CN106590806A - 一种高效稳定型燃煤助燃剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明首先通过酸洗煅烧除去硅藻土中杂质,再利用硅藻土均匀负载沉淀产生的硫酸钙,并分布于硅藻土的孔隙结构中,随后在氢氧化铁的沉淀过程中,加入负载硫酸钙的硅藻土,使氢氧化铁均匀沉积于硅藻土中,再经煅烧使氢氧化铁转变为氧化铁,得到高效稳定型燃煤助燃剂。本发明利用煅烧后的硅藻土为惰性载体,提供较大的比表面积和丰富的孔隙结构,使硫酸钙和氧化铁均匀沉积分布于硅藻土中,改进产品的机械强度,提高热稳定性和耐烧结能力,且具有携氧能力,增加煤的透气性,促进煤燃烧,提高热效率,从而达到节煤效果,有效解决了传统燃煤助燃剂反应活性低,耐烧结性能差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效稳定型燃煤助燃剂的制备方法,属于燃煤助燃剂技术领域。
背景技术
我国是一个产煤大国,同时也是一个用煤大国,建国以来,煤炭在我国一次能源消费构成中占75%左右,预计到2050年这一比例仍将高达50%以上。在一个较长的时期内,煤炭仍将在我国能源利用领域处于主导地位。建设资源节约型,环境友好型社会是我国的一项长期的任务,因此合理利用煤炭资源,提高煤炭的燃烧效率,不仅具有较高的经济效益,同时也具有重大的社会意义。而目前使用燃煤助燃剂是提高煤炭燃烧效率的主要途径。
煤用催化助燃剂大致分为四大类:第一类以强氧化剂(如硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐)为主,或辅以工业盐、MnO2、Fe2O3、糖、尿素、磷及硫化锑等,或辅以CaO、MgO、Na2O的固硫剂;第二类以各种金属氧化物及尾矿为主;第三类以低分子醇类为主;第四类以金属羧酸盐类为主,包括醋酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、脂肪酸盐等有机酸盐。
第一类以强氧化剂为主原料的助燃剂,虽降低了材料的燃点,对促进燃烧有一定的效果,但是,所述速燃性强氧化剂稳定性差,受热后迅速分解、对燃烧体系作用间短,实际功效有限。同时,所述速燃性强氧化剂属于易燃易爆材料,在加工、运输、储存及使用过程中容易出现安全问题。
第二类煤用助燃剂实质上侧重于金属离子的催化助燃作用,其产量大,由于选用的为一定粒度的固体矿物颗粒,须经干燥、分解、扩散过程才能发挥作用。由于燃烧是个快速反应,二价金属离子期望起的催化裂解反应是个慢速反应,必须经过吸附、络合、裂解、解析等过程,其作用不及时。如果选用不当,会导致催化助燃效率下降,废渣和飞灰量大,不环保。
第三类煤用助燃剂实质上仅相当于增加燃料的易挥发性,对燃料本身的燃烧促进作用不大。另外,考虑到助燃剂添加量大,对锅炉结焦和低负荷稳燃、减轻环境污染方面基本不起作用,因而限制了其使用用途。
第四类以金属羧酸盐类为主,由于金属羧酸盐的不稳定性,低的有机溶解度,在燃烧过程中容易成盐或氧化物失活。其催化机理与第二类煤用催化剂类相似,效果也不是太理想,对于持续稳定高效燃烧、防止结渣与高温腐蚀的要求也比较难达到。可见,寻找合适的燃煤助燃剂配方是未来煤炭生产行业的一个研究方向,也是研究者一直在探索的关键所在。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统燃煤助燃剂在使用过程中有效成分流化困难,反应活性低,耐烧结性能差的问题,提供了一种以煅烧硅藻土粉末负载硫酸钙及氧化铁制得高效稳定性燃煤助燃剂的方法,本发明首先通过酸洗煅烧除去硅藻土中杂质,再利用硅藻土均匀负载沉淀产生的硫酸钙,并分布于硅藻土的孔隙结构中,随后在氢氧化铁的沉淀过程中,加入负载硫酸钙的硅藻土,使氢氧化铁均匀沉积于硅藻土中,再经煅烧使氢氧化铁转变为氧化铁,得到高效稳定型燃煤助燃剂。本发明利用煅烧后的硅藻土为惰性载体,提供较大的比表面积和丰富的孔隙结构,使硫酸钙和氧化铁均匀沉积分布于硅藻土中,改进产品的机械强度,提高热稳定性和耐烧结能力,且具有携氧能力,增加煤的透气性,促进煤燃烧,提高热效率,从而达到节煤效果,有效解决了传统燃煤助燃剂反应活性低,耐烧结性能差的问题。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
(1)称取200~300g硅藻土,倒入盛有600~800mL质量分数为1~3%盐酸的烧杯中,浸泡10~15min,过滤,收集滤渣,并用去离子水洗涤滤渣至中性,再将滤渣置于烘箱中,于105~110℃条件下干燥至恒重,随后将干燥后的滤渣转入马弗炉,于温度为550~600℃条件下煅烧30~45min,随炉冷却至室温,出料,再将煅烧后的滤渣转入粉碎机中,粉碎后过80~120目筛,得煅烧硅藻土粉末;(2)在三口烧瓶中依次加入100~120g上述所得煅烧硅藻土粉末,180~200mL质量分数为30%氯化钙溶液,再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中,调节搅拌转速至300~500r/min,水浴温度至60~70℃,于恒温搅拌状态下,通过滴液漏斗向烧瓶中滴加180~200mL质量分数为30%硫酸钠溶液,控制在60~90min内滴完,待滴加完毕,停止搅拌,于温度为60~70℃条件下保温静置24~36h,过滤,收集滤饼,用去离子水洗涤滤饼3~5次,随后将滤饼置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得负载硫酸钙的硅藻土粉末;
