CN103060050A - 一种助燃燃煤添加剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种助燃燃煤添加剂及其使用方法，所述燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比是：KMnO4：3-7.5％；Cu(NO3)2：3-8％；Fe(NO3)3：2-7.5％；Zn(NO3)2：1.5-6％；KNO3：6-14％；NaNO3：5-10％；NaVO3：0.5-1.5％；H2O：余量。本发明提供的助燃燃煤添加剂，以水作为溶剂，各组分呈离子状态，在高温下具有较强的反应活性；且添加剂中的各成分组合，能促进煤的脱碳、裂解反应，以及挥发分和固定碳的充分燃烧，提高煤的燃烧效率，节煤4-10％。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤技术领域，特别涉及一种助燃燃煤添加剂及其使用方法。
背景技术
燃煤添加剂是一种添加于煤中的化学药剂，由一种或多种物质组成，一般为固体粉末或液体，其中，助燃添加剂的作用主要是促进煤的完全燃烧，提高煤的燃烬率。
现有技术中，助燃燃煤添加剂中的成分，一般含有氯元素、碳元素，在高温作用下易生成HCl、CO2等气体，HCl气体对燃烧设备会造成腐蚀，而产生的CO2气体将增大整个燃烧系统的的CO2排放量，造成额外的环境污染。
目前，在工业生产中，助燃添加剂的加入量为燃煤总量的千分之一左右，用量较大，成本高，且燃煤添加剂的助燃效果不显著。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种助燃效果好，使用量少，且对燃烧设备和环境不产生负面影响的助燃燃煤添加剂及其使用方法。
本发明的技术方案是：
一种助燃燃煤添加剂，所述燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比是：
KMnO4：3-7.5％；Cu(NO3)2：3-8％；Fe(NO3)3：2-7.5％；Zn(NO3)2：1.5-6％；KNO3：6-14％；NaNO3：5-10％；NaVO3：0.5-1.5％；H2O：余量。
进一步地，所述燃煤添加剂的各组分的重量百分比是：
KMnO4：4-6％；Cu(NO3)2：5-7％；Fe(NO3)3：4-5.5％；Zn(NO3)2：3-5％；KNO3：8-12％；NaNO3：6-8％；NaVO3：0.5-1.5％；H2O：余量。
一种上述助燃燃煤添加剂的使用方法，所述使用方法的步骤如下：
a、将上述助燃燃煤添加剂按比例混合，搅拌，加热至40-60℃；
b、冷却后的助燃燃煤添加剂混合物，由压缩空气喷射至炉膛内，所述压缩空气的压力为0.3-0.7MPa。
进一步地，所述燃煤添加剂的喷射方式为间歇式，所述间歇时间为2-10min，所述每次喷射时间为10-30s。
进一步地，所述添加剂的喷射点设置在燃煤设备的看火孔处。
本发明提供的助燃燃煤添加剂，具有如下优点：
1、燃煤添加剂的助燃效果好。添加剂中，KMnO4、Cu(NO3)2、Fe(NO3)3、Zn(NO3)2在高温下分解生成MnO2、CuO、Fe2O3、ZnO，分解产生的氧化物作为催化剂能够催化煤中有机大分子的脱碳反应，使煤中的挥发分析出，同时作为氧的载体，不断发生氧化和还原反应，为析出的挥发分和形成的固定碳提供活性氧，从而使挥发分和固定碳的燃烧更为充分。
助燃燃煤添加剂中，KMnO4、Cu(NO3)2、Fe(NO3)3、Zn(NO3)2、KNO3、NaNO3在高温下可分解生成活泼的氧气，为煤燃烧提供氧气，气体的生成，使固定碳颗粒保持蓬松多孔的状态，增加了固定碳与氧的接触面积，燃烧充分。
添加剂中的NaVO3在高温下分解，生成具备强催化性的V2O5，能促进氧化物的氧传递反应，提高燃烧反应速率。
燃煤添加剂以水作为溶剂，各组分呈离子状态，在高温下具有较强的反应活性；且添加剂中的各成分组合，能促进煤的脱碳、裂解反应，以及挥发分和固定碳的充分燃烧，提高煤的燃烧效率，节煤4-10％。
2、对燃烧设备和环境不产生负面影响。燃煤添加剂中，除KMnO4、NaVO3外，均为硝酸盐物质，燃煤添加剂经高温分解后，NOX与固定碳或一氧化碳反应，生成N2，排放到大气中，对环境不产生任何影响。
与现有技术相比，添加剂中不含有Cl元素和C元素，使燃煤在燃烧过程中不会产生HCl气体和额外的CO2气体，从而减少了生成的HCl气体对锅炉水冷壁、过热器、再热器管道造成的腐蚀，以及形成的更多的二氧化碳对空气造成的污染。
