甘蔗渣灰中金屬氧化物對灰熔融特性的影響

馬 楠，吳 玥

(1.南京高等職業技術學校，南京 210019；2.江蘇天楹工程設計有限公司，江蘇 南通 226600)

甘蔗渣作為制糖工業的主要廢棄物，占比24%～27%[1]，含有較高的纖維素和半纖維素，目前廣泛應用于造紙、木材加工等領域，但這些行業的利用會帶來一定的環境問題[2]。甘蔗渣含C量高、N和S含量低、H元素含量較高、灰分少、發熱量大[3]，具有很強的熱力學利用優勢，是一個極具開發潛力的可再生生物質原料。但甘蔗渣含有較多的堿及堿土金屬，在鍋爐中運行時出現受熱面積灰、爐排面堆渣嚴重、腐蝕等問題，影響鍋爐燃燒降低鍋爐燃燒效率[4]，因此在甘蔗渣熱力學利用中，研究其灰熔融特性具有現實意義，可為直接燃燒技術、生物質燃燒設備的選用或研發、燃燒過程的控制提供依據，為解決易溶性灰生物質燃燒設備的積灰結渣問題提供可行的途徑與方法。

1 試驗材料、方法與儀器

1.1 試驗材料

試驗材料甘蔗渣取自廣西；氧化物CaO、MgO、Fe2O3(分析純)，天津市致遠化學試劑有限公司生產。參照《固體生物質燃料工業分析方法》(GB/T 28731—2012)制得甘蔗渣灰分。甘蔗渣分別添加 5%CaO、MgO、Fe2O3的灰樣，試樣干燥且顆粒度小于100目，樣重約1 g。

1.2 試驗方法與儀器

1.2.1 灰熔點測定

試驗設備：XKHR-3000微機灰熔融性測定儀。試驗方法：按照國家標準《煤灰熔融性的測定方法》(GB/T 219—2008)中的角錐法進行甘蔗渣灰灰熔點測定。

1.2.2 SEM(scanning electron microscope)-EDS(energy dispersive spectrometer)分析

試驗設備：型號為FEI Quanta200環境掃描電子顯微鏡，配置設備為EDS，主要規格為鎢燈絲，加速電壓200 V～30 kV，放大倍數為20～300 000倍，分辨率為3.5 nm；樣品室壓力最高達2 600 Pa。

試驗方法：將灰樣粘在載玻片上，對其進行噴金處理；……