CN105112122A

CN105112122A - 一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂

Info

Publication number: CN105112122A
Application number: CN201510619010.8A
Authority: CN
Inventors: 仲兆平; 张金; 薛则禹; 郭飞宏; 王佳
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明公开一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂，该技术是在生物质和煤在锅炉中混合燃烧过程中，向锅炉中直接喷入添加剂。该添加剂由磷矿石、高岭土和污泥按以下质量比配比而成：磷矿石：30～50％；高岭土：10～50％；污泥(含水率60～65％)：10～50％，研磨混合而得。本发明可以有效控制生物质燃烧过程中碱金属化合物的释放，可以有效避免受热面的结渣，使得锅炉的传热效率得到提高，进一步降低生产成本来提高经济效益。另一方面，由于减少降低了微米级颗粒的排放量，对于缓减目前严峻的环境问题有一定的帮助。该添加剂的成分稳定，来源广泛，无毒无害，易于储存，便宜易得。

Description

一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂

技术领域

本发明属于生物质清洁燃烧和煤炭清洁燃烧技术领域，更具体地涉及一种可以有效控制生物质和煤中碱金属释放的燃烧技术。

背景技术

我国的能源结构及环境状况决定了我国的能源政策逐渐向清洁化和可再生化的绿色能源方向发展，其中生物质能就是比较有前景的绿色能源之一。目前，随着生物质能源的发展和生物质利用技术的不断成熟，生物质能源越来越多的运用到工业化的生产中，其中重要的一项就是利用生物质燃烧提供热能，由于生物质中的碱金属含量相对较高，根据元素分析可以发现，以秸秆为例，煤中钾的含量要低于秸秆，钠的含量高于秸秆。生物质燃烧时，释放出来的碱金属蒸汽会沉积到锅炉对流管壁上，造成严重的积灰；碱金属化合物还会与其它灰分形成熔点较低的化合物或共晶体，粘结在锅炉换热面上，形成锅炉的大面积结渣，造成锅炉传热效率下降，局部高温爆管，大大缩短了锅炉的使用寿命，增加成本，经济效益下降，而且还会导致生产过程中危险性大大增加。另一方面，碱金属化合物较易富集于微米级的固体颗粒物中，这些颗粒物不能被捕集而被释放到大气环境中，造成严重的环境污染。综上，实现生物质燃烧过程中对碱金属化合物释放的控制有重要的意义。

发明内容

技术问题：为了解决现有生物质燃烧技术中存在的碱金属释放问题，本发明提供了一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂。

技术方案：本发明控制碱金属释放的生物质燃烧技术的作用机理为：在生物质燃烧过程中，生物质中的碱金属是以离子结合态与有机质的含氧官能团结合或细分散矿物形式存在。本发明在生物质燃烧过程中加入事先配好的添加剂，其主要成分为含有铝、硅氧化物的矿物质，在燃烧过程中不同矿物质的合理配比有助于其以化学方式吸附碱金属蒸汽生成高熔点的碱金属的铝硅酸盐以及磷酸盐，使碱金属化合物进入灰渣中随之排出炉外。这样，燃烧过程中碱金属的排放量就得到了有效的控制，降低了气态碱金属化合物的含量，进而减少了积灰与结渣问题，而且也减少了细小颗粒的排放。

本发明的一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂，由以下添加剂通过燃烧中加入或者燃烧前加入炉膛进行碱金属固定，该燃煤添加剂由以下质量比的原料配比而成：

磷矿石：30～50％

高岭土：10～50％

含水率60～65％的污泥：10～50％。

优选的，磷矿石50％，高岭土35％，含水率60～65％的污泥15％。

有益效果：本发明一种有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术，可以有效控制生物质燃烧过程中碱金属化合物的释放，进而减少锅炉的积灰、结渣以及壁面腐蚀等问题，可以提高锅炉的传热效率，延长锅炉使用寿命，降低生产成本，提高经济效益。此外，气态碱金属化合物的减少也会降低亚微米颗粒的排放量，有助于缓减目前严峻的环境问题。该技术中使用的添加剂的来源丰富，配方简单，成分稳定，成本低廉，由于大量使用污泥，不仅可以控制碱金属的释放，还可以减少污泥造成的环境污染。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。(污泥含水率60～65％)

例1

本实施例的可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂由如下质量比的原料配比组成：磷矿石50％，高岭土25％，污泥25％。

例2

本实施例的可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂由如下质量比的原料配比组成：磷矿石50％，高岭土10％，污泥40％。

例3

本实施例的可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂由如下质量比的原料配比组成：磷矿石50％，高岭土35％，污泥15％。

例4

本实施例的可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂由如下质量比的原料配比组成：磷矿石30％，高岭土20％，污泥50％。

例5

本实施例的可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂由如下质量比的原料配比组成：磷矿石30％，高岭土50％，污泥20％。

例6

本实施例的可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂由如下质量比的原料配比组成：磷矿石40％，高岭土50％，污泥10％。

例7

本实施例的可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂由如下质量比的原料配比组成：磷矿石50％，高岭土30％，污泥20％。

表1

由表格1可以看出，本发明可以有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术可以有效控制碱金属的释放，碱金属的固定效率可以达到71％以上，这样就极大地减少了由碱蒸汽引起的积灰、结渣以及换热面腐蚀问题，提高设备的利用效率，延长锅炉寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明的实质做简单的修改和等同替换，仍属于本发明所保护的范围之内。

Claims

1.一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧燃煤添加剂，其特征在于该燃煤添加剂由以下质量比的原料配比而成：

磷矿石：30～50％

高岭土：10～50％

含水率60～65％的污泥：10～50％。

2.根据权利要求1所述一种能有效控制碱金属释放的生物质燃烧技术的添加剂，其特征在于该添加剂由以下质量比的原料配比而成：磷矿石50％，高岭土35％，含水率60～65％的污泥15％。