CN102311834A

CN102311834A - 一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂

Info

Publication number: CN102311834A
Application number: CN201110227147A
Authority: CN
Inventors: 李燕玲; 孙福刚; 张培枝; 商敏; 李翊瑄
Original assignee: FUJIAN SHENGYONGYE ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd; Xiamen Santaihe Investment Co Ltd; Xiamen Shengyongye Energy Research Institute Co Ltd; SHENGYONGYE (XIAMEN) ENERGY GROUP CO Ltd
Current assignee: FUJIAN SHENGYONGYE ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd; Xiamen Santaihe Investment Co Ltd; Xiamen Shengyongye Energy Research Institute Co Ltd; SHENGYONGYE (XIAMEN) ENERGY GROUP CO Ltd
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: CN102311834B

Abstract

本发明涉及一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，主要由固硫剂、消烟催化剂、脱硝剂、改性燃烧促进剂等经多元化复配组成，使用时按燃煤的1-5%加入，使燃煤充分活化，迅速分解，实施改性、催化燃烧，从而极大的降低SO₂、CO、NO_X等有害气体排放，降低烟气黑度，提高锅炉热效率，达到节煤、减排的目的，具有显著的经济效益与社会效益。

Description

一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂

技术领域

本发明公开了一种能够降低燃煤锅炉燃烧过程中所产生的SO₂、CO、NO_X、烟尘等排放，并提高锅炉热效率，降低煤耗的燃煤固硫、消烟、脱硝剂。

背景技术

煤在燃烧过程中向人类提供了热能，但同时也产生了SO₂、NO_X、烟尘等有害物，使中国大气污染十分严重。中国燃煤产生的SO₂排放量占总排放量的90%，每年SO₂排放量为2000万吨左右；中国生产和生活活动产生的NO_X达5000万吨，由燃煤产生的NO_X排放量占总排放量的60-80%；中国燃煤产生的粉尘排放约占总排放量的70%，每年排放量约2000万吨。随着国民经济的持续发展，煤炭的消耗量将继续增长，这将使SO₂、NO_X、烟尘等对大气的污染变得更加严峻。由于SO₂、等酸性气体在大气化学物理作用下可以形成大面积酸雨，对水域、土壤、生物、农作物、森林等造成危害。NO_X包括NO、NO₂及N₂O等是一类能造成大气环境严重污染的气体，N₂O可导致温室效应，使气温升高，NO及NO₂可导致地面臭氧、光化学烟雾和酸雨形成。我国政府制定的环保法规要求研究开发先进的技术，以减少SO₂、NO_X、烟尘等污染物排放。

现有技术在这方面已经做过许多研究，取得不少成果。现行用于燃煤的固硫剂大多是单纯以石灰石（CaCO₃）或氧化钙（CaO）为原料的钙基固硫剂，主要利用钙基材料吸收SO₂，生成CaSO₄，达到降低SO₂排放量的目的。但是CaSO₄在1000℃以上高温时，会发生分解反应二次释放SO₂，并且随着温度的升高，其CaSO₄分解SO₂的反应更为剧烈。所以钙基固硫剂在实际使用时固硫效率较低，一般均在20-40%左右，由于加入量较高，在CaSO₄分解过程中要吸收一定量的热量，还存在降低燃煤燃烧温度的问题。在燃煤过程中控制NO_X排放量，通常为过量空气燃烧，空气分级燃烧，燃料分级燃烧或烟气再循环法等等；这些方法虽然成本低，系统运行条件要求不高，但脱硝效率偏低，不能有效的降低NO_X的排放。而燃煤燃烧后控制NO_X的排放的方法是采用湿法化学吸收法或干法选择性催化还原法等等，这种控制方法虽然脱硝效率高，但是成本过高，控制复杂，系统可靠性较差，很难推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集固硫、消烟、脱硝、节煤为一体的洁净煤添加剂，无需增加任何设备，就能实现炉内脱硝。

本发明一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，包括固硫剂、固硫助剂、消烟催化剂、改性燃烧促进剂，其中，固硫剂重量百分比为62—71%，固硫助剂重量百分比为2—18%，消烟催化剂重量百分比为1—5%，脱硝剂重量百分比为5—8%，改性燃烧促进剂重量百分比为12—24%，通过人工或粉料加剂装置较为均匀地按重量比1—5%的比例，加入燃煤中。

