CN104910997A - 一种燃煤锅炉除焦添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤锅炉除焦添加剂及其制备方法，该添加剂是一种白色固体粉末，除焦剂的组分和重量百分比是：氢氧化镁粉末89-92%，混合表面活性剂2-3%，硝酸镁4-5%，其余为高分子稳定剂；除焦剂的微观结构是一种核壳结构，即在氢氧化镁微粒表面包覆一层由表面活性剂、硝酸镁、高分子稳定剂共同组成的纳米有机物层。将本添加剂与等质量水混合后可形成稳定的悬浊液，将该悬浊液喷入锅炉燃煤炉膛可有效抑制锅炉结焦现象。本发明的优点：1、操作简单，用量少；2、除焦效果好，不但可用于普通煤炭，还适用于钠含量高的劣质煤炭；3、对环境污染小，添加剂中不含重金属；4、相比于液体添加剂，更便于运输与保存；5、安全无毒性，对人体无伤害。

Description

一种燃煤锅炉除焦添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种添加剂，具体涉及一种燃煤锅炉除焦添加剂及其制备方法。

背景技术

结焦是燃煤锅炉运行中比较普遍的问题，锅炉结焦将会造成热效率降低、锅炉设备损坏等问题，严重时甚至会导致炉膛熄火或锅炉爆管。鉴于锅炉结焦的危害 ,研究有效的燃煤锅炉除焦添加剂就显得尤为重要。

目前市场上常见的几种除焦剂产品，虽然能起到一定的除焦作用，但是还存在如下技术缺陷：第一，在普通煤作为燃料的条件下，这些除焦剂产品具有较好的除焦效果；但是当煤中的碱性物质，特别是钠含量较高时，无法有效防止结焦现象。第二，这些除焦剂产品通常含有Cu等重金属，在锅炉燃烧过程中可能产生重金属气溶胶等污染物。第三，大多数除焦剂产品为液体状态，存在低温条件下可能结冰、运输重量大、运输条件高等缺点。

因此有必要针对钠含量较高的燃煤，开发一种安全、环保、高效的除焦剂产品。

发明内容

本发明为了克服现有燃煤锅炉用除焦剂的不足，研制了一种新型除焦添加剂，其是一种白色固体粉末，不含重金属，具有安全环保、适用于高钠煤、运输使用方便等优点。

本发明的技术方案是：

一种燃煤锅炉除焦添加剂，其特征在于所述除焦剂的微观结构是一种核壳结构，具体是在氢氧化镁微粒表面包覆一层由表面活性剂、硝酸镁、高分子稳定剂共同组成的纳米有机物层，该有机物层的厚度为5-10纳米。该有机物层可以有效保证所述除焦剂在等质量的水中均匀分散，并在一周内保持稳定无明显沉淀。

所述表面活性剂是由包括十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、季铵化物组成的混合表面活性剂。

所述高分子稳定剂包括聚氨酯、聚羧甲基纤维素、聚乙二醇。

本发明还提供了一种燃煤锅炉除焦添加剂的制备方法，该除焦添加剂的组分和重量百分比是：氢氧化镁粉末89-92%；硝酸镁4-5%；混合表面活性剂2-3%，所述混合表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、季铵化物，质量比例1:1:1；其余为高分子稳定剂；

制备步骤为：

1）分别称量氢氧化镁粉末、硝酸镁、混合表面活性剂、高分子稳定剂；

    2）将硝酸镁、混合表面活性剂、高分子稳定剂混合，溶解于8-12倍质量的水中，形成乳浊液A；

3）利用高速混匀设备将氢氧化镁粉末与乳浊液A均匀混合，形成浆液B；由此保证在氢氧化镁微粒表面均匀包覆一层由表面活性剂、硝酸镁、高分子稳定剂共同组成的纳米有机物层，所用的高速混匀设备可以是研磨设备，也可以是高速混匀机等；

