[發明專利]一種生物質燃料鐵基復合添加劑制備及其應用

在審

• 申請號: 201910067715.1
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109735378A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 楊頌;劉守軍;陳麗麗;閆志中;杜文廣
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C10L9/10
• 分類號: C10L9/10
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種生物質燃料鐵基復合添加劑的制備方法及其應用，所述鐵基復合添加劑制備是將干燥后的赤鐵礦和鉀長石破碎混合均勻并研磨獲得鐵基復合添加劑；所述應用是將生物質秸稈烘干并粉碎，然后按鐵基復合添加劑與生物質秸稈重量比混合均勻，即為生物質燃料鐵基復合添加劑；本發明所采用的鈣基復合添加劑，原料來源廣泛易得，價格低廉，直接添加至生物質秸稈中進行燃燒，有效降低了生物質燃料的NO_x排放，脫除率高，實現了從燃料自身處理進行減氮脫硝的目的。

技術領域

本發明涉及一種生物質燃料氮氧化合物排放添加劑的制備方法，尤其是一種生物質燃料氮氧化合物排放鐵基復合添加劑的制備方法及其應用。

背景技術

能源是現代人類生存和發展所需要的重要資源，隨著石油、煤炭等化石資源的日益減少，生物質能源應運而生，引起了各工業化國家的關注，據統計生物質作為可再生能源，常見的有秸稈、稻殼、薪材、鋸末等，平均每年的產量約為300億t，占全世界能源消耗的14%，主要用于工業生產、發電，生物質不經加工處理直接進行燃燒容易產生大量的煙塵、粉塵，造成嚴重的大氣污染。

生物質是以木質素和纖維素等有機質為主的植物，直接燃燒會排放大量的含氮污染物，生物質燃料中的氮主要以胺的形態存在，受熱后揮發分氮瞬時以NH₃的形式釋放，與O₂接觸相互作用生成N₂和NO_x，給人類的生存環境帶來了極大的危害，在生物質燃料燃燒過程中，生成NO_x主要分為三種類型，分別為：熱力型、快速型和燃料型，熱力型NO_x主要來源與燃燒時空氣中氮氣的氧化，通常產生的溫度要高于1500℃，可通過降低氧濃度、火焰溫度和縮短停留時間來降低其排放；快速型NO_x是在空氣過量系數＞1的條件下，CH自由基與N₂快速發生反應而生成的，雖然熱力型NO_x和快速型NO_x都來源與空氣中的N₂，但二者的生成機理、影響因素各不相同；燃料型NO_x是燃料中的氮在燃燒過程中經過一系列的氧化還原反應而生成的，是煤燃燒過程中所生成的NO_x的主要來源，占NO_x總生成量的80-90%。

現有較為成熟的是生物質再燃技術和低NO_x燃燒技術，如程中杰文章《生物質再燃/先進再燃脫硝試驗》中提到的將燃燒過程分成主燃區、再燃區及燃盡區三個區域，在再燃區的還原性氣氛中投入10％-30％的再燃燃料，把在主燃燒區的氧化性氣氛中生成的NO_x還原成為無害的氮氣O₂，脫硝率可達50%-80%；公開號為CN200410098604.0提出的低NO_x燃燒裝置，利用缺氧燃燒以及灼熱焦炭的還原作用降低燃燒過程中NO_x生成量，提高燃燒效率的同時降低污染物的生成等，這些現有技術均需要通過對生物質鍋爐的改造來達到降低NO_x排放的目的，但并不能從根本上解決生物質燃料燃燒NO_x污染排放的問題，因此如何通過對生物質燃料的處理，在燃燒前期促進含氮氣體釋放和在燃燒過程中減少NO_x的排放是目前需要解決的關鍵問題。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種生物質燃料鐵基復合添加劑制備及其應用，其主要是在生物質秸稈原料中添加一種降低生物質燃料氮氧化合物排放的鐵基復合添加劑，借助秸稈原料自身高揮發分特性，在燃燒前期即熱解過程中生成CO等還原性物質，配以鐵基復合添加劑的作用，使改性生物質燃料成為低NO_x排放、易點火、升溫速度快，且符合民用生活爐具的理想燃料。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下。

一種生物質燃料鐵基復合添加劑制備，其特征在于：所述鐵基復合添加劑制備是按下列步驟進行的：

（1）將干燥后的赤鐵礦、鉀長石原料分別經粗破、細破至粒度≤3mm；