生物质的物化特性（二） 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 13-11-01

（2）少量元素
    生物质中大量的含氧官能团对无机物质的包容能力比较强，为这一类物质在燃料中驻留提供了可能的场所，因此秸秆中内在固有无机物元素的含量一般较高。这些元素的来源主要有两个：一是秸秆本身同有的，是其在生长过程中从土壤、地下水、大气中通过生物吸附而来的；二是来自人们利用秸秆过程中混入的灰尘、土壤，其组分与燃料固有的灰分差别很大。后者常常是秸秆燃料灰分的主要组成部分，富通新能源生产销售的秸秆颗粒机、秸秆压块机专业压制农作物秸秆成型燃料。
    A、钾
    钾在地球表壳的蕴藏量占第七位，是植物生长必需的营养元素，是以主动吸收和被动吸收两种方式进入植物体内的。它在植物体内不形成稳定的化合物，而呈离子状态存在，主要是以可溶性无机盐形式存在干细胞中，或以钾离子形态吸附在原生质胶体表面。至今尚未在植物体内发现任何含钾的有机化合物。Tomas等对两种稻草和麦秆中钾的形态进行了测试，结果如下表所示。
    植物体内，钾的含量常因作物种类不同而不同，有些作物体内的钾含量甚至比氮的含量还高。不同作物的钾含量如下表所示。

稻草和麦秸中钾的形态
种类	水溶性/%	离子交换钾/%	酸融性钾/%	不溶性钾/%
稻杆1	59	34	5	2
稻杆2	89	7	0	4
麦秆1	40	39	17	4
麦秆2	90	6	0	4

    一般植物体内的禽钾量(K₂O)占干物重的0.3%～5.0%。另外，同一株植物的不同器官的钾含量也有很大差异，谷类作物种子中钾的含量较低，而茎杆中钾的含量则较高。薯类作物的块根、块茎的含钾最较高。植物体内钾的含量、分布与特点如表下表所示。

不同秸秆中钾的含量
名称	钾含量/%	名称	钾含量/%
玉米	0.90	麦秆	0.83
稻杆	1.76	油菜杆	2.21
麻杆	3.05	籽粒苋	7.68
豆杆	2.40	薯类茎叶	3.00～7.32
向日葵	36	烟杆	1.85

农作物秸秆不同部位中钾的含量

作物	部位	钾含量（K2O）/%	作物	部位	钾含量（K2O）/%
小麦	籽粒	0.61	水稻	籽粒	0.30
	茎秆	0.73		茎秆	0.90
棉花	籽粒	0.90	马铃薯	籽粒	2.28
	茎秆	1.10		茎秆	1.81
玉米	籽粒	0.40	糖用甜菜	籽粒	2.13
	茎秆	1.60		茎秆	5.01
谷子	籽粒	0.20	烟草	籽粒	4.10
	茎秆	1.30		茎秆	2.80

    在秸秆燃烧过程中，秸秆中的钾汽化，然后与其他元素一起形成氧化物、氯化物及硫酸盐等，最终生成化合物的种类主要取决于燃料的组分和燃烧产物在炉内的驻留时间。但所有这些化合物都表现为低熔点。它们对受热面上沉积物的影响程度取决于两个方面：一是这些化合物的蒸气压力；二是所生成的熔融物是直接沉积在炉管表面形成一个熔化的表面，还是沉积在飞灰颗粒上形成一个很黏的表面。当钾和其化合物凝结在飞灰颗粒上时，飞灰颗粒表面就会富含钾，这样就会使飞灰颗粒更具有黏性和低熔点。灰粒的熔点和黏性主要取决于钾的凝结速率和扩散速率。
    B、钠
    钠不是植物生长所必需的营养元素，故在植物体内含量不高，对内蒙古栗钙土典型草原地带植物的化学元素的研究．草中钠含量平均为0. 313%+1.065。一般植物中的钠含量约为0.1%。
    钠与钾属于同一主族元素，燃烧过程中其运动形式相似，在沉积形成和腐蚀过程中的作用相同。
    C、氯
    氯是植物所必需的营养元素中唯一的第七主族元素，又称为卤族元素，是唯一的气体非金属微量元素。氯的亲和力极强，岩石圈中找不到单质氯。地壳中的氯含量平均仅为0.05%．被认为是岩石圈的次要组成成分。植物对氯的吸收是通过根和地上部分以离子的形态进行的，属于逆化学梯度的主动吸收过程，大多数植物吸收Cl的速率很快，数量也不少。氯在植物体中主要以Cl形态存在，且移动性很强，主要作用址调节叶片气孔的开闭，保持细胞液的浓度，调节渗透压的平街，提高作物的抗旱能力等。
    氯在植物体内虽属微量营养元素，但含量甚高，常高达0.2%～2%，主要分布于茎叶中，籽粒中较少。据埃泼斯坦测定，高等植物（包括作物）中氯和铁(Fe)含量居7种必需微鲢元素之首，含氯量大约是含锰(Mn)量的2倍，锌(Zn)、硼(B)含量的5倍，铜(Cu)含量的17倍，钢(Mo)含量的1000倍。一般认为，植物需氯量几乎与需硫一样多。不同植物中的含氯量如下表：

