CN104164269A - 一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法 - Google Patents

一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104164269A
CN104164269A CN201410425567.3A CN201410425567A CN104164269A CN 104164269 A CN104164269 A CN 104164269A CN 201410425567 A CN201410425567 A CN 201410425567A CN 104164269 A CN104164269 A CN 104164269A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quality percentage
additive
percentage composition
biomass
ammonium phosphate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410425567.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104164269B (zh
Inventor
韩奎华
李辉
齐建荟
王茜
路春美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201410425567.3A priority Critical patent/CN104164269B/zh
Publication of CN104164269A publication Critical patent/CN104164269A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104164269B publication Critical patent/CN104164269B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生物质固体成型燃料添加剂，由以下重量百分比的原料组成：磷酸铵盐50～80％，镁渣0～50％，电石渣0～50％，赤泥0～50％，高炉炉渣0～50％；所述磷酸铵盐为磷酸铵、磷酸二氢铵或磷酸氢二铵。本发明还公开了该生物质固体成型燃料添加剂的掺配方法，将添加剂研磨成200～400目的粉末，按生物质原料总重量的0.5％～9％均匀混合于生物质原料中，或将占生物质原料总重量0.5％～9％的添加剂中的磷酸铵盐配制成水溶液，并雾化，均匀喷洒于混合了其余添加剂的生物质原料中。本发明的生物质固体成型燃料添加剂同时实现了固钾、固硫和改善灰熔融性；而且通过综合利用废弃物，降低了添加剂的成本。

Description

一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法
技术领域
本发明涉及一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法。
背景技术
国家《生物质能发展“十二五”规划》明确提出建立生物质成型燃料生产、储运和使用体系，在城市推广生物质成型燃料集中供热，在农村作为清洁炊事和采暖燃料推广应用。并指出亟需开发的关键技术：“攻克生物质成型燃料高效、抗结渣燃烧技术”，尤其玉米秆、麦秸、稻草、棉秆等。秸秆成型燃料在用作热电锅炉、民用炉具的替代燃料时，与木材及其成型燃料相比，存在能量密度小，收集、储运加工成本较高等问题，而且因其富含碱金属及氯元素，易引起灰熔融、结渣、腐蚀，超细颗粒物排放等问题。上述问题制约了生物质固体成型燃料的进一步发展。
发明专利(CN101550374B)公开了一种生物质固体成型燃料添加剂，采用Al2O3、Fe2O3、高岭土的混合物作为添加剂，采用一般的方法均匀混合而成，添加剂按重量比3％～8％掺入到秸秆中，该发明虽然达到了提高灰熔点，降低积灰、结渣等作用，但所用添加剂成分均为资源型矿物或化学品，造成添加剂成本高，而且添加剂各成分依靠机械混合均匀较难实现。
发明专利(CN101775324A)公开了一种生物质固体成型燃料抗结渣添加剂及制备方法，采用碳酸镁、氧化铝和碳酸钙混合物作为添加剂，按照重量比为1％～5％掺入到不同的生物质原料中，实现较好的抗结渣性能，尽管依据生物质中钾含量提出不同的添加剂配比方案，但依然存在添加剂成本较高的问题。
发明专利(CN101899345A)公开的生物质成型燃料，阐述了固硫剂为石灰或碳酸钙。助燃剂采用镁菱土、硝酸镁、氧化镁或氧化铁以及可选的固体氧化剂高锰酸钾或氯酸钾。其效果是助燃、减少二氧化硫和氮氧化物的排放，未提及对成型燃料灰熔融性的影响。
发明专利(CN102041130A)公开的一种提高生物质灰熔点的方法，提到高岭土与酸性白土、硅藻土、膨润土、煤、煤矸石的一种或多种组成的混合物作为添加剂，且添加剂的总质量与生物质灰质量比为20％～40％。亦有不少采用高岭土、石灰石、碳酸钙、碳酸镁、石灰、红土等添加剂可以改善灰熔融特性的研究。
国外学者采用沸石和污泥与高氯燃料混烧，煤泥或煤、高岭土、煤灰与生物质混烧，使烟气中的部分KCl转化为K2SO4、铝硅酸钾(KAlSiO6)为主。也有通过添加硫或含硫化合物可与生物质燃烧过程中气相释放的KCl反应转化为低腐蚀性的硫酸钾。基于烟气中喷入硫酸氨((NH4)2SO4)脱除KCl的思路，
发明专利(CN103252162A)公开了用磷酸铵盐脱除生物质烟气中气相钾离子的方法，采用磷酸铵盐添加剂在700～1000℃温度下与烟气中的气相氯化钾、及碳酸钾反应生成磷酸钾盐以脱除生物质燃烧烟气中气相钾离子，但未涉及生物质固体燃料成型、固相、液相反应，以及对灰熔点影响的报道。