所述的固硫剂、固硫助剂由复式碳酸盐、沸石、氧化镁、氧化铝、氧化锌中的二种或多种组成。

所述的消烟催化剂由二环戊烯基合铁、氧化铝、硝酸锶中的一种或多种组成。

所述的脱硝剂由尿素、磷酸三钠、碳酸钾中的一种或多种组成。

所述的改性燃烧促进剂由硝酸钾、硝酸铵、碳酸钾、氧化锰中的一种或多种组成。

所述的组分配比是：复式碳酸盐重量百分比为40%、沸石重量百分比为22%、氧化铝重量百分比为18%、二环戊二烯基合铁重量百分比为1%、尿素重量百分比为7%、硝酸铵重量百分比为7%、硝酸钾重量百分比为5%。

所述的另一种组分配比是：沸石重量百分比40%、氧化镁重量百分比30%、氧化铝重量百分比10%、磷酸钾重量百分比7%、硝酸钾重量百分比13%。

所述的再一种组分配比是：复式碳酸盐重量百分比46%、氧化镁重量百分比20%、氧化锌重量百分比5%、硝酸锶重量百分比3%、氧化铝重量百分比2%、碳酸钾重量百分比8%、硝酸铵重量百分比10%、氧化锰重量百分比6%。

本发明适合添加至层燃锅炉、循环流化床锅炉、沸腾炉、煤粉炉、水煤浆锅炉的型煤、粉末煤或动力配煤中，达到固硫、消烟尘、脱硝、节煤等目的。本发明的原料来源丰富，使用操作方便，不需对热工设备进行任何改动，只需将本发明通过人工或粉料加剂装置较为均匀的加入燃煤中一起入炉燃烧，使燃煤在不同温度段充分活化，迅速分解，加速燃烧，从而提高火焰和炉膛温度，同时，抑制和降低SO₂、烟尘、NO_X等多种有害气体的排放，并能够消除炉膛内壁焦状物，提高锅炉热效率，延长锅炉使用寿命。

具体实施方式

本发明一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，主要由固硫剂、固硫助剂、消烟催化剂、脱硝剂、改性燃烧促进剂组成，其中固硫剂重量百分比为62—71%，固硫助剂重量百分比为2—18%，消烟催化剂重量百分比为1—5%，脱硝剂重量百分比为5—8%，改性燃烧促进剂重量百分比为12—24%。

所述的固硫剂、固硫助剂由复式碳酸盐、沸石、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化铝中的二种或多种组成。

所述的消烟催化剂由二环烯基合铁、氧化铝、硝酸锶中的一种或多种组成。

实施例一： 复式碳酸盐[C_aM_g(CO₃)₂]：40%

沸石：22%

氧化铝：18%

二环戊二烯基合铁：1%

尿素：7%

硝酸铵：7%

硝酸钾：5%

实施例二： 沸石：40%

氧化镁：30%

氧化铝：10%

磷酸钾：7%

硝酸钾：13%

实施例三： 复式碳酸盐：46%

氧化镁：20%

氧化锌：5%

硝酸锶：3%

氧化铝：2%

碳酸钾：8%

硝酸铵：10%

氧化锰：6%

将上述各组份制成本发明的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂的方法是：

（1）取各原料为细小颗粒状，粒度为100-200目；

（2）取各原料粉末按上述组份比例混合均匀，制成松散粉剂；

（3）根据需要也可在粉剂中加入水，搅拌均匀制得液剂，根据燃煤含水率，其粉剂与水的比例为1：2-3（重量比）；

（4）本发明在使用时，按重量比1—5%的比例均匀的掺入到燃煤中，若对于块煤可使用液剂，均匀喷涂在煤块表面，与燃煤一起在锅炉炉膛内燃烧，达到固硫、消烟、脱硝、节煤的功能。

