CN1038599C - 清洁、高效的烟煤上点火蜂窝煤 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种清洁、高效燃烧的民用烟煤上点火蜂窝煤。这种型煤可用烟煤作主要原料，因加入点火剂、引火剂、清洁添加剂等，并采用合理的工艺、配比和成型压力，可以实现清洁、高效的燃烧，降低黑烟、烟尘、SO₂、致癌物B(a)P和NO_X的污染，达到显著减轻大气污染和节约煤炭的目的。

Description

清洁、高效的烟煤上点火蜂窝煤

本发明涉及清洁、高效燃烧的民用燃料--烟煤上点火蜂窝煤。

在我国能源构成中，煤炭构成占能源总耗量的76％。统计资料表明，我国煤炭的84％被直接燃用，每年排入大气的污染物中，有87％的SO₂、有79％的烟尘及67％的NO_x均来源于直接燃烧煤炭。煤烟污染已使我国大气环境日益恶化。所以一般都将煤炭看成是“肮脏、低效”的能源。因此，近二十年来，煤炭转化技术或称清洁煤技术得到广泛研究。

蜂窝煤(含上点火蜂窝煤)是一种主要的民用燃料，国内外均在发展，但在消烟清洁燃烧和提高燃烧效率等方面，尚无明显效果。国内外民用蜂窝煤及煤球都是用无烟煤或半焦做原料，才避免黑烟污染。据检索，近年的新进展(我国90105041.5专利)也只能用部分劣质烟煤或煤泥还要配入矸石去压制蜂窝煤，不能全部使用高挥发分烟煤，特别是粘结性烟煤作主要原料。日本JP58-185689专利的点火剂价格昂贵，每块合人民币1元左右，且只能以无烟煤作煤本体。而且，已有的专利和技术，都不能有效地全面减少煤烟中五种主要污染物的排放量。

本发明的目的，是提供一种能用占我国地质贮量92％的烟煤、褐煤做原料的，能用火柴或报纸点燃的，能够清洁、高效燃烧的烟煤上点火蜂窝煤，以适应国内外对环境保护的紧迫要求。其主要内容如下：

这种上点火蜂窝煤的组成包括有点火剂、引火剂、粘结剂及煤本体。

所用点火剂是：二氧化锰、氯酸盐、硝酸盐等氧化剂；煤炭、炭素等可燃物；加上少量稳定防潮剂(石蜡、松香、硬酯酸钙等)和粘结剂组成。

所用引火剂是：煤炭、炭材、植物或做工业原料用的植物残渣等可燃物；少量硝酸盐或蜡下油等助燃剂；和公知的粘结剂等组成。

点火剂可单独压成点火饼，嵌入煤本体顶部由引火剂压制的引火层中。点火剂也可与引火剂与煤本体一起(三合一)成型。

所用清洁添加剂为电石渣、铝厂赤泥(渣)、钙类氧化物、氢氧化物或碳酸盐等，也可以配入铝厂、纸厂、皮革厂、纺织厂的碱性废水。

煤本体可以全部由烟煤或褐煤构成；也可以采用无烟煤；或几种牌号煤炭配煤。根据来源易得、廉价的原则选用。

这种上点火蜂窝煤的点火剂在每块蜂窝煤用量为6～20g，引入剂用量为对100～160mm的蜂窝煤每块相应用80～200g清洁添加剂的用量：添加剂的克分子数/蜂窝煤中硫的克分子数＝1.3～1.8；煤本体重量为每块约500～20000g。

烟煤中的挥发份，在燃烧到某一温度区间就分解集中析出，因此来不及燃烧净而形成黑烟、黄烟。

煤炭燃烧后的煤灰，和未燃尽的细粒煤，被从燃烧层流过的空气带到烟道，从而产生烟尘污染。

煤炭是不规则的碳环稠环混合物，带含氢侧链。层状燃烧时，一般只有70～80％的燃烧效率，故而都残留有多环芳香烃，造成煤烟中含强致癌物(以B(a)P为代表)的污染。

煤中都含硫和氮，燃烧时又造成煤烟中二氧化硫和氮氧化物(SO₂、NO_x)的污染。

本发明依靠控制成型物料的粒度及其级配，控制成型压力并加入电石渣、钙类物质清洁添加剂，使蜂窝煤燃烧时疏松，以提高型煤孔隙率，从而提高型煤的反应活性，控制加热速度及挥发份析出速度。本发明选用的成型物料粒度为0～6mm，其中0～3mm为80～89％，成型压力为250～850N/cm²，蜂窝煤的孔隙率为14～25％。