国内学者采用FactSage软件模拟研究磷对生物质灰中钾形态分布的影响规律时得出，在750～850℃更容易转化为K2HPO4，而不是K2SO4和KCl。另外，实验研究得到NH4H2PO4可将灰中钾转化为高熔点的K2CaP2O7。Al2(SO4)3？18H2O和CaSO4可以将钾固定在灰中并形成高熔点的化合物。以上研究虽然得出了高熔点产物，但未基于高温复盐为目标产物进行添加剂复合的深入探索研究，也未考虑添加剂对固硫的协同影响。
发明内容
针对目前生物质固体成型燃料的添加剂成本较高，未能将固钾、固硫和改善灰熔融性三个问题协同解决的问题，本发明的目的在于提供一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法，根据高温复盐的元素组成，以及含钾的高温复盐为目标产物，将添加剂复合掺入到生物质中，同时实现了固钾、固硫和改善灰熔融性；而且通过综合利用废弃物，降低了添加剂的成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生物质固体成型燃料添加剂，由以下重量百分比的原料组成：
磷酸铵盐50～80％，镁渣0～50％，电石渣0～50％，赤泥0～50％，高炉炉渣0～50％；
所述磷酸铵盐为磷酸铵、磷酸二氢铵或磷酸氢二铵；
所述镁渣中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3、MgO和Fe2O3；
所述电石渣中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3和Fe2O3；
所述赤泥中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3、MgO、Fe2O3和TiO2；
所述高炉炉渣中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3、MgO、MnO和FeO。
优选的，所述镁渣中的化学成分至少包括质量百分含量为40％～50％的CaO，质量百分含量为20％～30％的SiO2，质量百分含量为2％～5％的A12O3，质量百分含量为6％～10％的MgO和质量百分含量为5％～10％的Fe2O3；
优选的，所述电石渣中的化学成分至少包括质量百分含量为60％～70％的CaO，质量百分含量为2％～4％的SiO2，质量百分含量为1％～3％的A12O3和质量百分含量为0.5％～2％的Fe2O3；
优选的，所述赤泥中的化学成分至少包括质量百分含量为30％～40％CaO，质量百分含量为15％～25％的SiO2，质量百分含量为10％～15％的A12O3，质量百分含量为5％～15％的Fe2O3，质量百分含量为1％～5％的MgO和质量百分含量为1％～5％的TiO2；
优选的，所述高炉炉渣中的化学成分至少包括质量百分含量为35％～44％的CaO，质量百分含量为32％～42％的SiO2，质量百分含量为6％～16％的A12O3，质量百分含量为4％～13％的MgO，质量百分含量为2％～8％的MnO和质量百分含量为1％～5％的FeO。
本发明的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，例如机械混匀法。
本发明的生物质固体成型燃料添加剂掺配方法为：将添加剂研磨成200～400目的粉末，均匀混合于生物质原料中，或将添加剂中的磷酸铵盐配制成水溶液，并雾化，均匀喷洒于混合了其余添加剂组分的生物质原料中；添加剂的加入量占生物质原料总重量的0.5％～9％。
优选的，所述添加剂的加入量占生物质原料总重量的2.75％～8.88％。
所述生物质固体成型燃料是指以玉米秸秆、小麦秸秆、稻草或棉花秸秆为原料制备的生物质固体成型燃料。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
(1)本发明将高熔点复盐作为碱金属与添加剂反应的目标产物，根据碱金属含量配比磷酸铵盐用量，并以溶液雾化喷洒或细颗粒方式均匀掺入生物质原料，节约了化学成品类添加剂的用量，实现了将固钾、固硫和提高灰熔点三个问题的协同解决。
(2)本发明以镁渣、电石渣和赤泥等工业废弃物作为固钾、固硫和高熔点复盐的反应物，替代资源型矿物和化学成品，极大降低了添加剂的成本，根据废弃物的资源分布情况，有些地区甚至实现了零成本，实现了工业废弃物的综合利用。
(3)本发明使用的镁渣、电石渣、赤泥和高炉炉渣等工业废弃物中各化学成分的组分均匀程度优于人工化学成品和天然矿物的混合均匀程度，工业废弃物历经各类化工反应，各组分的协同反应性能有利于生成KAlSiO6、K2CaP2O7、KAlSiO4、Ca10K(PO4)7、Ca10Na(PO4)7、(K,Na)AlSi3O8等高温复盐。
(4)赤泥等工业废弃物中的Fe2O3、TiO2等组分对高温反应有催化作用及氧的传递起到积极作用，工业废弃物中组分间的均匀效果及催化作用是贯穿于反应始终的，这也是现有各类化学产品和人工掺配所不能实现的。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1
一种生物质固体成型燃料添加剂，由重量百分比为80％的磷酸二氢铵和20％的电石渣混合组成。电石渣中的化学成分包括有：质量百分含量为64.61％的CaO，质量百分含量为2.82％的SiO2，质量百分含量为1.54％的A12O3，质量百分含量为0.72％Fe2O3，质量百分含量为0.55％的MgO，余量为杂质。
分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，其中，玉米秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.80％，棉花秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.28％，稻秆原料中空干基钾的质量百分含量为2.09％，将上述生物质原料粉碎至长度小于2.5cm。
将添加剂研磨成200目的粉末，与生物质原料机械混合均匀，其中，玉米秸秆原料中，添加剂的加入量为玉米秸秆原料总重量的3.98％；棉花秸秆原料中，添加剂的加入量为棉花秸秆原料总重量的2.88％；稻秆原料中，添加剂的加入量为稻秆原料的4.63％。
