CN103013617A

CN103013617A - 一种工业废渣锅炉抗结焦剂及其使用方法

Info

Publication number: CN103013617A
Application number: CN2013100057749A
Authority: CN
Inventors: 赵莹; 谭力; 程桂石; 董长青
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种工业废渣锅炉抗结焦剂及其使用方法，属于抗结焦添加剂技术领域。一种工业废渣锅炉抗结焦剂，包括高岭土、CaO和粉煤灰三种组分，其中，高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为30%~60%、30%~60%和10%~20%。使用时，按照占工业废渣燃料总质量1%~2%的比例将前述的工业废渣锅炉抗结焦剂添加到工业废渣燃料中混合均匀即可。本发明提供的工业废渣锅炉抗结焦剂，具有极大的孔隙率，其表面微孔具有吸附性能；使用简单，添加比例仅为燃料总重量的1%~2%，不影响燃料的燃烧特性以及锅炉的正常运行，也不需要对现有的燃烧设备进行改造，大大降低了投资成本。

Description

一种工业废渣锅炉抗结焦剂及其使用方法

技术领域

本发明属于抗结焦添加剂技术领域，特别涉及一种工业废渣锅炉抗结焦剂及其使用方法。

背景技术

随着现代工业迅猛发展，每年石油化工、纺织印染、冶金、造纸、制药等工业的废渣排放量近10亿吨，累计总量已达66亿吨。大量的废渣如果被当作垃圾直接堆放，不仅会造成严重的环境污染，也造成了能源的浪费。经过研究分析，我们发现工业废渣中含有大量的有机物，有的含C量高达70%以上，所以将这些工业废渣作为燃料，经过炉内燃烧能产生大量热能供日常生活生产使用，还能缓解石油等传统化石燃料紧缺的危机。

然而由于工业废渣燃料中碱金属元素K、Na及非金属元素Cl、Si含量较高，燃烧过程中产生低熔点的硅酸盐化合物（熔点通常在680℃以下），并粘附烟气中的飞灰颗粒，导致锅炉内结焦结渣严重，极大地影响了锅炉的安全运行。通过在工业废渣燃料中添加抗结焦剂来缓解锅炉内结渣是一种简单可行的解决方法，其原理是通过抗结焦剂的吸附作用将燃料中碱金属固定在底灰中，然后与之反应生成高熔点化合物，提高炉内灰熔融温度，从而达到抗结焦的目的。

发明内容

本发明针对工业废渣燃料的性质，经过筛选确定了能明显改善炉内结焦的化合物组分，制成高效复合抗结焦剂，添加到燃料中便能大幅度提高其灰熔融温度，缓解炉内结焦结渣，提高锅炉的经济性和安全性。

一种工业废渣锅炉抗结焦剂，包括高岭土、CaO和粉煤灰三种组分：

其中，高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为30%~60%、30%~60%和10%~20%；

优选为：

高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为40%、40%和20%；

或高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为：30%、60%和10%；

或高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为：60%、30%和10%；

其中，在工程实际应用中，可根据工业废渣燃料的具体性质选择最优的各组分百分比，同时考虑成本问题，也可用石灰石等廉价矿物质代替原料CaO；

所述的高岭土、CaO和粉煤灰的粒径均为200-500目。

上述的工业废渣锅炉抗结焦剂的使用方法，按照占工业废渣燃料总质量1%~2%的比例添加到工业废渣燃料中混合均匀。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种工业废渣锅炉抗结焦剂，其中的粉煤灰不仅为该抗结焦剂的活性组分，参与其中化学反应，同时由于高比表面积的结构特性使其具有很强的吸附性，能迅速吸附工业废渣燃料中的碱金属，并与之反应生成高熔点化合物固定在底灰中，避免碱金属盐以气态形式析出，在中温过热器区域形成气溶胶吸附烟气中飞灰颗粒，造成结焦结渣；

