CN104178241A - 节能固硫清洁燃煤及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能固硫清洁燃煤，通过提高燃烧效率和热传导效率而节能的清能够洁燃煤产品，其由植物油、生石灰粉、氯化钠、氯化钾、高氯酸钾、高锰酸钾、三氧化二铝、氧化铁、二氧化锰、碳酸钠等原料，同时还公开其制备方法，其通过称重、研磨过筛、混合溶解、稳定罐装等工艺步骤实现成品添加剂后，与普通煤炭混合而成。其原料价格低廉，制备方法简便、安全、成本低，具有很好的经济效益和环保效益。

Description

节能固硫清洁燃煤及其制备方法

技术领域

本发明涉及发电和供热技术领域，特别是涉及一种节能固硫清洁燃煤及其制备方法。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础。虽然随着科技的变革，世界能源结构发生着变化，出现天然气、太阳能、风能、水能、核能等重要替代能源。但因替代能源规模有限，而煤炭储量巨大，在今后相当长的时间内，煤炭仍将是人类生产生活中的主导能源。

现实的问题是，燃煤锅炉能耗大、效率低且产生严重的空气污染。目前，随着节能环保已经成为国家“十二五”经济社会发展的重要目标，提高燃煤品质，以实现煤炭的高效、环保利用，是煤炭行业的重点。

提高燃煤节能效果无非三种方法，一是改变燃煤锅炉燃烧方式，比如采用目前比较先进的流化床锅炉或者改进的各种燃烧器；二是降低煤粉的粒度；三是研究开发含有特殊添加剂的清洁燃煤。前两种方法需要引进新的燃烧设备或改造煤炭制粉系统，经济成本高，且对不同煤种适应性差。而通过在煤炭中加入少量添加剂制成新型燃煤，是更理想的办法。此类新型燃煤既可提高燃烧效率，实现节能，又可减少烟气污染的排放，实现环保，具有十分重要的现实意义。

虽然有报道已经开发出一些促进煤炭燃烧、清焦、固硫等的新型煤炭，在节能、环保方面取得了一些成果。但是，这些新型煤炭经济成本高，也没有很好兼顾清焦、固硫等环保作用，因此缺乏现实意义，所以就需要一种成本低效果好的节能固硫清洁燃煤。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供节能固硫清洁燃煤及其制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种节能固硫清洁燃煤，由以下组份制成：

普通碳煤；

植物油，与普通碳煤质量比为1～5:1000；

生石灰粉，与普通碳煤质量比为6～9:1000；

助剂，与普通碳煤质量比为0.8～1.2:1000，

其中，所述的助剂由以下组份制成，

所述的植物油为豆油、亚麻油、蓖麻油或菜子油的一种或几种。

一种节能固硫清洁燃煤的制备方法，包括以下步骤，

a、助剂的制备：

1)称取助剂的原料并将其研磨；

2)按顺序将氯化钠、氯化钾、二氧化锰、三氧化二铝、氧化铁、碳酸钠投入搅拌机内，然后按投入原料总量与纯净水比例为1:8-12，加入50℃-60℃的纯净水并搅拌，时间10-20分钟；

3)再次加入步骤2)中条件的纯净水，然后将高氯酸钾、高锰酸钾投入搅拌机，继续搅拌，时间10-20分钟；

4)将步骤3)中产品送至低压反应釜，加温至70℃-75摄氏度，加压至0.1-0.15MPa，搅拌20分钟，停止加压，继续搅拌降至常温，停留24小时后制得助剂；

b、混合步骤：

称取预定量助剂，用20～30倍助剂质量的水稀释,将浆料喷入普通碳煤，然后加入植物油、生石灰粉均匀混合制成清洁燃煤产品。

步骤a的步骤1)中将各原料研磨至200或以下。

本发明将普通煤炭按照专业程序喷洒助剂、混合添加剂制成本清洁燃煤，有效成分能够迅速渗透到煤粒内部。其中的氧化剂成分如高锰酸钾因热分解放出的活性氧加快着火初期的火焰传播速度，并提供燃烧段所需的活性氧，促使煤炭在燃烧过程中释放的挥发份和碳粒充分燃烧，提高了煤粉的燃烧率。膨松剂成分如碳酸钠在炉膛高温区的燃煤中受热“微爆”，搅动煤层内气流，使碳粒的表面灰烬或CO脱离而充分燃烧。同时其中的催化剂成分，如二氧化锰能够降低燃煤燃烧反应的活化能，降低着火温度，改善煤的燃烧特性，并与氧化剂成分一起进一步提高燃烧效率。

同时清洁燃煤中的有效成分在固硫反应中起促进作用，降低固硫反应的活化能，使反应更容易进行，并加快CaSO3的氧化反应，同时通过提高CaSO4的分解温度和覆盖、包裹CaSO4晶体表面，抑制CaSO4的分解，提高了固硫效果。

