生物质锅炉飞灰分离处置及未燃尽炭应用实验研究
发布时间：2021-11-15 20:07
随着生物质发电产业在全球范围内的广泛应用和蓬勃发展,生物质电厂装机容量规模不断扩大必将产生大量的生物质灰。目前,大部分的电厂生物质灰一般被用作建筑原料或者作为化肥生产的辅料而还田,由于灰分多变及有害组成,为使用带来了潜在问题。本论文针对生物质灰应用于建筑原料和农林植被土壤改良中存在的问题入手,以生物质电厂飞灰为原料,通过筛分分离出生物质飞灰中的未燃尽炭部分和较为纯净的细灰部分。对分离的细灰进行超声波辅助滤洗处理,对未燃尽炭进行燃料燃烧特性和制备超级电容器电极用活性炭研究,开展了以下工作:（1）对筛分后粒径<0.2 mm的生物质细灰,采用超声波辅助浸出水溶性成分,探索了超声时间、浆液温度、液固质量比三因素对生物质细灰中主要水溶性成分浸出过程的影响。结果表明,适度增加超声时间、提高浆液温度以及增加液固质量比对于细灰中元素K、Na、Ca、Zn等的溶出具有促进作用。基于实际工艺成本需要,适宜的超声时间为20 min,适宜的浆液温度为50℃,适宜的液固质量比为3:1。此外,超声时间、浆液温度、液固质量比对于生物质飞灰中的重金属元素浸出过程均有一定的影响,但由于重金属元素大多分布在灰中难溶性...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
1 绪论
1.1 前言
1.2 生物质灰的特性
1.3 生物质飞灰利用现状及主要存在问题分析
1.3.1 建筑利用
1.3.2 农业利用
1.3.3 生物质飞灰利用中的问题归纳与分析
1.4 超声波在矿物元素浸出和提取中的应用
1.5 生物质炭在燃料中的应用
1.6 生物质基活性炭在超级电容器电极材料中的应用
1.7 研究目的与内容
1.7.1 研究目的与意义
1.7.2 研究内容
2 实验方法
2.1 实验原料、试剂以及实验设备
2.2 实验流程图
2.3 生物质飞灰分离处置及未燃尽炭利用实验研究
2.3.1 生物质飞灰分离处置
2.3.2 较纯净生物质细灰的超声波辅助滤洗实验研究
2.3.3 未燃尽炭的燃料和燃烧特性实验研究
2.3.4 未燃尽炭制备超级电容器电极用活性炭实验研究
2.4 实验样品的表征方法
2.4.1 X射线荧光光谱(XRF)分析
2.4.2 电感耦合等离子体(ICP)光谱分析
2.4.3 比表面积及孔结构分析
2.4.4 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.4.5 X射线衍射(XRD)分析
2.4.6 拉曼光谱(Raman)分析
2.5 未燃尽炭的燃料和燃烧特性分析方法
2.5.1 热重分析
2.5.2 烟气排放分析
2.6 未燃尽炭制备的超级电容器电极用活性炭表征方法
2.6.1 恒电流充放电法测试
2.6.2 循环伏安法测试
2.6.3 循环稳定性测试
2.7 本章小结
3 生物质灰的超声波辅助滤洗实验研究
3.1 生物质细灰成分的定性和定量分析
3.2 超声时间的影响
3.3 浆液温度的影响
3.4 液固质量比的影响
3.5 生物质灰中重金属元素的浸出特性
3.6 超声波辅助浸出后残余生物质细灰的特性分析
3.7 本章小结
4 未燃尽炭的燃料和燃烧特性实验研究
4.1 燃料特性分析
4.2 热重分析
4.2.1 热重分析热力学参数计算方法
4.2.2 未燃尽炭热重分析结果
4.3 硫、氮污染物排放特性分析
4.3.1 硫、氮污染物排放数据处理方法
4.3.2 未燃尽炭的SO_2以及NO污染物排放分析
4.4 未燃尽炭简单混掺制备成型燃料及其特性分析
4.4.1 简单混掺成型燃料的基本燃料特性
4.4.2 简单混掺成型燃料的SO_2以及NO污染物排放特性
4.5 本章小结
5 未燃尽炭制备超级电容器电极用活性炭实验研究
5.1 不同浸渍比下活性炭样品的比表面积以及孔容变化
5.2 活性炭样品的氮吸附及孔径分布表征
5.3 活性炭样品的比电容与倍率性能
5.4 活性炭样品HYC-3.5的恒电流充放电分析
5.5 活性炭样品HYC-3.5的循环伏安特性分析
5.6 活性炭样品HYC-3.5的扫描电镜分析
5.7 活性炭样品HYC-3.5的微晶结构分析
5.8 活性炭样品HYC-3.5的循环稳定性分析
5.9 本章小结
6 总结及建议
6.1 全文总结
6.2 本文创新点
6.3 未来研究建议
参考文献
致谢
