煤灰对玉米秸秆焦气化过程中固钾及其灰熔融性的研究
发布时间：2021-10-24 14:47
在管式炉中,研究了煤灰对玉米秸秆焦在不同气化条件下钾的固留率和灰渣熔融性的影响。采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）以及灰熔点测定仪等检测表征手段对气化灰渣中的钾元素含量、矿物质组成以及其熔融点进行了分析。实验以高岭土为参考,研究发现,煤灰如同高岭土具有一定的固钾能力,且随着添加量的增加钾固留率呈现增加的趋势,同时灰渣熔点也得到了提升。灰渣产物的XRD组成分析表明,挥发至气相中的钾以及灰渣中以熔融态存在的钾盐与煤灰中的硅铝化合物反应生成了高熔点的KAlSi3O8、KAlSi2O6和KAlSiO4,从而达到固钾的效果并提升了灰渣的熔点。
【文章来源】：燃料化学学报. 2018,46(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
管式炉实验系统示意图Figure1Schematicdiagramoftubefurnaceexperimentsystem:;:;:;
?洌?Kα射线管电流为100mA，管电压为40kV，10°－80°扫描，步长0．01°，扫描步速为4(°)/min［17］。2结果与讨论2．1煤灰对钾固留率的影响2．1．1温度对煤灰钾固留率的影响拟选取850、900、950、1000和1050℃温度点分别考察CS以及NA或KL添加量为2%时气化灰中K元素含量。图2从左向右依次为CS在五个温度点气化后取出的灰渣，由图2可知，在850－1000℃，随着气化温度的升高，灰渣的颜色逐渐变浅，气化趋于更加完全。图2CO2氛围不同温度下秸秆焦气化灰样Figure2ImagesofformedashsamplesofCSunderdifferenttemperatures第9期张恒等:煤灰对玉米秸秆焦气化过程中固钾及其灰熔融性的研究7501
在60min反应时间内，850℃下CS并未充分气化，灰中含有大量残碳，Seo等［1］的研究也得出了同样的结论;而当气化温度提升至1050℃时，CS灰渣开始出现收缩和烧结的现象，以熔融玻璃态黏附在瓷舟中难以取出，不利于定量分析。因此，选取900、950和1000℃考察温度对NA固钾效果的影响。CS及其添加2%的NA或KL试样在900、950和1000℃等条件下钾的固留率结果见图3。由图3可知，CS中钾的固留率随着反应温度的升高而下降，由85．39%(900℃)下降到78．18%(1000℃)，说明随着温度的升高K元素以气态形式排放增加，Davidsson等［20］认为，当温度高于700℃时K元素在气相主要以KCl、K2SO4和KOH形式存在;由于还原性气氛延缓了K向气相的释放［21］，因此，即使在1000℃气化下灰渣中钾的固留率依然很高。加入NA和KL后，随着温度的升高K元素在灰中的固留率同样呈下降趋势，这与Jensen等［10］和Chen等［22］研究的结果相一致;由图3可知，CS中添加2%的NA和KL时，固留率在各温度点处均得到了不同程度的提高，当气化温度达到1000℃时，与无添加剂相比，固留率分别提高了5．89%和6．82%，说明NA和KL的加入抑制了K元素向气相的挥发，也表明NA如同KL一样有一定的固钾能力。图3不同气化温度下固钾率的变化Figure3ＲetentionratioofpotassiumofCSwithNAorKLatdifferenttemperatures2．1．2煤灰掺混比例对钾固留率的影响由2．1．1节可知，CS在1000℃气化时K元素的挥发量最大(21．82
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质与烟煤混合灰熔融特性影响因素的研究[J]. 任俊斌,李俊国,张永奇,王志青,李风海,房倚天. 燃料化学学报. 2017(11)
[2]高钠煤中钠的赋存形态研究[J]. 郭帅,霍晓东,宋双双,蒋云峰,赵建涛,房倚天. 燃料化学学报. 2017(10)
[3]生物质气化技术进展[J]. 李九如,李想,陈巨辉,孙佳伟. 哈尔滨理工大学学报. 2017(03)
[4]准东煤热解过程中不同赋存形态钠变迁规律的研究[J]. 郭帅,蒋云峰,熊青安,宋双双,赵建涛,房倚天. 燃料化学学报. 2017(03)
[5]O2/CO2气氛下稻秆添加磷酸二氢铵对固钾及灰熔融特性的研究[J]. 王茜,韩奎华,李辉,齐建荟,路春美. 燃料化学学报. 2015(08)
[6]生物质二氧化碳气化综述[J]. 王燕杰,应浩,江俊飞. 林产化学与工业. 2013(06)
[7]富磷添加剂对麦秆燃烧过程中碱金属迁移转化行为的影响[J]. 李琳娜,任强强,李诗媛,吕清刚. 中国电机工程学报. 2013(26)
[8]添加剂对稻草灰熔融特性影响的实验研究[J]. 马孝琴,秦建光,骆仲泱,余春江,方梦祥,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2010(08)
硕士论文
[1]生物质燃烧过程中碱金属析出的实验研究[D]. 徐婧.浙江大学 2006
本文编号：3455469
【文章来源】：燃料化学学报. 2018,46(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
管式炉实验系统示意图Figure1Schematicdiagramoftubefurnaceexperimentsystem:;:;:;
?洌?Kα射线管电流为100mA，管电压为40kV，10°－80°扫描，步长0．01°，扫描步速为4(°)/min［17］。2结果与讨论2．1煤灰对钾固留率的影响2．1．1温度对煤灰钾固留率的影响拟选取850、900、950、1000和1050℃温度点分别考察CS以及NA或KL添加量为2%时气化灰中K元素含量。图2从左向右依次为CS在五个温度点气化后取出的灰渣，由图2可知，在850－1000℃，随着气化温度的升高，灰渣的颜色逐渐变浅，气化趋于更加完全。图2CO2氛围不同温度下秸秆焦气化灰样Figure2ImagesofformedashsamplesofCSunderdifferenttemperatures第9期张恒等:煤灰对玉米秸秆焦气化过程中固钾及其灰熔融性的研究7501
在60min反应时间内，850℃下CS并未充分气化，灰中含有大量残碳，Seo等［1］的研究也得出了同样的结论;而当气化温度提升至1050℃时，CS灰渣开始出现收缩和烧结的现象，以熔融玻璃态黏附在瓷舟中难以取出，不利于定量分析。因此，选取900、950和1000℃考察温度对NA固钾效果的影响。CS及其添加2%的NA或KL试样在900、950和1000℃等条件下钾的固留率结果见图3。由图3可知，CS中钾的固留率随着反应温度的升高而下降，由85．39%(900℃)下降到78．18%(1000℃)，说明随着温度的升高K元素以气态形式排放增加，Davidsson等［20］认为，当温度高于700℃时K元素在气相主要以KCl、K2SO4和KOH形式存在;由于还原性气氛延缓了K向气相的释放［21］，因此，即使在1000℃气化下灰渣中钾的固留率依然很高。加入NA和KL后，随着温度的升高K元素在灰中的固留率同样呈下降趋势，这与Jensen等［10］和Chen等［22］研究的结果相一致;由图3可知，CS中添加2%的NA和KL时，固留率在各温度点处均得到了不同程度的提高，当气化温度达到1000℃时，与无添加剂相比，固留率分别提高了5．89%和6．82%，说明NA和KL的加入抑制了K元素向气相的挥发，也表明NA如同KL一样有一定的固钾能力。图3不同气化温度下固钾率的变化Figure3ＲetentionratioofpotassiumofCSwithNAorKLatdifferenttemperatures2．1．2煤灰掺混比例对钾固留率的影响由2．1．1节可知，CS在1000℃气化时K元素的挥发量最大(21．82
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质与烟煤混合灰熔融特性影响因素的研究[J]. 任俊斌,李俊国,张永奇,王志青,李风海,房倚天. 燃料化学学报. 2017(11)
[2]高钠煤中钠的赋存形态研究[J]. 郭帅,霍晓东,宋双双,蒋云峰,赵建涛,房倚天. 燃料化学学报. 2017(10)
[3]生物质气化技术进展[J]. 李九如,李想,陈巨辉,孙佳伟. 哈尔滨理工大学学报. 2017(03)
[4]准东煤热解过程中不同赋存形态钠变迁规律的研究[J]. 郭帅,蒋云峰,熊青安,宋双双,赵建涛,房倚天. 燃料化学学报. 2017(03)
[5]O2/CO2气氛下稻秆添加磷酸二氢铵对固钾及灰熔融特性的研究[J]. 王茜,韩奎华,李辉,齐建荟,路春美. 燃料化学学报. 2015(08)
[6]生物质二氧化碳气化综述[J]. 王燕杰,应浩,江俊飞. 林产化学与工业. 2013(06)
[7]富磷添加剂对麦秆燃烧过程中碱金属迁移转化行为的影响[J]. 李琳娜,任强强,李诗媛,吕清刚. 中国电机工程学报. 2013(26)
[8]添加剂对稻草灰熔融特性影响的实验研究[J]. 马孝琴,秦建光,骆仲泱,余春江,方梦祥,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2010(08)
硕士论文
[1]生物质燃烧过程中碱金属析出的实验研究[D]. 徐婧.浙江大学 2006
本文编号：3455469
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