一种生物质燃料预处理剂及制备方法和炉外预处理方法技术

本申请属于生物质燃烧领域，尤其涉及一种生物质燃料预处理剂及制备方法和炉外预处理方法；本申请提供的生物质燃料预处理剂可以降低生物质燃料中钠、钾以及灰分，减少生物质燃料燃烧过程中形成低熔点共熔体，同时，还能对粉煤灰燃烧过程中产生低熔点的硅酸盐化合物进行反应和捕集，阻碍低熔点化合物不向气相迁移，从而大大减少了生物质燃料燃烧过程中的腐蚀和结焦，解决现有技术中缺乏对生物质燃料预处理，以减少生物质燃烧时容易腐蚀和结焦的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质燃料预处理剂及制备方法和炉外预处理方法


[0001]本申请属于生物质燃烧领域，尤其涉及一种生物质燃料预处理剂及制备方法和炉外预处理方法。

技术介绍

[0002]生物质燃料具有可再生、对环境污染少的优点，是未来绿色可再生能源的发展方向之一，具有广阔的发展前景。
[0003]然而生物质在生长过程中吸收了大量的矿物质、盐类等元素，因而与传统的燃煤相比，生物质燃料中K、Na以及Cl等元素含量较高，K、Na以及Cl等元素中钾主要以水溶盐的形式存在于生物体内，也有一部分以离子吸附的形式存在于羧基和其它官能团及化学吸附物质上；钠与钾相似，基本上存在于易挥发的物质中；氯主要是以氯离子的形式存在，氯可以和碱金属形成稳定且易挥发的碱金属化合物。燃烧过程中生物质所含的K和Na会形成不同的形态，一部分K和Na会析出进入气相，另一部分会呈现熔融态，还有一部分为固态；例如稻草燃烧后生成的产物中，由碱金属元素形成的化合物主要有KCl、K2SO4、NaCl和Na2SO4四种，还生成了少量的熔融态KOH、K2CO3、NaOH和Na2CO3，KCl更容易析出进入气相，而碱金属硫酸盐更倾向于沉积在底灰中，以气态形式析出的碱金属氯化物随烟气逐渐被冷却，便容易凝结并粘附在换热器表面上，最终造成严重的结焦；而沉积在底灰中的碱金属硫酸盐能降低生物质的灰熔点，也将促进结焦的形成，并且，稻草燃烧气氛中含有氯气、氯化氢气体等，与过热器管材接触发生腐蚀作用，夺取了氧化物保护膜中的氧，腐蚀产物为含铁的低熔点氯化物、含铁的低熔点硫化物，使腐蚀持续发生。r/>[0004]由上述生物质燃料时腐蚀和结焦机理可知，炉内温度、含氯量、碱金属含氯和沉积量是影响腐蚀的重要因素，在固态碱金属氧化物引起的腐蚀过程中，炉内温度的升高、沉积量的增加都将明显增加锅炉钢材的氧化速度，因为腐蚀是一种复杂的化学过程，温度的升高将加速反应向腐蚀方向的进行。生物质中含氯量的增加会加重含氯气体引起的腐蚀，HCl和Cl2可穿过金属氧化膜与内部金属直接发生反应形成金属氧化物，同时氯的增加促进了碱金属的流动性，加重了熔融态碱金属氯化物引起的腐蚀，温度的升高有利于碱金属从燃料中析出，也加重了这一过程；因此，目前减少生物质燃料腐蚀和结焦的方法通常为优化燃烧条件、锅炉内喷洒添加剂、采用新的合金材料、复合涂层或减少过热器表面温度，然而这些减少生物质燃料腐蚀和结焦的方法存在需要时刻调整燃烧工况，操作繁琐，价格昂贵，使用成本高等缺点，且这些方法都是在生物质燃烧过程中进行处理，缺乏事先对生物质燃料预处理，以减少生物质燃烧时容易腐蚀和结焦的方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种生物质燃料预处理剂及制备方法和炉外预处理方法，用于解决现有技术中缺乏对生物质燃料预处理，以减少生物质燃烧时容易腐蚀和结焦的技术问题。
[0006]本申请第一方面提供了一种生物质燃料预处理剂，组成成分包括A剂和B剂；
[0007]所述A剂包括混合酸溶液，所述B剂包括粉煤灰、氢氧化镁以及抗结焦剂；
[0008]所述抗结焦剂为碳纤维。
[0009]优选的，以质量份计算，所述生物质燃料预处理剂包括90～110质量份混合酸溶液、120～160质量份粉煤灰、53～63质量份氢氧化镁以及1～3质量份碳纤维。
[0010]优选的，以质量份计算，所述生物质燃料预处理剂包括100质量份混合酸溶液、140质量份粉煤灰、58质量份氢氧化镁以及2质量份碳纤维。
[0011]优选的，所述混合酸溶液包括盐酸和硝酸。
[0012]优选的，以质量份计算，所述混合酸溶液包括70质量份盐酸溶液和30质量份硝酸溶液；
[0013]所述盐酸溶液质量分数为5％，硝酸溶液质量分数为1％。
[0014]本申请第二方面提供了一种生物质燃料预处理剂的制备方法，制备方法包括：
