CN105670727B

CN105670727B - 一种具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤

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Publication number: CN105670727B
Application number: CN201610063677.9A
Authority: CN
Inventors: 陈佐会; 陈科全
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-01-30
Filing date: 2016-01-30
Publication date: 2018-07-06
Anticipated expiration: 2036-01-30
Also published as: CN105670727A

Abstract

本发明公开了一种具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，包括燃烧煤、混合在燃烧煤中的添加剂、混合在燃烧煤中的增氧助燃剂和粘合剂；按照重量百分比计，添加剂由8~25%的碳酸钙2~3%的活性氧化钙、4~8%的氢氧化钠、0.5~1.2%的铂、0.8~1%的氧化铁、5~10%的氧化镁、5~10%的氧化锌、7~9%的二氧化锰、9~16%的高锰酸钾、15~25%的活性碳、3~7%的氢氧化钙、4~10%的氟硅酸钠、4~10%的碳酸钠、0.8~1.7%的磷酸乙二胺盐组成。增氧助燃剂由高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾、氧化镁和活性碳组成。本发明的燃料热值高，热效率高，且燃料燃烧后无硫排放，达到节能环保的目的。

Description

一种具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤

技术领域

本发明涉及具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤。

背景技术

据有关数据显示，目前我国约有8亿人口生活在城乡结合部和农村，如果以8人为一散烧煤户，共计有1亿户居民在烧煤。比如，一户居民每天烧30公斤煤，所产生的SO₂为1公斤，那么一个冬季90天到120天，因烧煤而产生的SO₂ 约为120公斤，全年因烧煤而产生的SO₂总计约为1200万吨，这惊人的排放总量已经达到工业企业排放的50%，成为了雾霾的主要元凶之一。

目前，燃煤散烧，包括原煤散烧和中小锅炉排放，已经成为京津冀大气污染的主要来源。未来，燃煤散烧应当作为防控的重点，在调整能源结构、优化能源使用方式、推广清洁煤技术等方面，需要好好做些工作。

广州高成环保科技有限公司于2010.5.21申请了一项申请号为201010186736.4名称为一种燃煤中脱硫脱硝及清焦的方法，该方法在不改变现有锅炉设备机工艺的前提下，对燃煤能够一次性达到助燃节煤的作用，从而进行脱硫、脱硝、清焦。

广州高成环保科技有限公司于2013.9.17申请了一项名称为一种烟气脱硫增效剂的发明专利，其由下列质量百分比浓度的物质组成：氨三乙酸 90~91%、琥珀酸 4~8%、羟基乙酸 2~6%。本发明的烟气脱硫增效剂能提高浆液中的酸性能力，提高石灰石的溶解速率，并加快 SO₂的吸收，提高脱硫效率，阻垢和除垢效果好，使脱硫系统可经济、稳定地运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，本发明的燃料热值高，且燃料燃烧后无硫排放，达到节能环保的目的。

为达到上述目的，一种具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，包括燃烧煤、混合在燃烧煤中的添加剂、混合在燃烧煤中的增氧助燃剂和粘合剂，添加剂占燃烧煤总重量的2.03~2.075‰（重量比），增氧助燃剂占燃烧煤总重量的3~5‰（重量比）；粘合剂占燃烧煤总重量的1~2%（重量比）；

