基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法技术

本发明专利技术涉及基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法技术领域，且公开了一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，通过首先高碱燃料在管式炉中灼烧至900～1000℃，烟气流速由空气流速间接控制，利用流速控制器调节空气流速，少量烟气通过位于管式炉尾部的开关阀被吸收液吸收，烟气温度通过RH监测，并输入计算机保存，高温烟气与位于耐高温石英前端的高温金属板(铜、银、铁)接触、碰撞而实现碱金属蒸汽地高温热电离，金属板温度采用感应加热的方式进行加热，金属板温度可以通过改变电路中电流的大小来调节，电流通过可调电阻调节调节，所有烟温、流速、金属板温度、电流等原始数据皆由数据采集系统采集至计算机内保存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，具体为一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法。

技术介绍

1、高碱燃料是缓解中国能源危机中的重要后备资源。课题所述的高碱燃料主要指的是高碱性煤种和生物质燃料。高碱煤在世界范围内广泛分布，具有热值低、碱金属元素和碱土金属元素含量高的特点。生物质是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质的总称，包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。鉴于能源瓶颈以及其可持续性、环境效应各方面综合考虑，生物质作为一种可再生能源，储备丰富，已被广泛认定为最具发展潜力的后备能源。

2、碱金属含量高是制约高碱燃料开发利用的主要问题。高碱燃料中难溶性碱金属含量很高，在燃烧过程中，碱金属的存在会降低灰熔点，导致灰渣在较低温度(不足1200℃)便完全呈现熔融状态。熔融态或液态灰渣粘性较强，容易覆盖燃烧器喷口或水冷壁管面，诱发结渣；另一方面，如果提高燃烧温度会促进可溶性碱金属的析出成为碱金属蒸汽，当尾部受热面发生严重的沾污现象；同时，碱金属蒸汽在高温下通过化学或者电化学作用会对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，所述实验系统以及燃料预处理设备制备具体包括有：恒温磁力搅拌器(DF-101S)、台式高速离心机(LC-LX-H185C)、电热恒温鼓风干燥箱(XGQ-2000)、超声波清洗仪(PS-40)、X射线衍射仪(Bruk erD8Advance)、傅里叶红外光谱仪(ThermoFisherNicoletIs50)、扫描电子显微镜(SU15100)、美国麦克仪器(BETASAP2020plusHD88)、无油静音...

【技术特征摘要】

1.一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，所述实验系统以及燃料预处理设备制备具体包括有：恒温磁力搅拌器(df-101s)、台式高速离心机(lc-lx-h185c)、电热恒温鼓风干燥箱(xgq-2000)、超声波清洗仪(ps-40)、x射线衍射仪(bruk erd8advance)、傅里叶红外光谱仪(thermofishernicoletis50)、扫描电子显微镜(su15100)、美国麦克仪器(betasap2020plushd88)、无油静音空压机、粉碎机、不锈钢分样筛、电子天平、研钵、混匀仪、瓷舟、转子流量计、开启式管式炉、高速摄像机、高斯计等可以实现元素定量分析和颗粒轨迹摄像等。

3.根据权利要求2所述的一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，所述还需准备一台流量测量控制设备，耐高温石英管及其组件，100cm2铜板、银板若干块，高频金属感应加热器一台，电磁铁(jl-0837)及其控制设备一套，铜镍合金电调极板及附属系统一套，用于原料及生成物的xrd、ftir、sem、bet等表征与化验费用，采样瓶、石英管、研钵等实验耗材。

4.根据权利要求1所述的一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，所述高碱燃料中碱金属高温热电离脱除机理流程首先，采用xrd、ftir、sem、bet等手段对高碱燃料进行分析与表征，获得实验所需要的基础数据，其次，在管式炉中将燃料灼烧至1000℃，采集烟气、灰、渣中燃烧产物，通过化验分析碱金属的迁移与分布特性，再次，通过流速控制使烟气与高温金属板(铜、银、铁)接触、碰撞，利用碱金属蒸汽的热电离效应，使烟气中的碱金属电离，电离后的碱金属与其他带电微粒通过强磁场作用，使其有序化沿着螺旋轨迹运动，最终不同电性的粒子被尾部的阴、阳极板捕集，在此基础上获得碱金属高温热电离机理和强磁场“笼封”机制。

5.根据权利要求1所述的一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，所述高碱性燃料中碱金属迁移特性分析过程首先分为三个结论：一、当温度大于900℃时碱金属化合物主要以蒸汽的型式赋存，二、碱金属元素如果赋存于气相中，将极易与固相颗粒物质结合而生成低熔点化合物，带来燃烧器及炉膛结渣，三、有效的碱金属处理方式是将其固化到大渣中，以避免它与其他物质结合或者直接排放到大气中导致环境污染。

6.根据权利要求5所述的一种基于高温热电离与磁场笼封协同作用的碱金属脱除方法，其特征在于，所述高碱燃料主要包括高碱煤和各种生物质燃料，采集典型高碱煤和生物质燃料，首先通过xrd、ftir、sem、bet等手段对原...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀德，吴彦谕，陈连军，钟毅，张三南，汤元君，卜钟鸣，叶阳辉，
申请(专利权)人：浙江科技大学，
类型：发明
国别省市：