本发明涉及一种生物质燃料烟尘逸散复合助剂的制备方法及其应用，尤其是一种用于抑制生物质燃料烟尘逸散的复合助剂制备及复合助剂应用。
背景技术：
：传统能源，如煤、石油等的有限储存量已无法满足人类发展的需求，面对这种严峻的形式，人类迫切需要寻找能充分供给人类发展的新型能源，生物质能是蕴藏在大自然界中的取之不尽用之不竭的可再生能源，近年来开始逐渐受到重视，我国地大物博，生物质来源丰富，生物质能的高效综合利用对于促进农民增收、环境保护、资源节约以及农业经济可持续发展意义重大。近几年人们发明了生物质燃料成型机，能够将生物质经粉碎、挤压后造粒，用作燃料，固体成型燃料具有密实度高、体积减小、热值提高及便于储存和运输等优点且可以代替煤炭燃烧，对co2减排有很大现实意义，但是由于生物质挥发分较高，成型燃料仍然存在烟尘排放量大的问题，烟尘是雾霾天气的重要成因，为了促进生物质成型燃料的推广使用，解决生物质成型燃料燃烧烟尘逸散是个关键问题。专利cn201710957437.8公开了一种移动式秸秆燃烧烟尘处理装置，包括湿式除尘装置、轮子、高压水泵、负压风机和吸烟罩，其适用于田间直接焚烧秸秆带来的烟尘污染；专利cn201520798425.1公开了一种全自动生物质燃烧炉的烟尘清洁结构，能充分收集烟尘，环保效益显著。这些专利在抑制生物质燃烧烟尘逸散方面，主要通过改造生物质锅炉进行物理降尘，经检索，在生物质成型燃料制备过程中引入复合助剂促进燃烧并起到造渣作用，从源头上解决生物质成型燃料烟尘逸散问题的工艺尚未见报道。技术实现要素：本发明的目的在于解决生物质成型燃料散烧过程中造成的烟尘污染问题，并提供一种抑制生物质燃料烟尘逸散的钠钙复合助剂制备及应用。本发明所要解决的具体技术问题采用以下技术方案来实现。一种抑制生物质燃料烟尘逸散的钠钙复合助剂制备，其特征在于：所述复合助剂的制备方法是按下列步骤进行的：（1）将干燥后的高岭土、石灰石、钠长石添加剂原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；（2）称取破碎好的高岭土60-70份、石灰石20-25份、钠长石10-15份添加剂原料，并将其混合，搅拌均匀；（3）混合料经干式研磨，控制原料粒度≤150目；然后在250-280℃条件下煅烧1-2小时，冷却至常温，制得钠钙复合助剂。一种如上所述的抑制生物质燃料烟尘逸散的钠钙复合助剂的应用，其特征在于：所述钠钙复合助剂的应用是按下列步骤进行的：（1）生物质原料准备：收集得农作物秸秆经破碎、晾晒、筛分，控制粒径≤10mm，控制水分含量为15％±2%，控制土壤及其他固体杂质含量≤3%；（2）原料混合：将破碎后的生物质原料与钠钙复合助剂按重量比为1.0-6.0∶100的比例进行混合均匀；（3）成型：将混合原料移至颗粒成型机中挤压成型得到改性生物质成型燃料，控制环模压缩比为5.5-8.3。在上述的技术方案中，所述改性生物质燃料的质量指标为：截面直径d≥6mm且≤10mm，长度l≥30mm且≤70mm，视密度ρ≥1.00t/m3，收到基低位发热量qnet，ar≥3500kcal/kg，干基灰分ad≤15%，干基挥发分vd≥60%，干基全硫st，d≤0.1%，烟尘排放pm≤50μg/m3。在上述的技术方案中，所述生物质是玉米秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆、水稻稻壳和梨树枝中的一种。本发明上述所提供的一种抑制生物质燃料烟尘逸散的钠钙复合助剂制备及应用，其创新点在于制备生物质成型燃料时，在原料中引入钠钙复合助剂，在促进生物质成型燃料充分燃烧的同时，团聚生物质燃烧产生的细小颗粒，起到造渣作用，使飘尘变为降尘，从源头解决生物质成型燃料烟尘逸散的问题。