同时，清洁燃煤中的有效成分通过分解和分散锅炉系统内的烟尘积垢以及焦状物，起到清洁清焦的目的，从而提高了锅炉的热传递效率，延长使用寿命，降低维修费用。由此，本清洁燃煤最终可达到节能、固硫降尘、节约运行成本的作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

节能方面的特点

1、本清洁燃煤使煤炭充分燃烧，提高燃烧效率，达到节煤节能的效果

清洁燃煤中所含的有效成分可迅速渗透到煤粒内部，在炉膛高温区的燃煤颗粒中受热“微爆”，搅动煤层内气流，使碳粒的表面灰烬或CO脱离而充分燃烧。同时其中的催化剂能够降低燃煤燃烧反应的活化能，降低着火温度，改善煤的燃烧特性，并与氧化剂一起进一步提高燃烧效率。

2、能够清除锅炉系统的结焦，提高热传递速度和效率，锅炉运行效率得到改善锅炉因长时间燃烧会在内壁形成结焦，清洁燃煤中的分解、分散剂可使结焦在一定时间内分解、脱落，由此减少热传递阻力，提高热传递效率，起到节能的作用。

3、降低运行成本

本清洁燃煤在清焦的同时减少了结焦体的腐蚀，提高了锅炉使用寿命。同时改善了燃烬层的形态，较少炉排运行强度，降低了运行成本，本发明的节能固硫清洁燃煤可实现综合节能3％～7％，起到很好的节能效果。

环保方面的特点

1、提高低热值燃煤的实用价值，合理利用资源，实现环保

标准煤亦称煤当量，是国家统一的热值标准。国内规定每千克标准煤的热值为7000千卡，但一般煤炭达到每千克4500千卡以上即可作为燃煤。可是电厂燃煤要求较高，需要达到每千克5300千卡以上，由此，因热值指标这一项限制了很多燃煤作为电厂燃煤的资格。本清洁燃煤的制备，根据添加剂的配比可适用多个煤种，特别针对低热值燃煤，能够制备成高热值燃煤，使之燃烧充分，同时减少烟气污染，合理利用了低热值的燃煤资源，起到环保的作用。

2、减少二氧化硫(SO2)的排放

硫氧化物是空气污染的主要元凶之一，二氧化硫是硫氧化物的主要成分，是一种有害的酸性气体，火药气味，刺鼻，腐蚀性很强，沉降后可对大面积的农田、河流、植被、建筑、动物等产生破坏，是环境保护法中严格控制的指标之一。

燃煤中含有0.25％～4.8％不等的硫元素，在燃烧过程中会反应形成二氧化硫。本清洁燃煤可在燃烧过程中将硫元素反应生成CaSO4，固定在煤灰中，达到固硫的目的，本发明的节能固硫清洁燃煤可降低40％以上二氧化硫的排放。

3、减少烟尘的排放

烟尘是烟气中的小颗粒物，成为“总悬浮颗粒物”，其中颗粒粒径小于2.5微米的烟尘就是人们认识最深刻的PM2.5，是造成当前雾霾天气，严重影响人体健康的罪魁祸首之一。本清洁燃煤能够充分燃烧，减少积碳，抑制无机烟尘随烟道飞出，减少烟尘的排放量，同时降低林格曼黑度。直观的感受是烟气变白。本发明的节能固硫清洁燃煤降低烟尘排放量30％以上，林格曼黑度降低1级以上。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一实施例

该实施例的节能固硫清洁燃煤适用于低热值煤炭的改良，其由以下配比组成：5000Kg植物油，如豆油、亚麻油、蓖麻油或菜子油的一种或几种，8000Kg生石灰粉，1034Kg助剂，1000000Kg普通煤炭。植物油、生石灰粉、助剂与普通煤炭的使用比例为：5:8:1：1000，生石灰粉和普通煤炭均为市购原料。

助剂的制备：

①按照氯化钠14Kg，氯化钾7Kg，三氧化二铝3.5Kg，氧化铁3.5Kg，二氧化锰35Kg，碳酸钠14Kg，将不同原料称重，

②将原材料分别研磨过200目筛至合格，

③进行溶解混合

a、加入60℃、770Kg纯净水，按顺序将氯化钠、氯化钾、二氧化锰、三氧化二铝、氧化铁、碳酸钠投入搅拌机，搅拌，混合时间15分钟；

b、再添加60℃、170Kg纯净水，将12Kg高氯酸钾、5Kg高锰酸钾投入搅拌机，搅拌，混合时间15分钟。

④将步骤3中得到的物料输送至低压反应釜，加温至70℃，加压至0.12MPa，搅拌20分钟，停止加压，继续搅拌降至常温。停留24小时后罐装。

用助剂与水为1：20质量比例进行稀释,然后将浆料喷入普通碳煤，按照植物油、生石灰粉、助剂与煤炭的使用比例为5:8:1：1000(单位：Kg)进行混合，得到清洁燃煤。

第二实施例

本实施例的节能固硫清洁燃煤，适用于电厂规格燃煤，其由以下配比组成：1000K植物油，6000Kg生石灰粉，800Kg助剂，1000000Kg普通煤炭。植物油、生石灰粉、助剂与燃煤的使用比例为：1:6:1：1000(单位：Kg)。

