CN101658757B - 一种高效环保节煤固硫消烟剂及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效环保节煤固硫消烟剂及其生产工艺。该高效环保节煤剂由固硫剂、助燃剂、氧化剂、膨化剂、催化剂、双氧水和水组成，其组成的重量百分比为固硫剂18—22％，助燃剂18—22％，氧化剂22.5—27.5％，膨化剂4—6％，催化剂2—3.5％，消烟剂3—5.5％，双氧水2—5％，以及余量的水。本发明还提供了该高效环保节煤固硫消烟剂的生产工艺。所得的高效环保节煤固硫消烟剂使用方便、固硫、脱硝效果好，能消除部分烟尘，不产生二次污染，运行成本低，节约燃煤显著，还可以提高锅炉热效率，这对减轻城市大气污染和节约能源将起积极作用。

Description

一种高效环保节煤固硫消烟剂及其生产工艺

技术领域

本发明涉及用于节煤的处理剂及其制备方法，具体地说，是一种高效环保节煤固硫消烟剂及其生产工艺。

背景技术

目前，能源短缺的问题考验着经济的发展，能源一旦短缺，将成为经济发展的制约瓶颈。在工业高度发展的今天，煤炭是最主要的能源之一，电厂、工业锅炉和商业锅炉高度集中的城市及周边地区，由于燃煤的锅炉热效率低，燃烧设备不能将供给它的燃料全部燃烧掉，未燃烧完全的燃料带着硫、硝等有害物质随着烟尘排出，黑烟与废渣产生环境污染的同时，造成了能量的损失，同时由于燃烧不充分，炉内会积聚大量灰垢，现有的燃煤大多存有不容易点燃的缺点，为保护环境，充分利用能源，人们不断地进行着燃煤节能技术的研究工作，较为方便的方法就是在燃煤中加入添加剂，而众多的节煤添加剂中，均以固体节煤剂居多，节煤的机理是由于使用了氧化剂、膨松剂以增加氧气的浓度，达到充分燃烧的目的，固体节煤剂中需要加水溶解后再使用，比较麻烦。

这就要求有一种使用方便，能够起到助燃、消烟、固硫、脱硝、节能的环保型节煤剂来代替现有产品，达到较好的使用效果。

发明内容

本发明的目的是解决以上所述的技术问题，提出了一种高效环保节煤固硫消烟剂及其生产工艺。所得的节煤固硫消烟剂能起到助燃、消烟、固硫、脱硝、节能的效果。

为了实现上述的发明目的，本发明采用以下的技术方案：

一种高效环保节煤固硫消烟剂，由以下重量百分比的原料制成：

固硫剂           18—22％

助燃剂           18—22％

氧化剂           22.5—27.5％

膨化剂           4—6％

催化剂           2—3.5％

双氧水           2—5％

水               余量。

所述的固硫剂为复式碳酸盐、碳酸钙、氧化钙或碳酸镁中的一种或其组合，助燃剂为甲醇、乙醇、乙醚、高锰酸钾、硝酸胺、氯化钙、三氧化二铁、氧化钙、碳酸钙、三氧化二铝中的一种或其组合，氧化剂为硝酸钾、硝酸钠、高锰酸钾中的一种或其组合，膨化剂为吐温化合物，催化剂为甲酸甲酯、正戊烷中的一种或其组合，消烟剂为二茂铁。

所述的吐温化合物包括吐温20、吐温40、吐温60、吐温80和吐温85，优选为吐温80。

各组分的作用在于：

1、甲醇：助燃剂，可增加氧含量达50％左右；

2、甲酸甲酯：沸点低，挥发性大，溶于水，极易燃；

3、正戊烷：水蒸气极为易燃，能造成强大的火势；

4、硝酸铁：是一种较好的氧化助燃剂，遇可燃物能激烈燃烧；

5、高锰酸钾：强氧化剂，可加速水分子裂解，提高燃烧值，助长火势；

6、吐温：包括吐温20、吐温40、吐温60、吐温80和吐温85，为表面活性剂和膨化剂；

7、二茂铁：消烟剂，提高辛烷值。

所述的固硫剂由以下重量百分比的原料制成：复式碳酸盐30％、碳酸钙25％、氧化钙20％和碳酸镁25％，以固硫剂为100wt％计。

所述的助燃剂由以下重量百分比的原料制成：甲醇60％、乙醇10％、乙醚30％，以助燃剂为100wt％计。

所述的氧化剂由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾10％、硝酸钠20％、硝酸铁10％、高锰酸钾60％，以氧化剂为100wt％计。