本发明的技术方案与现有技术相比，其直接带来的和必然产生的优点与积极效果在于所采用的钠钙复合助剂，原料来源广泛而丰富，价格低廉，直接添加至生物质粉末中，通过生物质成型机得到生物质成型燃料，通过试验，在不改变现有炉具的前提下，显著降低了燃烧过程中烟尘排放，从源头上解决了生物质燃料烟尘逸散的问题，提高了生物质成型燃料的适用性，大大促进了生物质成型燃料的推广使用。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。实施例1实施本发明上述所提供的一种抑制生物质燃料烟尘逸散的钠钙复合助剂制备及应用，该制备及应用方法是按下列步骤进行的：步骤一、将干燥后的高岭土、石灰石、钠长石添加剂原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；步骤二、称取破碎好的高岭土70kg、石灰石20kg、钠长石10kg，并将其混合，搅拌均匀；步骤三、将混合料经干式研磨，控制原料粒度≤150目（0.1mm），然后在250℃条件下煅烧2小时，冷却至常温，即为钠钙复合助剂；步骤四、将收集的玉米秸秆经破碎、晾晒，筛分，控制粒径≤10mm，控制水分含量为13％，控制土壤及其他固体杂质含量≤3%。玉米秸秆其他主要指标为收到基低位发热量qnet，ar3897kcal/kg、干基灰分ad7.58%、干基挥发分vd65.45%、干基全硫st，d0.06%；步骤五、将破碎后的生物质原料与钠钙复合助剂按照按一定比例混合均匀，生物质与钠钙复合助剂的重量比为6.0∶100；步骤六、将混合原料移至颗粒成型机中挤压成型得到改性生物质成型燃料，控制环模压缩比为8.3；步骤七一、改性生物质成型燃料的主要指标为：截面直径d10mm、长度l30mm、视密度ρ1.35t/m3、收到基低位发热量qnet，ar3671kcal/kg、干基灰分ad9.30%、干基挥发分vd61.45%、干基全硫st，d0.05%。对比例：在玉米秸秆中不添加任何助剂，经过同样的破碎、晾晒、筛分、混匀、挤压等工艺，所得纯生物质燃料作为对照用样。在德图公司生产的testo3008型烟尘采样器上，分别对添加钠钙复合助剂前后的生物质成型燃料烟尘排放进行测试，结果如下表1所示。表1生物质成型燃料燃烧排放的颗粒物（粒径≤10μm）浓度对比实验组别平均浓度/(μg/m3)减排百分比/%未添加钠钙复合助剂的生物质成型燃料138-添加钠钙复合助剂的改性生物质成型燃料3376.1实施例2步骤一、干燥后的高岭土、石灰石、钠长石添加剂原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；步骤二、称取破碎好的高岭土68kg、石灰石21kg、钠长石11kg，并将其混合，搅拌均匀；步骤三、混合料经干式研磨，控制原料粒度≤150目（0.1mm），然后在280℃条件下煅烧1小时，冷却至常温，即为钠钙复合助剂；步骤四、收集的水稻秸秆经破碎、晾晒，筛分，控制粒径≤10mm，控制水分含量为17％，控制土壤及其他固体杂质含量≤3%。水稻秸秆其他主要指标为收到基低位发热量qnet，ar3654kcal/kg、干基灰分ad6.48%、干基挥发分vd73.84%、干基全硫st，d0.11%；步骤五、将破碎后的生物质原料与钠钙复合助剂按照按一定比例混合均匀，生物质与钠钙复合助剂的重量比为3.0∶100；步骤六、将混合原料移至颗粒成型机中挤压成型得到改性生物质成型燃料，控制环模压缩比为5.5；步骤七、改性生物质成型燃料的主要指标为：截面直径d8mm、长度l50mm、视密度ρ1.06t/m3、收到基低位发热量qnet，ar3571kcal/kg、干基灰分ad7.99%、干基挥发分vd71.05%、干基全硫st，d0.10%。对比例：水稻秸秆中不添加任何助剂，经过同样的破碎、晾晒、筛分、混匀、挤压等工艺，所得纯生物质燃料作为对照用样。