3、助燃燃煤添加剂使用量少，成本低。燃煤添加剂中各物质组合，利用效率高，与煤粉的添加比例小，添加剂的使用量为煤粉消耗量的万分之一到万分之五，与现有技术相比，使用量大大降低，节约了燃煤添加剂的投入成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 30 | 75 | 65 | 45 | 100 | 70 | 9 | 606 |
| 重量百分比(％) | 3 | 7.5 | 6.5 | 4.5 | 10 | 7 | 0.9 | 60.6 |
助燃燃煤添加剂的使用方法步骤如下：
a、将上述助燃燃煤添加剂的原料组分按比例混合，搅拌，加热至50℃；
b、冷却后的助燃燃煤添加剂混合物，由压缩空气喷射至炉膛内，压缩空气的压力为0.5MPa。
助燃燃煤添加剂每秒喷射的量根据总使用量调节。燃煤添加剂溶液加热，使组合物溶解完全，且使用的添加剂的化合物在此情况下不会发生分解。
助燃燃煤添加剂采用压缩空气喷射进炉膛，添加剂分散性好，使添加剂与煤粉混合更均匀，增加添加剂与煤粉的接触面积，添加剂的使用效果更好。
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为5％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之二，使用成本低。
实施例2
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 45 | 55 | 70 | 20 | 140 | 85 | 13 | 572 |
| 重量百分比(％) | 4.5 | 5.5 | 7 | 2 | 14 | 8.5 | 1.3 | 57.2 |
助燃燃煤添加剂的使用方法步骤如下：
a、将上述助燃燃煤添加剂的原料组分按比例混合，搅拌，加热至40℃；
b、冷却后的助燃燃煤添加剂混合物，由压缩空气喷射至炉膛内，压缩空气的压力为0.7MPa。
助燃燃煤添加剂采用压缩空气喷射进炉膛，添加剂分散性好，使添加剂与煤粉混合更均匀，增加添加剂与煤粉的接触面积，添加剂的使用效果更好。
优选地，助燃燃煤添加剂的喷射方式为间歇式，每次间歇时间为2-10min，每次喷射时间为10-30s。因燃煤添加剂加入量少，采用间歇式喷射方法，可以较好的控制添加剂的加入过程，从而节约添加剂的使用量以及压缩空气的使用量，同时，保证添加剂与煤粉的混合均匀。
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为4％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之三。
实施例3
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 70 | 30 | 40 | 60 | 70 | 90 | 7 | 633 |
| 重量百分比(％) | 7 | 3 | 4 | 6 | 7 | 9 | 0.7 | 63.3 |
助燃燃煤添加剂的使用方法步骤如下：
a、将上述助燃燃煤添加剂的原料组分按比例混合，搅拌，加热至60℃；
b、冷却后的助燃燃煤添加剂混合物，由压缩空气喷射至炉膛内，压缩空气的压力为0.3MPa。
优选地，助燃燃煤添加剂的喷射方式为间歇式，每次间歇时间为5-10min，每次喷射时间为15-30s。
优选地，助燃燃煤添加剂的喷射点设置在燃煤设备的看火孔处。现有技术中，燃煤添加剂的添加方式为在球磨机内与煤粉混合后进入炉膛，添加剂在球磨机内的高温环境下容易产生燃烧或爆炸，安全性能差。采用从看火孔处加入添加剂的方法，安全性能高。
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为6％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之四。
实施例4
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 40 | 50 | 55 | 50 | 80 | 80 | 15 | 630 |
| 重量百分比(％) | 4 | 5 | 5.5 | 5 | 8 | 8 | 1.5 | 63 |
助燃燃煤添加剂的使用方法步骤如下：
a、将上述助燃燃煤添加剂的原料组分按比例混合，搅拌，加热至55℃；
b、冷却后的助燃燃煤添加剂混合物，由压缩空气喷射至炉膛内，压缩空气的压力为0.6MPa。
优选地，助燃燃煤添加剂的喷射方式为间歇式，每次间歇时间为6-9min，每次喷射时间为15-25s。
优选地，助燃燃煤添加剂的喷射点设置在燃煤设备的看火孔处，安全性能高。
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为10％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之一。
实施例5