粘结性较强的肥煤作成型原料时，胶质层的析出膨胀会导致型煤胀裂。如加大型煤孔隙率，达到孔隙能完全容纳胶质物的总量，可解决任一种烟煤均可成型的问题。

与已有技术对比，本发明取得下列效果：

1由于本发明控制了挥发份的析出速度，加上提高反应活性0.3～4倍，导致燃烧火焰温度增高，使烟煤挥发分充份燃烧而消除黑烟和黄烟。煤烟黑度从原煤的＞2林格曼级降低到上点火蜂窝煤的0.5级以下。

2由于本发明蜂窝煤的反应活性好，增大了孔隙率，加上清洁添加剂的吸附作用，充分吸收住烟煤分解的胶质层和焦油重组份，而不迅速挥发跑掉，使烟煤能高效率、充份燃烧，使煤烟残留的强致癌物(B(a)P等)的排放量比烧原煤减少约62％。

3由于本发明的蜂窝煤加热速度得到控制，蜂窝煤燃烧过程的内、外温差较大，而孔隙率大，又加快了氧气向蜂窝煤内部扩散，形成蜂窝煤内部有一层低温燃烧层，从而可以减少氧化物40％的排放量。

4本发明加入的清洁添加剂，都是带金属阳离子的碱性物。在燃烧中它们先催化SO₂氧化为SO₃，然后与之反应生成无害的石膏(CaSO₄)固定在炉渣中，从而减少SO₂排放量约60％。

5由于本发明清洁添加剂为碱性，使煤质熔点稍有降低，而在表面高温燃烧层中，轻度熔融，配以适当的成型压力，使烟尘原始排放量减少70～80％。

本发明的实施例如下：

用挥发份41％，灰份25％，发热量20.1MJ/kg，硫份2.3％的烟煤为原料，按本发明加工上点火蜂窝煤：

配比如下：

点火剂：二氧化锰           24％，    硝酸钾    6％

        过氯酸钾           5％，     蜡下油    1.5％

        烟煤               43％      炭素      19％

        粘结剂             1.5％。

引火剂：硝酸钠(或销酸钾)   5％       炭素       30％

        烟煤               60％      粘结剂     2％

        清洁添加剂         3％

本体煤：烟煤               93％      清洁添加剂 5.5％

        粘结剂             1.5％

炊事燃烧试验结果如下：

        点火难易           18分钟

        上火时间           31分钟

        火力强度           32克/分

        燃烧效率           90.5％

        烟气黑度           0.25林格曼级

        烟气含尘量         56mg/Nm³(减少76％)

        SO₂浓度           28.8mg当量/Nm³

        B(a)P              比燃烧原煤时减少71％

        NO_x               比燃烧原煤时减少42％

Claims (3)

1、一种由点火剂、引火剂和煤本体所组成的上点火蜂窝煤，其特征在于：

(1)点火剂：

          二氧化锰24％         硝酸钾6％

          过氯酸钾5％          蜡下油1.5％

          烟煤    43％         炭素  19％

          粘结剂  1.5％

(2)引火剂：

          硝酸钠(或硝酸钾)5％  炭素  30％

          烟煤           60％ 粘结剂 2％

          清洁添加剂      3％

(3)煤本体：

          烟煤93％  清洁添加剂5.5％  粘结剂1.5％

(4)清洁添加剂是金属阳离子的碱性物。

2、一种如权利要求1所述的上点火蜂窝煤，其特征是点火剂在每块蜂窝煤用量为6-20g；引火剂用量为对直径100-160mm的蜂窝煤每块相应用80-200g；清洁添加剂的用量为：添加剂的克分子数/蜂窝煤中硫的克分子数＝1.3-1.8；煤本体重量为每块约500-2000g。

3、一种如权利要求1所述的上点火蜂窝煤，其特征是煤本体的烟煤粒度为0-6mm，其中0-3mm粒级为80-89％，成型压力为2.5-8.5MP.，成型产品-上点火蜂窝煤的孔隙率为14-25％。