[0015]以质量份计算，将70质量份盐酸溶液和30质量份硝酸溶液混合均匀，得到A剂；
[0016]以质量份计算，将140质量份粉煤灰、58质量份氢氧化镁以及2质量份碳纤维混合均匀，得到B剂。
[0017]本申请第三方面提供了一种生物质燃料炉外预处理方法，利用上述生物质燃料预处理剂对生物质燃料进行预处理，预处理方法包括：
[0018]步骤S1、将A剂喷洒到生物质燃料中进行反应，得到初步处理的生物质燃料；
[0019]步骤S2、将B剂与初步处理的生物质燃料混合均匀，得到预处理的生物质燃料；
[0020]所述A剂为混合酸溶液，所述B剂包括粉煤灰、氢氧化镁以及抗结焦剂。
[0021]优选的，步骤S1中，所述反应的温度为25℃～30℃，时间为6～18h。
[0022]优选的，步骤S1中，所述生物质燃料秸秆类生物质燃料和/或木质类生物质燃料。
[0023]优选的，所述秸秆类生物质燃料选自玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、花生杆、豆秸秆、辣椒杆、棉杆、甘蔗中至少一种；
[0024]所述木质类生物质燃料选自松树木、杉树木、樟树木、柳树木、桑树木、橡木中的至少一种。
[0025]优选的，步骤S1中，所述生物质燃料的长度不大于20cm。
[0026]对于过长的生物质燃料，如各种木质类生物质燃料，需要先将其斩断为小尺寸的燃料，以便于使用，而对于较短的玉米秸秆则可以直接使用，为方便使用，通常长度大于1cm。
[0027]优选的，所述A剂和所述B剂的质量比为1:1～3；
[0028]所述A剂和所述B剂的质量和与所述生物质燃料的质量比为1～5：100。
[0029]综上所述，本申请提供了一种生物质燃料预处理剂及制备方法和炉外预处理方法，生物质燃料预处理剂的组成包括混合酸溶液、粉煤灰、氢氧化镁以及碳纤维抗结焦剂，使用本申请提供的生物质燃料预处理剂对生物质燃料进行预处理后，得到预处理生物质燃料，预处理生物质燃料中粉煤灰在燃烧过程中一方面阻碍了碱金属形成低熔点共熔体，另一方面减少碱金属之间形成低熔点共熔体，减少生物质燃料燃烧过程中的腐蚀和结焦，而氢氧化镁和碳纤维可以对粉煤灰燃烧过程中产生低熔点的硅酸盐化合物和碱金属进行反应和捕集，形成共熔体，使其不向气相迁移，大大减少了生物质燃料燃烧过程中的腐蚀和结
焦，从而解决现有技术中缺乏对生物质燃料预处理，以减少生物质燃烧时容易腐蚀和结焦的技术问题。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本申请实施例2提供的生物质燃料炉外预处理方法流程示意图。
具体实施方式
[0032]本申请提供了一种生物质燃料预处理剂及制备方法和炉外预处理方法，用于解决现有技术中缺乏对生物质燃料预处理，以减少生物质燃烧时容易腐蚀和结焦的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质燃料预处理剂，其特征在于，包括A剂和B剂；所述A剂包括混合酸溶液，所述B剂包括粉煤灰、氢氧化镁以及抗结焦剂；所述抗结焦剂为碳纤维。2.根据权利要求1所述的一种生物质燃料预处理剂，其特征在于，以质量份计算，所述生物质燃料预处理剂包括90～110质量份混合酸溶液、120～160质量份粉煤灰、53～63质量份氢氧化镁以及1～3质量份碳纤维。3.根据权利要求1所述的一种生物质燃料预处理剂，其特征在于，所述混合酸溶液包括盐酸和硝酸。4.根据权利要求1所述的一种生物质燃料预处理剂，其特征在于，以质量份计算，所述混合酸溶液包括70质量份盐酸溶液和30质量份硝酸溶液；所述盐酸溶液质量分数为5％，硝酸溶液质量分数为1％。5.权利要求1
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4任一项所述的一种生物质燃料预处理剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：以质量份计算，将70质量份盐酸溶液和30质量份硝酸溶液混合均匀，得到A剂，将140质量份粉煤灰、58质量份氢氧化镁以及2质量份碳纤维混合均匀，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏亮，冯永新，宋景慧，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：