CN101921645A

CN101921645A - 过氧化钙新的用途以及一种燃煤助燃固硫添加剂

Info

Publication number: CN101921645A
Application number: CN2010102822820A
Authority: CN
Inventors: 温良英; 邹冲; 白晨光; 张生富; 邱贵宝
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2010-12-22

Abstract

本发明公开了过氧化钙新的用途以及一种燃煤助燃固硫添加剂，过氧化钙作为燃煤助燃的催化剂，将其添加到燃煤中与燃煤物理混合均匀，用于改善燃煤燃烧性能和燃烧效率。燃煤助燃固硫添加剂，由过氧化钙和固硫剂组成，过氧化钙4.8%～9.1%，固硫剂90.9%～95.2%。本发明扩展了过氧化钙的应用领域和使用场合，过氧化钙和得到的助燃固硫添加剂添加量小，可以降低添加成本。可以适应各种煤种和设备，不需要专用设备，适应范围广。添加采用物理方式混合，工艺简单，不会造成二次污染。过氧化钙使用灵活，既可以单独使用，又可以辅助其它固硫剂来提高固硫效果。

Description

过氧化钙新的用途以及一种燃煤助燃固硫添加剂

技术领域

本发明涉及过氧化钙一种新的用途，以及基于过氧化钙新的用途而发明的一种燃煤助燃固硫添加剂。本添加剂用于改善燃煤的燃烧性能,提高燃煤的燃烧率，并且可提高固硫作用效果，有效减少煤燃烧过程中二氧化硫气体的释放。

背景技术

煤是我国主要能源之一，目前直接燃烧仍然是利用煤的主要手段。然而，煤的燃烧存在着利用效率不高，有害气体大量排放等问题。催化燃烧是改善燃煤燃烧性能的重要手段，已经被应用于发电锅炉、气流床、水泥工业、高炉喷煤等方面。但是目前在选择催化剂方面存在诸多问题，部分催化剂含有碱金属和卤族元素，如专利CN02133147.2、CN90106347.9、CN01138848.X等均含有K、Na等元素,会对实际工业中生产设备以及产品造成极大的危害。

不含碱金属元素的催化剂一般催化助燃效果差，加入量大。如专利CN111263A，加入催化剂为原煤重量的1%～20%。当添加量小于1%时，效果不明显。另外，含有稀土元素的助燃催化剂，其使用受到稀土储量和成本因素的限制，较难推广。

目前，使用最多的固硫剂仍是碳酸钙，俗称钙基固硫剂。然而，固硫剂CaCO₃煅烧后生成的CaO在炉内高温下易发生烧结，孔隙率明显减少，导致反应活性大大降低。另外，一些助燃固硫复合添加剂，如专利CN95100922.2、CN02109923.5也含有碱金属和卤族元素化合物，限制了其产品的使用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种过氧化钙新的用途，以及基于过氧化钙新的用途而发明的一种燃煤助燃固硫添加剂。

本发明解决技术问题的技术手段是这样实现的：

过氧化钙新的用途，作为燃煤助燃的催化剂，将过氧化钙添加到燃煤中与燃煤物理混合均匀，用于改善燃煤燃烧性能和燃烧效率，其添加量为燃煤重量的0.3%～0.8%。

一种燃煤助燃固硫添加剂，由过氧化钙和固硫剂组成，两者在添加剂中的重量百分比为：过氧化钙4.8%～9.1%，固硫剂90.9%～95.2%。本添加剂添加到燃煤中与燃煤物理混合均匀，添加量为燃煤重量的8%～10%。

所述固硫剂为石灰石或白云石。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1.扩展了过氧化钙的应用领域和使用场合，能更加充分地利用其价值。

2.过氧化钙和得到的助燃固硫添加剂可以适应各种煤种和设备，不需要专用设备，适应范围广。

3.过氧化钙和得到的助燃固硫添加剂添加量小，折合成单独的过氧化钙添加量不到燃煤重量的1%，可以降低添加成本。

4.采用物理方式混合，添加工艺简单，不会造成二次污染，适用范围广。

5.过氧化钙使用灵活，既可以单独使用以改善燃煤的燃烧性能和提高燃烧效率，又可以作为辅助固硫剂，辅助其它固硫剂来提高固硫效果，以有效减少煤燃烧过程中二氧化硫气体的释放。

