甘蔗渣灰中金属氧化物对灰熔融特性的影响
2021-04-09马楠,吴玥
马 楠,吴 玥
(1.南京高等职业技术学校,南京 210019;2.江苏天楹工程设计有限公司,江苏 南通 226600)
甘蔗渣作为制糖工业的主要废弃物,占比24%~27%[1],含有较高的纤维素和半纤维素,目前广泛应用于造纸、木材加工等领域,但这些行业的利用会带来一定的环境问题[2]。甘蔗渣含C量高、N和S含量低、H元素含量较高、灰分少、发热量大[3],具有很强的热力学利用优势,是一个极具开发潜力的可再生生物质原料。但甘蔗渣含有较多的碱及碱土金属,在锅炉中运行时出现受热面积灰、炉排面堆渣严重、腐蚀等问题,影响锅炉燃烧降低锅炉燃烧效率[4],因此在甘蔗渣热力学利用中,研究其灰熔融特性具有现实意义,可为直接燃烧技术、生物质燃烧设备的选用或研发、燃烧过程的控制提供依据,为解决易溶性灰生物质燃烧设备的积灰结渣问题提供可行的途径与方法。
1 试验材料、方法与仪器
1.1 试验材料
试验材料甘蔗渣取自广西;氧化物CaO、MgO、Fe2O3(分析纯),天津市致远化学试剂有限公司生产。参照《固体生物质燃料工业分析方法》(GB/T 28731—2012)制得甘蔗渣灰分。甘蔗渣分别添加 5%CaO、MgO、Fe2O3的灰样,试样干燥且颗粒度小于100目,样重约1 g。
1.2 试验方法与仪器
1.2.1 灰熔点测定
试验设备:XKHR-3000微机灰熔融性测定仪。试验方法:按照国家标准《煤灰熔融性的测定方法》(GB/T 219—2008)中的角锥法进行甘蔗渣灰灰熔点测定。
1.2.2 SEM(scanning electron microscope)-EDS(energy dispersive spectrometer)分析
试验设备:型号为FEI Quanta200环境扫描电子显微镜,配置设备为EDS,主要规格为钨灯丝,加速电压200 V~30 kV,放大倍数为20~300 000倍,分辨率为3.5 nm;样品室压力最高达2 600 Pa。
试验方法:将灰样粘在载玻片上,对其进行喷金处理;……