分别将其通过平模颗粒机制备成生物质固体成型燃料(长度为1～2cm，直径约为0.5cm，含水率约为15％)作为对比，分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，不加入本实施例的添加剂，制备成生物质固体成型燃料，进行对比实验，灰熔融性特征温度实验数据如表1所示：
表1灰熔融性特征温度实验结果
样品 变形温度(DT)/℃ 软化温度(ST)/℃ 半球温度(HT)/℃ 流动温度(FT)/℃
玉米秸秆 990 1020 1150 1260
添加剂+玉米秸杆 1270 1350 1380 >1500
棉花秸秆 1150 1160 1190 1220
添加剂+棉花秸杆 1230 1260 1280 1340
稻杆 1355 1379 1396 1456
添加剂+稻杆 1500 1500 1500 1500
燃烧温度为900℃时，稻杆原样中钾向灰中转化率为12.87％，钾向烟气转化率87.13％；掺配本实施例的添加剂后，钾向灰中转化率为21.00％，提高了63.11％，钾向烟气转化率79.00％。玉米杆空干基硫分Sad＝0.31％，固定床900℃燃烧，每千克玉米秸秆排放10.81克气体二氧化硫，而加入本实施例的添加剂的玉米秸秆仅排放0.81克气体二氧化硫。
由此可见，通过加入本实施例的添加剂，协同解决了生物质固体成型燃料所存在的固钾、固硫和提高灰熔点三个问题。
实施例2
一种生物质固体成型燃料添加剂，由重量百分比为80％的磷酸氢二铵和20％的赤泥混合组成。赤泥中的化学成分包括有：质量百分含量为37.03％的CaO，质量百分含量为18.41％的SiO2，质量百分含量为11.25％的A12O3，质量百分含量为10.09％的Fe2O3，的质量百分含量为1.93％的MgO，质量百分含量为1.97％的SO3，质量百分含量为3.76％的TiO2，余量为杂质。
分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，其中，玉米秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.80％，棉花秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.28％，稻秆原料中空干基钾的质量百分含量为2.09％，将上述生物质原料粉碎至长度小于2.5cm。
将添加剂研磨成200目的粉末，与生物质原料机械混合均匀，其中，玉米秸秆原料中，添加剂的加入量为玉米秸秆原料总重量的7.63％，棉花秸秆原料中，添加剂的加入量为棉花秸秆原料总重量的5.38％；稻秆原料中，添加剂的加入量为稻秆原料的8.88％。
分别将其通过平模颗粒机制备成生物质固体成型燃料(长度为1～2cm，直径约为0.5cm，含水率约为15％)作为对比，分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，不加入本实施例的添加剂，制备成生物质固体成型燃料，进行对比实验，灰熔融性特征温度实验数据如表2所示：
表2灰熔融性特征温度实验结果
样品 变形温度(DT)/℃ 软化温度(ST)/℃ 半球温度(HT)/℃ 流动温度(FT)/℃
玉米秸秆 990 1020 1150 1260
添加剂+玉米秸秆 1290 1410 >1500 >1500
棉花秸秆 1150 1160 1190 1220
添加剂+棉花秸秆 1240 1270 1290 1350
稻杆 1355 1379 1396 1456
添加剂+稻杆 1500 1500 1500 1500
燃烧温度为900℃时，稻杆原样中钾向灰中转化率为12.87％，钾向烟气转化率87.13％；掺配本实施例的添加剂后，钾向灰中转化率为26.95％，提高了109.40％，钾向烟气转化率73.05％。棉花秸杆空干基硫分Sad＝0.27％，固定床900℃燃烧，每千克棉花秸秆排放9.25克气体二氧化硫，而加入本实施例的添加剂的棉花秸秆仅排放1.17克气体二氧化硫。
由此可见，通过加入本实施例的添加剂，协同解决了生物质固体成型燃料所存在的固钾、固硫和提高灰熔点三个问题。
实施例3
一种生物质固体成型燃料添加剂，由重量百分比为80％的磷酸氢二铵和20％的镁渣混合组成。镁渣中的化学成分包括有：质量百分含量为44.05％的CaO，质量百分含量为26.03％的SiO2，质量百分含量为3.22％的A12O3，质量百分含量为6.87％的MgO，质量百分含量为8.11％的Fe2O3，余量为杂质。
分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，其中，玉米秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.80％，棉花秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.28％，稻秆原料中空干基钾的质量百分含量为2.09％，将上述生物质原料粉碎至长度小于2.5cm。
将添加剂中的镁渣研磨成200目的粉末，与生物质原料机械混合均匀，将添加剂中的磷酸氢二铵配制成饱和水溶液，经雾化后喷洒于混合有镁渣粉末的生物质原料表面，其中，玉米秸秆原料中，添加剂的加入量为玉米秸秆原料总重量的3.75％；棉花秸秆原料中，添加剂的加入量为棉花秸秆原料总重量的2.75％；稻秆原料中，添加剂的加入量为稻秆原料的4.38％。
分别将其通过平模颗粒机制备成生物质固体成型燃料(长度为1～2cm，直径约为0.5cm，含水率约为15％)作为对比，分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，不加入本实施例的添加剂，制备成生物质固体成型燃料，进行对比实验，灰熔融性特征温度实验数据如表3所示：
表3灰熔融性特征温度实验结果
样品 变形温度(DT)/℃ 软化温度(ST)/℃ 半球温度(HT)/℃ 流动温度(FT)/℃
