CN103131513A

CN103131513A - 一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法

Info

Publication number: CN103131513A
Application number: CN2013100610239A
Authority: CN
Inventors: 张亚南; 吴迪
Original assignee: LUOYANG DAZE ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL Co Ltd
Current assignee: LUOYANG DAZE ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL Co Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-06-05

Abstract

本发明公开了一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，组配重量百分比为：石灰石30-50％，氢氧化钙3-20％，碳酸钙10-20％，碳酸钠3-15％，硝酸铵10-20％，熟料助烧剂10-30％，以上的各组份按重量配比之和为100％。水份含量小于2％，其中，石灰石中氧化钙的含量不低于40％。本发明中的原料在市场上容易购买，并且能够达到节煤13％以上，降低二氧化硫排放量90％以上的效果。

Description

一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法

技术领域

本发明属助燃固硫技术领域，尤其是一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国煤炭的地下储藏量也趋于迅速减少的势头，优质煤因超量开采和大量出口，其减少的势头尤为严重，而像石头一样的劣质高硫煤留在国内，由于其热值低和污染严重给工业生产和人民生活带来了严重困难，同时给大气环境造成了严重危害。从发展和战略眼光来看，环境污染和能源匮乏问题，已对国民的生存与发展构成了严重威胁，到了非解决不可的地步。

市场上生产燃煤助燃固硫剂种类甚多，但真正能解决煤炭燃烧过程中的环保、节能、除硫等问题的微乎其微，例如燃煤不充分，粉尘、结焦酸性有害气体排放不彻底，不除硫等等，造成不能有效的提高热效率及含硫气体排入大气。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成二氧化硫，腐蚀金属设备，污染环境。

市场上的燃煤助燃固硫剂成分为锰矿石，碳酸钙和化学外加剂。锰矿石与化学外加剂共同作用，可以降低煤粉的燃点，提高煤粉灰分的熔点，并在高温下调节燃烧气氛，达到促进劣质煤的集中燃烧的目的；碳酸钙和化学外加剂共同作用，遇煤燃烧后产生的二氧化硫起反应，将硫物质沉淀在煤渣中，从而减少了排入大气的二氧化硫；但是所采用的化学外加剂在自然界比较难于获取，而且在火电厂中对燃煤固硫的效果要求很高，因此，需要一种更理想的助燃固硫组配方法，能够进一步降低煤粉的燃点，提高煤粉的利用效率，更加节约用煤，进一步将煤燃烧时产生的二氧化硫中的硫元素沉淀在煤渣中，减少有害气体的排放。

鉴于上述原因，现有的燃煤助燃固硫配方需要改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，原料在市场上容易购买，能够达到节煤13％以上，降低二氧化硫排放量90％以上的效果。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，组配重量百分比为：石灰石30-50％，氢氧化钙3-20％，碳酸钙10-20％，碳酸钠3-15％，硝酸铵10-20％，熟料助烧剂10-30％，以上的各组份按重量配比之和为100％。

石灰石30-40％，氢氧化钙10-20％，碳酸钙10-20％，碳酸钠3-10％，硝酸铵10-15％，熟料助烧剂10-20％，以上的各组份按重量配比之和为100％。

石灰石中氧化钙的含量不低于40％。

助燃固硫物质为含钴、镉、镧系稀土天然矿物其中的一种或组合。

熟料助烧剂组配重量百分比为：氧化钴55-70％，氧化镉20-40％，镧系稀土二氧化镧5-10％，以上的各组份按重量配比之和为100％。

催化燃烧的特点是降低反应所需的活化能，使反应能在较低的温度下进行。煤粉在着火阶段，主要表现为挥发分的释放和燃烧。随着大部分挥发分释放完毕，周围的氧气逐渐扩散到煤粉裂解后的焦炭表面并渗透到孔隙结构中，在一定的温度作用下，氧气和焦碳表面碳和氢作用形成二氧化碳和水为主的产物并往外扩散。在这个阶段，促进氧气与焦碳的充分接触能提高煤粉的燃尽。特别是在煤粉燃烧的后期阶段，由于有机碳的消耗，煤粉体积逐渐收缩，煤粉中的灰分逐渐覆盖在外层，阻碍了氧气往煤焦内部的进一步扩散，不可避免的造成难燃尽。

上述组分中，硝酸铵与熟料助烧剂在高温下发生一系列的物理化学变化，硝酸铵与熟料助烧剂形成二氧化铵，金属离子(如铵、钴、镧)等等。氧化钙可以起到增氧作用，改变煤燃烧时局部缺氧的状况，且热量集中，有助于煤的进一步燃烧，继而提高煤的燃烧率，减小煤粒外排，降低空气污染和能源浪费；而金属离子与煤碳中含有的腐植酸盐将进行盐基交换而生成着火点较低的腐值酸盐，当煤粉表面的这些气态分子量的碳氢化合物质量分数达到一定值时，与氧气化合反应放热远远大于散热，使反应迅速加快，形成着火，改变了煤碳的着火性能。同时，某些金属盐分解的断裂分解，使气态挥发分较快释放出来，增加了易燃的挥发分含量，从而加快了煤的着火速度。

在燃烧过程中，氧气不断从金属向碳原子传递，加快了氧气的扩散速度，有利于加速碳的燃烧，增加煤的燃烬率，但金属离子也会与煤中的氧基官能团结合，同时在燃烧中也会与煤中矿物质作用，因此在使用火电厂燃煤助燃固硫组配方法时应注意含量对催化效果的影响，并不是掺量越多越好。

