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生物质作为一种可再生能源,在绿色能源领域得到了广泛的关注。生物质发电厂的大规模兴起,解决了生物质利用问题,缓解了能源短缺,但其产生的生物质灰,目前仍无有效的应用方法,已限制了电厂的发展。因此,探索生物质发电厂的生物质灰高附加值的利用途径具有重要的意义。前人研究了实验室制备的各种灰(麦秆灰、稻秆灰、甘蔗灰等)的利用途径,如用作肥料、去除有机物、作为水泥和混凝土添加剂等。本工作在此启发下,研究了固县国能生物质发电厂生物质灰在提取钾盐、制备吸附剂和泡沫混凝土方面的应用。本研究主要内容包括: ⑴针对生物质灰中钾盐的提取,本工作采用浸取和结晶工艺,并对提取出的钾盐进行纯化。通过优化浸取工艺得出,适宜的浸取条件为70℃、时间2h、水灰比2、浸取两次。通过SEM和XRF表征得出,浸取后生物质灰颗粒更为疏松,孔道更多,无机盐含量不同程度下降。采用一步和分步两种结晶工艺,通过分析产物组成和含量得出,分步结晶工艺的产物晶形好、钾含量高,优于一步结晶,且较合理的分步结晶分界点及相应产物如下:当滤液从4.5°Bé浓缩至15°Bé时,产物主要为CaSO4和少量KCl;滤液继续浓缩至26°Bé,产物主要为KCl,其纯度>90%;滤液继续浓缩直至近无液体,产物为KCl和杂质(钠盐、钙盐和镁盐)。化学法(BaCl2、K2CO3和盐酸)和重结晶相结合,可以有效提纯钾盐,使其纯度高、晶型好。可见生物质灰提取高纯度钾盐技术上是可行的。 ⑵提取钾盐后的生物质灰渣仍待处理,本工作通过物理和化学活化法将其制备成吸附剂,同时设计了以原生物质灰为原料的对比实验,并对吸附剂的性能参数和吸附效果进行了表征。结果表明,生物质灰提取钾盐与否,都可以制备吸附剂;在相同工艺条件下,以提取钾盐后生物质灰渣为原料制备的吸附剂,其性能优于原生物质灰制备的吸附剂。通过SEM和BET表征看出,NaOH活化优于H2SO4活化;活化时较适宜的NaOH浓度为10%,制备出吸附剂的比表面积为146.8 m2/g,由90.02%介孔、8.92%微孔和1.06%大孔组成;吸附等温线为Ⅱ型,有利于痕量吸附质的脱除。通过应用于染料、重金属离子和烯烃体系,发现吸附剂在这些领域有较好的应用前景。 ⑶将生物质灰作为微集料制备泡沫混凝土,并考察了原料配比及影响因素。结果表明,生物质灰制备泡沫混凝土技术上是可行的。通过观察孔形貌,测试干密度、吸水率、抗压强度和导热系数等性能参数,发现当水料比为0.5,且生物质灰质量占干物料总质量的025时,制得的泡沫混凝土的孔较密实、分散性较好,性能接近A08、C2、W40等级的泡沫混凝土制品,可作为建筑构件或泡沫混凝土砌块。