[發明專利]一種生物質燃料鈣基復合添加劑制備及其應用

在審

• 申請號: 201910068193.7
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109762621A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 劉守軍;陳麗麗;楊頌;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

一種生物質燃料鈣基復合添加劑制備及其應用，所述鈣基復合添加劑制備是將石灰石和氧化鈰破碎攪拌混合均勻并研磨，獲得鈣基復合添加劑；將生物質秸稈烘烤干燥并粉碎，然后按鈣基復合添加劑與生物質秸稈的重量比，將鈣基復合添加劑添加到生物質秸稈中攪拌混合均勻，再擠壓成型，即制得含有鈣基復合添加劑的改性生物質燃料顆粒；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物排放添加劑的制備方法，尤其是一種生物質燃料氮氧化物排放鈣基復合添加劑的制備方法及其應用。

背景技術

生物質能一直是人類賴以生存的重要能源，它僅次于煤炭、石油和天然氣居世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統中占有重要地位，有關專家預測，生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的組成部分，我國生物質資源豐富、數量巨大，據統計可收集量約為7.3億t/年，折合標準煤3.28億t，其中15%還田，24%飼用，2.3%用于工業，剩余的60%用于燃燒，但生物質屬于高污染燃料，直接燃燒熱效率低，污染排放高，因此將生物質作為原材料，經過烘干、粉碎、混合、擠壓等工藝，制成一種新型清潔燃料是尤為重要的。

生物質氮含量與生物質種類、植物部位等有關，一般來說，軟木和硬木氮含量較低，僅0.1%，軟木和硬木的葉子、伐木殘料以及稻麥秸稈氮含量較高，而種子的氮含量更高，油菜籽中氮含量能達到4%，生物質燃燒過程中，燃料氮的轉換途徑分三個階段：一是揮發分析出階段：含氮揮發分由焦油氮和氣相氮組成，其中氣相氮即為生成NO_x的前驅物NH₃、HCN；二是揮發分的二次熱解和燃燒階段：含氮揮發分進一步轉化為NH₃、HCN，被氧化生成NO_x，同時生成的NO_x也能在碳氫化合物及焦炭的還原下生成N₂；三是焦炭燃燒階段：焦炭氮有一部分進一步氧化生成NO_x，剩下的被還原為N₂。

現有較為成熟的是生物質低氮燃燒技術和SCR脫硝技術，如公開號為CN201810069311.1提出的生物質鍋爐高效NO_x控制方法及裝置，采用低氮燃燒和煙氣脫硝聯合的方式，實現煙氣循環脫硝和選擇性催化還原脫硝，脫硝效率較高，具有很好的經濟效益和環境效益；公開號為CN201711182016.9提出的一種復合生物質脫硝劑，將氰脲酸、改性植物纖維素、次氯酸鈣、分散劑和催化劑混合通過浸漬法制得，實現在常低溫的高效脫硝效率，避免了高溫裂解氣體脫硝時的二次污染，這些現有技術均需要通過對生物質鍋爐改造，配制煙氣循環裝置和尾氣SCR脫硝裝置來達到降低NO_x排放的目的，均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，如何對生物質燃料進行處理，使其在燃燒過程中NO_x排放減少是目前需要解決的關鍵問題。

發明內容

基于上述現有技術，本發明以生物質秸稈為主，并輔以少量減氮脫硝劑，借助自身高揮發分特性，使燃燒前期即熱解過程中生成CO等還原性物質，在燃燒過程中結合減氮脫硝劑的作用，達到低NO_x排放、易點火、升溫速度快的符合民用生活爐具理想的燃料，其目的是提供一種生物質燃料鈣基復合添加劑制備及其應用。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下。

一種生物質燃料鈣基復合添加劑制備，其特征在于：所述制備是按下列步驟進行的：

（1）將干燥后的石灰石和氧化鈰原料分別破碎至粒度≤3mm；

（2）按重量份分別稱取破碎好的石灰石70-90份和氧化鈰10-30份的添加劑原料，并將其混合攪拌均勻；

（3）將混合攪拌均勻的添加劑原料研磨為粒度≤150目，即為鈣基復合添加劑。