[发明专利]一种焚烧灰有胶凝性能的生物质秸秆燃料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种焚烧灰有胶凝性能的生物质秸秆燃料及其制备方法和应用，属于生物质秸秆利用技术领域。该生物质秸秆燃料的组分包括秸秆粉末、电石渣和工业副产石膏，且各组分的质量百分比为：秸秆粉末80～95％、电石渣2.5～17.5％、工业副产石膏2.5～17.5％。采用本发明的技术方案能够有效解决生物质秸秆燃料燃烧堵塞烟道炉排的问题，保证燃烧顺利进行，同时也解决了磷石膏等工业副产石膏以及电石渣等大宗固废随意堆积会严重污染环境的问题，实现了大宗固废最有效、最大程度的资源化利用。

技术领域

本发明属于生物质秸秆利用技术领域，更具体的说，涉及一种焚烧灰有胶凝性能的生物质秸秆燃料及其制备方法和应用。

背景技术

生物质能源是来自于太阳能的能源，每年都能够产生大量的新生生物质，是一种十分稳定的可再生能源，这也决定了其原材料价格的低廉，随着成型技术的不断完善，加工成本的不断降低，现阶段生产的生物质颗粒燃料价格比煤等传统化石能源具有显著的可持续优势。生物质颗粒燃料其污染物比烟煤少的多：其固体残渣大多为6％左右，有的甚至仅2％左右，比煤的残渣量(18％～25％)少的多；且生物质颗粒燃料的热值大多在16000kJ/kg以上，其热值基本上跟普通烟煤相当。然而，这些生物质中的碱金属元素含量普遍较高，在其燃烧利用过程中碱金属容易与其它成灰元素如氯、硅发生化学反应，生成低熔点的物质而造成锅炉受热面结渣。例如，在玉米秸秆原样中，元素Si含量最多(21.5％)，其次为K(20.6％)，金属元素中的Ca含量也较多(6.83％)，Na、Mg较少(0.24％、2.46％)，而Al、Fe含量接近零，且微量元素P、Cl含量也较少，且多数生物质秸秆灰以硅酸钾盐为主要成分，导致熔点较低而造成锅炉积灰结渣。

生物质灰分的熔点差异很大，尤其是木质生物质和秸秆生物质之间，灰分的熔点相差 400～500℃。国外主要发展的木质生物质颗粒燃料，其灰分熔点普遍较高，一般在1200℃以上，在燃烧过程中不会出现因为积灰结渣堵塞烟道或者炉膛等问题，便于自动化连续燃烧。但在我国并不适合发展木质颗粒燃料，发展秸秆生物质颗粒燃料极为适合我国国情。我国产生量巨大的农作物秸秆主要有玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆等，这类秸秆灰分熔点普遍较低，在较低温度(700℃～900℃)时就会产生积灰结渣的问题，这些积灰结渣会堵塞烟道、炉排等，从而导致燃烧不能进行，这个温度并不能满足工业锅炉的使用，甚至不能满足一些中小型取暖锅炉的使用，给生物质颗粒燃料的发展带来很大麻烦，严重阻碍了生物质颗粒燃料产业的发展，生物质颗粒燃料灰分的积灰结渣问题已成为阻碍生物质颗粒燃料产业发展的关键问题。目前采用如下的方法可以在一定程度上提高秸秆灰分熔点：1、通过分别向玉米秸秆中掺混大豆秸秆及花生壳，可在一定程度上改善玉米秸秆灰分熔点过低的问题，但这种方法采用的是向玉米秸秆中掺混其它生物质，该方法仅对复合生物质颗粒燃料的热值、灰分等产生轻微影响，并且能够合理利用生物质能源以适应我们的需要；2、通过向玉米秸秆中掺混无机添加剂以改善玉米秸秆灰分熔点过低的问题，这种方法会对复合生物质颗粒燃料的热值，灰分等产生较大影响，所以必须合理控制掺混无机添加剂的质量百分比。