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 50 | 80 | 75 | 15 | 110 | 65 | 8 | 597 |
| 重量百分比(％) | 5 | 8 | 7.5 | 1.5 | 11 | 6.5 | 0.8 | 59.7 |
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为7％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之三。
实施例6
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 75 | 40 | 60 | 55 | 60 | 100 | 10 | 600 |
| 重量百分比(％) | 7.5 | 4 | 6 | 5.5 | 6 | 10 | 1 | 60 |
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为8％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之四。
实施例7
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 65 | 60 | 20 | 40 | 130 | 50 | 14 | 621 |
| 重量百分比(％) | 6.5 | 6 | 2 | 4 | 13 | 5 | 1.4 | 62.1 |
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为7％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之五。
实施例8
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 55 | 65 | 30 | 35 | 90 | 75 | 12 | 638 |
| 重量百分比(％) | 5.5 | 6.5 | 3 | 3.5 | 9 | 7.5 | 1.2 | 63.8 |
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为6％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之一。
实施例9
助燃燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比为(总重量为1000g)：
| 组分 | KMnO4 | Cu(NO3)2 | Fe(NO3)3 | Zn(NO3)2 | KNO3 | NaNO3 | NaVO3 | H2O |
| 重量(g) | 60 | 70 | 50 | 30 | 120 | 60 | 5 | 605 |
| 重量百分比(％) | 6 | 7 | 5 | 3 | 12 | 6 | 0.5 | 60.5 |
经试验，使用上述助燃燃煤添加剂后，节煤率为9％，助燃燃煤添加剂的使用量为燃煤用量的万分之二。
Claims (5)
1.一种助燃燃煤添加剂，其特征在于，所述燃煤添加剂的组分及各组分的重量百分比是：
KMnO4：3-7.5％；
Cu(NO3)2：3-8％；
Fe(NO3)3：2-7.5％；
Zn(NO3)2：1.5-6％；
KNO3：6-14％；
NaNO3：5-10％；
NaVO3：0.5-1.5％；
H2O：余量。
2.根据权利要求1所述的助燃燃煤添加剂，其特征在于，所述燃煤添加剂的各组分的重量百分比是：
KMnO4：4-6％；
Cu(NO3)2：5-7％；
Fe(NO3)3：4-5.5％；
Zn(NO3)2：3-5％；
KNO3：8-12％；
NaNO3：6-8％；
NaVO3：0.5-1.5％；
H2O：余量。
3.一种权利要求1或2中任一项所述的助燃燃煤添加剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法的步骤如下：
a、将权利要求1或2中任一项所述的燃煤添加剂按比例混合，搅拌，加热至40-60℃；
b、冷却后的助燃燃煤添加剂混合物，由压缩空气喷射至炉膛内，所述压缩空气的压力为0.3-0.7MPa。
4.根据权利要求3所述的助燃燃煤添加剂的使用方法，其特征在于，所述燃煤添加剂的喷射方式为间歇式，所述间歇时间为2-10min，所述每次喷射时间为10-30s。
5.根据权利要求4所述的燃煤添加剂的使用方法，其特征在于，所述添加剂的喷射点设置在燃煤设备的看火孔处。
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