CN104789294A - 一种燃煤添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃煤添加剂的技术领域，公开了一种燃煤添加剂及其制备方法，解决了现有的燃煤添加剂所存在的成本高、效率低的问题。本发明以丙三醇作为主要原料，配合氢氧化钾或氢氧化钠、过氧化钠、硼砂和硅酸钠，并以水作为溶剂，均匀混合后制备出添加剂原液。使用时按照添加剂:水:煤＝1～4:40:4000的比例稀释后通过喷嘴将溶液均匀地喷在预燃煤炭表面后，投入锅炉进行燃烧。检测结果证明，本发明具有节煤效率高、脱硫、脱硝、消烟效果明显、使用成本低等优点，节煤5％～20％，降低二氧化硫和氮氧化物排放物在31％～50％，炉渣含碳量减少10％～12％。

Description

一种燃煤添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于燃煤添加剂技术领域，具体涉及一种燃煤添加剂及其制备方法。

背景技术

随着我国大力推进工业化、城镇化建设，国民经济迅速发展，燃煤消费量不断增加。燃煤消费已成为污染环境的重点行业，现在仍有很大数量的燃煤锅炉不添加燃煤添加剂，而延续传统的方式直接燃烧，存在以下缺点：

1、煤燃烧不充分，锅炉升温缓慢，热效率低，浪费大量宝贵的能源。

2、在排烟中含有未燃尽的残碳，造成排烟量大，冒黑烟，污染环境。

3、燃煤中含有硫化物和氮氧化物，使在排出的烟气内含有大量的强酸根进入大气形成酸雨，污染空气。

为提高煤炭利用率，减少资源浪费，保护环境和治理大气污染，国内外研发了多种燃煤添加剂，多数以无机物为主要原料制成，以改变煤炭的分子晶体结构，来提高煤炭的利用率，这些添加剂普遍存在使用成本高，效果不是特别明显的缺点，因此在国内燃煤企业中没有得到广泛应用。

发明内容

为了解决现有的燃煤添加剂所存在的成本高、效率低的问题，本发明提供一种节煤效率高、脱硫、脱硝、消烟效果明显、使用成本低的燃煤添加剂。

本发明的具体技术方案如下。

一种燃煤添加剂，其成分(按质量百分比计)为35％～42.8％丙三醇、18.2％～20.7％氢氧化钾或氢氧化钠、11.2％～12.1％过氧化钠、13.5％～15％硼砂、6.8％～8.7％硅酸钠，余量为水。

经测定，该添加剂的各项物理化学参数为：

1、具有水溶性；

2、比重1.60±0.05(25℃)；

3、pH＝12.5±0.5；

4、常温下为透明液体；1100℃以上变为固体粉末，燃烧后与其它物质分离；

5、凝固点低于-10℃。

本发明的燃煤添加剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、按照上述比例称量各组分原料；

步骤二、依照丙三醇——水——氢氧化钾或氢氧化钠——硼砂——硅酸钠——过氧化钠的顺序搅拌下加料混合；

步骤三、原料全部加入之后继续搅拌至混合均匀完成制备过程，搅拌时混合物温度应当控制在60～95℃范围之内。

所述的搅拌至混合均匀，可以搅拌100～120分钟。

搅拌至混合均匀后，可以在冷却至40～50℃将混合物(即添加剂原液)装桶保存。

本发明的有益效果：

1、加入添加剂后锅炉升温快，锅炉出力可提高0.88MW，节煤5％～20％。

2、添加剂具有强碱性，有效除去炉膛壁和管道壁的炉垢，提高锅炉热效率6.5％～7.0％，延长锅炉的使用寿命。

3、添加后排烟颜色变白，煤炭燃烧率提高，炉渣含碳量减少10％～12％，除尘效果明显。

4、固硫、脱硝效果明显，降低二氧化硫和氮氧化物排放物在31％～50％。

5、燃煤添加剂使用成本降低，使用时将助燃剂由喷嘴均匀洒在燃煤表面，使用量0.25‰～1‰。

总之，本发明以丙三醇为主要成分，燃煤添加剂具有使用方便、节煤、脱硫、脱硝、降烟效果明显，使用成本低廉等优点。

具体实施方式

下面以实施例的方式对本发明技术方案进行详细说明。

实施例1

按下列配比(按质量百分比计)称取原料：丙三醇35％；过氧化钠12.1％；氢氧化钾20.7％；硼砂15％；硅酸钠8.7％；水8.5％。按丙三醇——水——氢氧化钾——硼砂——硅酸钠——过氧化钠的顺序将上述原料依次加入搅拌器中搅拌。当上述原料全部加入之后，继续混合后搅拌120分钟，并将混合物的温度控制在60℃～95℃范围之内，以防止混合物由于过热而发生氧化和分解反应。搅拌完成后待其冷却至40℃～50℃将混合物(即添加剂原液)装桶入库。

经测定，添加剂原液的各项物理化学参数为：

1、水溶性——可以作为不燃物，对铁无腐蚀性。

2、比重(25℃)——比重1.60±0.05。

3、酸碱度(pH值)——碱性(pH12.5±0.5)。

4、液体状态——透明，在常温下为液体状态。

5、冰点和氧化原液在-10℃不结冰，有效防止铁氧化。

6、各种状态特征——常温下为液体状态，易于渗入煤炭；1100℃以上变为粉末状态，燃烧后与其它物质分离，防止石化。

添加剂在使用时与煤和水的比例(按照重量比计算)为：添加剂原液∶水∶煤＝1～4∶40∶4000。使用中在稀释桶中按比例加入水和添加剂，进行充分搅拌混合均匀后，制成添加剂稀释液。通过高压水泵将添加剂稀释液由桶中抽出，再通过喷嘴将溶液均匀地喷在预燃煤炭的表面后，即可投入锅炉进行燃烧。