助剂的制备：

①按照氯化钠14Kg，氯化钾6Kg，三氧化二铝4Kg，氧化铁6Kg，二氧化锰35Kg，碳酸钠14Kg，将不同原料称重；

②将原材料研磨过200目筛至合格；

③进行溶解混合

a、加入60℃、790Kg纯净水，按顺序将氯化钠、氯化钾、二氧化锰、三氧化二铝、氧化铁、碳酸钠投入搅拌机，搅拌，混合时间15分钟；

b、再添加60℃、120Kg纯净水，将9Kg高氯酸钾、3Kg高锰酸钾投入搅拌机，搅拌，混合时间15分钟。

④用专用泵输送至低压反应釜，加温至70℃，加压至0.15MPa，搅拌20分钟，停止加压，继续搅拌降至常温。停留24小时后罐装。

用助剂与水为1：20质量比例进行稀释,然后将浆料喷入普通碳煤，按植物油、生石灰粉、助剂与煤炭的使用比例为1:6:1：1000(单位：Kg)进行专业程序混合，得到清洁燃煤。

第三实施例

本实施例的节能固硫清洁燃煤，适用于电厂规格燃煤，其由以下配比组成：3000K植物油，8000Kg生石灰粉，1200Kg助剂，1000000Kg普通煤炭。

助剂的制备：

①按照氯化钠20Kg，氯化钾10Kg，三氧化二铝3Kg，氧化铁3Kg，二氧化锰50Kg，碳酸钠20Kg，将不同原料称重；

②将原材料研磨过200目筛至合格；

③进行溶解混合

a、加入60℃、790Kg纯净水，按顺序将氯化钠、氯化钾、二氧化锰、三氧化二铝、氧化铁、碳酸钠投入搅拌机，搅拌，混合时间15分钟；

b、再添加60℃、120Kg纯净水，将15Kg高氯酸钾、10Kg高锰酸钾投入搅拌机，搅拌，混合时间15分钟。

④用专用泵输送至低压反应釜，加温至70℃，加压至0.1MPa，搅拌20分钟，停止加压，继续搅拌降至常温，停留24小时后罐装。

用助剂与水为1：25质量比例进行稀释,然后将浆料喷入普通碳煤，将植物油、生石灰粉、助剂进行专业程序混合，得到清洁燃煤。

本发明不需要改造或引进新的燃煤设备，具有节能、环保、经济多重特点的清洁燃煤及其制备方法，特别针对低热值燃煤的规模化清洁化使用，具有显著效果。

本发明的节能固硫清洁燃煤通过提高燃烧效率和热传导效率而节能的清洁燃煤产品，具有节能、固硫、降尘、清焦等优良效果，可降低运行成本，达到节能、环保、经济的作用，是通过在普通煤炭的基础上添加药剂实现的本发明制备的清洁燃煤由普通煤炭和添加剂均匀混合而成，煤炭中包含多种组份，安全稳定性高，是具有节能、环保、经济等特点的创新型燃煤。产品有多个种类，适用不同类型煤种来源和不同燃煤锅炉，平均可降低烟尘颗粒物、二氧化硫等有害物质的排放量大于等于40％，能够清灰除焦60％，明显降低林格曼黑度，同时实现综合节能3％～7％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种节能固硫清洁燃煤，其特征在于，由以下组份制成：

普通碳煤；

植物油，与普通碳煤质量比为1～5:1000；

生石灰粉，与普通碳煤质量比为6～9:1000；

助剂，与普通碳煤质量比为0.8～1.2:1000；

其中，所述的助剂由以下组份制成，

2.如权利要求1所述的节能固硫清洁燃煤，其特征在于，所述的植物油为豆油、亚麻油、蓖麻油或菜子油的一种或几种。

3.一种如权利要求1所述的节能固硫清洁燃煤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

a、助剂的制备：

1)称取助剂的原料并将其研磨；

2)按顺序将氯化钠、氯化钾、二氧化锰、三氧化二铝、氧化铁、碳酸钠投入搅拌机内，然后按投入原料总量与纯净水比例为1:8-12，加入50℃-60℃的纯净水并搅拌，时间10-20分钟；

3)再加入步骤2)中条件的纯净水，然后将高氯酸钾、高锰酸钾投入搅拌机，继续搅拌，时间10-20分钟；

4)将步骤3)中产品送至低压反应釜，加温至70℃-75摄氏度，加压至0.1-0.15MPa，搅拌20分钟，停止加压，继续搅拌降至常温，停留24小时后制得助剂；

b、混合步骤：

称取预定量助剂，用20～30倍助剂质量的水稀释,将浆料喷入普通碳煤，然后加入植物油、生石灰粉均匀混合制成清洁燃煤产品。

4.如权利要求3所述的节能固硫清洁燃煤的制备方法，其特征在于，步骤a的步骤1)中将各原料研磨至200或以下。