秸稈中CI元素含量的檢測采用莫爾法,而s和K含量檢測先灰化,然后用等離子發(fā)射光譜儀。
2)秸稈中Cl元素含量變化趨勢
根據(jù)對秸稈Cl元素檢測結(jié)果,將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合處理后,得到Cl元素含量的變化趨勢。
可以看出,總體而言,自然儲存秸稈中Cl含量在整個(gè)儲存過程中呈現(xiàn)降低趨勢'而桶裝儲存和袋裝儲存秸稈Cl含量卻呈現(xiàn)逐漸升高趨勢。自然儲存和袋裝儲存秸稈中Cl元素的含量,儲存前期含量逐漸降低,并于儲存兩個(gè)月降至谷底。此后CI含量逐漸降低,其值大約為1%,一般為0.7%~1.3%,而桶裝儲存秸稈Cl元素含量儲存前期兩個(gè)月,卻呈現(xiàn)升高趨勢。儲存兩個(gè)月后,自然儲存秸稈C1元素含量隨儲存時(shí)間增加而降低,且變化趨勢過程中出現(xiàn)了雙峰分布,而桶裝儲存和袋裝儲存秸稈Cl元素含量變化趨勢卻明顯不同,卻都隨著儲存時(shí)間的增加而升高。
秸稈中Cl元素含量變化趨勢產(chǎn)生的原因,不僅與Cl元素在內(nèi)秸稈的存在形式有關(guān),也與空氣接觸多少有關(guān)。秸稈中含氯物質(zhì)的存在形式與纖維素成分相比,其結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,不易降解;與空氣接觸越充分,就越容易降解而流失。在整個(gè)儲存過程中,如果秸稈與空氣接觸越充分,含Cl物質(zhì)就越容易被降解而流失。三種儲存方法中,自然儲存秸稈含氯物質(zhì)由于與空氣接觸較為充分,Cl元素含量隨著儲存時(shí)間而降低。相比之下,由于桶裝儲存和袋裝儲存體系中殘余空氣較少,秸稈有機(jī)質(zhì)和含氯物質(zhì)等雖然也繼續(xù)被降解流失,速率嚴(yán)重減小,但含氯物質(zhì)的降解速率比纖維素等物質(zhì)降解速率要小得多,使Cl元素在秸稈中的相對含量逐漸升高。
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3)秸稈中S元素的變化趨勢
根據(jù)對秸稈中S元素含量的檢測結(jié)果,將原始數(shù)據(jù)用軟件進(jìn)行多項(xiàng)式擬合處理后,得到其含量變化趨勢。
s元素在三種秸稈儲存方法中的含量,總體上表現(xiàn)出先降低后升高。儲存開始時(shí),三種樣品中S元素的含量陡然降低,在儲存3~4個(gè)月將至最低值后,S元素含量都呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。
秸稈S元素儲存過程中的變化規(guī)律,與秸稈中含硫物質(zhì)的穩(wěn)定性和體系中空氣密切相關(guān)。儲存前期,剛采收秸稈中含硫物質(zhì),分子質(zhì)量較低容易降解而流失,相關(guān)酶和秸稈附著相關(guān)菌類活性較高,利用體系內(nèi)的殘余空氣,使含S物質(zhì)迅速降解流失,導(dǎo)致S元素含量陡然降低,并于儲存3~4個(gè)月降至最小值。此后S元素含量逐漸升高,其原因主要是纖維素等可降解成分降解速率比含S物質(zhì)降解速率較快而流失較多,致使S元素在秸稈中的相對含量逐漸升高。
不同的儲存方法,秸稈中S含量的變化趨勢規(guī)律不太明顯,但總體上是以自然儲存秸稈中S元素含量較低,主要是由于這種儲存方法與空氣接觸較為充分,流失速度較快的緣故。
4)秸稈中K元素的變化趨勢
根據(jù)對秸稈中K含量的檢測結(jié)果,將原始數(shù)據(jù)用軟件進(jìn)行多項(xiàng)式擬合處理后,得其含量變化趨勢。
在儲存前期的兩個(gè)月,秸稈中K含量較高,為1.5%~4%,后期含量較低,其數(shù)值主要集中在1.5%左右。三種儲存方法變化趨勢有許多相似之處:在儲存前期的2~3個(gè)月,K含量隨儲存時(shí)間陡然下降。此后自然儲存秸稈K元素含量仍然逐漸降低,而桶裝儲存和袋裝儲存秸稈中K含量逐漸升高的趨勢,且儲存過程中都有峰值的出現(xiàn)。