(3)称取100~120g上述所得负载硫酸钙的硅藻土粉末,倒入盛有200~300mL质量分数为8~10%氯化铁溶液的烧杯中,通过磁力搅拌器以400~600r/min转速搅拌混合10~15min,随后在搅拌状态下,滴加200~300mL质量分数为15~20%氢氧化钠溶液,控制在45~60min内滴完,待滴加完毕,继续搅拌反应20~30min,过滤,收集滤饼,并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性,再将滤饼转入烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼;
(4)将上述所得干燥滤饼转入管式电阻炉,于温度为300~320℃条件下煅烧45~60min,待随炉冷却至室温,将电阻炉中物料倒入球磨机,球磨处理45~60min,出料,即得高效稳定型燃煤助燃剂。
本发明的应用方法:按质量比为1:5~1:10将本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂和水加入混料机中,于温度为60~65℃,转速为500~600r/min条件下搅拌混合45~60min,得稀释液,随后按使用量0.5~1.5%将稀释液与原煤混合均匀即可,经检测,使用掺入本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂的原煤,使窑炉热效率提高8~12%,炉渣含碳量减少18~22%,节煤率提高了8~12%。
本发明的有益效果是:
(1)本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂能显著提高火焰温度,提高煤的燃烧活性和点火性能,提高煤的点火速度和燃烧速度,具有显著的节能环保效果;
(2)本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂制备工艺简单,使用方便可促进燃煤完全燃烧,进而提高燃煤炉的炉温和热效率。
具体实施方式
称取200~300g硅藻土,倒入盛有600~800mL质量分数为1~3%盐酸的烧杯中,浸泡10~15min,过滤,收集滤渣,并用去离子水洗涤滤渣至中性,再将滤渣置于烘箱中,于105~110℃条件下干燥至恒重,随后将干燥后的滤渣转入马弗炉,于温度为550~600℃条件下煅烧30~45min,随炉冷却至室温,出料,再将煅烧后的滤渣转入粉碎机中,粉碎后过80~120目筛,得煅烧硅藻土粉末;在三口烧瓶中依次加入100~120g上述所得煅烧硅藻土粉末,180~200mL质量分数为30%氯化钙溶液,再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中,调节搅拌转速至300~500r/min,水浴温度至60~70℃,于恒温搅拌状态下,通过滴液漏斗向烧瓶中滴加180~200mL质量分数为30%硫酸钠溶液,控制在60~90min内滴完,待滴加完毕,停止搅拌,于温度为60~70℃条件下保温静置24~36h,过滤,收集滤饼,用去离子水洗涤滤饼3~5次,随后将滤饼置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得负载硫酸钙的硅藻土粉末;称取100~120g上述所得负载硫酸钙的硅藻土粉末,倒入盛有200~300mL质量分数为8~10%氯化铁溶液的烧杯中,通过磁力搅拌器以400~600r/min转速搅拌混合10~15min,随后在搅拌状态下,滴加200~300mL质量分数为15~20%氢氧化钠溶液,控制在45~60min内滴完,待滴加完毕,继续搅拌反应20~30min,过滤,收集滤饼,并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性,再将滤饼转入烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼;将上述所得干燥滤饼转入管式电阻炉,于温度为300~320℃条件下煅烧45~60min,待随炉冷却至室温,将电阻炉中物料倒入球磨机,球磨处理45~60min,出料,即得高效稳定型燃煤助燃剂。
实例1
