一種能有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒燃煤添加劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物質清潔燃燒和煤炭清潔燃燒技術領域，更具體地涉及一種可以有 效控制生物質和煤中堿金屬釋放的燃燒技術。
【背景技術】
[0002] 我國的能源結構及環境狀況決定了我國的能源政策逐漸向清潔化和可再生化的 綠色能源方向發展，其中生物質能就是比較有前景的綠色能源之一。目前，隨著生物質能源 的發展和生物質利用技術的不斷成熟，生物質能源越來越多的運用到工業化的生產中，其 中重要的一項就是利用生物質燃燒提供熱能，由于生物質中的堿金屬含量相對較高，根據 元素分析可以發現，以秸桿為例，煤中鉀的含量要低于秸桿，鈉的含量高于秸桿。生物質燃 燒時，釋放出來的堿金屬蒸汽會沉積到鍋爐對流管壁上，造成嚴重的積灰；堿金屬化合物還 會與其它灰分形成熔點較低的化合物或共晶體，粘結在鍋爐換熱面上，形成鍋爐的大面積 結渣，造成鍋爐傳熱效率下降，局部高溫爆管，大大縮短了鍋爐的使用壽命，增加成本，經濟 效益下降，而且還會導致生產過程中危險性大大增加。另一方面，堿金屬化合物較易富集于 微米級的固體顆粒物中，這些顆粒物不能被捕集而被釋放到大氣環境中，造成嚴重的環境 污染。綜上，實現生物質燃燒過程中對堿金屬化合物釋放的控制有重要的意義。
【發明內容】
[0003] 技術問題：為了解決現有生物質燃燒技術中存在的堿金屬釋放問題，本發明提供 了一種能有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒燃煤添加劑。
[0004] 技術方案：本發明控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的作用機理為：在生物質燃 燒過程中，生物質中的堿金屬是以離子結合態與有機質的含氧官能團結合或細分散礦物形 式存在。本發明在生物質燃燒過程中加入事先配好的添加劑，其主要成分為含有鋁、硅氧化 物的礦物質，在燃燒過程中不同礦物質的合理配比有助于其以化學方式吸附堿金屬蒸汽生 成高熔點的堿金屬的鋁硅酸鹽以及磷酸鹽，使堿金屬化合物進入灰渣中隨之排出爐外。這 樣，燃燒過程中堿金屬的排放量就得到了有效的控制，降低了氣態堿金屬化合物的含量，進 而減少了積灰與結渣問題，而且也減少了細小顆粒的排放。
[0005] 本發明的一種能有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒燃煤添加劑，由以下添加劑通 過燃燒中加入或者燃燒前加入爐膛進行堿金屬固定，該燃煤添加劑由以下質量比的原料配 比而成：
[0006] 憐礦石：30~50%
[0007] 高嶺土 ： 10 ~50%
[0008] 含水率60~65 %的污泥：10~50 %。
[0009] 優選的，磷礦石50%，高嶺土 35%，含水率60~65 %的污泥15%。
[0010] 有益效果：本發明一種有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術，可以有效控制生 物質燃燒過程中堿金屬化合物的釋放，進而減少鍋爐的積灰、結渣以及壁面腐蝕等問題，可 以提高鍋爐的傳熱效率，延長鍋爐使用壽命，降低生產成本，提高經濟效益。此外，氣態堿金 屬化合物的減少也會降低亞微米顆粒的排放量，有助于緩減目前嚴峻的環境問題。該技術 中使用的添加劑的來源豐富，配方簡單，成分穩定，成本低廉，由于大量使用污泥，不僅可以 控制堿金屬的釋放，還可以減少污泥造成的環境污染。
【具體實施方式】
[0011] 下面結合實施例對本發明進行詳細說明。（污泥含水率60~65% )
[0012] 例 1
[0013] 本實施例的可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑由如下質量比 的原料配比組成：磷礦石50%，高嶺土 25%，污泥25%。
[0014]例2
[0015] 本實施例的可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑由如下質量比 的原料配比組成：磷礦石50%，高嶺土 10%，污泥40%。
[0016]例3
[0017] 本實施例的可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑由如下質量比 的原料配比組成：磷礦石50%，高嶺土 35%，污泥15%。
[0018]例 4
[0019] 本實施例的可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑由如下質量比 的原料配比組成：磷礦石30%，高嶺土 20%，污泥50%。
[0020] 例 5
[0021 ] 本實施例的可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑由如下質量比 的原料配比組成：磷礦石30%，高嶺土 50%，污泥20%。
[0022] 例 6
[0023] 本實施例的可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑由如下質量比 的原料配比組成：磷礦石40%，高嶺土 50%，污泥10%。
[0024]例7
[0025] 本實施例的可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑由如下質量比 的原料配比組成：磷礦石50%，高嶺土 30%，污泥20%。
[0026]表1
[0027]
[0028]由表格1可以看出，本發明可以有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術可以有效 控制堿金屬的釋放，堿金屬的固定效率可以達到71%以上，這樣就極大地減少了由堿蒸汽 引起的積灰、結渣以及換熱面腐蝕問題，提高設備的利用效率，延長鍋爐壽命。
[0029] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡是根據本發明的實質做簡單的修改和等同 替換，仍屬于本發明所保護的范圍之內。
【主權項】
1. 一種能有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒燃煤添加劑，其特征在于該燃煤添加劑由 以下質量比的原料配比而成： 憐礦石：30~50% 高嶺土 ：10~50% 含水率60~65 %的污泥：10~50 %。2. 根據權利要求1所述一種能有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒技術的添加劑，其 特征在于該添加劑由以下質量比的原料配比而成：磷礦石50%，高嶺土 35%，含水率60~ 65 %的污泥15%。
【專利摘要】本發明公開一種能有效控制堿金屬釋放的生物質燃燒燃煤添加劑，該技術是在生物質和煤在鍋爐中混合燃燒過程中，向鍋爐中直接噴入添加劑。該添加劑由磷礦石、高嶺土和污泥按以下質量比配比而成：磷礦石：30～50％；高嶺土：10～50％；污泥(含水率60～65％)：10～50％，研磨混合而得。本發明可以有效控制生物質燃燒過程中堿金屬化合物的釋放，可以有效避免受熱面的結渣，使得鍋爐的傳熱效率得到提高，進一步降低生產成本來提高經濟效益。另一方面，由于減少降低了微米級顆粒的排放量，對于緩減目前嚴峻的環境問題有一定的幫助。該添加劑的成分穩定，來源廣泛，無毒無害，易于儲存，便宜易得。
【IPC分類】C10L10/04, C10L10/02, C10L9/10
【公開號】CN105112122
【申請號】CN201510619010
【發明人】仲兆平, 張金, 薛則禹, 郭飛宏, 王佳
【申請人】東南大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月24日