秸稈K含量在儲存過程中呈現(xiàn)的變化趨勢的原因,是剛采收的秸稈,含K物質(zhì)的存在形式水溶性較好,相關(guān)酶和微生物活性較高,可以利用體系內(nèi)的殘余空氣,將這些含K物質(zhì)進(jìn)行降解流失,且速度較快,致使秸稈中K含量顯著降低,一般需要兩個(gè)多月即可降解完全。
三種秸稈樣品中K元素含量相比,在儲存的8~9個(gè)月,自然儲存秸稈中K元素的含量比袋裝儲存和桶裝儲存秸稈中的含量都要高,而后期含量卻要低于另外兩種儲存方式秸稈中的含量。K含量出現(xiàn)這種變化趨勢的原因,是纖維素等糖類物質(zhì)要比含K物質(zhì)降解速率快得多,致使在相同條件下,秸稈中K相對含量升高。在儲存的前期,自然儲存和袋裝儲存時(shí),秸稈較為松散,殘余空氣量較多,而桶裝儲存秸稈由于密度較大,殘余空氣少,因此自然儲存和袋裝儲存秸稈K含量比桶裝儲存秸稈的含量高。待纖維素等可溶解物質(zhì)趨于完全后,由于自然儲存秸稈仍然與空氣接觸較為充分,含K物質(zhì)繼續(xù)降解而流失,導(dǎo)致自然儲存秸稈K含量繼續(xù)保持降低趨勢;而桶裝儲存和袋裝儲存方式卻由于空氣缺乏秸稈成分降解受阻,在儲存8~9個(gè)月后,纖維素等物質(zhì)在秸稈中占有相當(dāng)?shù)谋壤医到馑俾时群琄物質(zhì)降解速率稍微大些,導(dǎo)致K元素的相對含量逐漸升高。
上述試驗(yàn)表明了秸稈中Cl.s和K含量的變化趨勢,總體上顯示出基本相似的變化規(guī)律,影響它們含量變化趨勢的主要原因,主要與這些元素在秸稈中的存在形式有關(guān),同時(shí)也受到環(huán)境中空氣和溫度的影響。在儲存初期,它們的含量呈現(xiàn)陡然降低趨勢,并在儲存2~3個(gè)月后降至最低值。此后灰分元素受環(huán)境因素影響較大,如果空氣較為充足,則由于繼續(xù)降解而流失,其含量逐漸降低,否則,其含量呈現(xiàn)逐漸升高趨勢,如自然儲存秸稈中Cl和K元素的變化趨勢,就屬于這種情況;s含量卻總是表現(xiàn)出逐漸升高趨勢,可能是由于秸稈含S物質(zhì)的存在形式較為穩(wěn)定,受空氣影響較小的緣故。
根據(jù)秸稈中Cl、S和K含量的變化趨勢以及含量峰值的位置分布,可以將秸稈中這些物質(zhì)分為可溶性成分、可降解成分以及難降解成分三類,如含Cl物質(zhì)可分為可溶性氯成分、可降解氯成分以及難降解氯成分。秸稈中可溶性成分一般在秸稈采收后初期含量較多,在儲存前期,其降解占據(jù)主導(dǎo)地位。這部分物質(zhì)受相關(guān)酶和微生物活性的影響較大,最容易降解,兩個(gè)月左右降解即可趨于完全,一般不會超過3個(gè)月。之后,可降解成分降解趨勢占據(jù)主導(dǎo)地位,盡管受空氣以及其他微生物等影響較大,但由于體系內(nèi)的殘余空氣被降解消耗殆盡,其降解速率比可溶性成分的降解速率要慢得多。因此,該部分物質(zhì)降解而流失的時(shí)間較長,但一般可在儲存后第8、第9個(gè)月后降解完全。難降解成分物質(zhì)分子質(zhì)量較高,一般條件很難降解。這部分物質(zhì)如果發(fā)生降解,需要的條件較為苛刻,必須在合適溫度、水分、空氣以及在相應(yīng)微生物的條件下才能降解,否則,降解速率很慢,短時(shí)間其含量的變化很小,以至于檢測不出來。這就是木材、秸稈在干燥條件下,能夠長時(shí)間保存的原因。
根據(jù)纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、灰分以及Cl、S和K元素含量的變化規(guī)律,企業(yè)根據(jù)秸稈不同的用途,可以選擇不同的儲存方式。秸稈直燃發(fā)電企業(yè),可以采用自然儲存和高壓儲存兩種方式,自然儲存秸稈的儲存量一般滿足企業(yè)3~4個(gè)月即可,此后可以使用高壓儲存的秸稈。這樣既可以盡可能利用秸稈的熱值,又可以減少秸稈中Cl、K等元素及灰分對熱交換面的不良影響,有利于企業(yè)生產(chǎn)。
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