CN103937566B

CN103937566B - 一种燃油锅炉助燃抗结焦剂及其添加方法

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Publication number: CN103937566B
Application number: CN201410183952.1A
Authority: CN
Inventors: 张军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-26
Filing date: 2014-04-26
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2034-04-26
Also published as: CN103937566A

Abstract

本发明公开了一种燃油锅炉助燃抗结焦剂，包括由以下重量份的原料制备而成：电解法二茂铁45-55份；硬脂酸镁10-20份；硬脂酸钡10-20份；聚异丁烯基丁二酰亚胺5-15份；聚乙二醇辛基苯基醚5-15份。本发明同时公开了该添加剂的添加方法。本发明添加在普通燃料油中，达到明显减少炉膛结焦和喷枪堵塞、降低烟尘排放、保证锅炉长期高效运行的目的，既保护环境、节约能源，又减少锅炉频繁启停造成的诸多不便。

Description

一种燃油锅炉助燃抗结焦剂及其添加方法

技术领域

本发明涉及锅炉添加剂技术领域，具体涉及一种燃油锅炉助燃抗结焦剂及其添加方法。

背景技术

为适应环保要求，煤炭锅炉已逐步退出供热锅炉的历史舞台，天然气锅炉则成为供热锅炉的首选，但在天然气管网不能覆盖的地区，燃油锅炉则是供热锅炉的主力。当使用燃油锅炉时，为尽量降低成本，除某些环保要求极高不得不使用柴油的场所外，大多以价格相对低廉的燃料油为燃料。

与柴油相比，锅炉以燃料油为燃料时存在易结焦、易堵枪、烟雾大的弱点，结焦和堵枪会导致锅炉效率下降、油耗上升，结焦严重到一定程度时，为维持锅炉的正常运行，必须停炉清焦。

停炉清焦不但降低了设备利用率，而且此项工作既繁杂又不经济：首先要停炉，停炉后要进行冷却，冷却到常温后工作人员要进入较恶劣的工作环境中进行清焦工作，清焦工作完毕并检修后还要重新启动锅炉。整个过程费时费力，不便于锅炉操作的组织管理，锅炉的启停又额外消耗了能量，所以要设法尽量减少停炉清焦工作。

要解决炉膛结焦和喷枪堵塞问题，通常有两条途径，一是使用优质燃料油，二是使用清净剂。优质燃料油的价格高，用户承受的成本压力大；清净剂虽能减轻油泥的积累，但抗积碳作用和消烟作用不明显。因此，研发一种无毒副作用、既能消烟抗结焦又有一定的节能效果的燃料油添加剂，对燃油锅炉高效经济地运行是有现实意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种燃油锅炉助燃抗结焦剂及其添加方法，其能够有效提高燃油的消烟抗结焦性能，从而消除上述背景技术中缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种燃油锅炉助燃抗结焦剂，包括由以下重量份的原料制备而成：

一种燃油锅炉助燃抗结焦剂，优选以下重量份的原料制备而成：

本发明中，所述的电解法二茂铁的造粒方法采用升华产品破碎筛分法。通过本方法可以达到两个目的，第一是将二茂铁制成易于添加的粒状；第二是通过该工艺去除二茂铁中的有害杂质，得到催化活性更高的高纯二茂铁。具体操作如下：

称取市售二茂铁分层装入电加热升华釜中，封闭升华釜装料口，将出料口通过保温管与产品接收器连通，开启真空泵抽负压至0.07兆帕检查整个装置的气密性，确认不漏气后关闭真空泵并安装保温层，开启加热电炉对升华釜和保温管加热；当升华釜温度上升至180摄氏度时开启真空泵，维持0.03兆帕的负压，开启产品接收器间接冷却水收集升华至产品接收器中的二茂铁；当升华釜温度超过215摄氏度后要注意每间隔30分钟记录一次温度，如果30分钟升温幅度小于5摄氏度，则继续对升华釜加热，如果升温幅度大于5摄氏度，则再继续加热30分钟即停电炉；15分钟后关闭真空泵、关闭冷却水，自然冷却8小时后将二茂铁掏出，去除其中少量的片状物和饼状物备做二次升华的原料，块状产品自然冷却至室温后去滚刀式破碎机破碎，筛取粒度10-50目的产品装桶。