玉米秸秆 990 1020 1150 1260
添加剂+玉米秸秆 1280 1390 >1500 >1500
棉花秸秆 1150 1160 1190 1220
添加剂+棉花秸秆 1250 1280 1300 1360
稻杆 1355 1379 1396 1456
添加剂+稻杆 1500 1500 1500 1500
燃烧温度为900℃时，棉花秸秆原样中钾向灰中转化率为14.10％，钾向烟气转化率85.90％；掺配本实施例的添加剂后，钾向灰中转化率为19.13％，提高了35.67％，钾向烟气转化率80.87％。稻草秸杆空干基硫分Sad＝0.29％，固定床900℃燃烧，每千克稻草秸秆排放10.23克气体二氧化硫，而加入本实施例的添加剂的稻草秸秆仅排放0.92克气体二氧化硫。
由此可见，通过加入本实施例的添加剂，协同解决了生物质固体成型燃料所存在的固钾、固硫和提高灰熔点三个问题。
实施例4
一种生物质固体成型燃料添加剂，由重量百分比为80％的磷酸二氢铵和20％的高炉炉渣混合组成。高炉炉渣中的化学成分包括有：质量百分含量为39.34％的CaO，质量百分含量为35.27％的SiO2，质量百分含量为10.19％的A12O3，质量百分含量为8.65％的MgO，质量百分含量为4.12％的MnO，质量百分含量为,2.68％的FeO，余量为杂质。
分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，其中，玉米秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.80％，棉花秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.28％，稻秆原料中空干基钾的质量百分含量为2.09％，将上述生物质原料粉碎至长度小于2.5cm。
将添加剂中的高炉炉渣研磨成200目的粉末，与生物质原料机械混合均匀，将添加剂中的磷酸二氢铵配制成饱和溶液，经雾化后喷洒于混合有高炉炉渣粉末的生物质原料表面，其中，玉米秸秆原料中，添加剂的加入量为玉米秸秆原料总重量的5.31％；棉花秸秆原料中，添加剂的加入量为棉花秸秆原料总重量的3.77％；稻秆原料中，添加剂的加入量为稻秆原料的6.16％。
分别将其通过平模颗粒机制备成生物质固体成型燃料(长度为1～2cm，直径约为0.5cm，含水率约为15％)作为对比，分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，不加入本实施例的添加剂，制备成生物质固体成型燃料，进行对比实验，灰熔融性特征温度实验数据如表4所示：
表4灰熔融性特征温度实验结果
样品 变形温度(DT)/℃ 软化温度(ST)/℃ 半球温度(HT)/℃ 流动温度(FT)/℃
玉米秸秆 990 1020 1150 1260
添加剂+玉米秸秆 1300 1410 >1500 >1500
棉花秸秆 1150 1160 1190 1220
添加剂+棉花秸秆 1255 1275 1310 1360
稻杆 1355 1379 1396 1456
添加剂+稻杆 1500 1500 1500 1500
燃烧温度为900℃时，玉米秸秆原样中钾向灰中转化率为13.34％，钾向烟气转化率88.66％；掺配本实施例的添加剂后，钾向灰中转化率为23.02％，提高了72.56％，钾向烟气转化率76.98％。稻草秸杆空干基硫分Sad＝0.29％，固定床900℃燃烧，每千克稻草秸秆排放10.23克气体二氧化硫，而加入本实施例的添加剂的稻草秸秆仅排放1.05克气体二氧化硫。
由此可见，通过加入本实施例的添加剂，协同解决了生物质固体成型燃料所存在的固钾、固硫和提高灰熔点三个问题。
实施例5
一种生物质固体成型燃料添加剂，由重量百分比为50％的磷酸二氢铵、25％的电石渣和25％的赤泥混合组成。电石渣中的化学成分包括有：质量百分含量为64.61％的CaO，质量百分含量为2.82％的SiO2，质量百分含量为1.54％的A12O3，质量百分含量为0.72％Fe2O3，质量百分含量为0.55％的MgO，余量为杂质。
赤泥中的化学成分包括有：质量百分含量为37.03％的CaO，质量百分含量为18.41％的SiO2，质量百分含量为11.25％的A12O3，质量百分含量为10.09％的Fe2O3，的质量百分含量为1.93％的MgO，质量百分含量为1.97％的SO3，质量百分含量为3.76％的TiO2，余量为杂质。
分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，其中，玉米秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.80％，棉花秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.28％，稻秆原料中空干基钾的质量百分含量为2.09％，将上述生物质原料粉碎至长度小于2.5cm。
将添加剂研磨成200目的粉末，与生物质原料机械混合均匀，其中，玉米秸秆原料中，添加剂的加入量为玉米秸秆原料总重量的6.37％；棉花秸秆原料中，添加剂的加入量为棉花秸秆原料总重量的4.53％；稻秆原料中，添加剂的加入量为稻秆原料的7.40％。
分别将其通过平模颗粒机制备成生物质固体成型燃料(长度为1～2cm，直径约为0.5cm，含水率约为15％)作为对比，分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，不加入本实施例的添加剂，制备成生物质固体成型燃料，进行对比实验，灰熔融性特征温度实验数据如表5所示：
表5灰熔融性特征温度实验结果
样品 变形温度(DT)/℃ 软化温度(ST)/℃ 半球温度(HT)/℃ 流动温度(FT)/℃
玉米秆 990 1020 1150 1260
添加剂+玉米秸秆 1310 1390 >1500 >1500
棉花秸秆 1150 1160 1190 1220
添加剂+棉花秸秆 1270 1290 1320 1380
稻杆 1355 1379 1396 1456
