楊木和小麥稈作為參照物,針對(duì)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(zhuǎn)化行為.結(jié)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(diǎn)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(yīng)活性更高的KCl,所以竹子熔融和燒結(jié)傾向低于秸稈,但明顯高于木質(zhì)生物質(zhì).因此,在竹子實(shí)際燃燒利用中仍需采取合適的措施減緩灰熔融燒結(jié)等相關(guān)問(wèn)題. 

【文章來(lái)源】：燃燒科學(xué)與技術(shù). 2020,26(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【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(jié)構(gòu)，并隨溫度輕微變化．當(dāng)溫度升高到700℃時(shí)，灰的顏色從灰色變成淺綠色，隨著溫度的進(jìn)一步升高，灰的顏色變?yōu)闇\灰色．在800～900℃時(shí)發(fā)現(xiàn)輕度燒結(jié)，灰樣疏松易碎．在900℃時(shí)，發(fā)生明顯燒結(jié)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(xiàn)有熔渣形成的硬質(zhì)燒結(jié)結(jié)構(gòu)，灰樣無(wú)法從坩堝中除去．SEM分析進(jìn)一步研究了微觀形態(tài)變化，結(jié)果如圖2所示．竹子灰顆粒在600℃時(shí)表現(xiàn)出絮狀多孔結(jié)構(gòu)．隨著溫度升高到900℃，大顆粒破碎成小顆粒和一些團(tuán)聚物．在900℃時(shí)發(fā)現(xiàn)輕微的團(tuán)聚和燒結(jié)現(xiàn)象，這與木質(zhì)生物質(zhì)在溫度低于1 000℃時(shí)不發(fā)生燒結(jié)不同[21-22]．麥稈灰在600℃時(shí)保持原有形狀，但在900℃時(shí)，灰顆粒表面變得光滑，呈圓形顆粒．在生物質(zhì)燃燒過(guò)程中發(fā)生的灰熔融和燒結(jié)通常對(duì)應(yīng)于在高溫下形成低熔點(diǎn)化合物如堿金屬硅酸鹽[23].

通過(guò)XRD圖譜技術(shù)分析了灰分樣品中的礦物在高溫下的轉(zhuǎn)化規(guī)律．竹子灰的典型XRD圖譜如圖3所示．500℃時(shí)竹子灰中含有K2SO4、KCl、CaCO3.KCl的強(qiáng)度在600℃消失，表明其蒸發(fā)到氣相并在高溫下轉(zhuǎn)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?yàn)橹褡拥腟含量高．同時(shí)還可以看出K2SO4在800～900℃時(shí)明顯增加，這可能是由于在高溫下結(jié)晶程度的降低使得K2SO4相對(duì)含量增加．另一種可能是通過(guò)硫酸化反應(yīng)將KCl和K2CO3轉(zhuǎn)化成K2SO4[24-25]．另一方面，Ca CO3在700℃時(shí)分解并與K、Mg、P等結(jié)合形成K-Ca磷酸鹽(KCa PO4,K3CaH(PO4)2)及復(fù)合硅酸鹽(Ca Mg Si2O6、Ca15(PO4)2(SiO4)6).Mg主要存在于復(fù)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(dāng)前溫度范圍內(nèi)，這些鹽一般較為穩(wěn)定，不易發(fā)生熔融現(xiàn)象．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]竹廢棄物的資源化利用研究進(jìn)展[J]. 辜夕容,鄧雪梅,劉穎旎,曾清蘋(píng),吳雪蓮,倪亞蘭,劉雪嬌,武濤,方鵬毅,王博,吳沁真.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
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博士論文
[1]生物質(zhì)熱化學(xué)利用過(guò)程中無(wú)機(jī)礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律及灰熔融特性研究[D]. 杜勝磊.華中科技大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3579120