附图说明

图1—过氧化钙作用机理过程图。

具体实施方式

本发明过氧化钙新的用途，是作为燃煤助燃的催化剂，将过氧化钙添加到燃煤中与燃煤物理混合均匀，再喷入燃烧室中，用于改善燃煤燃烧效率，其添加量为燃煤重量的0.3%～0.8%。

基于过氧化钙新的用途，本申请发明了一种新的燃煤助燃固硫添加剂，它由过氧化钙和现有的固硫剂组成，两者在催化剂中的重量百分比为，过氧化钙4.8%～9.1%，固硫剂90.9%～95.2%。本添加剂添加到燃煤中与燃煤物理混合均匀，再喷入燃烧室中，添加量为燃煤重量的8%～10%。固硫剂可以是现有的石灰石，也可以是白云石。

本发明将过氧化钙作为一种新的助燃催化剂，或者与其它固硫剂混合形成一种新的辅助固硫添加剂，用以改善燃煤燃烧性能和提高固硫率。过氧化钙化学式为CaO₂，为白色粉状体，无臭无味，微溶于水，具有稳定性好，原料易得，生产工艺简单，无三废污染等优点，在环境保护、食品加工、冶金、化工等领域得到广泛应用。过氧化钙在加热条件下会分解为氧气和氧化钙，分解开始温度为366℃，在371℃左右分解率达到最高。由于过氧化钙具有放氧的特征，且不污染环境，因此它也是一种用途广泛的优良供氧剂。

过氧化钙的作用机理如下，同时参见图1：

通常情况下，煤的挥发份裂解温度大约为200℃～500℃，分散在煤中的过氧化钙从366℃开始分解放出活性的氧气，一方面挥发性气体的增加能改善半焦的透气性，从而提高半焦的燃烧性；另一方面，增加的活性氧和挥发份中的H₂、CH₄、CO等可燃气体反应，降低均相和多相着火温度从而提高挥发份和残碳的燃烧率，起到增氧助燃的作用。CaO₂的分解温度与传统增氧剂，如K₂MnO₄(270℃)相比，更加接近煤的挥发份析出温度，从而有利于促进挥发份的热量利用，并且不含有害元素，应用可更广泛。

过氧化钙分解出的氧化钙相比于直接加入的氧化钙的活性更强，对于煤的催化助燃作用更加明显，能有效提高燃烧速率，使燃尽时间提前。

本催化剂还有良好的固硫作用，主要表现在两个方面：一方面，过氧化钙分解出的活性氧化钙能与挥发份中的含硫气体反应，从而降低含硫气体的排放。另一方面，过氧化钙可与传统的固硫剂，如石灰石、白云石等混合后使用，由于过氧化钙在较低温度下的分解作用能增加固硫剂的比表面积和气孔率，提高固硫剂的活性，从而促进了硫酸钙的形成，抑制二氧化硫的排放。

经实验，在无烟煤中加入本发明提供的过氧化钙0.3%～0.5%(重量百分比)，发热量可提高8%以上，燃烧效率增加12%以上；在高硫烟煤中加入本发明过氧化钙0.5%～0.8%(重量百分比)，发热量提高10%以上，燃烧率增加18%以上；与石灰石配合形成的添加剂按8～10%(重量百分比)的比例加入到燃煤中，在1000℃可提高原有固硫率14%以上。

Claims

1.过氧化钙新的用途，其特征在于：作为燃煤助燃添加剂，将过氧化钙添加到燃煤中与燃煤物理混合均匀，用于改善燃煤燃烧效率。

2.根据权利要求1所述的过氧化钙新的用途，其特征在于：过氧化钙添加量为燃煤重量的0.3%～0.8%。

3.一种燃煤助燃固硫添加剂，其特征在于：本添加剂由过氧化钙和固硫剂组成，两者在添加剂中的重量百分比为，过氧化钙4.8%～9.1%，固硫剂90.9%～95.2%。

4.根据权利要求3所述的燃煤助燃固硫添加剂，其特征在于：所述固硫剂为石灰石或白云石。