生物质发电厂秸秆灰的物相分离及其利用研究

【摘要】：随着秸秆发电厂的不断增加,秸秆灰量不断增加,为减少环境污染,秸秆灰利用已成急待解决的问题,本研究针对生物质发电厂秸秆灰主要含有K、Si和C元素的特点,开展利用秸秆灰联合制备钾镁肥、水玻璃、活性碳工业品的研究。 采用蒸馏水一次浸取的方法提取出其中的钾素,研究了浸取时间、浸取温度、灰水比等因素对提钾效果的影响。实验结果表明,在水灰比为4：1,浸泡的温度为60℃,浸泡时间为1h的条件下,钾的得率为80.74%。将此条件下的提取液蒸干所得粉末进行XRD测试,结果表明产物的主要成分为KCl。在此基础上,往提取液中加入适量的H2SO4,同时以有机胺为萃取剂,去除溶液中的C1-,从而制备出钾镁肥。利用正交试验得出了钾镁肥制备的最佳试验工艺为：V有机相：无机相=1：2,V三正丁胺：正丁醇=1：2.5,时间为2h,温度为60℃,所得产物达到了钾镁肥国家标准GB/T20937-2007优等品级别。 上述提取钾素后滤渣中主要元素为Si和C的混合物,本实验采用碱溶的方法去除滤渣中的硅,并且探讨了NaOH溶液用量、NaOH溶液浓度、反应的温度及反应时间等对硅溶出率的影响,其最佳实验工艺条件为NaOH溶液用量200ml(每10g滤渣),氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L,在90℃的条件下反应3小时,能使硅的溶出率达到89.6%,所得水玻璃的模数为1.3123。 溶硅后滤渣的主要成分为C,研究了碱溶滤渣的洗涤方法、活化时间、活化温度和活化剂用量的大小等因素对活性炭比表面积、炭的含量及得率的影响。结果表明：碱溶滤渣的洗涤采用二次洗涤的方法可以大大降低活性炭的灰分。实验表明在活化温度为600℃,活化剂用量为24g(每8g滤渣),活化时间为80min的条件下制得的活性炭效果最好。在此条件下制备的活性炭的亚甲基蓝吸附值为24.8ml/0.1g,灰分为3.5%,优于LY/T1281-1998一级活性炭的标准(亚甲基蓝吸附值12ml/0.1g,灰分4%),其他各项指标均符合LY/T1281-1998一级活性炭的标准。 【关键词】：秸秆灰 钾肥 水玻璃 活性炭 提钾率 水玻璃模数 亚甲基蓝吸附值 灰分 碳利用率
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 前言12-13
• 1 绪论13-29
• 1.1 秸秆及其利用13-15
• 1.1.1 秸秆资源现状13-14
• 1.1.2 秸秆灰14-15
• 1.2 秸秆灰的综合利用15-27
• 1.2.1 秸秆灰的组成15
• 1.2.2 秸秆灰中钾的综合利用15-20
• 1.2.3 稻秆灰中桂的综合利用20-23
• 1.2.4 秸秆灰中炭的综合利用23-27
• 1.6 论文选题思路及主要研究内容27-29
• 2 秸秆灰物相分离及钾肥的制备29-39
• 2.1 引言29
• 2.2 实验部分29-33
• 2.2.1 实验仪器29-30
• 2.2.2 主要原料、试剂30
• 2.2.3 实验方法30-31
• 2.2.4 分析检测方法31-33
• 2.3 结果与讨论33-38
• 2.3.1 蒸馏水提钾实验研究33-36
• 2.3.2 硫酸钾镁肥的制备36-38
• 2.4 小结38-39
• 3 水玻璃的制备39-46
• 3.1 引言39
• 3.2 实验部分39-42
• 3.2.1 主要原料及试剂39
• 3.2.2 主要的设备和仪器39-40
• 3.2.3 实验方法40
• 3.2.4 分析检测方法40-42
• 3.3 结果与讨论42-45
• 3.3.1 NaOH溶液用量对SiO_2提取率和水玻璃模数的影响42-43
• 3.3.2 反应时间对SiO_2提取率和水玻璃模数的影响43
• 3.3.3 NaOH浓度对SiO_2溶出率和水玻璃模数的影响43-44
• 3.3.4 反应温度对SiO_2溶出率和水玻璃模数的影响44-45
• 3.4 小结45-46
• 4 活性炭的制备46-54
• 4.1 前言46
• 4.2 实验部分46-47
• 4.2.1 主要原料及试剂46-47
• 4.2.2 主要设备和仪器47
• 4.3 实验方法47
• 4.4 分析检测方法47-49
• 4.4.1 活性炭亚甲基蓝吸附值的测定47-48
• 4.4.2 活性炭灰分的测定48
• 4.4.3 活性炭比较面积的测定48
• 4.4.4 活性炭水分含量的测定方法48
• 4.4.5 活性炭PH值得测定方法48
• 4.4.6 活性炭中碳含量的测算方法48
• 4.4.7 碳利用率的计算方法48-49
• 4.5 结果与讨论49-53
• 4.5.1 碱溶滤渣洗涤工艺的确定49-50
• 4.5.2 活化温度的影响50-51
• 4.5.3 活化剂用量的影响51-52
• 4.5.4 活化时间的影响52-53
• 4.6 小结53-54
• 5 结论54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 作者简介及读研期间主要科研成果61

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