添加剂+稻杆 1500 1500 1500 1500
燃烧温度为900℃时，稻杆原样中钾向灰中转化率为12.87％，钾向烟气转化率87.13％；掺配本实施例的添加剂后，钾向灰中转化率为22.30％，提高了73.27％，钾向烟气转化率77.70％。玉米杆空干基硫分Sad＝0.31％，固定床900℃燃烧，每千克玉米秸秆排放10.81克气体二氧化硫，而加入本实施例的添加剂的玉米秸秆仅排放0.74克气体二氧化硫。
由此可见，通过加入本实施例的添加剂，协同解决了生物质固体成型燃料所存在的固钾、固硫和提高灰熔点三个问题。
实施例6
一种生物质固体成型燃料添加剂，由重量百分比为65％的磷酸二氢铵、15％的镁渣、10％的电石渣和10％的赤泥混合组成。
其中，镁渣中的化学成分包括有：质量百分含量为44.05％的CaO，质量百分含量为26.03％的SiO2，质量百分含量为3.22％的A12O3，质量百分含量为6.87％的MgO，质量百分含量为8.11％的Fe2O3，余量为杂质
电石渣中的化学成分包括有：质量百分含量为64.61％的CaO，质量百分含量为2.82％的SiO2，质量百分含量为1.54％的A12O3，质量百分含量为0.72％Fe2O3，质量百分含量为0.55％的MgO，余量为杂质。
赤泥中的化学成分包括有：质量百分含量为37.03％的CaO，质量百分含量为18.41％的SiO2，质量百分含量为11.25％的A12O3，质量百分含量为10.09％的Fe2O3，的质量百分含量为1.93％的MgO，质量百分含量为1.97％的SO3，质量百分含量为3.76％的TiO2，余量为杂质。
分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，其中，玉米秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.80％，棉花秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.28％，稻秆原料中空干基钾的质量百分含量为2.09％，将上述生物质原料粉碎至长度小于2.5cm。
将添加剂研磨成200目的粉末，与生物质原料机械混合均匀，其中，玉米秸秆原料中，添加剂的加入量为玉米秸秆原料总重量的6.53％；棉花秸秆原料中，添加剂的加入量为棉花秸秆原料总重量的4.65％；稻秆原料中，添加剂的加入量为稻秆原料的7.59％。
分别将其通过平模颗粒机制备成生物质固体成型燃料(长度为1～2cm，直径约为0.5cm，含水率约为15％)作为对比，分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，不加入本实施例的添加剂，制备成生物质固体成型燃料，进行对比实验，灰熔融性特征温度实验数据如表6所示：
表6灰熔融性特征温度实验结果
样品 变形温度(DT)/℃ 软化温度(ST)/℃ 半球温度(HT)/℃ 流动温度(FT)/℃
玉米秆 990 1020 1150 1260
添加剂+玉米秸秆 1305 1400 >1500 >1500
棉花秸秆 1150 1160 1190 1220
添加剂+棉花秸秆 1260 1280 1315 1370
稻杆 1355 1379 1396 1456
添加剂+稻杆 1500 1500 1500 1500
燃烧温度为900℃时，稻杆原样中钾向灰中转化率为12.87％，钾向烟气转化率87.13％；掺配本实施例的添加剂后，钾向灰中转化率为25.63％，提高了99.22％，钾向烟气转化率74.37％。玉米杆空干基硫分Sad＝0.31％，固定床900℃燃烧，每千克玉米秸秆排放10.81克气体二氧化硫，而加入本实施例的添加剂的玉米秸秆仅排放0.95克气体二氧化硫。
由此可见，通过加入本实施例的添加剂，协同解决了生物质固体成型燃料所存在的固钾、固硫和提高灰熔点三个问题。
实施例7
一种生物质固体成型燃料添加剂，由重量百分比为60％的磷酸氢二铵、10％的镁渣、10％的电石渣、10％的赤泥和10％的高炉炉渣混合组成。
其中，镁渣中的化学成分包括有：质量百分含量为44.05％的CaO，质量百分含量为26.03％的SiO2，质量百分含量为3.22％的A12O3，质量百分含量为6.87％的MgO，质量百分含量为8.11％的Fe2O3，余量为杂质
电石渣中的化学成分包括有：质量百分含量为64.61％的CaO，质量百分含量为2.82％的SiO2，质量百分含量为1.54％的A12O3，质量百分含量为0.72％Fe2O3，质量百分含量为0.55％的MgO，余量为杂质。
赤泥中的化学成分包括有：质量百分含量为37.03％的CaO，质量百分含量为18.41％的SiO2，质量百分含量为11.25％的A12O3，质量百分含量为10.09％的Fe2O3，的质量百分含量为1.93％的MgO，质量百分含量为1.97％的SO3，质量百分含量为3.76％的TiO2，余量为杂质。
高炉炉渣中的化学成分包括有：质量百分含量为39.34％的CaO，质量百分含量为35.27％的SiO2，质量百分含量为10.19％的A12O3，质量百分含量为8.65％的MgO，质量百分含量为4.12％的MnO，质量百分含量为,2.68％的FeO，余量为杂质。
分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，其中，玉米秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.80％，棉花秸秆原料中空干基钾的质量百分含量为1.28％，稻秆原料中空干基钾的质量百分含量为2.09％，将上述生物质原料粉碎至长度小于2.5cm。
将添加剂研磨成200目的粉末，与生物质原料机械混合均匀，其中，玉米秸秆原料中，添加剂的加入量为玉米秸秆原料总重量的6.09％；棉花秸秆原料中，添加剂的加入量为棉花秸秆原料总重量的4.33％；稻秆原料中，添加剂的加入量为稻秆原料的7.07％。