燃烧中产生的二氧化铵，氧化钠等金属氧化物本身热容小，且能催化煤炭中长链脂肪族烷烃键的断裂，变成相对较小的分子，增加分子的运动，降低煤的热容，提高了煤的热传递。电子转移学说从电子催化理论入手，认为金属离子嵌入碳晶格的内部使碳的微观结构发生变化并作为电子给予体，通过电子转移加速部分反应步骤，此外，催化剂中的金属离子在加热过程中能够被活化，从而其自身的电子发生转移成为电子给予体，金属离子将形成空穴，而碳表面的电子构型也将发生变化，这种电荷的迁移将加速某些反应，从而提高了整个反应的速度，使燃烧得更充分。同时，熟料助烧剂中的一种无机盐受热达到一定温度时发生微爆，使周围的可燃物膨松，增加供氧面积，使燃煤能够得到更加充分的燃烧，燃煤热效率得到了显著提高。

煤在燃烧时产生高温，硫与氧反应生成二氧化硫，石灰石中的氧化钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙再和氧气反应生成硫酸钙，通过这个过程大多数的硫就被固定下来了，不会以二氧化硫的形式释放到大气中形成酸雨。

本发明的有益效果是：原料在市场上容易购买，能够达到节煤13％以上，降低二氧化硫排放量90％以上的效果。

加入氧化镉可提高生料的活性和稳定性，适量的氧化镉加入后能显著提高熟料质量，但是掺加过量则使得熟料游离氧化钙增加，熟料质量下降。

镧在高温下对加快反应速度起到明显的作用，镧系稀土元素是以镧为代表的一族元素，具有相似的外层电子结构，对熟料的煅烧均具有促进作用，镧系稀土元素在熟料烧成固相反应阶段可通过形成中间产物促进固相反应，在烧成阶段对硅酸盐矿物形成起催化作用，能使碳酸盐分解温度、固相反应温度、阿特利形成温度等下降10-35度，达到同样烧成程度的时间缩短5-10秒，当在体系中添加镧系稀土元素时，可夺取反应分子形成反应活化体，然后再转变为产物分子，从而大大加快了矿物的形成速率，与此相应，矿物形成速[率的加快又促使氧化钙粒子扩散迁移速度的加快，使新分解而产生的氧化钙能快速地与酸性氧化物反应形成中间产物，并导致正在分解的碳酸盐颗粒的产物层迅速变薄，进而又加快碳酸盐分解反应的速度，加快二氧化硫与氧化钙的反应生成亚硫酸钙的速度，同时催化亚硫酸钙在生成时迅速与氧气发生反应生成硫酸钙，并促使硫酸钙固化成块。

燃煤助燃固硫配方内含有大量的活性金属氧化物，除了和二氧化硫发生化学反应之外，还起到助燃和催化燃烧的作用，改变了原来燃烧不充分的状况。燃煤助燃固硫配方内还有相当数量的单质金属高能燃料，燃烧时和强氧化剂发生置换反应释放出大量的热能，使燃烧温度提高50-100度以上，把劣质煤中原来不能燃烧的成份，如煤矸石也能充分燃烧，使燃烧后炉渣含量下降5-10％。加入固硫配方后，使炉膛内的燃烧温度提高50-100，把那些微细煤粉面及悬浮颗粒物充分燃烧转化成热能。

因此，提高煤的燃烧热效率，同时又大大地降低了烟尘污染，使烟尘格曼黑度达到国家要求和控制的标准。解决了环境污染问题，不会给天空排放黑烟和灰尘，减少了对大气质量的破坏，大大降低烟气中二氧化硫排量，提高燃烧温度，使燃料燃烧充分，消除黑烟，净化空气，减少对环境的污染。

燃煤助燃固硫配方中各组分对煅烧设备无损害，通过节煤固硫可有效减少硫气体排放，因此，具有重大经济、社会、环保效益，可广泛用于火电厂生产中。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

组配重量百分比为：石灰石30-50％，氢氧化钙3-20％，碳酸钙10-20％，碳酸钠3-15％，硝酸铵10-20％，熟料助烧剂10-30％，以上的各组份按重量配比之和为100％；石灰石中氧化钙的含量不低于40％。

实施例2

石灰石30-40％，氢氧化钙10-20％，碳酸钙10-20％，碳酸钠3-10％，硝酸铵10-15％，熟料助烧剂10-20％，以上的各组份按重量配比之和为100％；石灰石中氧化钙的含量不低于40％。

实施例3

实施例4

Claims

1.一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，其待征在于：组配重量百分比为：石灰石30-50％，氢氧化钙3-20％，碳酸钙10-20％，碳酸钠3-15％，硝酸铵10-20％，熟料助烧剂10-30％，以上的各组份按重量配比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，其待征在于：石灰石30-40％，氢氧化钙10-20％，碳酸钙10-20％，碳酸钠3-10％，硝酸铵10-15％，熟料助烧剂10-20％，以上的各组份按重量配比之和为100％。

3.根据权利要求1所述的一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，其待征在于：石灰石中氧化钙的含量不低于40％。

4.根据权利要求1所述的一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，其待征在于：助燃固硫物质为含钴、镉、镧系稀土天然矿物其中的一种或组合。

5.根据权利要求1所述的一种火电厂燃煤助燃固硫组配方法，其待征在于：熟料助烧剂组配重量百分比为：氧化钴55-70％，氧化镉20-40％，镧系稀土二氧化镧5-10％，以上的各组份按重量配比之和为100％。