[發(fā)明專(zhuān)利]一種降低生物質(zhì)燃料中硫化物含量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710759769.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107541305B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宇棟;施錦;楊斌;馬文會(huì);戴永年
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10L5/44
• 分類(lèi)號(hào): C10L5/44
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本發(fā)明公開(kāi)了一種降低生物質(zhì)燃料中硫化物含量的方法，屬于能源與環(huán)境系統(tǒng)工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)生物質(zhì)燃料燃燒的熱力學(xué)分析數(shù)據(jù)即差示掃描量熱法數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)模型Friedman動(dòng)力學(xué)分析方法計(jì)算出室溫到燃燒溫度下的阿倫尼烏斯公式中的指前因子；根據(jù)指前因子，繪制出指前因子自然對(duì)數(shù)值與反應(yīng)進(jìn)程的變化曲線，根據(jù)變化曲線劃分生物質(zhì)燃料的燃燒階段，其中燃燒階段包括至少發(fā)煙階段和有焰燃燒階段，變化曲線的變化峰值大于總幅度的20%或拐點(diǎn)角度大于20度為一個(gè)新的燃燒階段；根據(jù)劃分的生物質(zhì)燃料的燃燒階段，將生物質(zhì)燃料置于氧化氣氛中加熱，在發(fā)煙階段結(jié)束且有焰燃燒階段前開(kāi)始降溫，終止生物質(zhì)燃料的燃燒過(guò)程，冷卻得到低硫生物質(zhì)燃料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低生物質(zhì)燃料中硫化物含量的方法，屬于能源與環(huán)境系統(tǒng)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

幾乎所有的生物質(zhì)燃料燃燒都有發(fā)煙階段，釋放出大量的硫化物，同時(shí)伴隨大量的PM2.5，因此這種未經(jīng)處理的生物質(zhì)顆粒燃燒設(shè)備需要配備脫硫和除塵凈化設(shè)備，常用的為爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)，爐內(nèi)脫硫效率一般達(dá)70%，可滿(mǎn)足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，且設(shè)備半年需要維護(hù)一次，但是設(shè)備較貴，并不適合作為小型企業(yè)和家庭使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降低生物質(zhì)燃料中硫化物含量的方法，即根據(jù)生物質(zhì)燃料的熱分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并繪制指前因子與反應(yīng)進(jìn)程的變化曲線，準(zhǔn)確劃分發(fā)煙、有焰燃燒兩個(gè)階段的開(kāi)始和結(jié)束進(jìn)程；將生物質(zhì)燃料在氧化氣氛中加熱，選擇發(fā)煙結(jié)束后并且有焰燃燒沒(méi)開(kāi)始時(shí)刻降溫，終止生物質(zhì)原料的燃燒過(guò)程，得到低硫生物質(zhì)燃料。

一種降低生物質(zhì)燃料中硫化物含量的方法，具體步驟如下：

（1）根據(jù)生物質(zhì)燃料燃燒的熱力學(xué)分析數(shù)據(jù)即差示掃描量熱法數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)模型Friedman動(dòng)力學(xué)分析方法計(jì)算出室溫到燃燒溫度下的阿倫尼烏斯公式中的指前因子；

（2）根據(jù)步驟（1）的指前因子，繪制出指前因子自然對(duì)數(shù)值與反應(yīng)進(jìn)程的變化曲線，根據(jù)變化曲線劃分生物質(zhì)燃料的燃燒階段，其中燃燒階段包括至少發(fā)煙階段和有焰燃燒階段，變化曲線的變化峰值大于總幅度的20%或拐點(diǎn)角度大于20度為一個(gè)新的燃燒階段；

（3）根據(jù)步驟（2）劃分的生物質(zhì)燃料的燃燒階段，將生物質(zhì)燃料置于氧化氣氛中加熱，在發(fā)煙階段結(jié)束且有焰燃燒階段前開(kāi)始降溫，終止生物質(zhì)燃料的燃燒過(guò)程，冷卻得到低硫生物質(zhì)燃料。

所述無(wú)模型Friedman動(dòng)力學(xué)分析方法為反應(yīng)進(jìn)程初始值為0，反應(yīng)完成為1，反應(yīng)中任意時(shí)刻x(t)按照計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算

其中為開(kāi)始時(shí)間, 結(jié)束時(shí)間,熱流速率, 為反應(yīng)峰下的基線。

所述終止燃燒的方法可以為：選擇在轟燃發(fā)生前隔離助燃?xì)怏w，采用反應(yīng)釜內(nèi)悶燒，關(guān)閉反應(yīng)釜進(jìn)氣口和排氣口，關(guān)斷所有通入的氣體；隔離助燃?xì)怏w可以達(dá)到滅火和降溫的作用，當(dāng)燃料溫度降到發(fā)煙溫度以下，取出在空氣或水中繼續(xù)完成降溫。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是傳統(tǒng)“干餾”技術(shù)的升級(jí)。

（1）干餾是吸熱反應(yīng)，本發(fā)明的發(fā)煙燃燒階段是放熱反應(yīng)，因此節(jié)能，甚至不需要外來(lái)熱量；

（2）干餾大部分是物理?yè)]發(fā)反應(yīng)，因硫在低溫不揮發(fā)，因此除硫效果很差。本發(fā)明的發(fā)煙燃燒階段主要是氧化反應(yīng)，硫化物在低溫燃燒時(shí)氧化為氣態(tài)氧化物，因此除硫效果顯著；

（3）相比噴鈣脫硫技術(shù)，本發(fā)明沒(méi)有添加外加劑，不但降低原料成本，而且硫的氧化物收集后直接制備為硫酸，大幅縮短工藝流程，減少副產(chǎn)品及廢棄物污染。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1松木屑的SEM圖；

圖2為實(shí)施例1松木屑的EDX分析圖；