分别将其通过平模颗粒机制备成生物质固体成型燃料(长度为1～2cm，直径约为0.5cm，含水率约为15％)作为对比，分别以玉米秸秆、棉花秸秆和稻秆为生物质原料，不加入本实施例的添加剂，制备成生物质固体成型燃料，进行对比实验，灰熔融性特征温度实验数据如表7所示：
表7灰熔融性特征温度实验结果
样品 变形温度(DT)/℃ 软化温度(ST)/℃ 半球温度(HT)/℃ 流动温度(FT)/℃
玉米秆 990 1020 1150 1260
添加剂+玉米秸秆 1320 1400 >1500 >1500
棉花秸秆 1150 1160 1190 1220
添加剂+棉花秸秆 1275 1300 1330 1395
稻杆 1355 1379 1396 1456
添加剂+稻杆 1500 1500 1500 1500
燃烧温度为900℃时，稻杆原样中钾向灰中转化率为12.87％，钾向烟气转化率87.13％；掺配本实施例的添加剂后，钾向灰中转化率为23.05％，提高了79.10％，钾向烟气转化率76.95％。玉米杆空干基硫分Sad＝0.31％，固定床900℃燃烧，每千克玉米秸秆排放10.81克气体二氧化硫，而加入本实施例的添加剂的玉米秸秆仅排放0.87克气体二氧化硫。
由此可见，通过加入本实施例的添加剂，协同解决了生物质固体成型燃料所存在的固钾、固硫和提高灰熔点三个问题。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：
磷酸铵盐50～80％，镁渣0～50％，电石渣0～50％，赤泥0～50％，高炉炉渣0～50％；
所述磷酸铵盐为磷酸铵、磷酸二氢铵或磷酸氢二铵；
所述镁渣中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3、MgO和Fe2O3；
所述电石渣中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3和Fe2O3；
所述赤泥中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3、MgO、Fe2O3和TiO2；
所述高炉炉渣中的化学成分至少包括CaO、SiO2、A12O3、MgO、MnO和FeO。
2.如权利要求1所述的一种生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于，所述镁渣中的化学成分至少包括质量百分含量为40％～50％的CaO，质量百分含量为20％～30％的SiO2，质量百分含量为2％～5％的A12O3，质量百分含量为6％～10％的MgO和质量百分含量为5％～10％的Fe2O3；
所述电石渣中的化学成分至少包括质量百分含量为60％～70％的CaO，质量百分含量为2％～4％的SiO2，质量百分含量为1％～3％的A12O3和质量百分含量为0.5％～2％的Fe2O3；
所述赤泥中的化学成分至少包括质量百分含量为30％～40％CaO，质量百分含量为15％～25％的SiO2，质量百分含量为10％～15％的A12O3，质量百分含量为5％～15％的Fe2O3，质量百分含量为1％～5％的MgO和质量百分含量为1％～5％的TiO2；
所述高炉炉渣中的化学成分至少包括质量百分含量为35％～44％的CaO，质量百分含量为32％～42％的SiO2，质量百分含量为6％～16％的A12O3，质量百分含量为4％～13％的MgO，质量百分含量为2％～8％的MnO和质量百分含量为1％～5％的FeO。
3.如权利要求1或2所述的生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于，由重量百分比为80％的磷酸二氢铵和20％的电石渣混合组成。
4.如权利要求1或2所述的生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于，由重量百分比为80％的磷酸氢二铵和20％的赤泥混合组成。
5.如权利要求1或2所述的生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于，由重量百分比为50％的磷酸二氢铵、25％的电石渣和25％的赤泥混合组成。
6.如权利要求1或2所述的生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于，由重量百分比为65％的磷酸二氢铵、15％的镁渣、10％的电石渣和10％的赤泥混合组成。
7.如权利要求1或2所述的生物质固体成型燃料添加剂，其特征在于，由重量百分比为60％的磷酸氢二铵、10％的镁渣、10％的电石渣、10％的赤泥和10％的高炉炉渣混合组成。
8.权利要求1所述的生物质固体成型燃料添加剂的掺配方法，其特征在于，将添加剂研磨成200～400目的粉末，均匀混合于生物质原料中，添加剂的加入量为生物质原料总重量的0.5～9％。
9.权利要求1所述的生物质固体成型燃料添加剂的掺配方法，其特征在于，将添加剂中的磷酸铵盐配制成水溶液，并雾化，均匀喷洒于混合有添加剂其余组分的生物质原料中，添加剂的加入量为生物质原料总重量的0.5～9％。
10.如权利要求8或9所述的生物质固体成型燃料添加剂的掺配方法，其特征在于，所述添加剂的加入量占生物质原料总重量的2.75％～8.88％。
CN201410425567.3A 2014-08-26 2014-08-26 一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法 Active CN104164269B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410425567.3A CN104164269B (zh) 2014-08-26 2014-08-26 一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410425567.3A CN104164269B (zh) 2014-08-26 2014-08-26 一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104164269A true CN104164269A (zh) 2014-11-26
