[发明专利]一种脱除生物质中氯离子和碱金属离子的方法

说明书

本发明涉及秸秆等农业固体废弃物生物质能源化利用技术领域，特别是涉及一种脱除生物质氯离子和碱金属离子的方法。该方法包括如下步骤：1)将生物质进行破碎处理；2)将步骤1)得到的生物质在浸泡水洗溶液中进行浸泡水洗处理，其中，所述浸泡水洗溶液包括水，以及酸性添加剂或碱性添加剂；3)将步骤2)得到的生物质进行机械脱水处理。本发明在包括酸性添加剂或碱性添加剂的浸泡水洗溶液中进行浸泡水洗处理，促进生物质内部的无机盐析出，提高生物质中氯离子和碱金属离子等无机盐脱除率和处理效率，改善生物质燃料的燃烧特性。

技术领域

本发明涉及秸秆等农业固体废弃物生物质能源化利用技术领域，特别是涉及一种脱除生物质氯离子和碱金属离子的方法。

背景技术

《巴黎协定》要求将全球变暖幅度在工业化前水平基础上控制在低于2℃的范围内，世界气候委员会提出了明确的煤炭减量使用计划：控制地球温升2℃内需关停世界3/4容量的煤电机组。我国煤电装机容量超过10亿千瓦，2018年电力煤炭消耗量37亿吨标煤。我国承诺2030年国内单位生产总值碳排放量比2005年下降60％～65％，面临二氧化碳减排的巨大压力和挑战，为应对这一挑战中国煤电必须走“减煤”和逐步“去煤”的发展道路。

生物质是国际公认的低碳清洁可再生能源，度电二氧化碳排放量与风电持平。我国是农业大国秸秆资源丰富，农作物耕地面积约18亿亩，每年可收集秸秆生物质总量约9亿吨，全部能源化利用可替代4亿吨标煤。秸秆露天焚烧造成严重的粉尘雾霾污染和较高火灾风险系数，国家严令禁止。秸秆体积大密度轻，储运成本高，秸秆中氯离子和碱金属离子高造成锅炉燃烧器结焦结渣和严重的高温氯腐蚀，秸秆处置成了政府和百姓的难点痛点问题。

秸秆中含有大量的钾、钠等碱金属离子和氯离子(含量均高达1％以上)，钾、钠离子是造成秸秆燃烧后灰熔点低的主要原因，当燃料中氯含量大于0.3％时，高温腐蚀倾向严重。在锅炉管的高温腐蚀中，硫的腐蚀是一次性的，而氯的腐蚀是重复性的，其危害性不容忽视。目前生物质颗粒燃料压制成型技术解决了秸秆等生物质燃料运输和储存难题，但无法改善燃烧结焦结渣问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种脱除生物质氯离子和碱金属离子的方法，用于解决现有技术中秸秆等生物质燃料直接燃烧灰熔点低导致锅炉结焦结渣受热面高温腐蚀严重等问题。本发明通过浸泡水洗溶液进行浸泡水洗处理，去除生物质如秸秆中氯离子和碱金属离子等不利于燃烧的成分，改善生物质如秸秆的燃料燃烧特性，经本发明脱除生物质中氯离子和碱金属离子的方法处理后的生物质可作为燃料在各种普通锅炉燃烧器燃烧，解决结焦结渣腐蚀问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种脱除生物质氯离子和碱金属离子的方法，包括如下步骤：

1)将生物质进行破碎处理；

2)将步骤1)得到的生物质在浸泡水洗溶液中进行浸泡水洗处理，其中，所述浸泡水洗溶液包括水，以及酸性添加剂或碱性添加剂；

3)将步骤2)得到的生物质进行机械脱水处理。

在无酸性添加剂或无碱性添加剂的前提下，浸泡水洗生物质脱除无机盐离子的时间长效率低。在包括酸性添加剂或碱性添加剂的浸泡水洗溶液中进行浸泡水洗处理，可促进生物质内部的无机盐析出，提高离子脱除率和处理效率，改善生物质燃料的燃烧特性。

优选地，步骤1)中，还包括如下技术特征中的至少一项：

11)进行破碎处理后的生物质长度≤20cm，直径≤2cm。更优选地，进行破碎处理后的生物质长度为2cm～5cm。

12)进行破碎处理后再进行筛分分离处理。筛分分离泥沙、石子等杂物。

优选地，步骤2)中，还包括如下技术特征中的至少一项：

21)所述浸泡水洗溶液为在压力为0bar～1bar下的液体溶液；