在工况稳定的情况下，将加入添加剂的煤的燃烧与不加入添加剂的煤燃烧得到以下对比参数，如表1：

表1

并对二氧化硫和氮氧化物的排放量进行了环境监测，表2为梅河口市环境保护监测站《检测分析结果报告单》。

表2

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于：所称取原料组分的配比为丙三醇36％、氢氧化钾20.5％、过氧化钠12％、硼砂14％、硅酸钠8％、水9.5％。

添加剂的使用方法同实施例1。

在工况稳定的情况下，同样将加入添加剂的煤的燃烧与不加入添加剂的煤燃烧得到以下对比参数，如表3：

表3

实施例3

实施例3与实施例1和实施例2的不同之处在于：所称取原料组分的配比为丙三醇42.8％、氢氧化钾18.2％、过氧化钠11.2％、硼砂13.5％、硅酸钠6.8％、水7.5％。

添加剂的使用方法同实施例1。

在工况稳定的情况下，同样添加剂的煤的燃烧与不加入添加剂的燃烧得到以下对比参数，如表4。

表4

本发明中丙三醇在高温时可与煤气混合燃烧，从而提高燃烧热值，燃烧时同烟尘同时燃烧可起到消烟目的。氢氧化钾或氢氧化钠，在高温中释放出K⁺或Na⁺离子与烟气中的SO₂和氮氧化物发生反应生成硫酸盐和硝酸盐，起到脱硫脱硝的作用，降低二氧化硫和氮氧化物的排放量，此外还能够起到去除炉膛壁和管道壁的炉垢的作用，提高设备热效率。硼砂、硅酸钠和过氧化钠在高温条件下分解放出氧离子起到增氧助燃的作用，在高温条件下释放出Na⁺离子与烟气中的SO₂和氮氧化物发生反应生成硫酸盐和硝酸盐，起到脱硫脱硝的作用，此外硼砂在炉膛高温区时受热爆裂可以搅动气流使煤更加充分的燃烧。本发明通过各组分原料混合后在高温条件下的协同作用，其效果相比现有的燃煤添加剂有显著的提高，使其具有了节约燃煤、减少烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放等优点。

此外，应当注意的是在本发明中应当严格按照顺序加入搅拌，以减少由于原料分解和反应带来的脱硫、脱硝和助燃效果的降低。

Claims (8)

1.一种燃煤添加剂，其特征在于，按质量百分比计，由35％～42.8％的丙三醇、18.2％～20.7％的氢氧化钾或氢氧化钠、11.2％～12.1％的过氧化钠、13.5％～15％的硼砂、6.8％～8.7％的硅酸钠和余量的水组成。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤添加剂，其特征在于，其具有如下物理化学参数或性能：

一、具有水溶性；

二、25℃下比重为1.60±0.05；

三、pH＝12.5±0.5；

四、常温下为透明液体；1100℃以上变为固体粉末，燃烧后与其它物质分离；

五、凝固点低于-10℃。

3.根据权利要求1或2所述的一种燃煤添加剂，其特征在于，由如下制备方法制得：

一、按照权利要求1中所述比例称量各组分原料；

二、依照丙三醇——水——氢氧化钾或氢氧化钠——硼砂——硅酸钠——过氧化钠的顺序在搅拌下加料混合；

三、原料全部加入之后，混合物温度控制在60℃～95℃范围继续混合搅拌至混合均匀。

4.根据权利要求1或2所述的一种燃煤添加剂，其特征在于：由35％的丙三醇、12.1％的过氧化钠、20.7％的氢氧化钾、15％的硼砂、8.7％的硅酸钠和8.5％的水组成。

5.根据权利要求1或2所述的一种燃煤添加剂，其特征在于，由36％的丙三醇、20.5％的氢氧化钾、12％的过氧化钠、14％的硼砂、8％的硅酸钠和9.5％的水组成。

6.根据权利要求1或2所述的一种燃煤添加剂，其特征在于，由42.8％的丙三醇、18.2％的氢氧化钾、11.2％的过氧化钠、13.5％的硼砂、6.8％的硅酸钠和7.5％的水组成。

7.一种制备如权利要求1或2所述的燃煤添加剂的方法，具体步骤如下：

一、按照以下按质量百分比例称量各组分原料：35％～42.8％的丙三醇、18.2％～20.7％的氢氧化钾或氢氧化钠、11.2％～12.1％的过氧化钠、13.5％～15％的硼砂、6.8％～8.7％的硅酸钠及余量的水；

二、依照丙三醇——水——氢氧化钾或氢氧化钠——硼砂——硅酸钠——过氧化钠的顺序搅拌下加料混合；

三、原料全部加入之后继续搅拌至混合均匀完成制备过程，搅拌时混合物温度控制在60～95℃范围之内。

8.根据权利要求7所述的一种制备燃煤添加剂的方法，其特征在于，搅拌至混合均匀后，在冷却至40～50℃将混合物装桶保存。