CN101550374B - 一种生物质固体成型燃料添加剂 - Google Patents
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Abstract
一种生物质固体成型燃料添加剂，它涉及一种生物质燃料添加剂。它解决了目前以秸秆为原料生产的生物质固体成型燃料的灰熔点低，导致生物质固体成型燃料在燃烧过程中容易结渣、易积灰、燃烧不充分，燃料利用率和燃烧效率低，以及燃烧所产生的烟气严重腐蚀燃烧设备的问题。本发明添加剂由Al2O3、Fe2O3和高岭土混合组成。使用本发明生物质固体成型燃料添加剂可以有效地提高秸秆的灰熔点；因此使用了本发明生物质固体成型燃料添加剂的生物质固体成型燃料在燃烧过程中不易发生炉内结渣和积灰，有效地提升了生物质固体成型燃料的利用率，使其燃烧的更加充分。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质燃料添加剂。
背景技术
生物质固体成型燃料具有易于运输和储存、使用方便、清洁环保、可再生等优点，可替代煤和石油等化石能源，减少对不可再生资源的依赖，保证国家能源安全。我国是农业大国具有丰富的秸杆资源，将秸杆转化为生物质固体成型燃料对环境保护、资源利用及农民创收都大有裨益。
但是目前以秸秆为原料生产的生物质固体成型燃料的灰熔点低，导致生物质固体成型燃料在燃烧过程中容易结渣、易积灰、燃烧不充分，降低了燃料利用率和燃烧效率；而且燃烧所产生的烟气严重腐蚀燃烧设备。
发明内容
本发明要解决目前以秸秆为原料生产的生物质固体成型燃料的灰熔点低，导致生物质固体成型燃料在燃烧过程中容易结渣、易积灰、燃烧不充分，燃料利用率和燃烧效率低，以及燃烧所产生的烟气严重腐蚀燃烧设备的问题，而提供的一种生物质固体成型燃料添加剂。
本发明生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由20％～30％的Al2O3、15％～30％的Fe2O3和40％～65％的高岭土混合组成；Al2O3、Fe2O3和高岭土是粒径为200～1250目的颗粒。
本发明生物质固体成型燃料添加剂采用一般的方法均匀混合而成。
本发明生物质固体成型燃料添加剂可用于以玉米秸秆、棉花秸杆、高粱秸杆或小麦秸杆为原料制备的生物质固体成型燃料，本发明生物质固体成型燃料添加剂按秸秆总重量的3％～8％添加使用。本发明生物质固体成型燃料添加剂可在生物质固体成型燃料制备过程中添加，直接与秸秆均匀混合后挤压成型；也可以随燃烧炉的进风均匀地喷入燃烧炉。
使用本发明生物质固体成型燃料添加剂可以有效的提高秸杆的灰熔点：含水率为8％的生物质固体成型燃料燃烧后灰的变形温度提高了250℃以上、软化温度提高了265℃以上、半球温度提高了235℃以上、流动温度提高了110℃以上；因此使用了本发明生物质固体成型燃料添加剂的生物质固体成型燃料燃烧后明显不结渣，大大的提升了生物质固体成型燃料(秸秆)的利用率，使其燃烧的更加充分。
由于农作物秸杆中富含钾、钠等碱金属和氯化物，在秸杆燃烧、气化过程中烟气中的碱金属盐和氯化物易引发炉内积灰、结渣，并发生金属高温腐蚀。本发明生物质固体成型燃料添加剂在燃烧过程中与秸杆中的钾、钠等碱金属盐和氯化物发生化学反应生成高熔点的物质，并同时减少碱金属盐和氯的气相挥发，达到提高灰熔点，降低积灰、结渣，减轻燃烧设备腐蚀，延长燃烧设备使用寿命的效果；而且，使用了本发明生物质固体成型燃料添加剂的秸杆燃烧灰可作为富钾肥，还田利用，增加了附加值。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由20％～30％的Al2O3、15％～30％的Fe2O3和40％～65％的高岭土混合组成。
在秸杆燃烧过程中本实施方式生物质固体成型燃料添加剂能够与碱金属盐和氯化物反应生成高熔点物质，从而达到了提高灰熔点的效果，使秸杆生物质固体成型燃料的灰熔特性接近于中质煤。
由于加入本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，秸杆生物质固体成型燃料的灰熔点有了显著的提高，因此还可与垃圾、煤混烧发电、供热，拓宽了秸杆生物质固体成型燃料的使用范围。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由22％～28％的Al2O3、17％～28％的Fe2O3和44％～61％的高岭土混合组成。其它与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由25％的Al2O3、20％的Fe2O3和55％的高岭土混合组成。其它与实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由25％的Al2O3、25％的Fe2O3和50％的高岭土混合组成。其它与实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一、二、三或四的不同点是：Al2O3、Fe2O3和高岭土是粒径为200～1250目的颗粒。其它步骤及参数与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一、二、三或四的不同点是：Al2O3、Fe2O3和高岭土是粒径为300～400目的颗粒。其它步骤及参数与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式七：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由20％的Al2O3、15％Fe2O3和65％的高岭土混合组成。
以玉米秸秆为原料制备出含水率为8％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：32mm×32mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表1所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按玉米秸秆总重量的3％添加。
表1
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.4％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.1％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分为9.4％，灰渣无结焦，燃烧效率为98.2％。
具体实施方式八：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由25％的Al2O3、15％Fe2O3和60％的高岭土混合组成。
以棉花秸秆为原料制备出含水率为10％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：30mm×30mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表2所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按棉花秸秆总重量的4％添加。
表2
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.2％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.3％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分为10.0％，灰渣无结焦，燃烧效率为98.5％。
具体实施方式九：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由25％的Al2O3、20％Fe2O3和55％的高岭土混合组成。