硕士在读期间主要成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质灰理化特性及其应用于土壤改良的研究进展[J]. 李丹琼,周来,张谷春,朱雪强,章梅,陈子铃. 能源环境保护. 2020(01)
[2]基于“蛋盒”结构海藻基超级活性炭的制备及电化学性能[J]. 李诗杰,韩奎华. 材料工程. 2019(10)
[3]2019～2024年新兴能源行业投资前景（上）[J]. 电器工业. 2019(10)
[4]生物质成型炭燃烧特性研究[J]. 王才威,张守玉,姚云隆,吴顺延,江锋浩,张一帆. 太阳能学报. 2019(07)
[5]贯彻落实《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》2019～2020年行动计划[J]. 太阳能. 2019(07)
[6]生物质电厂灰水泥胶砂力学性能试验研究[J]. 姜荣辉,王正君,张光顺,李真,熊奥运,郭琳. 水利科学与寒区工程. 2019(03)
[7]微细浸染型金矿超声波强化预处理实验研究[J]. 马德全,唐云,王红星. 贵金属. 2019(01)
[8]铅冶炼厂还原炉烟灰中铅锌超声波浸出分离试验[J]. 朱若非,林佳琦,宋少飞. 黄金. 2019(02)
[9]污泥处理处置技术研究进展[J]. 郭志光,马明磊,刘斌,敖长江. 河北地质大学学报. 2019(01)
[10]超级电容器用马尾藻基超级活性炭的制备及其电化学性能[J]. 李诗杰,张继刚,李金晓,韩奎华,韩旭东,路春美. 材料工程. 2018(07)
博士论文
[1]超级电容器用马尾藻基活性炭的制备及其电化学性能研究[D]. 李诗杰.山东大学 2018
[2]基于NiO超级电容器电极材料的制备及其性能研究[D]. 陈刚.云南大学 2016
[3]微波碳热还原—超声波强化浸出富铟锌渣的研究[D]. 王欣.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]姜秸秆炭特性及电化学性能研究[D]. 王加敏.山东大学 2019
[2]葱基活性炭制备及电化学性能[D]. 高扬.山东大学 2019
[3]生物质复合成型燃料及添加剂研究[D]. 李皓鹏.山东大学 2019
[4]生物质炭化成型燃料制备及燃烧特性研究[D]. 宋冰腾.华北理工大学 2018
[5]蒜皮基多孔炭的制备及其电化学性能研究[D]. 张晴.山东大学 2018
[6]秸秆成型燃料改性及燃烧硫氮污染物排放特性研究[D]. 高杰.山东大学 2017
[7]含钾矿物超声波强化浸出动力学[D]. 张艳芳.武汉工程大学 2016
[8]葱基活性炭的制备及其在环保型新能源领域中的应用[D]. 于晶.太原理工大学 2015
[9]生物质灰渣的资源化利用研究[D]. 易珊.浙江大学 2014
[10]生物质灰渣对生活污水处理效果的研究[D]. 王侃.西南大学 2014
本文编号：3497417
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
1 绪论
1.1 前言
1.2 生物质灰的特性
1.3 生物质飞灰利用现状及主要存在问题分析
1.3.1 建筑利用
1.3.2 农业利用
1.3.3 生物质飞灰利用中的问题归纳与分析
1.4 超声波在矿物元素浸出和提取中的应用
1.5 生物质炭在燃料中的应用
1.6 生物质基活性炭在超级电容器电极材料中的应用
1.7 研究目的与内容
1.7.1 研究目的与意义
1.7.2 研究内容
2 实验方法
2.1 实验原料、试剂以及实验设备
2.2 实验流程图
2.3 生物质飞灰分离处置及未燃尽炭利用实验研究
2.3.1 生物质飞灰分离处置
2.3.2 较纯净生物质细灰的超声波辅助滤洗实验研究
2.3.3 未燃尽炭的燃料和燃烧特性实验研究
2.3.4 未燃尽炭制备超级电容器电极用活性炭实验研究
2.4 实验样品的表征方法
2.4.1 X射线荧光光谱(XRF)分析
2.4.2 电感耦合等离子体(ICP)光谱分析
2.4.3 比表面积及孔结构分析
2.4.4 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.4.5 X射线衍射(XRD)分析
2.4.6 拉曼光谱(Raman)分析
2.5 未燃尽炭的燃料和燃烧特性分析方法
2.5.1 热重分析
2.5.2 烟气排放分析
2.6 未燃尽炭制备的超级电容器电极用活性炭表征方法
2.6.1 恒电流充放电法测试
2.6.2 循环伏安法测试
2.6.3 循环稳定性测试
2.7 本章小结
3 生物质灰的超声波辅助滤洗实验研究
