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稻壳相关资料分析(灰分、发热量、相对密度等)

发布:65环保2016-3-7 11:59分类: 工程分析 标签:

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稻壳的理化性能分析

稻壳是一种木质纤维素原料,约含 20%的木质素,40%左右的纤维素、20%左右的五碳糖聚合物(主要为半纤维素),另外,约含 20%灰分及少量粗蛋白、

粗脂肪等有机化物。稻壳含有的二氧化硅以网络状分布其中,起着骨架作用,木质素。纤维素等填充在网络中。稻壳灰主要由二氧化硅和碳两种物质组成,根据稻壳燃烧的程度不同,其含碳量也不同。另外,稻壳灰中还含有 CaO、Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O等金属氧化物。X 射线衍射谱图表明,稻壳灰中没有任何晶态的二氧化硅的衍射峰出现,表明燃烧后的稻壳灰中二氧化硅保持无定型状态不变。同时,稻壳灰富含硅和碳的特点,令其在应用上有着广泛的前景。

1、 稻壳及稻壳灰的结构与形貌

稻壳由内颖及较大的外颖组成,内外通过两个钩状结构彼此连接。稻壳长5-10mm、宽 205-5mm、厚 25-30μm,其色泽呈稻黄色、金黄色、黄褐色及红棕色等。其结构如图 1.1 所示。

图 1.1 稻壳形貌结构图

2016-03-03_112054.png

Fig.1.1 The structure of rice husk: (A) the appereance of rice husk; (B) the outside surface

of rice husk; (C) the side surface of rice husk; (D) the inside surface of rice husk

2、稻壳及稻壳灰的特点

稻壳灰的主要组成为非晶态的 SiO2,其原子排列的基本结构是很清楚的,即 Si 原子处于四个 O 原了组成的正四面体中心,构成结构单元 Si044-四面体。大量的研究表明,RHA 的比表面积很大,随加工条件不同,其 N2吸附比表面积在( 50-100) m2/ g 之间。因此,很多研究均认为 RHA 是多孔性火山灰材料。

以往对 RHA 进行的 SEM 研究,只报道过 RHA 中含有大量微米尺度(1-10μm)的空隙。仔细研究,这种尺度的孔隙不足以说明 RHA 为何具有如此巨大的比表面积(硅灰的平均粒径为 0. 1-0. 2μm,其比表面积才 20m2/ g 左右)。因此从理论上推测,RHA 存在大量小于 0. 1μm 的微孔。暨南大学理工学院的欧阳东等人采用 SEM,TEM 及选区电了衍射(SAD)技术对其显微结构分二个层次进行了研究。 该研究发现稻壳灰是由纳米尺度的 SiO2凝胶粒子(约 50nm)疏松地粘聚而成。稻壳灰结构中除了以往报道的微米尺度的蜂窝孔(约 10μm)外,还含有大量由 SiO2凝胶粒子非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙(<50nm),如图 1.2所示。纳米尺度的 SiO2粒子和纳米尺度的大量孔隙是稻壳灰具有较大的比表面积(50-100m2/g)和超高火山灰活性的根本原因。

图 1.2 稻壳灰结构三层结构模型

2016-03-03_112107.png

Fig.1.2 Three hierarchial model of the microstructure of rice husk ash

3、稻壳及稻壳灰的物理性质

稻壳占稻谷重量的 18-20%,稻壳的容重为 0.1t/m3,捣实后可达 0.16t/m3;堆积密度为 96-160 Kg/m3,粉碎后可达 384-400Kg/m3;稻壳的休止角为 42o;稻壳燃烧时,其燃烧热值为 12.6-16.8MJ/Kg。稻壳燃烧剩下的稻壳灰一般为稻壳质量的 20%,稻壳灰的主要成分是二氧化硅,含量高达 60%-97%。稻壳灰的容重为 200-400 kg/m3,相对密度为 2.14。稻壳灰具有较大的比表面积,通常为 50-60 m2/g,有时可高达 100 m2/g。

本文最后更新于2016-3-7,已超过 1 年请注意内容时效!
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