在德图公司生产的testo3008型烟尘采样器上，分别对添加钠钙复合助剂前后的生物质成型燃料烟尘排放进行测试，结果如下表2所示。表2生物质成型燃料燃烧排放的颗粒物（粒径≤10μm）浓度对比实验组别平均浓度/(μg/m3)减排百分比/%未添加钠钙复合助剂的生物质成型燃料168-添加钠钙复合助剂的改性生物质成型燃料50068.8实施例3步骤一、干燥后的高岭土、石灰石、钠长石添加剂原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；步骤二、称取破碎好的高岭土66kg、石灰石22kg、钠长石12kg，并将其混合，搅拌均匀；步骤三、混合料经干式研磨，控制原料粒度≤150目（0.1mm），然后在260℃条件下煅烧1.5小时，冷却至常温，即为钠钙复合助剂；步骤四、收集的高粱秸秆经破碎、晾晒，筛分，控制粒径≤10mm，控制水分含量为15％，控制土壤及其他固体杂质含量≤3%。高粱秸秆其他主要指标为收到基低位发热量qnet，ar3746kcal/kg、干基灰分ad12.35%、干基挥发分vd65.67%、干基全硫st，d0.05%；步骤五、将破碎后的生物质原料与钠钙复合助剂按照按一定比例混合均匀，生物质：钠钙复合助剂的重量比为2.0∶100；步骤六、将混合原料移至颗粒成型机中挤压成型得到改性生物质成型燃料，控制环模压缩比为7.0；步骤七、改性生物质成型燃料的主要指标为：截面直径d6mm、长度l30mm、视密度ρ1.19t/m3、收到基低位发热量qnet，ar3647kcal/kg、干基灰分ad13.30%、干基挥发分vd64.04%、干基全硫st，d0.05%。对比例：高粱秸秆中不添加任何助剂，经过同样的破碎、晾晒、筛分、混匀、挤压等工艺，所得纯生物质燃料作为对照用样。在德图公司生产的testo3008型烟尘采样器上，分别对添加钠钙复合助剂前后的生物质成型燃料烟尘排放进行测试，结果如下表3所示。表3生物质成型燃料燃烧排放的颗粒物（粒径≤10μm）浓度对比实验组别平均浓度/(μg/m3)减排百分比/%未添加钠钙复合助剂的生物质成型燃料133-添加钠钙复合助剂的生物质改性成型燃料4764.7实施例4步骤一、干燥后的高岭土、石灰石、钠长石添加剂原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；步骤二、称取破碎好的高岭土64kg、石灰石23kg、钠长石13kg，并将其混合，搅拌均匀；步骤三、混合料经干式研磨，控制原料粒度≤150目（0.1mm），然后在270℃条件下煅烧1.5小时，冷却至常温，即为钠钙复合助剂；步骤四、收集的小麦秸秆经破碎、晾晒，筛分，控制粒径≤10mm，控制水分含量为14％，控制土壤及其他固体杂质含量≤3%。小麦秸秆其他主要指标为收到基低位发热量qnet，ar3525kcal/kg、干基灰分ad7.50%、干基挥发分vd68.95%、干基全硫st，d0.09%；步骤五、将破碎后的生物质原料与钠钙复合助剂按照按一定比例混合均匀，生物质：钠钙复合助剂的重量比为1.0∶100；步骤六、将混合原料移至颗粒成型机中挤压成型得到改性生物质成型燃料，控制环模压缩比为7.5；步骤七、改性生物质成型燃料的主要指标为：截面直径d6mm、长度l50mm、视密度ρ1.24t/m3、收到基低位发热量qnet，ar3505kcal/kg、干基灰分ad8.03%、干基挥发分vd67.25%、干基全硫st，d0.08%。对比例：小麦秸秆中不添加任何助剂，经过同样的破碎、晾晒、筛分、混匀、挤压等工艺，所得纯生物质燃料作为对照用样。在德图公司生产的testo3008型烟尘采样器上，分别对添加钠钙复合助剂前后的生物质成型燃料烟尘排放进行测试，结果如下表4所示。