CN104164269B CN104164269B (zh) 2016-06-22

Family

ID=51908253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410425567.3A Active CN104164269B (zh) 2014-08-26 2014-08-26 一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104164269B (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104830396A (zh) * 2015-05-12 2015-08-12 天津神侬环保科技有限公司 一种污泥清洁燃料的制备方法
CN105112122A (zh) * 2015-09-24 2015-12-02 东南大学 一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂
CN106398797A (zh) * 2016-11-24 2017-02-15 嘉兴市顶立生物科技有限公司 一种节能环保生物质固体成型燃料的生产工艺
CN106635226A (zh) * 2016-08-30 2017-05-10 钟波 一种污泥与秸秆协同无害化处理工艺
CN107937086A (zh) * 2017-11-23 2018-04-20 广西银英生物质能源科技开发股份有限公司 一种增香生物质燃料添加剂
CN108587713A (zh) * 2018-02-07 2018-09-28 合肥嘉仕诚能源科技有限公司 一种新型生物质颗粒燃料及其制备方法
CN108676601A (zh) * 2018-05-17 2018-10-19 华北电力大学 一种用于改善燃煤结渣性能的钙镁添加剂及应用
CN108699467A (zh) * 2016-02-15 2018-10-23 株式会社日立制作所 植物性生物燃料改性方法和系统
CN108949286A (zh) * 2018-08-08 2018-12-07 桂林桂特板业有限公司 一种提高生物质成型燃料灰熔温度的方法
CN108998144A (zh) * 2018-08-08 2018-12-14 桂林桂特板业有限公司 一种提高生物质成型燃料灰熔温度的添加剂
CN109097140A (zh) * 2018-09-21 2018-12-28 河南博顿生物科技有限公司 一种抗结渣的生物质燃料
CN109504489A (zh) * 2018-11-15 2019-03-22 湖北天合嘉康能源科技股份有限公司 一种生物质燃料及其制备方法
CN109913270A (zh) * 2018-12-14 2019-06-21 西安交通大学 一种气化炉清灰除焦剂及其制备方法
CN110551546A (zh) * 2019-09-20 2019-12-10 揭阳市恒明新能源科技有限公司 一种生物质颗粒燃料脱水炭化处理工艺
CN111187648A (zh) * 2020-01-14 2020-05-22 山东大学 一种清洁成型燃料及制备方法和应用
CN111748396A (zh) * 2020-06-05 2020-10-09 中节能（连云港）清洁技术发展有限公司 一种阻焦剂及其制备方法和用途
CN112111311A (zh) * 2020-09-30 2020-12-22 桃江县新辉生物质颗粒有限公司 一种生物质颗粒燃料及其制备方法
CN116553895A (zh) * 2023-04-10 2023-08-08 东南大学 一种镁渣固碳胶凝材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986007602A1 (en) * 1985-06-20 1986-12-31 Sparol International Aps A powder additive for use in the combustion of solid materials, and the use of the powder additive
CN1309166A (zh) * 2001-01-11 2001-08-22 昆明理工大学 生物质复合型煤生产新工艺
CN102757836A (zh) * 2012-06-28 2012-10-31 李庆才 煤炭助燃剂
CN103252162A (zh) * 2013-05-10 2013-08-21 山东大学 用磷酸铵盐脱除生物质烟气中气相钾离子的方法
DE102012212298A1 (de) * 2012-07-13 2014-01-16 Benjamin Buchwitz Gärrestaufbereitungssystem, sowie Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986007602A1 (en) * 1985-06-20 1986-12-31 Sparol International Aps A powder additive for use in the combustion of solid materials, and the use of the powder additive
CN1309166A (zh) * 2001-01-11 2001-08-22 昆明理工大学 生物质复合型煤生产新工艺
CN102757836A (zh) * 2012-06-28 2012-10-31 李庆才 煤炭助燃剂
DE102012212298A1 (de) * 2012-07-13 2014-01-16 Benjamin Buchwitz Gärrestaufbereitungssystem, sowie Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten
CN103252162A (zh) * 2013-05-10 2013-08-21 山东大学 用磷酸铵盐脱除生物质烟气中气相钾离子的方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104830396A (zh) * 2015-05-12 2015-08-12 天津神侬环保科技有限公司 一种污泥清洁燃料的制备方法
CN105112122A (zh) * 2015-09-24 2015-12-02 东南大学 一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂
CN108699467A (zh) * 2016-02-15 2018-10-23 株式会社日立制作所 植物性生物燃料改性方法和系统
CN106635226A (zh) * 2016-08-30 2017-05-10 钟波 一种污泥与秸秆协同无害化处理工艺
CN106398797A (zh) * 2016-11-24 2017-02-15 嘉兴市顶立生物科技有限公司 一种节能环保生物质固体成型燃料的生产工艺
CN107937086A (zh) * 2017-11-23 2018-04-20 广西银英生物质能源科技开发股份有限公司 一种增香生物质燃料添加剂
CN108587713A (zh) * 2018-02-07 2018-09-28 合肥嘉仕诚能源科技有限公司 一种新型生物质颗粒燃料及其制备方法
CN108676601B (zh) * 2018-05-17 2024-04-26 华北电力大学 一种用于改善燃煤结渣性能的钙镁添加剂及应用
CN108676601A (zh) * 2018-05-17 2018-10-19 华北电力大学 一种用于改善燃煤结渣性能的钙镁添加剂及应用
CN108949286A (zh) * 2018-08-08 2018-12-07 桂林桂特板业有限公司 一种提高生物质成型燃料灰熔温度的方法
CN108998144A (zh) * 2018-08-08 2018-12-14 桂林桂特板业有限公司 一种提高生物质成型燃料灰熔温度的添加剂
CN109097140A (zh) * 2018-09-21 2018-12-28 河南博顿生物科技有限公司 一种抗结渣的生物质燃料
CN109504489A (zh) * 2018-11-15 2019-03-22 湖北天合嘉康能源科技股份有限公司 一种生物质燃料及其制备方法
CN109913270A (zh) * 2018-12-14 2019-06-21 西安交通大学 一种气化炉清灰除焦剂及其制备方法
CN110551546A (zh) * 2019-09-20 2019-12-10 揭阳市恒明新能源科技有限公司 一种生物质颗粒燃料脱水炭化处理工艺
CN111187648A (zh) * 2020-01-14 2020-05-22 山东大学 一种清洁成型燃料及制备方法和应用
CN111748396A (zh) * 2020-06-05 2020-10-09 中节能（连云港）清洁技术发展有限公司 一种阻焦剂及其制备方法和用途
CN112111311A (zh) * 2020-09-30 2020-12-22 桃江县新辉生物质颗粒有限公司 一种生物质颗粒燃料及其制备方法
CN116553895A (zh) * 2023-04-10 2023-08-08 东南大学 一种镁渣固碳胶凝材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104164269B (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104164269A (zh) 一种生物质固体成型燃料添加剂及掺配方法
CN104478636B (zh) 可调理土壤酸性、降低稻米镉含量的碱性缓释复混肥料及其制备方法
CN104232231B (zh) 一种生物质基燃料及制备方法
CN100500622C (zh) 脱硫灰渣与钾矿石复合焙烧生产钾钙硅硫复合肥料的方法
CN103160356B (zh) 助燃固硫脱硝除焦一体化燃煤添加剂及其制备方法和应用
CN101724403A (zh) 多功能土壤调理剂及其制备方法
CN103252162A (zh) 用磷酸铵盐脱除生物质烟气中气相钾离子的方法
CN101307232A (zh) 一种粉煤灰加工成盐碱土壤调理剂的方法
CN103483062A (zh) 一种利用微硅粉生产中量元素肥料的方法
CN101550374B (zh) 一种生物质固体成型燃料添加剂
CN110877992A (zh) 一种钢渣-锰渣复混肥制备方法
CN103771911A (zh) 利用工业硅钙板废料生产中量元素酸性土壤调理剂的方法
CN101747091B (zh) 一种以磷矿浮选尾矿为原料旋风炉法制备钙镁磷肥的方法
CN106635244A (zh) 一种用于生物质燃料结焦抑制剂及制备方法与应用
CN102827665A (zh) 节煤脱硫助燃剂及其制备方法
CN106495111B (zh) 一种用于电炉法黄磷生产的造渣助熔剂
CN103641625A (zh) 一种有机肥及其制备方法
CN103771967B (zh) 一种利用稻谷壳生产硅肥的方法
CN102731181A (zh) 含草木灰的复合肥料
CN103771966A (zh) 一种利用微硅粉生产中量元素肥料的方法
CN108105760B (zh) 一种燃煤循环流化床锅炉尾气磷矿浆脱硫并联产磷酸铵镁的方法
CN1326912A (zh) 一种燃煤锅炉烟气和灰渣的综合利用方法
CN1162322C (zh) 脱氟磷酸盐的制造和含氟尾气的净化方法
CN101275096B (zh) 一种新型燃煤锅炉固结脱硫燃烧剂
JP2013155273A (ja) 土壌改良材及び土壌改良方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant