生物质热转化过程中碱金属元素迁移的研究

发布时间：2022-01-09 15:51

　　生物质能源因其低CO2排放、可再生而具有较好的应用前景，但其所含碱金属在热转化过程中释放到气相，会造成热力设备积灰、结渣等问题，影响了生物质燃料的使用。因此，本文围绕生物质热转化过程中碱金属的迁移规律和机理开展研究，为解决碱金属引起的生物质应用问题提供基础支持。首先，利用固定床实验系统，研究了气氛对稻秆热转化过程中碱及碱土金属迁移的影响。实验发现，在1073K、1173K和1273K下，温度越高，碱和碱土金属的气态释放比例越大；氧化性气氛促进了稻秆颗粒中K的气态释放，却抑制了稻秆颗粒中Na、Ca、Mg的气态释放。分析1173K温度下稻秆热解和燃烧生成的固体产物，发现氧化性气氛促进了碱及碱土金属元素向硅酸盐的转化。其次，开发了一套适用于火焰场内高浓度（0²0ppm）K元素的激光诱导击穿光谱（LIBS）测量系统的标定方法。优化了LIBS系统中ICCD的延迟时间和门宽时间，提出了通过保持火焰的氧化性气氛以及改进K的给入方式的方法，降低火焰中测点周围K原子对LIBS信号的吸收作用，同时提出了K原子吸收效应的修正方法，采用该方法获得的标定曲线相关系数达到了0.9996。在此... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

Baxter等人（1998）对15种生物质内K元素的化学分馏的分析结果

述研究所使用的 LIBS 测量系统均没有在实际量结果绝大部分是定性的。Hsu 等人（2011）烧器，开发了一套火焰场中碱金属元素 LIBS中，超声波雾化装置产生了大量 K2SO4和 Na带入燃烧器的预混腔室，并在其中与燃料、改变火焰区中 K、Na 元素的浓度，并记录不 信号的强度，即可对 LIBS 测量系统进行标定 LIBS 系统标定后，在线测量了煤及生物质单出过程。后来，He 等人（2013）也使用该标褐煤颗粒内碱金属元素的动态释放过程。2011）开发的标定方法中，雾化产生的 K2SO行了充分混合，因此在火焰场中 K、Na 元素内进行 LIBS 测量，等离子体内的 K、Na 元素外 K、Na 原子的吸收。图 1.3 给出了描述的LIBS 信号产生吸收效应的原理介绍简图。

第 1 章 引言物质热转化过程中碱金属元素的动态释放过程测量技术的进步，近期已经有一些研究报道了生物质和煤颗粒元素释放浓度的在线测量结果。s 等人（2007）曾利用高速摄像机和火焰激发的原子发射光谱Spectroscopy，AES）技术对柳木颗粒火焰内 K 元素的浓度变化过对比原始柳木、脱除 K 元素的柳木和添加 K 元素的柳木的木内的 K 元素对焦炭燃烧的影响。研究结果表明，柳木内的 K进焦炭的氧化反应，缩短柳木颗粒燃烧过程中脱挥发分和焦炭同时，在柳木燃烧过程中，K 元素的气态释放存在三个不同的特燃烧过程的脱挥发分、焦炭燃烧及灰分阶段相对应；其释放速焦炭燃烧阶段存在两个峰值。图 1.4 给出了柳木燃烧火焰内 K化测量结果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]我国生物质能源发展现状与思考[J]. 吴创之,周肇秋,阴秀丽,易维明.  农业机械学报. 2009(01)
[2]生物质能利用技术的研究及发展[J]. 马隆龙.  化学工业. 2007(08)



本文编号：3579005