按照重量百分比计，添加剂由如下原料组成：

碳酸钙 8~25%

活性氧化钙 2~3%

氢氧化钠 4~8%

铂 0.5~1.2%

氧化铁 0.8~1%

氧化镁 5~10%

氧化锌 5~10%

二氧化锰 7~9%

高锰酸钾 9~16%

活性碳 15~25%

氢氧化钙 3~7%

氟硅酸钠 4~10%

碳酸钠 4~10%

磷酸乙二胺盐 0.8~1.7%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾 15~25%

氯酸钾 12~18%

硝酸钾 15~20%

氧化镁 10~15%

活性碳 20~30%。

进一步的，添加剂的重量百分比为：

碳酸钙 8%

活性氧化钙 3%

氢氧化钠 8%

铂 0.5%

氧化铁 0.8%

氧化镁 10%

氧化锌 9%

二氧化锰 9%

高锰酸钾 16%

活性碳 15%

氢氧化钙 7%

氟硅酸钠 6%

碳酸钠 6%

磷酸乙二胺盐 1.7%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾 18%

氯酸钾 20%

硝酸钾 15%

氧化镁 17%

活性碳 30%。

进一步的，添加剂的重量百分比为：

碳酸钙 25%

活性氧化钙 2%

氢氧化钠 4%

铂 1.2%

氧化铁 1%

氧化镁 5%

氧化锌 10%

二氧化锰 7%

高锰酸钾 9%

活性碳 23%

氢氧化钙 3%

氟硅酸钠 5%

碳酸钠 4%

磷酸乙二胺盐 0.8%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾 25%

氯酸钾 12%

硝酸钾 22%

氧化镁 18%

活性碳 23%。

进一步的，添加剂的重量百分比为：

碳酸钙 13.8%

活性氧化钙 2.5%

氢氧化钠 6%

铂 0.8%

氧化铁 0.9%

氧化镁 7%

氧化锌 5%

二氧化锰 8%

高锰酸钾 11%

活性碳 25%

氢氧化钙 5%

氟硅酸钠 4%

碳酸钠 10%

磷酸乙二胺盐 1%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾 25%

氯酸钾 20%

硝酸钾 22%

氧化镁 13%

活性碳 20%。

进一步的，添加剂的重量百分比为：

碳酸钙 18%

活性氧化钙 2%

氢氧化钠 5%

铂 1%

氧化铁 0.8%

氧化镁 8%

氧化锌 6.8%

二氧化锰 7%

高锰酸钾 13%

活性碳 16%

氢氧化钙 6%

氟硅酸钠 10%

碳酸钠 5%

磷酸乙二胺盐 1.4%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾 24%

氯酸钾 19%

硝酸钾 20%

氧化镁 10%

活性碳 27%。

本发明将燃烧煤与添加按照上述比例混合，燃烧煤在燃烧过程中，由于添加剂的加入，通过催化、活化最后氧化与二氧化硫发生反应，生成三氧化硫，三氧化硫被添加剂中的吸附剂吸附固化。本发明的燃料，固硫率在99.7%以上，发热值在 6000大卡以上，上火速度快，燃尽率高达99.7%，燃烧后的灰渣为雪白色，无残留可燃物，无SO₂排放，仅有微量粉尘排放，能有效解决普通燃烧煤燃烧过程中产生的SO₂等有害气体的排放问题。

本发明的主要机理是：添加的活性碳诱导助燃，加快了燃烧煤的着火速率及燃烧速率，缩短了燃烧的着火时间。高锰酸钾、氧化镁、氧化锌、活性碳在高温下产生氧气，燃烧煤燃烧产生的二氧化硫与氧气作用并在铂、氧化铁、氟硅酸钠、磷酸乙二胺盐的催化、活化作用下氧化为三氧化硫，三氧化硫的活性最强，被氢氧化钠、活性氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、氧化锌、碳酸钠等强吸附剂吸附，达到固硫的作用，其主要的化学反应机理是：

2NaOH+SO₃→Na₂SO₄+H₂O

CaO+SO₃→CaSO₄

Ca（OH）₂+SO₃→CaSO₄+H₂O

MgO+ SO₃→MgSO₄

FeO+ SO₃→FeSO₄

ZnO+ SO₃→ZnSO₄

添加剂中的一些成分在高温下分解、气化，并产生微爆，起到搅动燃烧煤的作用，使得燃烧煤更加的疏松，使氧气能在燃烧煤内分布均匀，再加上活性剂的作用，让燃烧煤燃烧更加的充分，从而提高了热值，达到了节煤的作用。

在本发明中，由于添加了增氧助燃剂，燃料在燃烧时，高锰酸钾、氯化钾、硝酸钾、氧化镁和活性碳在高温下产生氧气，并能起到助燃的作用，再加上添加剂中的一些成分在高温下分解和气化，会产生微爆，在燃烧时搅动燃料，因此，燃料的燃尽率可达到99.7%以上，且在添加剂活性剂的作用下，让氧气的量增多，更加有利于燃烧，从而提高了热效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

实施例1。

具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤包括燃烧煤、混合在燃烧煤中的添加剂、混合在燃烧煤中的增氧助燃剂和粘合剂，添加剂占燃烧煤总重量的2.03‰（重量比），增氧助燃剂占燃烧煤总重量的3‰（重量比），粘合剂占燃烧煤总重量的1%（重量比）。