不同植物中的含氯量
名称	含量/（mg/kg）	名称	含量/（mg/kg）
水稻	4700～6600	红麻	7010
甘薯	7590～9270	甘蔗	6770
大豆	780	芥蓝菜	6570
花生	4650	油菜	14000
小麦	5900	空心菜	24920

    秸秆燃烧过程中，氯元素对沉积的形成及腐蚀程度起着重要作用。首先，秸秆燃烧过程中，氯元素起着传输作用，当碱金属元素从燃料颗粒内部迁移到颗粒表面与其他物质发生化学反应时，将碱金属从燃料中带出；其次，氯元素有助于碱金属元素的汽化。氯是挥发性很强的物质，在秸秆燃烧过程中，几乎所有的氯都会进入气相，根据化学平衡，将优先与钾、钠等构成稳定且易挥发的碱金属氯化物，这也是氯元素析出的一条最主要的途径，6000C:以匕碱金属氯化物的蒸气压升高进入气相，随着碱金属)C素汽化程度增加，沉积物的数量和黏性也增加。与此同时，氯元素也与碱金属硅酸盐反应生成气态碱金属氯化物，这些氯化物蒸汽是稳定的可挥发物质，与那些非氯化物的碱金属蒸汽相比，它们更趋向于沉积在燃烧设备的下游。另外，氯元素还有助于增加许多无机化合物的流动性，特别是钾元素的化合物。经验表明，决定生成碱金属蒸气总量的限制因素是碱金属元素，而是氯元素。因此，可以用秸秆中氯含量与碱金属一起来预测沉积物的特性。由现场的运行实践可知，碱金属含量高而氯含景低的燃料，在燃烧过程中形成的沉积量，要低于碱金属和氯含量都较高或者碱金属含量低但氯含量高的燃料。
    一般认为煤中氯的含量超过o．25%时，在燃烧过程中就会腐蚀设备，并且在设备中产生结皮和堵塞现象。与木质燃料相比，秸秆作物中的氯含最过高，根据试验测定玉米秸秆中Cl的含量为0.5%～1%，在高温的情况下将会对设备形成高温腐蚀，缩短锅炉的使用寿命。一般情况下，燃烧木材燃料的锅炉可以使用15年庄右，而燃烧农作物秸秆时一般10年左右就会报废。
D、硅
    硅在地壳中含量高达28%，仅次于氧，居第二位。硅在植物体内的存在形态主要是水化无定形二氧化硅、石英，其次是硅酸和胶状硅酸。水稻是吸收硅酸最多的植物'硅酸进入植物体内后大部分变成难溶性硅胶或多硅酸聚合体。
    硅在植物的体内的含量因植物种类的不同而差异极大，禾本科植物如水稻中的硅含量一般较高，通常为10%～15%，而双子叶植物，尤其是豆科植物，含量小于0.5%。硅在植物体内的分配受器官的影响，同一植物的不同部位，含硅量有极大的差异，如水稻各器官中硅( Si0₂)含量大小依次为谷壳（15%）、叶片(12%)、叶鞘(10%)、茎(5%)、根(2%)。
    在秸秆燃烧过程中，碱金属是以氧化物、氢氧化物、有机化合物的形式与硅结合形成低熔点共晶体的。单晶硅的熔点是1700℃，从不同比例的K₂ O-SiO₄混合物的一点相图可以看出：32%K₂O与68%，Si0₂混合物的熔点为768℃，这个比例与含25%～35%的碱金属生物质灰的成分很相似。试验表明，以秸秆为燃料的链条炉受热面上形成的玻璃状物质以及760～900℃下流化床的床料所形戍的渣块，主要成分都足Si0₂。
    三门峡富通新能源主要生产和销售颗粒机、秸秆压块机、饲料颗粒机、木屑颗粒机等生物质燃料饲料成型机械设备，同时我们也有大量的生物质颗粒燃料出售，我们时刻欢迎各大客户来我厂参观考察选购设备。

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