[发明专利]一种生物质燃料铁基复合添加剂制备及其应用

说明书

一种生物质燃料铁基复合添加剂的制备方法及其应用，所述铁基复合添加剂制备是将干燥后的赤铁矿和钾长石破碎混合均匀并研磨获得铁基复合添加剂；所述应用是将生物质秸秆烘干并粉碎，然后按铁基复合添加剂与生物质秸秆重量比混合均匀，即为生物质燃料铁基复合添加剂；本发明所采用的钙基复合添加剂，原料来源广泛易得，价格低廉，直接添加至生物质秸秆中进行燃烧，有效降低了生物质燃料的NO_x排放，脱除率高，实现了从燃料自身处理进行减氮脱硝的目的。

技术领域

本发明涉及一种生物质燃料氮氧化合物排放添加剂的制备方法，尤其是一种生物质燃料氮氧化合物排放铁基复合添加剂的制备方法及其应用。

背景技术

能源是现代人类生存和发展所需要的重要资源，随着石油、煤炭等化石资源的日益减少，生物质能源应运而生，引起了各工业化国家的关注，据统计生物质作为可再生能源，常见的有秸秆、稻壳、薪材、锯末等，平均每年的产量约为300亿t，占全世界能源消耗的14%，主要用于工业生产、发电，生物质不经加工处理直接进行燃烧容易产生大量的烟尘、粉尘，造成严重的大气污染。

生物质是以木质素和纤维素等有机质为主的植物，直接燃烧会排放大量的含氮污染物，生物质燃料中的氮主要以胺的形态存在，受热后挥发分氮瞬时以NH₃的形式释放，与O₂接触相互作用生成N₂和NO_x，给人类的生存环境带来了极大的危害，在生物质燃料燃烧过程中，生成NO_x主要分为三种类型，分别为：热力型、快速型和燃料型，热力型NO_x主要来源与燃烧时空气中氮气的氧化，通常产生的温度要高于1500℃，可通过降低氧浓度、火焰温度和缩短停留时间来降低其排放；快速型NO_x是在空气过量系数＞1的条件下，CH自由基与N₂快速发生反应而生成的，虽然热力型NO_x和快速型NO_x都来源与空气中的N₂，但二者的生成机理、影响因素各不相同；燃料型NO_x是燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化还原反应而生成的，是煤燃烧过程中所生成的NO_x的主要来源，占NO_x总生成量的80-90%。

现有较为成熟的是生物质再燃技术和低NO_x燃烧技术，如程中杰文章《生物质再燃/先进再燃脱硝试验》中提到的将燃烧过程分成主燃区、再燃区及燃尽区三个区域，在再燃区的还原性气氛中投入10％-30％的再燃燃料，把在主燃烧区的氧化性气氛中生成的NO_x还原成为无害的氮气O₂，脱硝率可达50%-80%；公开号为CN200410098604.0提出的低NO_x燃烧装置，利用缺氧燃烧以及灼热焦炭的还原作用降低燃烧过程中NO_x生成量，提高燃烧效率的同时降低污染物的生成等，这些现有技术均需要通过对生物质锅炉的改造来达到降低NO_x排放的目的，但并不能从根本上解决生物质燃料燃烧NO_x污染排放的问题，因此如何通过对生物质燃料的处理，在燃烧前期促进含氮气体释放和在燃烧过程中减少NO_x的排放是目前需要解决的关键问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种生物质燃料铁基复合添加剂制备及其应用，其主要是在生物质秸秆原料中添加一种降低生物质燃料氮氧化合物排放的铁基复合添加剂，借助秸秆原料自身高挥发分特性，在燃烧前期即热解过程中生成CO等还原性物质，配以铁基复合添加剂的作用，使改性生物质燃料成为低NO_x排放、易点火、升温速度快，且符合民用生活炉具的理想燃料。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下。

一种生物质燃料铁基复合添加剂制备，其特征在于：所述铁基复合添加剂制备是按下列步骤进行的：

（1）将干燥后的赤铁矿、钾长石原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；