其中，按照重量比，添加剂由8%的碳酸钙、3%的活性氧化钙、8%的氢氧化钠、0.5%的铂、0.8%的氧化铁、10%的氧化镁、9%的氧化锌、9%的二氧化锰、16%的高锰酸钾、15%的活性碳、7%的氢氧化钙、6%的氟硅酸钠、6%的碳酸钠和1.7%的磷酸乙二胺盐组成。

按照重量比，增氧助燃剂由18%的高锰酸钾、20%的氯酸钾、15%的硝酸钾、17%的氧化镁、30%的活性碳组成。

按照重量份数计，粘合剂由30份铝矾土、65份高粘土和3份钛组成。

实施例2。

具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤包括燃烧煤、混合在燃烧煤中的添加剂、混合在燃烧煤中的增氧助燃剂和粘合剂，添加剂占燃烧煤总重量的2.075‰（重量比），增氧助燃剂占燃烧煤总重量的5‰（重量比），粘合剂占燃烧煤总重量的2%（重量比）。

其中，按照重量比，添加剂由25%的碳酸钙、2%的活性氧化钙、4%的氢氧化钠、1.2%的铂、1%的氧化铁、5%的氧化镁、10%的氧化锌、7%的二氧化锰、9%的高锰酸钾、23%的活性碳、3%的氢氧化钙、5%的氟硅酸钠、4%的碳酸钠和0.8%的磷酸乙二胺盐组成。

按照重量比，增氧助燃剂由25%的高锰酸钾、12%的氯酸钾、22%的硝酸钾、18%的氧化镁、23%的活性碳组成。

按照重量份数计，粘合剂由27份铝矾土、70份高粘土和5份钛组成。

实施例3。

具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤包括燃烧煤、混合在燃烧煤中的添加剂、混合在燃烧煤中的增氧助燃剂和粘合剂，添加剂占燃烧煤总重量的2.05‰（重量比），增氧助燃剂占燃烧煤总重量的4‰（重量比），粘合剂占燃烧煤总重量的1.5%（重量比）。

其中，按照重量比，添加剂由13.8%的碳酸钙、2.5%的活性氧化钙、6%的氢氧化钠、0.8%的铂、0.9%的氧化铁、7%的氧化镁、5%的氧化锌、8%的二氧化锰、11%的高锰酸钾、25%的活性碳、5%的氢氧化钙、4%的氟硅酸钠、10%的碳酸钠和1%的磷酸乙二胺盐组成。

按照重量比，增氧助燃剂由25%的高锰酸钾、20%的氯酸钾、22%的硝酸钾、13%的氧化镁、20%的活性碳组成。

按照重量份数计，粘合剂由34份铝矾土、62份高粘土和4份钛组成。

实施例4。

具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤包括燃烧煤、混合在燃烧煤中的添加剂、混合在燃烧煤中的增氧助燃剂和粘合剂，添加剂占燃烧煤总重量的2.06‰（重量比），增氧助燃剂占燃烧煤总重量的4.3‰（重量比），粘合剂占燃烧煤总重量的1.8%（重量比）。

其中，按照重量比，添加剂由18%的碳酸钙、2%的活性氧化钙、5%的氢氧化钠、1%的铂、0.8%的氧化铁、8%的氧化镁、6.8%的氧化锌、7%的二氧化锰、13%的高锰酸钾、16%的活性碳、6%的氢氧化钙、10%的氟硅酸钠、5%的碳酸钠和1.4%的磷酸乙二胺盐组成。

按照重量比，增氧助燃剂由24%的高锰酸钾、19%的氯酸钾、20%的硝酸钾、10%的氧化镁、27%的活性碳组成。

按照重量份数计，粘合剂由31份铝矾土、69份高粘土和2份钛组成。

本发明的主要机理是：添加的活性碳诱导助燃，加快了燃烧煤的着火速率及燃烧速率，缩短了燃烧的着火时间。高锰酸钾、氧化镁、氧化锌、活性碳在高温下产生氧气，燃烧煤燃烧产生的二氧化硫与氧气作用并在铂、氧化铁、氟硅酸钠、氢氧化铵的催化、活化作用下氧化为三氧化硫，三氧化硫的活性最强，被氢氧化钠、活性氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化镁、氧化铁、氧化锌、碳酸钠等强吸附剂吸附，达到固硫的作用，其主要的化学反应机理是：

