稻壳预处理对稻壳灰的影响研究

摘要

稻壳灰是一种很有工业价值的农业加工废弃物。稻壳灰的主要成分为二氧化硅，另外还含有许多金属氧化物及未燃尽的残炭。稻壳在低温下燃烧可得到高纯度的无定形态纳米级SiO2颗粒，在工业应用上有广泛的前景。但随着燃烧温度的升高，稻壳灰变黑、残炭含量增多且无定形态SiO2转化为石英晶体，降低了稻壳灰活性。因此，现有研究指出在燃烧前利用酸对稻壳进行浸泡处理后，可得到高活性、高纯度的稻壳灰。
　　基于以上思路，本文以稻壳为原料研究稻壳酸处理条件和燃烧条件对稻壳灰特性的影响。研究方法为：选择3种不同酸（盐酸、硫酸和醋酸）在不同浓度下（1％、2.5%、5%和10%）对稻壳进行不同时间（0.5h、1h和2h）的浸泡处理，然后在不同的燃烧方式（马弗炉、流化床）、不同的燃烧温度（600、700、800和900℃）和不同燃烧时间（0.5h、1h）下进行燃烧得到所需稻壳灰样品，最后利用XRF、SEM及EDS等测试手段分析稻壳灰的微观结构及元素成分。
　　首先，通过对比未经预处理和经酸预处理后得到的稻壳灰，分析了原样稻壳灰残炭量多、表面融化结晶的原因。发现预处理可提高稻壳灰的活性，并能提高SiO2的纯度。对3种酸的预处理效果进行了探讨，得出盐酸的预处理效果最好。对预处理条件和燃烧条件对稻壳灰微观结构和元素成分的影响进行了探讨。发现预处理条件对稻壳灰元素成分的影响存在临界值，进而分析得到具体临界值。另外燃烧温度和燃烧时间对经预处理得到的稻壳灰的微观结构和元素含量均没有太大的影响。最后，对比了马弗炉燃烧和流化床燃烧两种燃烧方式对稻壳灰特性的影响效果同时对经不同酸预处理的稻壳在流化床中燃烧得到的稻壳灰中元素含量（Si和K）的变化规律进行了研究。
　　另外，利用XRF分析结果作为参考，对EDS测试的数据进行了相关的误差分析，得出了测试手段的误差范围，分析了本文数据分析的可取性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 问题提出

1.4 本文主要研究内容

第2章 稻壳酸处理对稻壳灰特性的定性分析

2.1 引言

2.2 实验方法及实验装置

2.3 酸处理对稻壳灰表观特性的影响

2.4 酸处理对稻壳灰元素成分的影响

2.5 本章小结

第3章 预处理条件和燃烧条件对稻壳灰微观形貌及成分的影响

3.1 引言

3.2 浸泡浓度对稻壳灰特性的影响

3.3 浸泡时间对稻壳灰特性的影响

3.4 不同酸处理对稻壳灰特性的影响

3.5 燃烧温度对稻壳灰特性的影响

3.6 燃烧时间对稻壳灰特性的影响

3.7 误差分析

3.8 本章小结

第4章 在流化床中酸处理对稻壳灰特性的影响分析

4.1 引言

4.2 实验方法及实验装置

4.3 燃烧方式对稻壳灰特性的影响

4.4 在流化床中预处理对稻壳灰的影响分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文及其他成果

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