3.1 生物质细灰成分的定性和定量分析
3.2 超声时间的影响
3.3 浆液温度的影响
3.4 液固质量比的影响
3.5 生物质灰中重金属元素的浸出特性
3.6 超声波辅助浸出后残余生物质细灰的特性分析
3.7 本章小结
4 未燃尽炭的燃料和燃烧特性实验研究
4.1 燃料特性分析
4.2 热重分析
4.2.1 热重分析热力学参数计算方法
4.2.2 未燃尽炭热重分析结果
4.3 硫、氮污染物排放特性分析
4.3.1 硫、氮污染物排放数据处理方法
4.3.2 未燃尽炭的SO_2以及NO污染物排放分析
4.4 未燃尽炭简单混掺制备成型燃料及其特性分析
4.4.1 简单混掺成型燃料的基本燃料特性
4.4.2 简单混掺成型燃料的SO_2以及NO污染物排放特性
4.5 本章小结
5 未燃尽炭制备超级电容器电极用活性炭实验研究
5.1 不同浸渍比下活性炭样品的比表面积以及孔容变化
5.2 活性炭样品的氮吸附及孔径分布表征
5.3 活性炭样品的比电容与倍率性能
5.4 活性炭样品HYC-3.5的恒电流充放电分析
5.5 活性炭样品HYC-3.5的循环伏安特性分析
5.6 活性炭样品HYC-3.5的扫描电镜分析
5.7 活性炭样品HYC-3.5的微晶结构分析
5.8 活性炭样品HYC-3.5的循环稳定性分析
5.9 本章小结
6 总结及建议
6.1 全文总结
6.2 本文创新点
6.3 未来研究建议
参考文献
致谢
硕士在读期间主要成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质灰理化特性及其应用于土壤改良的研究进展[J]. 李丹琼,周来,张谷春,朱雪强,章梅,陈子铃. 能源环境保护. 2020(01)
[2]基于“蛋盒”结构海藻基超级活性炭的制备及电化学性能[J]. 李诗杰,韩奎华. 材料工程. 2019(10)
[3]2019～2024年新兴能源行业投资前景（上）[J]. 电器工业. 2019(10)
[4]生物质成型炭燃烧特性研究[J]. 王才威,张守玉,姚云隆,吴顺延,江锋浩,张一帆. 太阳能学报. 2019(07)
[5]贯彻落实《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》2019～2020年行动计划[J]. 太阳能. 2019(07)
[6]生物质电厂灰水泥胶砂力学性能试验研究[J]. 姜荣辉,王正君,张光顺,李真,熊奥运,郭琳. 水利科学与寒区工程. 2019(03)
[7]微细浸染型金矿超声波强化预处理实验研究[J]. 马德全,唐云,王红星. 贵金属. 2019(01)
[8]铅冶炼厂还原炉烟灰中铅锌超声波浸出分离试验[J]. 朱若非,林佳琦,宋少飞. 黄金. 2019(02)
[9]污泥处理处置技术研究进展[J]. 郭志光,马明磊,刘斌,敖长江. 河北地质大学学报. 2019(01)
[10]超级电容器用马尾藻基超级活性炭的制备及其电化学性能[J]. 李诗杰,张继刚,李金晓,韩奎华,韩旭东,路春美. 材料工程. 2018(07)
博士论文
[1]超级电容器用马尾藻基活性炭的制备及其电化学性能研究[D]. 李诗杰.山东大学 2018
[2]基于NiO超级电容器电极材料的制备及其性能研究[D]. 陈刚.云南大学 2016
[3]微波碳热还原—超声波强化浸出富铟锌渣的研究[D]. 王欣.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]姜秸秆炭特性及电化学性能研究[D]. 王加敏.山东大学 2019
[2]葱基活性炭制备及电化学性能[D]. 高扬.山东大学 2019
[3]生物质复合成型燃料及添加剂研究[D]. 李皓鹏.山东大学 2019
[4]生物质炭化成型燃料制备及燃烧特性研究[D]. 宋冰腾.华北理工大学 2018
[5]蒜皮基多孔炭的制备及其电化学性能研究[D]. 张晴.山东大学 2018
[6]秸秆成型燃料改性及燃烧硫氮污染物排放特性研究[D]. 高杰.山东大学 2017
[7]含钾矿物超声波强化浸出动力学[D]. 张艳芳.武汉工程大学 2016
[8]葱基活性炭的制备及其在环保型新能源领域中的应用[D]. 于晶.太原理工大学 2015
[9]生物质灰渣的资源化利用研究[D]. 易珊.浙江大学 2014
[10]生物质灰渣对生活污水处理效果的研究[D]. 王侃.西南大学 2014
本文编号：3497417
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