2NaOH+SO₃→Na₂SO₄+H₂O

CaO+SO₃→CaSO₄

Ca（OH）₂+SO₃→CaSO₄+H₂O

MgO+ SO₃→MgSO₄

FeO+ SO₃→FeSO₄

ZnO+ SO₃→ZnSO₄、

在本发明中，将铂与氧化铁混合在一起使用，对二氧化硫的氧化速度快，效率高，能让二氧化硫快速的氧化成三氧化硫。同时氟硅酸钠、磷酸乙二胺盐组合的活化性能在原有物质上得到了提高，对二氧化硫的活化性能提高。通过添加本发明的强吸附剂，能让三氧化硫快速的固化。

以下是2016年1月15日发明人委托天津市环科检测技术有限公司测试邢台市实际用户的相关数据：

检测标准（方法）及使用仪器

检测结果

备注：1、二氧化硫的仪器检出限为15 mg/m³

2、三频次的含氧量依次为11.17%、10.3%、10.88%。

从以上的检测数据可知，利用本发明的燃料，无SO₂排放，仅有微量粉尘排放，能有效解决普通燃烧煤燃烧过程中产生的SO₂等有害气体的排放问题。

Claims

1.一种具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，包括燃烧煤、混合在燃烧煤中的添加剂、混合在燃烧煤中的增氧助燃剂和粘合剂，添加剂占燃烧煤总重量的2.03~2.075‰，增氧助燃剂占燃烧煤总重量的3~5‰；粘合剂占燃烧煤总重量的1~2%；其特征在于：

按照重量百分比计，添加剂由如下原料组成：

碳酸钙8~25%

活性氧化钙2~3%

氢氧化钠4~8%

铂0.5~1.2%

氧化铁0.8~1%

氧化镁5~10%

氧化锌5~10%

二氧化锰7~9%

高锰酸钾9~16%

活性碳15~25%

氢氧化钙3~7%

氟硅酸钠4~10%

碳酸钠4~10%

磷酸乙二胺盐0.8~1.7%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾15~25%

氯酸钾12~18%

硝酸钾15~20%

氧化镁10~15%

活性碳20~30%。

2.根据权利要求1所述的具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，其特征在于：添加剂的重量百分比为：

碳酸钙8%

活性氧化钙3%

氢氧化钠8%

铂0.5%

氧化铁0.8%

氧化镁10%

氧化锌9%

二氧化锰9%

高锰酸钾16%

活性碳15%

氢氧化钙7%

氟硅酸钠6%

碳酸钠6%

磷酸乙二胺盐1.7%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾18%

氯酸钾20%

硝酸钾15%

氧化镁17%

活性碳30%。

3.根据权利要求1所述的具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，其特征在于：添加剂的重量百分比为：

碳酸钙25%

活性氧化钙2%

氢氧化钠4%

铂1.2%

氧化铁1%

氧化镁5%

氧化锌10%

二氧化锰7%

高锰酸钾9%

活性碳23%

氢氧化钙3%

氟硅酸钠5%

碳酸钠4%

磷酸乙二胺盐0.8%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾25%

氯酸钾12%

硝酸钾22%

氧化镁18%

活性碳23%。

4.根据权利要求1所述的具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，其特征在于：添加剂的重量百分比为：

碳酸钙13.8%

活性氧化钙2.5%

氢氧化钠6%

铂0.8%

氧化铁0.9%

氧化镁7%

氧化锌5%

二氧化锰8%

高锰酸钾11%

活性碳25%

氢氧化钙5%

氟硅酸钠4%

碳酸钠10%

磷酸乙二胺盐1%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾25%

氯酸钾20%

硝酸钾22%

氧化镁13%

活性碳20%。

5.根据权利要求1所述的具有提高热效率及无硫排放的洁净型煤，其特征在于：添加剂的重量百分比为：

碳酸钙18%

活性氧化钙2%

氢氧化钠5%

铂1%

氧化铁0.8%

氧化镁8%

氧化锌6.8%

二氧化锰7%

高锰酸钾13%

活性碳16%

氢氧化钙6%

氟硅酸钠10%

碳酸钠5%

磷酸乙二胺盐1.4%；

按照重量比，增氧助燃剂由如下原料组成：

高锰酸钾24%

氯酸钾19%

硝酸钾20%

氧化镁10%

活性碳27%。