活性稻殼灰中富含大量無定形納米硅,可作為經(jīng)濟性原材料廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。我國稻殼年產(chǎn)量巨大,資源豐富,通過稻殼燃燒產(chǎn)生蒸汽/熱水的同時制備活性稻殼灰（納米SiO₂）是一種高效的資源化利用方式。但稻殼燃燒過程存在的關(guān)鍵問題是:（1）稻殼中金屬雜質(zhì)（堿金屬）在燃燒過程中會與SiO₂發(fā)生熔融反應(yīng),不僅降低了稻殼的燃燒效率,還會嚴(yán)重影響稻殼灰的質(zhì)量;（2）實驗室傳統(tǒng)燃燒設(shè)備不能穩(wěn)定燃燒和不連續(xù)運行等問題嚴(yán)重制約著稻殼燃燒制備納米SiO₂工藝的工業(yè)應(yīng)用。本文提出將稻殼預(yù)處理和循環(huán)流化床燃燒相結(jié)合制備納米SiO₂的方法。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地研究酸預(yù)處理條件下稻殼中金屬雜質(zhì)的浸出行為和浸出機制,并優(yōu)化預(yù)處理工藝參數(shù)�；趦�(yōu)化預(yù)處理條件,在小型流化床試驗臺和兆瓦級雙循環(huán)流化床鍋爐中進行稻殼燃燒試驗制備活性稻殼灰,并分析稻殼灰的理化特性。上述研究將為稻殼資源化利用和納米SiO₂的制備技術(shù)提供實驗依據(jù)。本文首先將復(fù)雜的酸預(yù)處理過程簡化,在此基礎(chǔ)上從化學(xué)成分、微觀組織結(jié)構(gòu)和活性等方面對比分析經(jīng)幾種常... 

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號表
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 稻殼灰的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景
        1.2.1 單質(zhì)硅和硅基復(fù)合材料的制備
        1.2.2 稻殼灰在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用
        1.2.3 稻殼灰作為吸附劑和催化劑
        1.2.4 稻殼灰用于硅膠制備
        1.2.5 稻殼灰在前沿技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.3 稻殼燃燒制備稻殼灰(納米SiO_2)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 納米SiO_2制備方法
        1.3.2 燃燒溫度對稻殼灰的影響
        1.3.3 稻殼燃燒設(shè)備
        1.3.4 稻殼流化床燃燒的研究現(xiàn)狀及存在問題
    1.4 稻殼預(yù)處理的研究進展及現(xiàn)狀
        1.4.1 稻殼預(yù)處理方法
        1.4.2 稻殼酸預(yù)處理的研究現(xiàn)狀及分析
        1.4.3 稻殼酸預(yù)處理制備活性稻殼灰存在的問題
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 酸預(yù)處理對稻殼和稻殼灰特性的影響研究
    2.1 引言
    2.2 研究思路及方法
        2.2.1 研究思路
        2.2.2 研究方法
    2.3 稻殼中原始金屬雜質(zhì)含量及位置分布
    2.4 酸預(yù)處理后稻殼元素成分及結(jié)構(gòu)變化
        2.4.1 酸對稻殼中金屬雜質(zhì)的浸出效果驗證
        2.4.2 酸預(yù)處理對稻殼組織結(jié)構(gòu)的影響
    2.5 酸預(yù)處理對稻殼灰的改性效果
        2.5.1 酸預(yù)處理后稻殼灰的物理化學(xué)特性分析
        2.5.2 酸預(yù)處理后燃燒溫度對稻殼灰特性的影響分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 酸預(yù)處理條件下稻殼金屬雜質(zhì)浸出的優(yōu)化分析
    3.1 引言
    3.2 研究思路及方法
        3.2.1 研究思路
        3.2.2 研究方法
    3.3 正交試驗結(jié)果分析
        3.3.1 初步評估
        3.3.2 多因素方差(ANOVA)分析
        3.3.3 最優(yōu)因素水平組合分析
    3.4 雙因素回歸分析
        3.4.1 模型診斷和精度檢驗
        3.4.2 響應(yīng)回歸分析
    3.5 最終優(yōu)化條件確定
    3.6 本章小結(jié)
第4章 酸預(yù)處理過程中稻殼金屬雜質(zhì)的浸出特性及動力學(xué)研究
    4.1 引言
    4.2 研究思路及方法
        4.2.1 研究思路
        4.2.2 研究方法
        4.2.3 生物質(zhì)元素成分分析
    4.3 稻殼的浸出特性
        4.3.1 浸出液中的化學(xué)成分分析
        4.3.2 伴隨酸預(yù)處理過程的稻殼水解情況
        4.3.3 預(yù)處理參數(shù)對稻殼中金屬雜質(zhì)的浸出影響
    4.4 稻殼中金屬雜質(zhì)的浸出動力學(xué)研究
        4.4.1 浸出動力學(xué)分析方法及模型
        4.4.2 浸出曲線擬合結(jié)果分析
        4.4.3 浸出模型驗證
    4.5 金屬雜質(zhì)的賦存形態(tài)及分布
    4.6 本章小結(jié)
第5章 酸預(yù)處理稻殼流化床燃燒制備納米SiO_2的小試試驗研究
    5.1 引言
    5.2 研究思路及方法
        5.2.1 研究思路
        5.2.2 研究方法
    5.3 酸預(yù)處理對稻殼燃料特性的影響
    5.4 酸預(yù)處理對稻殼流化床燃燒狀況的改善
    5.5 酸預(yù)處理對流化床所得稻殼灰性能的影響
        5.5.1 稻殼灰的理化特性分析
        5.5.2 燃燒溫度對稻殼灰影響的弱化
    5.6 本章小結(jié)
第6章 酸預(yù)處理稻殼循環(huán)流化床燃燒制備納米SiO_2的中試試驗研究
    6.1 引言
    6.2 研究思路及方法
        6.2.1 研究思路
        6.2.2 研究方法
    6.3 酸預(yù)處理稻殼的D-CFB燃燒試驗結(jié)果分析
        6.3.1 稻殼的工業(yè)化酸預(yù)處理結(jié)果分析
        6.3.2 稻殼在D-CFB中的實際燃燒情況
        6.3.3 稻殼灰理化特性表征
    6.4 工業(yè)應(yīng)用性能分析
        6.4.1 不同條件稻殼灰的性能對比
        6.4.2 稻殼灰與國家標(biāo)準(zhǔn)的性能對比
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]稻殼預(yù)處理對稻殼灰的影響研究[D]. 陳佩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]稻殼的綜合利用[D]. 楊君.大連工業(yè)大學(xué) 2011
[4]高活性稻殼SiO2的制備及其在超高性能混凝土中的應(yīng)用[D]. 蔡瑞環(huán).暨南大學(xué) 2008



本文編號：3652088