[發(fā)明專利]一種抑制燃燒室內(nèi)細(xì)顆粒物生成的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710068188.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN106929120A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小偉;徐義書;張鵬輝;王浩;郭俊哲;徐明厚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C10L9/10
• 分類號(hào): C10L9/10;C10L10/00;C10L10/02;B01D53/02;F23J7/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 周磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃燒煙氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種抑制燃燒室內(nèi)細(xì)顆粒物生成的方法。

背景技術(shù)

化石燃料燃燒排放的大量顆粒物和重金屬，誘發(fā)了惡劣的霧霾天氣，對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，實(shí)現(xiàn)燃燒源細(xì)顆粒物減排迫在眉睫。現(xiàn)行工業(yè)鍋爐、電站鍋爐等燃燒設(shè)備應(yīng)用的除塵技術(shù)以電除塵、布袋除塵技術(shù)為主，總體除塵效率達(dá)到98％以上。但煙氣除塵技術(shù)難以經(jīng)濟(jì)、有效地捕集小粒徑的細(xì)顆粒物及超細(xì)顆粒物。因此，研究者基于顆粒物的生成過程提出了通過向燃燒室添加吸附劑捕集顆粒物前驅(qū)體的“燃燒中”顆粒物減排技術(shù)，用以補(bǔ)充、增強(qiáng)或替代現(xiàn)有除塵技術(shù)。

開發(fā)高效、易于使用的顆粒物吸附劑是該技術(shù)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的前提。美國猶他大學(xué)Wendt等(2000)研究指出高嶺土粉末可以捕獲燃燒過程中形成的堿金屬及重金屬蒸氣，可用作顆粒物吸附劑。日本中部大學(xué)和中國華中科技大學(xué)等提出了基于高嶺土和石灰石的顆粒物吸附劑的技術(shù)，同時(shí)，趙長遂等(2010)、屈成銳等(2006)研究和提出了幾種Fe基、Mn基和Ba基固體吸附劑對(duì)燃煤超細(xì)顆粒物的控制方法。然而，上述已研發(fā)的顆粒物吸附劑均為固體粉末，存在效率和利用率低、儲(chǔ)存和輸運(yùn)困難、使用過程存在二次粉塵污染等缺點(diǎn)，無法滿足工業(yè)應(yīng)用要求。同時(shí)，上述吸附劑均為不可燃礦物，其加入可能影響燃料燃燒，不適用于高灰、難燃燃料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種抑制燃燒室內(nèi)細(xì)顆粒物生成的方法，利用制成的液體吸附劑與燃料混合、燃燒，通過吸附劑在燃燒室中與顆粒物前驅(qū)體的反應(yīng)，減少燃燒源的顆粒物和重金屬排放。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種抑制燃燒室內(nèi)細(xì)顆粒物生成的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取有機(jī)醇加入反應(yīng)器中；

(2)在15℃～35℃溫度下攪拌有機(jī)醇并向反應(yīng)器中加入鈦酸酯和催化劑充分反應(yīng)，其中鈦酸酯與有機(jī)醇的摩爾比為0.1：1～0.5：1，催化劑與有機(jī)醇的摩爾比為0.01：1～0.1：1；

(3)在攪拌時(shí)繼續(xù)向反應(yīng)器內(nèi)加入穩(wěn)定劑充分反應(yīng)，獲得液體顆粒物吸附劑；

(4)將上述液體顆粒物吸附劑與燃料混合并且讓兩者在燃燒室內(nèi)燃燒，其中液體顆粒物吸附劑與燃料的質(zhì)量比為1：20～1：2000，則液體顆粒物吸附劑與燃燒源顆粒物前驅(qū)體反應(yīng)，從而減少燃燒源顆粒物前驅(qū)體的生成；

(5)反應(yīng)后的一部分吸附劑粉末隨煙氣排出燃燒室后經(jīng)過除塵器分離和捕集。

優(yōu)選地，所述有機(jī)醇為甲醇、乙醇、丙醇或乙二醇。

優(yōu)選地，所述有機(jī)醇為乙醇。

優(yōu)選地，所述鈦酸酯為鈦酸丁酯、鈦酸甲酯、鈦酸乙酯、鈦酸丙酯中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述鈦酸酯為鈦酸丁酯。

優(yōu)選地，所述催化劑為鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、甲酸、乙酸、檸檬酸中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述催化劑為乙酸。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為硝酸、乙醇和水共同形成的溶液并且摩爾比值為硝酸：乙醇：水＝(0.5～1)：(5～10)：1，或者為鹽酸、乙醇和水共同形成的溶液并且摩爾比值為硝酸：乙醇：水＝(0.5～1)：(5～10)：1。

優(yōu)選地，所述吸附劑在進(jìn)入燃燒室前與燃料混合，或者單獨(dú)噴射進(jìn)入燃燒室，在燃燒室內(nèi)與燃料混合。

優(yōu)選地，所述燃燒源顆粒物前驅(qū)體為堿金屬、重金屬礦物蒸汽或酸性礦物蒸汽。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本方法通過向燃料或燃燒室內(nèi)添加適量液體吸附劑，有效減少燃燒過程中細(xì)顆粒物、氣態(tài)重金屬以及SOx、HCl等酸性氣態(tài)污染物的生成，同時(shí)失活吸附劑可通過下游除塵過程中分離脫除，最終實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒物和氣態(tài)重金屬的減排；

(2)本方法所述吸附劑為液體，與常規(guī)固體粉末吸附劑相比，具有添加方式簡單靈活，儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程無粉塵污染，制備工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)；

(3)本方法所述吸附劑為有機(jī)物，在600℃以上可著火燃燒，與常規(guī)無機(jī)吸附劑相比，具有適用于高灰等難燃燃料并促進(jìn)其著火的優(yōu)點(diǎn)；

(4)本方法可廣泛應(yīng)用于以煤、生物質(zhì)、固體廢棄物、石油、天然氣等為燃料的層燃爐、室燃爐、流化床爐、旋風(fēng)爐以及民用爐灶等不同燃燒源的細(xì)顆粒物和重金屬排放控制，適用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說明

圖1是用于實(shí)現(xiàn)本方法的設(shè)備示意圖。

具體實(shí)施方式