[发明专利]用于抑制生物质燃料燃烧中含氮污染物生成的燃料添加剂

说明书

本发明公开了用于抑制生物质燃料燃烧中含氮污染物生成的燃料添加剂。该燃料添加剂，通过将硅藻土、高锰酸钾、硝酸锰混合体系的水热反应产物在KOH溶液中超声浸渍后煅烧得到。本发明提供的燃料添加剂能够吸附生物质燃料燃烧过程中生成的NH₃，并将其转化为氮气和水，从而抑制了生物质燃料燃烧过程中污染物NO_x的产生。具体来说，本发明在高锰酸钾、硝酸锰混合体系中通过水热法制备了过渡金属非晶相锰氧化物，过渡金属非晶相锰氧化物存在隧道结构，不仅可以提高80℃～150℃低温区内NH₃转化为氮气和水的催化活性，还可以稳定K⁺和碱性阳离子，进一步提高燃料添加剂对污染物NO_x产生的抑制作用。

技术领域

本发明涉及环境保护与再生能源技术领域，具体而言涉及一种用于抑制生物质燃料燃烧中含氮污染物生成的燃料添加剂

背景技术

能源是人类生存、文明发展和推动社会进步的重要因素。自工业革命以来，科学技术快速发展，社会经济发生了翻天覆地的变化，人类对自然能源的消耗持续增加，据估算2050年世界能源消耗量将是21世纪初期能源消耗量的两倍甚至更多。目前，人类使用的能源主要依赖三种化石燃料；煤、石油和天然气，而化石燃料是不可再生资源且储量有限，长期的开采利用使得化石能源日趋枯竭，人类面临严重的能源危机。与此同时，化石能源的使用产生大量的温室气体，造成空气污染、温室效应及臭氧层破坏等严峻的环境问题，给人类生存带来严重的威胁。因此，寻找清洁且可持续的替代能源成为如今能源应用领域的当务之急。

目前，可再生能源是生产清洁和可持续能源的唯一希望，新能源凭借可再生性和环保优势受到越来越多的关注。除已经工业化的太阳能、风能转化技术外，人类可取用的能源还包括生物质能源。与化石能源相比，生物质能源在转化过程中排放的有害气体更少。生物质能源来源丰富，成本低廉，是唯一可转化成燃料的可再生能源，也是唯一可再生的碳源。生物质作为一种清洁可再生能源，是生物通过光合作用将获得的太阳能转化为化学能并储存在生物质中的能量，不仅包括直接通过光合作用生长成的各种植物、农作物、水产资源，同时也包括人类或动物通过消耗各种动植物、进行生产活动所产生的有机废弃物。从能源角度划分，主要可以分为生产资源型生物质和有机废弃物型生物质。

生物质能是重要的新能源，是能源转型的重要力量。我国生物质能利用潜力大，可作为能源利用的生物质资源每年约4.6亿。目前我国的生物质能资源主要有秸秆、木质残余物、禽畜粪便和能源作物等，具有来源丰富，价格低廉，兼具产能和经济性能等优势。生物质燃料通过燃烧或其他技术转化过程中释放的二氧化碳和吸收的二氧化碳基本相等，实现了碳的零排放。但生物质和传统的煤、石油、天然气等化石燃料一样，燃烧排放烟气中的污染物中氮氧化物的含量高，大约80％以上的氮在燃烧过程中都会转化成NO_x，造成了雾霾、酸雨等严重的环境污染问题，因此高效地利用生物质成型燃料的同时，还需关注排放的污染问题。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明旨在提供一种用于抑制生物质燃料燃烧中含氮污染物生成的燃料添加剂，其可以通过吸附NH₃，并促进NH₃与氮氧化物反应生成N₂、H₂O；从而达到降低生物质燃料燃烧尾气中NO_x含量的效果，从而降低后续生物质燃料烟气的处理成本，缓解大气污染现状。

第一方面，本发明提供一种用于抑制生物质燃料燃烧中含氮污染物生成的燃料添加剂，其通过将硅藻土、高锰酸钾、硝酸锰混合体系的水热反应产物在KOH溶液中超声浸渍后煅烧得到。

作为优选，获取燃料添加剂过程中使用的硅藻土、高锰酸钾、硝酸锰溶液、KOH溶液、去离子水的质量比为5:(2～3):(5～7):10:(75～85)。

作为优选，KOH溶液中，KOH与去离子水的摩尔比为(0.05～0.5):1。

该用于抑制生物质燃料燃烧中含氮污染物生成的燃料添加剂的制备方法，包括以下步骤：