CN1021971C - 铸钢车间的废砂在煤燃烧中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用添加剂处理煤以增进煤的燃烧技术。本发明是利用机械厂铸钢车间含有碳酸钠Na₂CO₃、碳酸钙CaCO₃、硅酸钠Na₂SiO₃等成份的废砂即“七○砂”型废砂作为煤燃烧的添加剂，废物利用，既改善了煤的燃烧状况，减少煤耗，节约能源，又减少了烟气中的二氧化硫(SO₂)含量和烟尘量，减少了废气对空气的污染，保护了环境。

Description

本发明涉及使用添加剂处理煤以增进煤的燃烧的技术。

我国许多机械厂铸钢车间造型用的“七○砂”，它的化学成份有碳酸钙CaCO₃，硅酸钠Na₂SiO₃，碳酸钠Na₂CO₃，少量柴油等。铸件在浇铸时遇到高温钢水，使得“七○砂”发生了粉化，因而铸件清砂后的剩砂不能再用于造型，变成了一种废砂，只能作为工业垃圾运出厂外填坑铺路。

本发明的目的是要开发利用这种废砂，变废为宝，提高其使用价值。

本发明人通过两年多时间的研究和查阅大量的文献资料，从清华大学电力系锅炉教研组编写的《沸腾燃烧锅炉》（1972年出版）提到的在国外正在研究在沸腾锅炉内加入白云石、石灰石等添料以消除烟气中二氧化硫的试验;中国环境报1985年11月、1986年元月分别报导，杭州市环保局、中国矿业学院北京研究生部型煤研究设计所分别成功地利用造纸工业的碱性废液、废渣作为固硫、粘结剂，把燃煤粉碎混合制成固硫型煤，在炉、窑里燃烧以达到减轻大气污染，节约工业耗煤的目的中得到启示。由于“七○砂”型废砂，大多是碱性原料配制的，因此将“七○砂”型废砂作为添加剂拌入原煤中在工业锅炉和炉窑里直接燃烧，或作为固硫剂制作固硫型煤在锅炉、炉窑和民用灶上燃烧，废砂中含有的Na₂SiO₃和Na₂CO₃在高温下分解出的Na₂O其碱性比CaO强得多，故其效果比用白云石和石灰石要好得多。用以达到节煤或减少烟气中的SO₂的含量，减轻对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，保护自然环境。这样使“七○砂”型废砂得到了很好的利用，实现了本发明的目的。

大家知道，煤的焦结性对层燃炉燃烧有很大的影响。焦结性很弱的煤在炉排上呈散砂状的煤层，使得空气难于通过，而有些地方，一些细碎的燃料很容易被空气和燃气混合而成的强烈气流从燃料上吹出去，形成喷口式燃烧，造成飞灰和适量空气增加，热力损失大。在煤中掺拌有“七○砂”型废砂，燃煤受热以后，CaCO₃、Na₂SiO₃、Na₂CO₃与燃煤的灰分发生了反应，把散砂状的煤层变为稀松的渣块，成为稀松的带有无数孔眼的高熔点的炉渣。这样减少了煤层和灰渣对空气透过的阻力，均匀地将空气分布在可燃物质中，使燃料比较好的燃尽。同时，使燃煤不易被烟气吹走。达到节煤的效果。另外，一般燃煤都含有一定量的硫（S）和硫化物（如FeS₂），燃煤燃烧时，硫和硫化物与氧气反应生成SO₂，当燃煤掺有“七○砂”型废砂时，废砂中的CaCO₃、Na₂SiO₃、Na₂CO₃在高温下分解，分别生成CaO，Na₂O，遇SO₂和氧气则生成CaSO₄和Na₂SO₄，作为灰、渣排出炉、窑。这样就减少了烟气中的SO₂的含量。利用本发明用于各种燃煤的工业锅炉，炉窑上不同程度的有所效果，在沸腾锅炉上固硫效果很好，利用这种废砂作为固硫剂拌入煤中制作固硫型煤燃烧效果更好。

在实际应用中，“七○砂”型废砂和燃煤的比例一般是：废砂是燃煤的2～5%（煤里含1%的硫，则加3%的废砂）。比例的大小主要还是根据煤种的特性，发热值，含硫量和在炉、窑里燃烧的具体情况而定，以不影响炉、窑正常燃烧为原则。