称取200g硅藻土,倒入盛有600mL质量分数为1%盐酸的烧杯中,浸泡10min,过滤,收集滤渣,并用去离子水洗涤滤渣至中性,再将滤渣置于烘箱中,于105℃条件下干燥至恒重,随后将干燥后的滤渣转入马弗炉,于温度为550℃条件下煅烧30min,随炉冷却至室温,出料,再将煅烧后的滤渣转入粉碎机中,粉碎后过80目筛,得煅烧硅藻土粉末;在三口烧瓶中依次加入100g上述所得煅烧硅藻土粉末,180mL质量分数为30%氯化钙溶液,再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中,调节搅拌转速至300r/min,水浴温度至60℃,于恒温搅拌状态下,通过滴液漏斗向烧瓶中滴加180mL质量分数为30%硫酸钠溶液,控制在60min内滴完,待滴加完毕,停止搅拌,于温度为60℃条件下保温静置24h,过滤,收集滤饼,用去离子水洗涤滤饼3次,随后将滤饼置于烘箱中,于温度为105℃条件下干燥至恒重,得负载硫酸钙的硅藻土粉末;称取120g上述所得负载硫酸钙的硅藻土粉末,倒入盛有200mL质量分数为8%氯化铁溶液的烧杯中,通过磁力搅拌器以400r/min转速搅拌混合10min,随后在搅拌状态下,滴加200mL质量分数为15%氢氧化钠溶液,控制在45min内滴完,待滴加完毕,继续搅拌反应20min,过滤,收集滤饼,并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性,再将滤饼转入烘箱中,于温度为105℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼;将上述所得干燥滤饼转入管式电阻炉,于温度为300℃条件下煅烧45min,待随炉冷却至室温,将电阻炉中物料倒入球磨机,球磨处理45min,出料,即得高效稳定型燃煤助燃剂。
按质量比为1:5将本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂和水加入混料机中,于温度为60℃,转速为500r/min条件下搅拌混合45min,得稀释液,随后按使用量0.5%将稀释液与原煤混合均匀即可,经检测,使用掺入本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂的原煤,使窑炉热效率提高8%,炉渣含碳量减少18%,节煤率提高了8%。
实例2
称取300g硅藻土,倒入盛有800mL质量分数为3%盐酸的烧杯中,浸泡15min,过滤,收集滤渣,并用去离子水洗涤滤渣至中性,再将滤渣置于烘箱中,于110℃条件下干燥至恒重,随后将干燥后的滤渣转入马弗炉,于温度为600℃条件下煅烧45min,随炉冷却至室温,出料,再将煅烧后的滤渣转入粉碎机中,粉碎后过120目筛,得煅烧硅藻土粉末;在三口烧瓶中依次加入120g上述所得煅烧硅藻土粉末,200mL质量分数为30%氯化钙溶液,再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中,调节搅拌转速至500r/min,水浴温度至70℃,于恒温搅拌状态下,通过滴液漏斗向烧瓶中滴加200mL质量分数为30%硫酸钠溶液,控制在90min内滴完,待滴加完毕,停止搅拌,于温度为70℃条件下保温静置36h,过滤,收集滤饼,用去离子水洗涤滤饼5次,随后将滤饼置于烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得负载硫酸钙的硅藻土粉末;称取120g上述所得负载硫酸钙的硅藻土粉末,倒入盛有300mL质量分数为10%氯化铁溶液的烧杯中,通过磁力搅拌器以600r/min转速搅拌混合15min,随后在搅拌状态下,滴加300mL质量分数为20%氢氧化钠溶液,控制在60min内滴完,待滴加完毕,继续搅拌反应30min,过滤,收集滤饼,并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性,再将滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼;将上述所得干燥滤饼转入管式电阻炉,于温度为320℃条件下煅烧60min,待随炉冷却至室温,将电阻炉中物料倒入球磨机,球磨处理60min,出料,即得高效稳定型燃煤助燃剂。
按质量比为1:10将本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂和水加入混料机中,于温度为65℃,转速为600r/min条件下搅拌混合60min,得稀释液,随后按使用量1.5%将稀释液与原煤混合均匀即可,经检测,使用掺入本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂的原煤,使窑炉热效率提高10%,炉渣含碳量减少20%,节煤率提高了10%。
实例3
