CN106635244A - 一种用于生物质燃料结焦抑制剂及制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生物质燃料结焦抑制剂及其制备方法与应用属于清洁燃烧领域，结焦抑制剂组份及各组份的重量百分比为：镁基活性组分：30%‑90%，膨松剂5‑75%，氧化铝：5‑20%，氧化铈：0.1‑5%，硫酸铜0.1‑10%，氯酸钾：0.1‑10%，按照一定的顺序加入粉体搅拌器中混合均匀即可制得该产品。将本发明产品直接加入到生物质燃料中一同造粒即可，添加方便用量小，不影响燃料品质，本发明产品可显著提高生物质燃料灰熔点抑制结焦，抑焦率达到85%，同时本发明还具有催化助燃效果，可显著提升燃料利用率。

Description

一种用于生物质燃料结焦抑制剂及制备方法与应用

技术领域

本发明属于清洁燃烧领域，具体涉及一种用于生物质燃料结焦抑制剂及制备方法与应用，用于抑制生物质燃料炉内结焦。

背景技术

当今世界经济发展面临着两大瓶颈问题即化石燃料的短缺和环境恶化，无论从能源供应的可持续性还是对环境的影响上，寻求替代的可再生无污染能源已成为世界各国需要解决的问题。生物质能源作为一种较为清洁的可再生能源受到越来越多的关注，生物质锅炉呈现出很好的发展势头。然而，由于生物质燃料高的氯含量和碱金属含量，使得燃烧后的灰熔点低，很容易在锅炉内形成灰沉积和结焦现象，造成锅炉受热面沾污腐蚀和热效率下降，严重时还会导致锅炉停机，结焦问题已成为生物质锅炉运行的重大难题之一。

目前针对生物质结焦问题，大多采用燃料中掺杂渣土的方式来缓解结焦，但由于大量渣土的添加会导致生物质燃料品质严重下降，且对结焦的抑制效果也不理想，并不能从根本上解决这一问题。因此，开发一种专门针对生物质燃料的结焦抑制剂产品，使生物质燃料得到安全的、规模化的利用，对于国家能源战略意义重大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在开发一种生物质燃料结焦抑制剂，其不仅可以抑制生物质燃料结焦，还可以催化燃烧提高燃料利用率。

本发明还提供该生物质燃料结焦抑制剂的制备方法与应用方法。

本发明的技术方案如下：

一种生物质燃料结焦抑制剂，所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比包括如下：镁基活性组分：30%-90%，膨松剂5-75%，氧化铝：5-20%，氧化铈：0.1-5%，硫酸铜0.1-10%，氯酸钾：0.1-10%。

优选的，所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比如下：镁基活性组分：30%-75%，膨松剂20-50%，氧化铝：10-20%，氧化铈：1-3%，硫酸铜2-10%，氯酸钾：3-10%。

进一步优选的，所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比如下：镁基活性组分：60%，膨松剂15.5%，氧化铝：15%，氧化铈：2.5%，硫酸铜2%，氯酸钾：5%。

进一步优选的，所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比如下：镁基活性组分：40%，膨松剂35.5%，氧化铝：12%，氧化铈：2.5%，硫酸铜2%，氯酸钾：8%。

镁基活性组分、氧化铝主要起到提升灰熔点的作用，镁基活性组分和氧化铝自身具有高熔点，加之其高活性可与灰渣中的低熔点碱金属化合物反应生成高熔点的化合物，使灰渣不易结焦。

膨松剂主要起到松散焦渣的作用，可降低生物质灰渣的粘结强度，使焦渣疏松多孔易于脱落和清除。

氧化铈、金属铜盐具有催化燃烧的作用，可降低燃料着火点，提高燃烧效率。氯酸钾作为强氧化剂可以起到助燃的效果，使燃料充分燃烧，防止未燃尽碳颗粒形成粘结性焦渣。

一种制作如上所述生物质燃料结焦抑制剂的制备方法，包括如下步骤：将各作用组分按比例加入到粉体搅拌器混匀制得结焦抑制剂。

优选的，步骤为：配备干粉混合封装一体机，首先利用螺旋上料器将镁基活性组分、氧化铝和膨松剂添加到混料器中搅拌10min，然后再依次加入氧化铈、硫酸铜和氯酸钾，再次搅拌10min后用25Kg防潮袋封装存储即可。本发明结焦抑制剂制备没有特殊条件限制，但存储需要严格防潮同时避免高温暴晒。

一种利用如上所述方法制备的生物质燃料结焦抑制剂应用方法，优选的，包括步骤如下：利用定量给料器按比例添加到生物质原料中，然后一起压缩颗粒即可。结焦抑制剂的添加量为生物质原料量的0.5‰-3‰，添加量低不影响生物质燃料品质。