本发明中，所用的硬脂酸镁、硬脂酸钡、聚异丁烯基丁二酰亚胺、聚乙二醇辛基苯基醚分别独立包装。

升华过程中保温管的温度维持在170-220摄氏度之间，温度低易造成保温管堵塞，温度高会产生局部炭化。如果升华釜温度达到215摄氏度升温速度即超过每30分钟5摄氏度，则可能是保温管堵塞，需停炉检查保温管的通畅性；如果升华釜的温度超过260摄氏度仍无较快的升温现象出现，则需检查电炉是否正常工作、保温层是否完好。

本发明提供的燃油锅炉助燃抗结焦剂添加方法如下：

根据油量和添加比例计算助燃抗结焦剂的量，将助燃抗结焦剂的各成分按比例加入加剂专用洗涤塔中形成料层，通过洗涤塔向油罐中加油即可将料层中的有效成分洗入用户油罐并混合均匀。

本发明中，所述助燃抗结焦剂在燃料油中的添加比例为每千升燃料油添加1.5公斤。

所述专用洗涤塔结构为：所述专用洗涤塔具有塔体和滤筒，塔体上部开设塔入口，滤筒安装于塔体内部，且滤筒内安装有两个流量调节板，所述两个流量调节板上均开设的布局、孔径均相同的通孔，且两个流量调节板上下接触配合，其中一个流量调节板活动安装用以改变流量调节板的当量直径。

详细添加步骤如下：

1、根据加油量计算本燃油锅炉助燃抗结焦剂的需要量，并根据下式计算流量调节板的当量直径，

D_{1} = D \sqrt{W / CV}

式中D₁为流量调节板的当量直径，D为加油管的管口直径，W为燃油锅炉助燃抗结焦剂的需要量，C为燃油锅炉助燃抗结焦剂在油中的溶解度，V为加油量；

2、将计算量的电解法二茂铁装入洗涤塔的滤筒内，安装好流量调节板，将计算量的硬脂酸镁和硬脂酸钡放置在流量调节板之上，将三分之一计算量的聚异丁烯基丁二酰亚胺和聚乙二醇辛基苯基醚从塔入口直接加入洗涤塔；

3、通过洗涤塔向油罐中加燃料油，燃料油加入三分之一时，再通过塔入口直接向洗涤塔中加入三分之一计算量的聚异丁烯基丁二酰亚胺和聚乙二醇辛基苯基醚，继续加燃料油，燃料油加入三分之二时，将剩余的聚异丁烯基丁二酰亚胺和聚乙二醇辛基苯基醚通过塔入口直接加入洗涤塔，继续完成加油操作即可。

本发明的作用机理如下：

迫于成本压力，现代燃油锅炉多采用价格相对低廉的燃料油作燃料，由于这些燃料油中的胶质和不饱和化合物较多，燃烧过程中不但油烟大而且易在炉膛各处结焦，炉膛结焦会降低传热效果、导致锅炉的热效率下降。为保证锅炉的高效运行，当炉膛结焦达到一定程度时必须停炉进行清焦，既增加了工作量又降低了锅炉的利用率，锅炉的启停还会额外消耗大量的燃油，很不经济。

燃料油燃烧过程中油烟的形成和炉膛结焦，其本质主要是燃油分子断链或脱氢生成游离基后主反应即它们与氧生成二氧化碳和水的反应尚不足够迅速，给这些游离基自聚和共聚生成大分子留下了较多的机会，大分子的燃烧速度更慢，油烟更大；充分脱氢后的游离基碎片如不及时与氧化合则会失去活性形成积碳。要减少或避免游离基碎片的聚合失活，就要充分提高它们与氧的化合速度。提高这个速度有两条途径：一是增加它们与氧接触的几率，可通过改善油的雾化效果来实现；二是提高这些游离基的活性，可通过高效引发剂来实现。另外，使用烟点提高剂也能在一定程度上减少油烟的产生。

