[發明專利]一種鐵粉復合燃料及其制備、應用方法

有效

• 申請號: 202210035220.2
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114231329B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李廣幫;廖相巍;黃玉平;尚德禮;常桂華;宋成民
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C10L5/00
• 分類號: C10L5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鐵粉燃料及其制備、應用方法，所述鐵粉燃料各組分按質量比為：生石灰粉：鐵粉＝(1～3)：4，或生石灰粉：剛玉粉：鐵粉＝(1～1.7)：(0.5～0.8)：1。經原料混合制備的鐵粉燃料以擠壓的方式進入燃燒室，在燃燒室內與氧氣混合后點燃，作為燃料可持續穩定地放出大量的熱量，可以通過控制復合燃料的組成比例，改變鐵粉的分布密度，調整反應速度，同時反應的生成物分別為鐵酸鈣和鐵鋁酸四鈣，其能量密度遠遠高于化石燃料，并且在燃燒的過程中綠色環保，不會產生硫氧化物、氮氧化物等有害氣體。本發明工藝簡單，安全可靠。反應產物可以直接作為產品進行使用，不需要對鐵氧產品進行還原處理等復雜的工藝過程。

技術領域

本發明屬于粉末燃料技術領域，特別涉及一種鐵粉復合燃料及其制備、應用方法。

背景技術

長期以來，作為最主要的能源，煤炭支撐著中國工業的快速發展，為我國的經濟社會發展提供了充足的動力。與此同時，煤炭等化石燃料在煉鋼、水泥、電力、冶金等重工業領域的大規模使用，也帶來了嚴重的環境污染。尤其近年來持續出現的極端霧霾天氣，其很重要的原因就在于我國能源結構不合理，清潔能源用量較少，長期大量使用煤炭等化石能源所致。隨著工業、經濟的發展，我國的水污染、大氣污染、土壤污染問題也愈加突出，環境污染現已嚴重影響我國居民身體健康。近年來，隨著諸多環保法規的相繼出臺，降低污染、節能減排已經成為我國的國策和企業工作的重點。研發清潔燃料材料，開拓新能源利用也成為當前重要科研動向。

申請號201510239204.5的中國專利公開了一種粉體清潔燃料，按重量份數的配方為:高嶺土20～30份，蒙脫石10～20份，石膏20～30份，鐵粉5～15份，氧化鎂5～15份，混合鈉鹽5～10份。所述的混合鈉鹽是由硅酸鈉、氫氧化鈉依據1:1～1:3比例混合而成。用于爐窯燃燒時，與煤炭、生物質等燃料直接摻燒即可，在煤炭中的摻燒比例為煤炭質量的0.1％～4％，在生物質燃料中的摻燒比例為生物質質量的0.1％～5％，摻燒后可強化燃料燃燒放熱，提升爐膛溫度，降低飛灰含碳量，達到節約燃料3％～8％的效果。該專利所述是以煤炭為主成分，加入其它的物料實現燃料的清潔，但其以煤炭為主仍然不能從根本上解決對環境的污染問題，環境治理需要投入更高的成本。

申請號CN201710378169.4的中國專利公開了一種納米鐵粉燃料發電方法及其裝置，以納米鐵粉為燃料，納米鐵粉與氧氣混合后被點燃，產生的熱能轉化為電能實現發電；對于燃燒產物Fe₃O₄，通過通入氫氣還原Fe₃O₄，實現對燃燒產物的回收。本發明的納米鐵粉發電方案熱效能高、綠色環保、無污染、可重復利用、節能安全可靠、低成本、可替代現有不可再生能源、極具發展前景。該專利所述納米鐵粉與氧氣進行反應放出大量的熱，但納米鐵粉在發生團聚的情況下，會造成燃燒不充分、熱值低的問題，在不發生團聚的情況下，與氧氣反應過于強烈，反應速度難以抑制，同時對反應后生成物需要通過氫還原的方式，實現回收，工藝流程復雜，成本高。

針對現有技術采用以煤炭為主成分，加入其它的物料實現燃料的清潔，沒有從根本上解決對環境的污染問題，環境治理需要投入更高的成本。采用納米鐵粉，與氧氣發生反應速度過快，反應強烈，不能有效地控制反應節奏，同時，對反應后生成物需要通過氫還原的方式實現回收，工藝流程復雜，成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種綠色環保、工藝簡單的鐵粉復合燃料及其制備、應用方法，通過控制復合燃料的組成比例，改變鐵粉的分布密度，調整反應速度，安全可靠，成本較低，并且反應的生成物為鐵酸鈣或者鐵鋁酸四鈣，可以直接作為產品進行使用。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：