以小麦秸秆为原料制备出含水率为12％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：32mm×32mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表3所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按小麦秸秆总重量的5％添加。
表3
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.5％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.8％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分为11.3％，灰渣无结焦，燃烧效率为99.0％。
具体实施方式十：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由25％的Al2O3、25％Fe2O3和50％的高岭土混合组成。
以高粱秸秆为原料制备出含水率为14％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：30mm×30mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表4所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按高粱秸秆总重量的8％添加。
表4
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.4％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.6％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分为13.4％，灰渣无结焦，燃烧效率为99.0％。
具体实施方式十一：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由30％的Al2O3、15％Fe2O3和55％的高岭土混合组成。
以高粱秸秆为原料制备出含水率为8％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：30mm×30mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表5所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按高粱秸秆总重量的3％添加，添加方式：直接与秸秆均匀混合后挤压成型。
表5
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.3％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.1％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分为9.0％，灰渣无结焦，燃烧效率为98.3％。
具体实施方式十二：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由30％的Al2O3、20％Fe2O3和50％的高岭土混合组成。
以玉米秸秆为原料制备出含水率为10％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：30mm×30mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表6所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按玉米秸秆总重量的4％添加，添加方式：直接与秸秆均匀混合后挤压成型。
表6
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.2％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.3％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分为10.1％，灰渣无结焦，燃烧效率为98.6％。
具体实施方式十三：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由30％的Al2O3、25％Fe2O3和45％的高岭土混合组成。
以小麦秸秆为原料制备出含水率为12％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：32mm×32mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表7所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按小麦秸秆总重量的5％添加，添加方式：直接与秸秆均匀混合后挤压成型。
表7
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.0％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.0％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分为10.8％，灰渣无结焦，燃烧效率为99.2％。
具体实施方式十四：本实施方式生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由30％的Al2O3、30％Fe2O3和40％的高岭土混合组成。
以棉花秸秆为原料制备出含水率为14％的生物质固体成型燃料(生物质固体成型燃料的外形尺寸：32mm×32mm×(15～60)mm，然后进行对比实验，实验数据如表8所示：
第一组：不添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂。
第二组：添加本实施方式生物质固体成型燃料添加剂，按棉花秸秆总重量的8％添加，添加方式：直接与秸秆均匀混合后挤压成型。
表8
燃烧后对燃料灰分进行检测：测得第一组生物质固体成型燃料灰分为6.2％，灰渣中有结焦，燃烧效率为92.0％；测得第二组生物质固体成型燃料灰分小于14％，灰渣无结焦，燃烧效率为99.6％。
Claims (4)
1.一种生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由20％～30％的Al2O3、15％～30％的Fe2O3和40％～65％的高岭土混合组成；Al2O3、Fe2O3和高岭土是粒径为200～1250目的颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由22％～28％的Al2O3、17％～28％的Fe2O3和44％～61％的高岭土混合组成。
3.根据权利要求1所述的一种生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由25％的Al2O3、20％的Fe2O3和55％的高岭土混合组成。
4.根据权利要求1所述的一种生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于生物质固体成型燃料添加剂按重量百分比由25％的Al2O3、25％的Fe2O3和50％的高岭土混合组成。
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