本发明的工作原理如下：

1、固硫机理

本发明的固硫剂与固硫助剂均采用复式碳酸盐（CaMg（CO₃）₂）、沸石、氧化镁等钙、镁原料及氧化铝、氧化锌等金属化合物，其中，复式碳酸盐在高温条件下分解为MgO和CaO与煤炭中的碳反应，生成碳化镁与硅酸盐矿物沸石反应，在固硫助剂的作用下，促使燃煤的高温产物生成不易分解的含硫复盐，即在高温度段生成复合硅酸盐，可包裹早期生成的CaSO₄，使其不再发生分解，达到很高的固硫效果。同时，沸石可与SO₂反应，生成复合硫硅铝酸盐。

、脱硝机理

本发明在燃煤中加入脱硝的金属化合物复合而成的催化剂，使NO_X催化还原为N₂，是降低NO_X排放最有效、最经济的方法。催化剂能促使N₂的生成而抑制HCN、NH₃、半焦氮和焦油氮的形成，催化剂分散于焦微孔中改善了CO₂气化反应，使焦中碳和氮分别被催化成CO和N₂。掺混脱硝剂的煤炭NO释放结果具有明显下降的特性，使得释放的峰值浓度也有很大程度的降低，从而导致NO前驱物释放峰值提前到达，使得不良含氮气体物生成减少，达到了燃煤在炉膛内脱硝的目的。

、消烟机理

锅炉在燃煤过程所排放的黑烟，其主要含量为可燃碳分子，其粉尘基本上为没有烧透的煤炭小颗粒。在煤炭中加入消烟催化剂，其消烟催化剂与煤炭同时燃烧，同时气化形成混合气体，经化学反应产生离子交换，将原来应当排放出去的烟气形成极易燃烧的煤气并参与燃烧，消灭了黑烟的排放。由于黑烟参与了燃烧，增大了火焰面积和火焰长度，增加了供热能量。

、节煤机理

加入改性燃烧促进剂的煤炭在燃烧过程中，火焰性状发生了质的变化，火焰在改性燃烧促进剂的作用下，使火焰内焰获得充足氧，促使火焰内焰温度聚增[提高300℃以上]，带动整体火焰温度的提高，整体火焰温度提高100℃以上，火焰温度的提高及火焰量的增大，势必增大了供热能量，降低了煤耗，提高了锅炉热效率与出力。

本发明固硫、消烟、脱销、节煤测试结果如下表：

Figure 2011102271470100002DEST_PATH_IMAGE001

注: 经热工检测节煤率17.36%

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于：包括固硫剂、固硫助剂、消烟催化剂、改性燃烧促进剂，其中，固硫剂重量百分比为62—71%，固硫助剂重量百分比为2—18%，消烟催化剂重量百分比为1—5%，脱硝剂重量百分比为5—8%，改性燃烧促进剂重量百分比为12—24%，通过人工或粉料加剂装置较为均匀地按重量比1—5%的比例，加入燃煤中。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于：所述的固硫剂、固硫助剂由复式碳酸盐、沸石、氧化镁、氧化铝、氧化锌中的二种或多种组成。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于：所述的消烟催化剂由二环戊烯基合铁、氧化铝、硝酸锶中的一种或多种组成。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于：所述的脱硝剂由尿素、磷酸三钠、碳酸钾中的一种或多种组成。

5.根据权利要求1所述的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于：所述的改性燃烧促进剂由硝酸钾、硝酸铵、碳酸钾、氧化锰中的一种或多种组成。

6.根据权利要求1所述的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于所述的组分配比是：复式碳酸盐重量百分比为40%、沸石重量百分比为22%、

氧化铝重量百分比为18%、二环戊二烯基合铁重量百分比为1%、尿素重量百分比为7%、硝酸铵重量百分比为7%、硝酸钾重量百分比为5%。

7.根据权利要求1所述的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于所述的组分配比是：沸石重量百分比40%、氧化镁重量百分比30%、氧化铝重量百分比10%、磷酸钾重量百分比7%、硝酸钾重量百分比13%。

8.根据权利要求1所述的一种燃煤固硫、消烟、脱硝剂，其特征在于所述的组分配比是：复式碳酸盐重量百分比46%、氧化镁重量百分比20%、氧化锌重量百分比5%、硝酸锶重量百分比3%、氧化铝重量百分比2%、碳酸钾重量百分比8%、硝酸铵重量百分比10%、氧化锰重量百分比6%。