[发明专利]一种降低生物质燃料中硫化物含量的方法

说明书

本发明公开了一种降低生物质燃料中硫化物含量的方法，属于能源与环境系统工程技术领域。本发明根据生物质燃料燃烧的热力学分析数据即差示扫描量热法数据，通过无模型Friedman动力学分析方法计算出室温到燃烧温度下的阿伦尼乌斯公式中的指前因子；根据指前因子，绘制出指前因子自然对数值与反应进程的变化曲线，根据变化曲线划分生物质燃料的燃烧阶段，其中燃烧阶段包括至少发烟阶段和有焰燃烧阶段，变化曲线的变化峰值大于总幅度的20%或拐点角度大于20度为一个新的燃烧阶段；根据划分的生物质燃料的燃烧阶段，将生物质燃料置于氧化气氛中加热，在发烟阶段结束且有焰燃烧阶段前开始降温，终止生物质燃料的燃烧过程，冷却得到低硫生物质燃料。

技术领域

本发明涉及一种降低生物质燃料中硫化物含量的方法，属于能源与环境系统工程技术领域。

背景技术

几乎所有的生物质燃料燃烧都有发烟阶段，释放出大量的硫化物，同时伴随大量的PM2.5，因此这种未经处理的生物质颗粒燃烧设备需要配备脱硫和除尘净化设备，常用的为炉内喷钙脱硫技术，炉内脱硫效率一般达70%，可满足《火电厂大气污染物排放标准》，且设备半年需要维护一次，但是设备较贵，并不适合作为小型企业和家庭使用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种降低生物质燃料中硫化物含量的方法，即根据生物质燃料的热分析实验数据，计算并绘制指前因子与反应进程的变化曲线，准确划分发烟、有焰燃烧两个阶段的开始和结束进程；将生物质燃料在氧化气氛中加热，选择发烟结束后并且有焰燃烧没开始时刻降温，终止生物质原料的燃烧过程，得到低硫生物质燃料。

一种降低生物质燃料中硫化物含量的方法，具体步骤如下：

（1）根据生物质燃料燃烧的热力学分析数据即差示扫描量热法数据，通过无模型Friedman动力学分析方法计算出室温到燃烧温度下的阿伦尼乌斯公式中的指前因子；

（2）根据步骤（1）的指前因子，绘制出指前因子自然对数值与反应进程的变化曲线，根据变化曲线划分生物质燃料的燃烧阶段，其中燃烧阶段包括至少发烟阶段和有焰燃烧阶段，变化曲线的变化峰值大于总幅度的20%或拐点角度大于20度为一个新的燃烧阶段；

（3）根据步骤（2）划分的生物质燃料的燃烧阶段，将生物质燃料置于氧化气氛中加热，在发烟阶段结束且有焰燃烧阶段前开始降温，终止生物质燃料的燃烧过程，冷却得到低硫生物质燃料。

所述无模型Friedman动力学分析方法为反应进程初始值为0，反应完成为1，反应中任意时刻x(t)按照计算式进行计算

其中为开始时间, 结束时间,热流速率, 为反应峰下的基线。

所述终止燃烧的方法可以为：选择在轰燃发生前隔离助燃气体，采用反应釜内闷烧，关闭反应釜进气口和排气口，关断所有通入的气体；隔离助燃气体可以达到灭火和降温的作用，当燃料温度降到发烟温度以下，取出在空气或水中继续完成降温。

本发明的有益效果：本发明是传统“干馏”技术的升级。

（1）干馏是吸热反应，本发明的发烟燃烧阶段是放热反应，因此节能，甚至不需要外来热量；

（2）干馏大部分是物理挥发反应，因硫在低温不挥发，因此除硫效果很差。本发明的发烟燃烧阶段主要是氧化反应，硫化物在低温燃烧时氧化为气态氧化物，因此除硫效果显著；

（3）相比喷钙脱硫技术，本发明没有添加外加剂，不但降低原料成本，而且硫的氧化物收集后直接制备为硫酸，大幅缩短工艺流程，减少副产品及废弃物污染。

附图说明

图1为实施例1松木屑的SEM图；

图2为实施例1松木屑的EDX分析图；