以下是本发明的不限定实施例：

例1：把废砂均匀地拌入煤中在锅炉内直接燃烧。

大中型锅炉，燃煤一般是经过几台皮带运输机交替传送进入炉内。为使废砂按比例均匀地加进煤里，需要在下煤斗后面的皮带运输机上安装一个下砂斗。由于机械厂有些铸件清砂是由水爆清砂的。因此废砂是湿润的，还有些大砂块和少量的废钢铁。把废砂存放一段时间通过自然干燥，再过筛放进下砂斗。当燃煤通过下煤斗落在传动的皮带上，废砂通过下砂斗薄薄地落在煤层上面，由于经过几台皮带运输机上下交接传送。燃煤和废砂拌和均匀地送进炉窑内燃烧。

本厂有型号为BG-35/39-M₁锅炉，用来发 电和全厂生产生活用汽，丰水季节不发电只供汽。86年5月份在一台BG-35/39-M₁型锅炉上做的把“七○砂”型废砂拌入煤中直接燃烧试验，其测试数据（见表）。

不加“七○砂”型废砂的日期共用煤251715公斤，产汽1215吨，平均每吨汽耗煤207.2公斤。加废砂的日期共用煤237071公斤，产汽1306吨，平均每吨汽耗煤181.5公斤。加废砂比不加废砂平均每吨汽少耗煤25.7公斤，热效率提高了12.4%，12天内加废砂6150公斤，节煤31225公斤，平均每吨废砂节煤约5吨。

例2：把“七○砂”型废砂作为固硫剂拌入煤中制成固硫型煤在小型锅炉，工业炉窑和民用灶上燃烧。

制作固硫型煤，以取代原煤的直接燃烧是节约能源，节约投资，减少空气污染的一项重要措施。本发明人往义马煤（烟煤、热值4500大卡/公斤）加入4%的“七○砂”型废砂作为固硫剂，3%的粘结剂（如沥青、黄泥等）制作固硫型藕煤。在热处理反射炉上试烧，消烟、除尘，去硫效果都较好，烧原散煤时，每次加煤时，烟囱里马上冒出滚滚黑黄色的烟尘，然后才是青淡的烟。燃烧固硫型煤，加煤时就不存在黑烟、黄烟滚滚的现象，只有极少量的青淡的烟，燃烧火力大。经测试，烟气黑度在林格曼1级以下。烟尘量减少80%，二氧化硫减少了60%。

本发明利用机械厂铸钢车间“七○砂”型废砂徐为燃煤的添加剂，提高了“七零砂”型废砂的经济、实用价值，据统计，我国现在使用“七○砂”所产生的废砂每年约50万吨，原料易得，装运方便，成本低廉，若用于煤的燃烧中，其节煤数值将是十分可观的。这样就处理了废砂，变废为宝，减少了煤耗，节约了能源，减轻了燃煤燃烧放出的烟尘和二氧化硫气体对环境的污染。为改善我国工业城市的大气质量，为防止烟尘、SO₂对空气的污染和酸雨的形成起着重大作用。

日期    耗煤量（公斤）    产汽量（吨）    耗煤量（公斤）/吨汽    加砂量（公斤）

5月4日    37376    151.5    246.7    0

5月5日    40006    209    191.4    900

5月6日    38023    190    200.1    0

5月7日    37365    205    182.4    1200

5月8日    41439    230.5    179.8    0

5月9日    38985    253.5    153.8    1600

5月10日    厂休息日

5月11日    60559    246.5    242.7    0

5月12日    35395    186.5    200.5    1300

5月13日    35294    185    190.8    0

5月14日    42852    216    198.4    550

5月15日    39024    208.5    187.2    0

5月16日    40438    236    171.3    600

Claims (2)

1、一种含有碳酸钙CaCO₃，硅酸钠Na₂SiO₃、碳酸钠Na₂CO₃等成份废砂，其特征在于将这种废砂用作煤燃烧的添加剂，加入量为煤的2%-5%、或按煤中含硫量，含每1%的硫则加3%的废砂。

2、按照权利要求1所述的废砂的用途，其特征在于废砂作为煤燃烧添加剂用作固硫型煤时，该废砂的加入量约为煤的4%，另加约为煤的3%的粘结剂。