4）将浆液B干燥，最终形成粉末状的燃煤锅炉除焦添加剂成品。

    所采用的氢氧化镁纯度要求95%以上，其粒径小于800目。

高分子稳定剂包括聚氨酯、聚羧甲基纤维素、聚乙二醇，质量比例1:1:1。

除焦剂的使用方法是将本添加剂与等质量水混合后可形成稳定的悬浊液，将该悬浊液喷入锅炉燃煤炉膛可有效抑制锅炉结焦现象；具体用量为煤质量的0.2-1%。

本发明的技术原理主要包括：

1、除焦剂中的混合表面活性剂、高分子稳定剂等成分，可以帮助除焦剂在水中形成稳定的悬浊液，保证期在一周内保持稳定无明显沉淀；

2、当除焦剂在水中形成稳定的悬浊液后，再将该悬浊液喷入锅炉燃煤炉膛，可以保证除焦剂在炉膛内的均匀分散，更加有利于增强除焦效果、降低除焦剂用量；

3、除焦剂中的氢氧化镁成分在锅炉燃烧过程中可以与煤灰、碳质残留等物质形成更加稳定的化合物，其熔点更高，不易结焦；

4、除焦剂中的硝酸镁成分可在锅炉燃烧过程中起到催化作用，有效将形成的焦块破碎，起到除焦作用；

5、保证除焦剂其微观结构是一种核壳结构，即在氢氧化镁微粒表面包覆一层由表面活性剂、硝酸镁、高分子稳定剂共同组成的纳米有机物层，是该除焦剂高效除焦的技术关键。

本发明的有益效果为：

1、操作简单，只需将本添加剂与等质量水混合后可形成稳定的悬浊液，将该悬浊液喷入锅炉燃煤炉膛，就可有效抑制锅炉结焦现象；

2、用量少，具体用量仅为煤质量的0.2-1%；

3、除焦效果好，不但可用于普通煤炭，还适用于钠含量高的劣质煤炭；

4、其是一种白色固体粉末，不含重金属，环境污染小，不会产生重金属气溶胶等污染物；

5、相比于液体添加剂，不会在低温条件下结冰，运输质量小，更便于运输与保存；

6、安全无毒性，对人体无伤害，可保证操作人员安全。

具体实施例

实施例1：

1）除焦剂配方：

氢氧化镁粉末89%，混合表面活性剂2%，硝酸镁4%，高分子稳定剂5%。

制备步骤为：

1、分别称量氢氧化镁粉末、硝酸镁、混合表面活性剂、高分子稳定剂；

    2、将硝酸镁、混合表面活性剂、高分子稳定剂混合，溶解于8-12倍质量的水中，形成乳浊液A；

3、利用高速混匀设备将氢氧化镁粉末与乳浊液A均匀混合，形成浆液B；

4、将浆液B干燥，最终形成粉末状的燃煤锅炉除焦添加剂成品。

2）使用方法：

燃煤为钠含量3.5%的高钠煤，燃烧温度1200摄氏度，添加剂用量0.8%。

3）效果：

    使用本除焦剂，未出现明显的结焦现象；而使用1%的含铜液体除焦剂及含铁固体除焦剂均发生了较为明显的结焦现象。

实施例2：

1）除焦剂配方：

氢氧化镁粉末91%，混合表面活性剂3%，硝酸镁5%，高分子稳定剂1%。制备方法同实施例1.

2）使用方法：

燃煤为钠含量2.5%的高钠煤，燃烧温度1200摄氏度，添加剂用量1%。

3）效果：

    使用本除焦剂，未出现明显的结焦现象；而使用1%的含铜液体除焦剂及含铁固体除焦剂均发生了较为明显的结焦现象。

实施例3：

1）除焦剂配方：

氢氧化镁粉末89%，混合表面活性剂3%，硝酸镁4%，高分子稳定剂4%。制备方法同实施例1.

2）使用方法：

燃煤为钠含量0.5%的普通煤，燃烧温度1200摄氏度，添加剂用量0.2%。

3）效果：

    使用本除焦剂，未出现明显的结焦现象。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种燃煤锅炉除焦添加剂，其特征在于所述除焦剂的微观结构是一种核壳结构，具体是在氢氧化镁微粒表面包覆一层由表面活性剂、硝酸镁、高分子稳定剂共同组成的纳米有机物层，该有机物层的厚度为5-10纳米。

2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉除焦添加剂，其特征在于所述表面活性剂是由包括十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、季铵化物组成的混合表面活性剂。

3.根据权利要求1或2所述的燃煤锅炉除焦添加剂，其特征在于所述高分子稳定剂包括聚氨酯、聚羧甲基纤维素、聚乙二醇。

4.一种燃煤锅炉除焦添加剂的制备方法，其特征在于该除焦添加剂的组分和重量百分比是：氢氧化镁粉末89-92%；硝酸镁4-5%；混合表面活性剂2-3%，所述混合表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、季铵化物，质量比例1:1:1；其余为高分子稳定剂；

制备步骤为：

1）分别称量氢氧化镁粉末、硝酸镁、混合表面活性剂、高分子稳定剂；

2）将硝酸镁、混合表面活性剂、高分子稳定剂混合，溶解于8-12倍质量的水中，形成乳浊液A；

3）利用高速混匀设备将氢氧化镁粉末与乳浊液A均匀混合，形成浆液B；

4）将浆液B干燥，最终形成粉末状的燃煤锅炉除焦添加剂成品。

5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉除焦添加剂的制备方法，其特征在于所采用的氢氧化镁纯度要求95%以上，其粒径小于800目。

6.根据权利要求4或5所述的燃煤锅炉除焦添加剂的制备方法，其特征在于其高分子稳定剂包括聚氨酯、聚羧甲基纤维素、聚乙二醇，质量比例1:1:1。