[发明专利]一种铁粉复合燃料及其制备、应用方法

说明书

本发明公开了一种铁粉燃料及其制备、应用方法，所述铁粉燃料各组分按质量比为：生石灰粉：铁粉＝(1～3)：4，或生石灰粉：刚玉粉：铁粉＝(1～1.7)：(0.5～0.8)：1。经原料混合制备的铁粉燃料以挤压的方式进入燃烧室，在燃烧室内与氧气混合后点燃，作为燃料可持续稳定地放出大量的热量，可以通过控制复合燃料的组成比例，改变铁粉的分布密度，调整反应速度，同时反应的生成物分别为铁酸钙和铁铝酸四钙，其能量密度远远高于化石燃料，并且在燃烧的过程中绿色环保，不会产生硫氧化物、氮氧化物等有害气体。本发明工艺简单，安全可靠。反应产物可以直接作为产品进行使用，不需要对铁氧产品进行还原处理等复杂的工艺过程。

技术领域

本发明属于粉末燃料技术领域，特别涉及一种铁粉复合燃料及其制备、应用方法。

背景技术

长期以来，作为最主要的能源，煤炭支撑着中国工业的快速发展，为我国的经济社会发展提供了充足的动力。与此同时，煤炭等化石燃料在炼钢、水泥、电力、冶金等重工业领域的大规模使用，也带来了严重的环境污染。尤其近年来持续出现的极端雾霾天气，其很重要的原因就在于我国能源结构不合理，清洁能源用量较少，长期大量使用煤炭等化石能源所致。随着工业、经济的发展，我国的水污染、大气污染、土壤污染问题也愈加突出，环境污染现已严重影响我国居民身体健康。近年来，随着诸多环保法规的相继出台，降低污染、节能减排已经成为我国的国策和企业工作的重点。研发清洁燃料材料，开拓新能源利用也成为当前重要科研动向。

申请号201510239204.5的中国专利公开了一种粉体清洁燃料，按重量份数的配方为:高岭土20～30份，蒙脱石10～20份，石膏20～30份，铁粉5～15份，氧化镁5～15份，混合钠盐5～10份。所述的混合钠盐是由硅酸钠、氢氧化钠依据1:1～1:3比例混合而成。用于炉窑燃烧时，与煤炭、生物质等燃料直接掺烧即可，在煤炭中的掺烧比例为煤炭质量的0.1％～4％，在生物质燃料中的掺烧比例为生物质质量的0.1％～5％，掺烧后可强化燃料燃烧放热，提升炉膛温度，降低飞灰含碳量，达到节约燃料3％～8％的效果。该专利所述是以煤炭为主成分，加入其它的物料实现燃料的清洁，但其以煤炭为主仍然不能从根本上解决对环境的污染问题，环境治理需要投入更高的成本。

申请号CN201710378169.4的中国专利公开了一种纳米铁粉燃料发电方法及其装置，以纳米铁粉为燃料，纳米铁粉与氧气混合后被点燃，产生的热能转化为电能实现发电；对于燃烧产物Fe₃O₄，通过通入氢气还原Fe₃O₄，实现对燃烧产物的回收。本发明的纳米铁粉发电方案热效能高、绿色环保、无污染、可重复利用、节能安全可靠、低成本、可替代现有不可再生能源、极具发展前景。该专利所述纳米铁粉与氧气进行反应放出大量的热，但纳米铁粉在发生团聚的情况下，会造成燃烧不充分、热值低的问题，在不发生团聚的情况下，与氧气反应过于强烈，反应速度难以抑制，同时对反应后生成物需要通过氢还原的方式，实现回收，工艺流程复杂，成本高。

针对现有技术采用以煤炭为主成分，加入其它的物料实现燃料的清洁，没有从根本上解决对环境的污染问题，环境治理需要投入更高的成本。采用纳米铁粉，与氧气发生反应速度过快，反应强烈，不能有效地控制反应节奏，同时，对反应后生成物需要通过氢还原的方式实现回收，工艺流程复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色环保、工艺简单的铁粉复合燃料及其制备、应用方法，通过控制复合燃料的组成比例，改变铁粉的分布密度，调整反应速度，安全可靠，成本较低，并且反应的生成物为铁酸钙或者铁铝酸四钙，可以直接作为产品进行使用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：