本燃油锅炉助燃抗结焦剂中的二茂铁在炉膛中受热可产生大量游离基，这些具有共轭结构的游离基能量很高，它们在高温下进攻碳链可使碳链更容易断裂，从而迅速产生比不使用添加剂时能量更高、活性更强的大量游离基；与此同时，二茂铁产生的高能游离基还可打开氧分子键，大大提高氧的氧化活性，因此，二茂铁的使用可加快主反应速度，减少游离基失活的几率，既可以减少炉膛积碳、又可抑制油烟的产生。硬脂酸镁和硬脂酸钡的高温离子化可以提高燃料油的烟点，因而可以减少燃料油雾化过程中油烟的生成；聚异丁烯基丁二酰亚胺是油溶性表面活性剂，用来提高燃料油的雾化性能并清洗油路；聚乙二醇辛基苯基醚具有较高的热稳定性，具有水溶性，可附着在二茂铁表面携带少量二茂铁渗透到炉膛沉积物内部，利用二茂铁受热分解产生的燃爆作用疏松沉积物，使之不易附着在炉膛内。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本助燃抗结焦剂由催化剂和清净分散剂复配而成。催化剂中含有电解法二茂铁、硬脂酸镁和硬脂酸钡，可加快油的燃速、促进碳核着火。清净分散剂为油溶性表面活性剂，对油中的高分子聚合物有分散作用，有助于油的雾化。

本助燃抗结焦剂效果明显、性质稳定、安全性好、使用方便。燃料油中加入本剂可有效地抑制锅炉炉膛和喷枪结焦，帮助锅炉长时间高效运行，既减轻了锅炉用户的清焦工作量、改善了工作环境，又减少了锅炉启停造成的经济损失，其显著的消烟效果明显地降低了燃油锅炉造成的环境污染，这些积极作用可为更广泛地用相对廉价的燃料油取代柴油提供有力的技术支持。

总之，本发明添加在普通燃料油中，达到明显减少炉膛结焦和喷枪堵塞、降低烟尘排放、保证锅炉长期高效运行的目的，既保护环境、节约能源，又减少锅炉频繁启停造成的诸多不便，兼具经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明专用洗涤塔的结构示意图；

图中：1.塔体，2.滤筒，3.塔入口，4.流量调节板。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

以上实施例中，所用的电解法二茂铁采用如下制备方法制备：

硬脂酸镁、硬脂酸钡、聚异丁烯基丁二酰亚胺、聚乙二醇辛基苯基醚分别独立包装。

实施例6

实施例1-5制备的助燃抗结焦剂添加步骤如下：

1、根据加油量计算本燃油锅炉助燃抗结焦剂的需要量，并根据下式计算流量调节板的当量直径，助燃抗结焦剂在燃料油中的添加比例为每千升燃料油添加1.5公斤，

D_{1} = D \sqrt{W / CV}

参见图1，所述专用洗涤塔结构为：所述专用洗涤塔具有塔体1和滤筒2，塔体1上部开设塔入口3，滤筒2安装于塔体1内部，且滤筒2内安装有两个流量调节板4，所述两个流量调节板4上均开设的布局、孔径均相同的通孔，且两个流量调节板上下接触配合，其中一个流量调节板4活动安装用以改变流量调节板的当量直径。

实施例7

实施例1-5所得燃油锅炉助燃抗结焦剂的效果试验。试验锅炉为一台93千瓦的立式燃油采暖锅炉，试验前烧柴油，试验期间烧洗油。本试验未计算锅炉热效率的变化，其中的烟度是指烟囱顶部的实测烟度。

