[发明专利]一种利用多孔陶瓷提高生物质成型燃料灰熔温度的方法

说明书

本发明一种利用多孔陶瓷提高生物质成型燃料灰熔温度的方法，以多孔陶瓷为载体吸附催化剂和固钾剂。通过在生物质成型燃料中加入载有催化剂和固钾剂的多孔陶瓷，使固钾剂与生物质成型燃料中的钾元素反应，生成高熔点的化合物固留在炉灰中，提高生物质成型燃料灰熔温度；多孔陶瓷上的催化剂，可以加速次亚磷酸铵与氯化钾反应，减少氯化钾以气态形式析出的量，可以提高生物质成型燃料的灰熔温度，降低碱金属对燃烧设备造成腐蚀和磨损，同时便于回收催化剂。

技术领域

本发明涉及清洁能源利用领域，具体涉及一种利用多孔陶瓷提高生物质成型燃料灰熔温度的方法。

背景技术

生物质成型燃料是以农林剩余物为主原料，经切片-粉碎-除杂-精粉-筛选-混合-软化-调质-挤压-烘干-冷却-质检-包装等工艺，最后制成成型环保燃料。生物质成型燃料燃烧时无烟无味、清洁环保，其含硫量、灰分，含氮量等远低于煤炭，石油等，是一种环保清洁能源，享有绿煤的美誉。

由于生物质燃料中K、Na、Cl、Ca等元素含量较高，决定了生物质灰分熔点低的特性。植物的灰熔温度(软化温度ST) 一般约在850～1300℃的区间，不同的植物有不同的灰熔温度，如草本植物一般850～950℃，木本植物一般1030～1300℃不等，不同的树种也有不同的灰熔温度，如杉树1020℃，桉树1200℃，美国竹柳1300℃。生物质锅炉的炉膛中心温度基本都达到1150℃～1200℃。因此，大部分的生物质成型燃料都会出现结焦现象，生物质燃料专用燃烧机结焦现象更突出，不仅降低燃烧设备的热转换率，还会对设备造成腐蚀和磨损。为缓解结焦现象，多在生物质燃料中加入粉末状添加剂，由于添加剂分散度很高，添加剂中的贵金属等材料难以回收完全，大大增加生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供工艺简单、实用性强的一种利用多孔陶瓷提高生物质成型燃料灰熔温度的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种利用多孔陶瓷提高生物质成型燃料灰熔温度的方法，包括以下步骤：

（1）制备多孔陶瓷：多孔陶瓷由以下重量份的组分组成：陶瓷微粉30～35份、粉煤灰5～10份、铁粉2～4份、硼砂0.3～0.5份，将陶瓷微粉、粉煤灰、铁粉、硼砂混合均匀，制粒，焙烧，冷却至室温，即得所述多孔陶瓷；

（2）以多孔陶瓷为载体吸附催化剂和固钾剂，得到多孔陶瓷提熔剂，其中，催化剂与固钾剂的重量份比为：1:15～20，所述催化剂由以下重量份的组分组成：海绵铁20～25份、活性氧化铝5～10份、碳化硅2～4份，所述固钾剂为次亚磷酸铵；

（3）在生物质成型燃料中加入所述多孔陶瓷提熔剂，混合均匀，得到混合燃料，所述生物质成型燃料与所述多孔陶瓷提熔剂的重量份比为：100:0.5～1.5；

（4）将混合燃料放入燃烧设备中着火燃烧，即可提高生物质成型燃料的灰熔温度。

优选地，所述步骤（1）中的多孔陶瓷由以下重量份的组分组成：陶瓷微粉32份、粉煤灰8份、铁粉3份、硼砂0.4份，将陶瓷微粉、粉煤灰、铁粉、硼砂混合均匀并粉碎至300目～350目，制粒，焙烧，冷却至室温，即得所述多孔陶瓷。

优选地，所述步骤（1）中的焙烧温度为900℃～950℃、焙烧时间为30min～35min、冷却至室温的冷却速率为8℃/s～12℃/s。

优选地，所述步骤（2）中的多孔陶瓷与多孔陶瓷提熔剂的重量份比为：1:1.03～1.05。

优选地，所述步骤（2）中以多孔陶瓷为载体吸附催化剂和固钾剂的步骤为:1）在异丙醇和磷酸体积比为1:2～3的混合液中加入催化剂和固钾剂，浸泡8h～12h；2）在步骤1）中的混合液中加入多孔陶瓷，同时将混合液的温度加热至40℃～45℃，浸泡2h～5h；3）将步骤2）中混合液于500℃下焙烧4h，即得所述多孔陶瓷提熔剂。