生物質(zhì)熱解過(guò)程中堿金屬鉀的賦存形態(tài)及析出遷移實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)作為一種清潔的可再生能源受到了越來(lái)越多的重視，而生物質(zhì)中堿金屬的存在，給生物質(zhì)熱化學(xué)利用過(guò)程帶來(lái)了積灰、結(jié)渣、聚團(tuán)和腐蝕等問(wèn)題，因此，明確堿金屬在熱化學(xué)過(guò)程中的賦存形態(tài)級(jí)析出遷移規(guī)律，對(duì)促進(jìn)生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展具有重要的科學(xué)意義。
　　本論文通過(guò)對(duì)稻殼、稻稈、梧桐樹(shù)皮進(jìn)行化學(xué)分餾實(shí)驗(yàn)，研究了生物質(zhì)中鉀的賦存形態(tài)及含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：生物質(zhì)樣品中的鉀大部分為水溶性物質(zhì)，其次為不溶殘?jiān)写媪舨糠?，可離子交換部分較少，可強(qiáng)酸

2、溶解部分最少。
　　對(duì)梧桐樹(shù)皮和稻稈選取不同的溫度（400℃、500℃、600℃、700℃、800℃）進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，對(duì)熱解得到的殘余固體中鉀含量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：隨著溫度的升高，熱解殘?jiān)锈浀暮吭絹?lái)越少；在400℃—500℃之間，鉀的含量急劇下降；500℃-600℃之間，鉀含量下降趨勢(shì)減小；600℃以后，隨著溫度的升高，鉀的含量趨于穩(wěn)定；梧桐樹(shù)皮比稻稈更易受到溫度的影響。通過(guò)分析揮發(fā)出的鉀占總鉀含量的比例，得出結(jié)論：在400

3、℃-600℃之間，梧桐樹(shù)皮中揮發(fā)出的鉀從15％增加到了60%，稻稈中揮發(fā)出的鉀從30%增加到了45%；在所研究的溫度范圍內(nèi)，梧桐樹(shù)皮受溫度的影響更為顯著。
　　分別在400℃、800℃條件下，選取不同的保溫時(shí)間（0 min、15 min、30 min、45 min、60 min）對(duì)梧桐樹(shù)皮進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，對(duì)熱解得到的殘余固體中鉀的含量及賦存形態(tài)進(jìn)行了研究。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：隨著保溫時(shí)間的增加，熱解殘?jiān)锈浀暮吭絹?lái)越少，當(dāng)保溫時(shí)間增加到

4、30 min后，鉀的含量趨于穩(wěn)定；熱解溫度較低時(shí)，保溫時(shí)間對(duì)熱解反應(yīng)的影響更顯著；隨著保溫時(shí)間的增加，可離子交換部分、強(qiáng)酸溶解部分以及不容殘?jiān)写媪舨糠肿兓幻黠@，而鉀的總量和水溶部分趨勢(shì)保持一致，說(shuō)明在熱解過(guò)程中增加保溫時(shí)間，部分水溶性鉀隨著揮發(fā)分的析出而揮發(fā)出，其他形態(tài)的鉀惰性較強(qiáng)，尤其是強(qiáng)酸溶解性鉀和不容殘?jiān)写媪舻拟?，隨著保溫時(shí)間的增加變化趨勢(shì)不大，因此對(duì)鉀的熱解析出影響不大。通過(guò)分析揮發(fā)出的鉀占總鉀含量的比例，得出：400℃熱