本发明的有益效果在于：

本发明的技术方案采用的主作用成分为镁基活性组分，其高活性的特点可以迅速与生物质灰渣中低熔点碱金属化合物反应生成高熔点组分，可从根本上抑制生物质灰渣的结焦。

本发明技术方案中直接将结焦抑制剂投加到生物质燃料中造粒，与生物质一同燃烧使用，添加方式简单，无需复杂昂贵的投加设备。

本发明生物质燃料结焦抑制剂在较低的添加量下即可获得优异的效果，不会影响燃料品质。

本发明结焦抑制剂防止生物质燃料炉内结焦效果好，抑焦率可达到85%。

附图说明

图1a为实施例1中未添加结焦抑制剂前的炉内结焦情况图。

图1b为实施例1中添加结焦抑制剂后的炉内结焦情况图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

一种生物质燃料结焦抑制剂，结焦抑制剂原料组分及其重量百分比如下：

镁基活性组分：60%，膨松剂：15.5%，氧化铝：15%，氧化铈：2.5%，硫酸铜：2%，氯酸钾：5%。

按本实施例的配方比例，利用干粉混合设备加工出结焦抑制剂产品，以2‰的比例均匀混合到生物质燃料中，在小型生物质锅炉上进行测试，并对燃烧后生物质灰熔点进行测试。与未添加结焦抑制剂的生物质燃烧后的结焦情况和灰熔点进行对比，实际测试结果显示添加结焦抑制剂生物质灰熔点提升143℃，炉内焦渣松散，几乎不存在大块结焦，抑焦率达到85%，效果对比如图1a和1b所示，抑制结焦效果明显。

实施例2：

一种生物质燃料结焦抑制剂，结焦抑制剂原料组分及其重量百分比如下：

镁基活性组分：40%，膨松剂：35.5%，氧化铝：12%，氧化铈：2.5%，硫酸铜：2%，氯酸钾：8%。

其制备方法、应用方法和测试方法同实施例1。

实施例3：

一种生物质燃料结焦抑制剂，结焦抑制剂原料组分及其重量百分比如下：

镁基活性组分：40%，膨松剂：30.5%，氧化铝：18%，氧化铈：1.5%，硫酸铜：2%，氯酸钾：8%。

其制备方法、应用方法和测试方法同实施例1。

对比例1：

将实施例1中活性组分改为非活性组分，具体组分及其重量百分比如下：

镁基非活性组分：60%，膨松剂15.5%，氧化铝：15%，氧化铈：2.5%，硫酸铜2%，氯酸钾：5%。

对比例2：

按照中国专利网上公开的一种燃煤锅炉用的除焦剂的类似配方，配制样品用于效果对比，具体组分及其重量百分比如下：

氢氧化镁粉末：87%，氧化铝：5%，表面活性剂：2%，硝酸镁：5%，高分子稳定剂：1%。

对比例3：

按照中国专利CN105419903 A公开的一种高钠煤用除焦剂专利配方，配制样品用于效果对比，具体组分及其重量百分比如下：

普通氧化镁：62%，高岭土 ：26%，膨润土：2%，硝酸铜：1%，高锰酸钾：2%，氯化镍：2%，分散剂：2%。

表1 效果对比表

实验	抑焦率	灰软化温度（灰熔点）
			原始锅炉数据	0	1262℃
实施例1	85%	1405℃
			实施例2	76%	1381℃
实施例3	73%	1360℃
			对比例1	45%	1295℃
对比例2	70%	1341℃
			对比例3	73%	1358℃

Claims (8)

1.一种生物质燃料结焦抑制剂，其特征在于，所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比包括如下：镁基活性组分：30%-90%，膨松剂5-75%，氧化铝：5-20%，氧化铈：0.1-5%，硫酸铜0.1-10%，氯酸钾：0.1-10%。

2.根据权利要求1所述的生物质燃料结焦抑制剂，其特征在于，

所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比如下：镁基活性组分：30%-75%，膨松剂20-50%，氧化铝：10-20%，氧化铈：1-3%，硫酸铜2-10%，氯酸钾：3-10%。

3.根据权利要求2所述的生物质燃料结焦抑制剂，其特征在于，所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比如下：镁基活性组分：60%，膨松剂15.5%，氧化铝：15%，氧化铈：2.5%，硫酸铜2%，氯酸钾：5%。

4.根据权利要求2所述的生物质燃料结焦抑制剂，其特征在于，所述结焦抑制剂的组份及各组份的重量百分比如下：镁基活性组分：40%，膨松剂35.5%，氧化铝：12%，氧化铈：2.5%，硫酸铜2%，氯酸钾：8%。

5.根据权利要求1所述的生物质燃料结焦抑制剂，其特征在于，主作用成分为高活性镁基化合物组成的混合物，具体的可以是氢氧化镁、氧化镁、碳酸镁或硝酸镁中的一种或两种以上组合。

6.一种制作如权利要求1所述生物质燃料结焦抑制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各作用组分按比例加入到粉体搅拌器混匀制得结焦抑制剂。

7.优选的，步骤为：配备干粉混合封装一体机，首先利用螺旋上料器将镁基活性组分、氧化铝和膨松剂添加到混料器中搅拌10min，然后再依次加入氧化铈、硫酸铜和氯酸钾，再次搅拌10min制得生物质燃料结焦抑制剂。

8.一种利用如权利要求6所述方法制备的生物质燃料结焦抑制剂的应用方法，其特征在于，包括步骤如下：利用定量给料器按比例添加到生物质原料中，然后一起压缩到生物质颗粒中即可，结焦抑制剂的添加量为生物质原料量的0.5‰-3‰，添加量低不影响生物质燃料品质。