称取250g硅藻土,倒入盛有700mL质量分数为2%盐酸的烧杯中,浸泡13min,过滤,收集滤渣,并用去离子水洗涤滤渣至中性,再将滤渣置于烘箱中,于108℃条件下干燥至恒重,随后将干燥后的滤渣转入马弗炉,于温度为575℃条件下煅烧38min,随炉冷却至室温,出料,再将煅烧后的滤渣转入粉碎机中,粉碎后过100目筛,得煅烧硅藻土粉末;在三口烧瓶中依次加入110g上述所得煅烧硅藻土粉末,190mL质量分数为30%氯化钙溶液,再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中,调节搅拌转速至400r/min,水浴温度至65℃,于恒温搅拌状态下,通过滴液漏斗向烧瓶中滴加190mL质量分数为30%硫酸钠溶液,控制在75min内滴完,待滴加完毕,停止搅拌,于温度为65℃条件下保温静置30h,过滤,收集滤饼,用去离子水洗涤滤饼4次,随后将滤饼置于烘箱中,于温度为108℃条件下干燥至恒重,得负载硫酸钙的硅藻土粉末;称取110g上述所得负载硫酸钙的硅藻土粉末,倒入盛有250mL质量分数为9%氯化铁溶液的烧杯中,通过磁力搅拌器以500r/min转速搅拌混合13min,随后在搅拌状态下,滴加250mL质量分数为18%氢氧化钠溶液,控制在52min内滴完,待滴加完毕,继续搅拌反应25min,过滤,收集滤饼,并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性,再将滤饼转入烘箱中,于温度为108℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼;将上述所得干燥滤饼转入管式电阻炉,于温度为310℃条件下煅烧53min,待随炉冷却至室温,将电阻炉中物料倒入球磨机,球磨处理53min,出料,即得高效稳定型燃煤助燃剂。
按质量比为1:8将本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂和水加入混料机中,于温度为63℃,转速为550r/min条件下搅拌混合53min,得稀释液,随后按使用量1%将稀释液与原煤混合均匀即可,经检测,使用掺入本发明制备的高效稳定型燃煤助燃剂的原煤,使窑炉热效率提高12%,炉渣含碳量减少22%,节煤率提高了12%。
Claims (1)
1.一种高效稳定型燃煤助燃剂的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)称取200~300g硅藻土,倒入盛有600~800mL质量分数为1~3%盐酸的烧杯中,浸泡10~15min,过滤,收集滤渣,并用去离子水洗涤滤渣至中性,再将滤渣置于烘箱中,于105~110℃条件下干燥至恒重,随后将干燥后的滤渣转入马弗炉,于温度为550~600℃条件下煅烧30~45min,随炉冷却至室温,出料,再将煅烧后的滤渣转入粉碎机中,粉碎后过80~120目筛,得煅烧硅藻土粉末;
(2)在三口烧瓶中依次加入100~120g上述所得煅烧硅藻土粉末,180~200mL质量分数为30%氯化钙溶液,再将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中,调节搅拌转速至300~500r/min,水浴温度至60~70℃,于恒温搅拌状态下,通过滴液漏斗向烧瓶中滴加180~200mL质量分数为30%硫酸钠溶液,控制在60~90min内滴完,待滴加完毕,停止搅拌,于温度为60~70℃条件下保温静置24~36h,过滤,收集滤饼,用去离子水洗涤滤饼3~5次,随后将滤饼置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得负载硫酸钙的硅藻土粉末;
(3)称取100~120g上述所得负载硫酸钙的硅藻土粉末,倒入盛有200~300mL质量分数为8~10%氯化铁溶液的烧杯中,通过磁力搅拌器以400~600r/min转速搅拌混合10~15min,随后在搅拌状态下,滴加200~300mL质量分数为15~20%氢氧化钠溶液,控制在45~60min内滴完,待滴加完毕,继续搅拌反应20~30min,过滤,收集滤饼,并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性,再将滤饼转入烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼;
(4)将上述所得干燥滤饼转入管式电阻炉,于温度为300~320℃条件下煅烧45~60min,待随炉冷却至室温,将电阻炉中物料倒入球磨机,球磨处理45~60min,出料,即得高效稳定型燃煤助燃剂。
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CN1793301A (zh) * | 2005-12-27 | 2006-06-28 | 迟万斌 | 强氧助燃增效节煤助燃剂 |
CN102234554A (zh) * | 2010-05-06 | 2011-11-09 | 杨成旺 | 燃煤助燃剂的制备方法 |
CN103566900A (zh) * | 2013-09-26 | 2014-02-12 | 蚌埠华纺滤材有限公司 | 一种脱除燃煤烟气中汞的吸附剂及其制备方法 |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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