从上表可以看出，本燃油锅炉助燃抗结焦剂的消烟效果十分明显，烟度降低近50％，加剂后燃油喷嘴无堵塞现象，肉眼观察不到炉膛结焦，采暖效果也未随锅炉运行时间的加长而出现可察觉得到的下降，与对比例相对照，其抗结焦效果很明显。虽未检测锅炉热效率的变化，但从对比例采暖效果下降这一事实分析，加剂当可大幅延长锅炉高效运行的周期。

发明人也对轮胎油、脱酚油等其他燃油进行了实验，得出的结论与上述一致，在此不作赘述。

本发明不局限于上述具体实施方式，一切基于本发明的技术构思，所作出的结构上的改进，均落入本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种燃油锅炉助燃抗结焦剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：

2.如权利要求1所述的一种燃油锅炉助燃抗结焦剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：

3.如权利要求1所述的一种燃油锅炉助燃抗结焦剂，其特征在于：所述电解法二茂铁的制备步骤为：称取市售二茂铁分层装入电加热升华釜中，封闭升华釜装料口，将出料口通过保温管与产品接收器连通，开启真空泵抽负压至0.07兆帕检查整个装置的气密性，确认不漏气后关闭真空泵并安装保温层，开启加热电炉对升华釜和保温管加热；当升华釜温度上升至180摄氏度时开启真空泵，维持0.03兆帕的负压，开启产品接收器间接冷却水收集升华至产品接收器中的二茂铁；当升华釜温度超过215摄氏度后要注意每间隔30分钟记录一次温度，如果30分钟升温幅度小于5摄氏度，则继续对升华釜加热，如果升温幅度大于5摄氏度，则再继续加热30分钟即停电炉；15分钟后关闭真空泵、关闭冷却水，自然冷却8小时后将二茂铁掏出，去除其中少量的片状物和饼状物备做二次升华的原料，块状产品自然冷却至室温后去滚刀式破碎机破碎，筛取粒度10-50目的产品装桶。

4.添加如权利要求1所述的助燃抗结焦剂的方法，其特征在于：步骤为：根据燃料油量和添加比例计算助燃抗结焦剂的量，将助燃抗结焦剂的各成分按比例加入专用洗涤塔中形成料层，通过所述专用洗涤塔向油罐中加燃料油即可将料层中的有效成分洗入用户油罐并混合均匀；所述专用洗涤塔结构为：所述专用洗涤塔具有塔体和滤筒，塔体上部开设塔入口，滤筒安装于塔体内部，且滤筒内安装有两个流量调节板，所述两个流量调节板上均开设布局、孔径均相同的通孔，且两个流量调节板上下接触配合，其中一个流量调节板活动安装用以改变流量调节板的当量直径。

5.如权利要求4所述的添加方法，其特征在于：所述助燃抗结焦剂在燃料油中的添加比例为每千升燃料油添加1.5公斤。

6.如权利要求4-5任一项所述的添加方法，其特征在于：添加剂添加的详细添加步骤如下：

(1)根据加油量计算本燃油锅炉助燃抗结焦剂的需要量，并根据下式计算流量调节板的当量直径，

D_{1} = D \sqrt{W / C V}

(2)将计算量的电解法二茂铁装入洗涤塔的滤筒内，安装好流量调节板，将计算量的硬脂酸镁和硬脂酸钡放置在流量调节板之上，将三分之一计算量的聚异丁烯基丁二酰亚胺和聚乙二醇辛基苯基醚从塔入口直接加入洗涤塔；

(3)通过洗涤塔向油罐中加燃料油，燃料油加入三分之一时，再通过塔入口直接向洗涤塔中加入三分之一计算量的聚异丁烯基丁二酰亚胺和聚乙二醇辛基苯基醚，继续加燃料油，燃料油加入三分之二时，将剩余的聚异丁烯基丁二酰亚胺和聚乙二醇辛基苯基醚通过塔入口直接加入洗涤塔，继续完成加油操作即可。