表4生物质成型燃料燃烧排放的颗粒物（粒径≤10μm）浓度对比实验组别平均浓度/(μg/m3)减排百分比/%未添加钠钙复合助剂的生物质成型燃料101-添加钠钙复合助剂的生物质改性成型燃料4555.4实施例5步骤一、干燥后的高岭土、石灰石、钠长石添加剂原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；步骤二、称取破碎好的高岭土62kg、石灰石24kg、钠长石14kg，并将其混合，搅拌均匀；步骤三、混合料经干式研磨，控制原料粒度≤150目（0.1mm），然后在250℃条件下煅烧1小时，冷却至常温，即为钠钙复合助剂；步骤四、收集的水稻稻壳经破碎、晾晒，筛分，控制粒径≤10mm，控制水分含量为13％，控制土壤及其他固体杂质含量≤3%。水稻稻壳其他主要指标为收到基低位发热量qnet，ar3699kcal/kg、干基灰分ad11.47%、干基挥发分vd75.27%、干基全硫st，d0.04%；步骤五、将破碎后的生物质原料与钠钙复合助剂按照按一定比例混合均匀，生物质：钠钙复合助剂的重量比为4.0∶100；步骤六、将混合原料移至颗粒成型机中挤压成型得到改性生物质成型燃料，控制环模压缩比为8.3；步骤七、改性生物质成型燃料的主要指标为：截面直径d10mm、长度l70mm、视密度ρ1.20t/m3、收到基低位发热量qnet，ar3531kcal/kg、干基灰分ad13.00%、干基挥发分vd72.51%、干基全硫st，d0.02%。对比例：水稻稻壳中不添加任何助剂，经过同样的破碎、晾晒、筛分、混匀、挤压等工艺，所得纯生物质燃料作为对照用样。在德图公司生产的testo3008型烟尘采样器上，分别对添加钠钙复合助剂前后的生物质成型燃料烟尘排放进行测试，结果如下表5所示。表5生物质成型燃料燃烧排放的颗粒物（粒径≤10μm）浓度对比实验组别平均浓度/(μg/m3)减排百分比/%未添加钠钙复合助剂的生物质成型燃料137-添加钠钙复合助剂的改性生物质成型燃料4855.0实施例6步骤一、干燥后的高岭土、石灰石、钠长石添加剂原料分别经粗破、细破至粒度≤3mm；步骤二、称取破碎好的高岭土60kg、石灰石25kg、钠长石15kg，并将其混合，搅拌均匀；步骤三、混合料经干式研磨，控制原料粒度≤150目（0.1mm），然后在260℃条件下煅烧1.5小时，冷却至常温，即为钠钙复合助剂；步骤四、收集的梨树枝经破碎、晾晒，筛分，控制粒径≤10mm，控制水分含量为16％，控制土壤及其他固体杂质含量≤3%。梨树枝其他主要指标为收到基低位发热量qnet，ar3844kcal/kg、干基灰分ad9.17%、干基挥发分vd68.07%、干基全硫st，d0.11%；步骤五、将破碎后的生物质原料与钠钙复合助剂按照按一定比例混合均匀，生物质：钠钙复合助剂的重量比为5.0∶100；步骤六、将混合原料移至颗粒成型机中挤压成型得到改性生物质成型燃料，控制环模压缩比为6.5；步骤七、改性生物质成型燃料的主要指标为：截面直径d10mm、长度l50mm、视密度ρ1.07t/m3、收到基低位发热量qnet，ar3629kcal/kg、干基灰分ad11.52%、干基挥发分vd63.91%、干基全硫st，d0.09%。对比例：梨树枝中不添加任何助剂，经过同样的破碎、晾晒、筛分、混匀、挤压等工艺，所得纯生物质燃料作为对照用样。在德图公司生产的testo3008型烟尘采样器上，分别对添加钠钙复合助剂前后的生物质成型燃料烟尘排放进行测试，结果如下表6所示。表6生物质成型燃料燃烧排放的颗粒物（粒径≤10μm）浓度对比实验组别平均浓度/(μg/m3)减排百分比/%未添加钠钙复合助剂的生物质成型燃料167-添加钠钙复合助剂的改性生物质成型燃料4175.4当前第1页12