高效环保节煤固硫消烟剂的生产工艺，由以下步骤组成：

A.向固硫剂中加适量水，制得固硫剂溶液；

B.向助燃剂和氧化剂加适量水，充分溶解，加温至60℃，反应两小时制成助燃剂与氧化剂的混合溶液；

C.向催化剂加适量的水，加温到60℃，反应一小时制成催化剂溶液；

D.向步骤B所得的助燃剂与氧化剂的混合溶液中加入消烟剂，充分搅拌，混合均匀；

E.将步骤C所得的催化剂溶液加入步骤D所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

F.将步骤A所得的固硫剂溶液加入步骤E所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

G.将膨化剂加入步骤F所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

H.将双氧水和所余的水加入步骤G所得的产物中，充分搅拌，混合均匀，即得。

将此高效环保节煤固硫消烟剂用水稀释后直接均匀喷洒在燃煤机组锅炉炉膛内或煤表面。

本发明的高效环保节煤固硫消烟剂的工作原理分以下方面：

1、固硫剂工作原理：

本固硫剂在使用时均匀掺入煤中，对于块煤可使用液剂，均匀喷涂在煤块表面，作为燃煤添加剂，与煤一起燃烧。当煤与固硫剂一同进入燃煤炉内在850℃以下的温度段燃烧时，本固硫剂中的氧化钙(CaO)和由碳酸镁(MgCO₃)受热(540℃)时分解出来的氧化镁(MgO)吸收炉内产生的二氧化硫(SO₂)，生成硫酸钙(CaSO₄)和硫酸镁(MgSO₄)。当燃煤在炉内的燃烧温度升到850℃以上时，本剂中的碳酸钙开始分解成氧化钙，补充炉内消耗的氧化钙，使其有充足的氧化钙吸收二氧化硫生成硫酸钙。当燃煤在炉内的温度升至1000℃以上时，本固硫剂中的复式碳酸盐[CaMg(CO₃)₂]开始分解生成氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)补充消耗的氧化镁和氧化钙，使炉内有足够的氧化镁和氧化钙同时吸收二氧化硫，生成稳定的复式硫酸盐。当燃煤在炉内1200℃—1300℃的温度区段燃烧时，本发明中的复式碳酸盐迅速分解，生成大量的氧化镁和氧化钙，充分吸收二氧化硫，生成稳定的复式硫酸盐。

2、助燃剂工作原理：

助燃剂由甲醇、乙醇、乙醚等组成，这些物质能起到助燃的作用，因此加入高效环保节煤固硫消烟剂的煤极易点燃。

3、氧化剂工作原理：

实践证明高效环保节煤固硫消烟剂的氧化剂中含有大量的过渡金属元素锰和铁的含氧化合物，所述过渡金属原子在反应过程中，氧化态可以从0到+7，其含氧化合物具有很强的氧化性能，这些物质与煤混合在一起，参与氧化放热反应并放出原子氧，被煤中的碳充分燃烧。

同时高效环保节煤固硫消烟剂的氧化剂含有碱金属的氧化物，它们能在高温下与SO₂发生气化反应，生成高温下化学性能稳定的硫酸盐分子化合物。而且在反应中放出大量热能，碱金属的化学活性很强，它们的原子最外层电子容易被激活产生跃迁，在跃迁过程中放出大量电子辐射能，且其释放出的辐射能更强烈，而且还参与放热化学反应，这两部分能量可以叠加，因而显著提高了热效率。

4、膨化剂工作原理

膨化剂优选为吐温80(聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯)，是表面活性剂，加入煤中有乳化、膨化的作用。使煤容易燃烧，且煤渣分散不成大块。

综上所述，使用本发明的高效环保节煤固硫消烟剂能改善型煤质量，提高热质，降低燃料的燃点，延长明火时间，增加火焰高度、密度，提高燃烧效率，解决了劣质煤不充分燃烧问题，使煤渣无黑心，极大地节省了煤炭，减少了对环境的污染，延长了设备的寿命。

具体实施方式

以下给出具体的实施例来进一步说明。这些实施例的用意只是说明性的，而不应理解为对本发明的限制。

实施例1～3所用的原料及重量见表1。

其中，固硫剂由以下重量百分比的原料制成：复式碳酸盐30％、碳酸钙25％、氧化钙20％和碳酸镁25％，以固硫剂为100wt％计。

表1实施例1～3的原料配比表(原料总重量100kg)

实施例1～3采用以下生产工艺制得：

A.向固硫剂中加适量水，制得固硫剂溶液；

B.向助燃剂和氧化剂加适量水，充分溶解，加温至60℃，反应两小时制成助燃剂与氧化剂的混合溶液；

C.向催化剂加适量的水，加温到60℃，反应一小时制成催化剂溶液；

D.向步骤B所得的助燃剂与氧化剂的混合溶液中加入消烟剂，充分搅拌，混合均匀；

E.将步骤C所得的催化剂溶液加入步骤D所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

F.将步骤A所得的固硫剂溶液加入步骤E所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

G.将膨化剂加入步骤F所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

H.将双氧水和所余的水加入步骤G所得的产物中，充分搅拌，混合均匀，即得。

以上对本发明所提供的高效环保节煤固硫消烟剂及其生产工艺进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种高效环保节煤固硫消烟剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

所述的固硫剂由以下重量百分比的原料制成：复式碳酸盐30％、碳酸钙25％、氧化钙20％和碳酸镁25％，以固硫剂为100wt％计。

2.权利要求1所述的高效环保节煤固硫消烟剂的生产工艺，其特征在于，由以下步骤组成：

A.向固硫剂中加适量水，制得固硫剂溶液，所述的固硫剂由以下重量百分比的原料制成：复式碳酸盐30％、碳酸钙25％、氧化钙20％和碳酸镁25％，以固硫剂为100wt％计；

B.向助燃剂和氧化剂加适量水，充分溶解，加温至60℃，反应两小时制成助燃剂与氧化剂的混合溶液；

C.向催化剂加适量的水，加温到60℃，反应一小时制成催化剂溶液；

D.向步骤B所得的助燃剂与氧化剂的混合溶液中加入消烟剂，充分搅拌，混合均匀；

E.将步骤C所得的催化剂溶液加入步骤D所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

F.将步骤A所得的固硫剂溶液加入步骤E所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

G.将膨化剂加入步骤F所得的产物中，充分搅拌，混合均匀；

H.将双氧水和所余的水加入步骤G所得的产物中，充分搅拌，混合均匀，即得。