玉米秸燃烧中挥发分析出对氯化钾的携带作用

发布时间：2021-10-16 19:46

　　为了研究生物质燃烧过程中挥发分析出对氯化钾（KCl）从固相向气相析出的携带作用,采用管式炉,在500℃到650℃温度下,对纯玉米秸粉和添加了KCl的玉米秸粉进行了燃烧实验,并对燃烧底灰进行了X射线荧光检测（XRF）。采用灰以及灰元素的质量守恒分析方法,计算了KCl的携带率。结果表明:玉米秸燃烧时,挥发分会将2%到5%的固相KCl携带到气相中。携带率受温度影响,550℃时携带率到达最大值。携带率小于5%,说明挥发分携带不是燃烧过程中KCl析出的主要方式。 

【文章来源】：山东理工大学学报(自然科学版). 2020,34(02)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同温度下混合物燃烧底灰的显微照片

由图2和数据可以看出:各种计算方法所得携带率结果并不相同，但整体呈现先升高后下降再升高的趋势。用灰质量守恒法得出的KCl携带率，从500℃的2.78%升到550℃的5.16%，然后有明显的下降和波动。利用XRF数据直接计算的K,Cl的结果和灰质量数据计算结果的趋势是一样的，但携带率数值却是后者的近10倍。由于XRF方法的半定量性，相比XRF数据，灰质量数据更加可靠。Si守恒方法2得到的K的携带率，与灰质量数据得出KCl的携带率比较接近，可能这种Si守恒方法更为合理。在各元素携带率的计算结果中，每组温度下Cl的携带率均高于K的携带率，这和文献中氯、钾元素的释放规律类似。例如，Zhao[17]通过实验证明了在生物质燃烧过程中Cl不仅以KCl的形式还以其它形式如HCl的形式被携带到气相，导致Cl的携带率高于K的携带率。当然，这种结果也可能和检测结果的半定量性有关。

实验原理如图1所示:首先在不同温度下，分别燃烧纯玉米秸粉、玉米秸粉和KCl的混合物。测量玉米秸灰和混合灰的质量，由灰质量守恒计算出被携带出去的KCl的质量以及携带率(φ)。这里定义携带率为挥发分携带到气相的KCl量，与添加到玉米秸粉原料中KCl量的比值。然后利用X射线荧光(XRF)方法分别检测玉米秸灰和混合灰中各元素的含量，由元素质量守恒计算出K的携带率(η)，即挥发分携带到气相的K量，与添加到玉米秸粉原料中K量的比值。因为K和KCl的摩尔比为1，这里K的携带率和KCl的携带率相当。最后对底灰进行显微观察，解释携带率随温度变化趋势的成因。实验过程中为了仅研究挥发分的携带作用，将燃烧温度设置在650℃以下，以排除KCl(熔点770℃)在高温时的蒸发对实验造成的影响。

【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质热解和燃烧过程中钾的析出迁移特性研究[J]. 叶家铭,靳熹,杨金鑫,邓磊,车得福.  工程热物理学报. 2017(09)
[2]生物质燃烧过程中Cl及碱金属K、Na的析出特性[J]. 杨文,纪晓瑜,董凯,宋兴飞,别如山.  太阳能学报. 2015(12)

博士论文
[1]生物质热转化过程中碱金属元素迁移的研究[D]. 张志昊.清华大学 2014



本文编号：3440396