本发明提供的一种工业废渣锅炉抗结焦剂，具有极大的孔隙率，可增大抗结焦剂与废渣燃料的反应面积，同时其表面微孔具有吸附性能，可将K、Na等碱金属有效吸附于其表面，发生化学反应生成高熔点物质，从而降低受热面积灰、结渣；

本发明提供的一种工业废渣锅炉抗结焦剂，可直接与工业废渣燃料均匀混合后，经锅炉的进料系统进入燃烧炉，也可以随进风系统均匀地喷入炉膛，使用简单易操作；使用时其添加比例仅为燃料总重量的1%~2%，不会影响燃料的燃烧特性以及锅炉的正常运行，也不需要对现有的燃烧设备进行改造，这大大降低了投资成本。本发明提供的一种工业废渣锅炉抗结焦剂用量少、效率高，同时抗结焦效果显著，能明显提高工业废渣的灰熔点：采用抗结焦剂占工业废渣燃料总量2%的添加比例时，燃料灰的软化温度提高了185℃以上，半球温度提高了382℃以上，流动温度提高了399℃以上。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明：

实施例1：

工业废渣锅炉抗结焦剂，该抗结焦剂由质量百分含量为40%的高岭土、40%的CaO和20%的粉煤灰组成。高岭土、CaO和粉煤灰的粒径为200-500目的颗粒。

采用自行研制的小型燃烧反应器对上述抗结焦剂的性能进行测试。采用来自某化工厂的工业废渣作为燃料，添加剂质量为废渣燃料质量的1%，在800-1200℃下可有效降低烟气中钾、钠等碱金属气体的含量。而且经过反应后，工业废渣的灰熔点得到明显提高，灰熔点具体数据如表1。

表1

实施例2：

本实施例与实施例1的不同点是：工业废渣锅炉抗结焦剂由质量百分含量为60%的高岭土、30%的CaO和10%的粉煤灰混合组成。其它与实施例1相同，灰熔点具体数据如表2。

表2

实施例3：

本实施例与实施例1的不同点是：抗结焦剂质量为废渣燃料质量的2%。其它与实施例1相同，灰熔点具体数据如表3。

表3

实施例4

本实施例与实施例1的不同点是：工业废渣锅炉抗结焦剂由质量百分含量为30%的高岭土、60%的CaO和10%的粉煤灰混合组成。其它与实施例1相同，灰熔点具体数据如表4。

表4

实施例5

本实施例与实施例1的不同点是：工业废渣锅炉抗结焦剂由质量百分含量为30%的高岭土、60%的CaO和10%的粉煤灰混合组成，且抗结焦剂质量为废渣燃料质量的2%。其它与实施例1相同，灰熔点具体数据如表5。

表5

实施例6

本实施例与实施例1的不同点是：工业废渣锅炉抗结焦剂由质量百分含量为60%的高岭土、30%的CaO和10%的粉煤灰混合组成，且抗结焦剂质量为废渣燃料质量的2%。其它与实施例1相同，灰熔点具体数据如表6。

表6

Claims

1.一种工业废渣锅炉抗结焦剂，其特征在于，包括高岭土、CaO和粉煤灰三种组分：其中，高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为30%~60%、30%~60%和10%~20%。

2.根据权利要求1所述的工业废渣锅炉抗结焦剂，其特征在于，高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为40%、40%和20%。

3.根据权利要求1所述的工业废渣锅炉抗结焦剂，其特征在于，高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为：30%、60%和10%。

4.根据权利要求1所述的工业废渣锅炉抗结焦剂，其特征在于，高岭土、CaO和粉煤灰的质量百分含量分别为：60%、30%和10%。

5.根据权利要求1所述的工业废渣锅炉抗结焦剂，其特征在于，所述的高岭土、CaO和粉煤灰的粒径均为200-500目。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的工业废渣锅炉抗结焦剂，其特征在于，用石灰石代替CaO。

7.权利要求1所述的工业废渣锅炉抗结焦剂的使用方法，其特征在于，按照占工业废渣燃料总质量1%~2%的比例添加到工业废渣燃料中混合均匀。