CN107033984A - 脱硫脱硝节能助燃剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于复合化合物的脱硫脱硝节能助燃剂，由以下重量份的原料组成：氧化钙2～5份、吐温5～8份、氯化亚铁10～20份、单质铁5～10份、硫酸亚铁5～10份、过氧化钙5～10份、氯化钠2～6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠2～5份、单十二烷基磷酸酯钾5～8份、尿素5～10份。上述化学物质组合，能促进煤的完全燃烧，更能减少SO₂、NO_x的生成，更能增加锅炉产气量，另外，亦能脱除锅炉结焦物质，保持锅炉的最佳状态，适用于各种大小型民用和工业燃煤锅炉，尤其在含硫量较高的煤种使用效果更佳。

Description

脱硫脱硝节能助燃剂

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种基于复合化合物的脱硫脱硝节能助燃剂，能同时具有脱硫、脱硝、提升产气量、帮助锅炉清理结焦、减少总体污染排放物等综合作用。

背景技术

当今世界发电仍以煤炭作为主要能源，而其燃烧过程排放的SO₂、NO_x等污染物的总量很大，正产生着严重的大气污染，如酸雨等问题，危害生态平衡和人类的生存健康。近年来，随着世界各国对烟气排放污染物标准的提高，对燃煤锅炉都严格要求同时控制SO₂和NO_x的排放。

目前，针对脱硫、脱硝均有成熟的技术，若用两套装置分别单独进行脱硫、脱硝，不但占地面积大，而且投资、操作费用高，因此研发更经济型的工艺技术，帮助火力发电厂商使用低投资和低运行费，且增加运行性能，使副作用减至最小，厂商也能藉此得到改善好处。

现有的同时脱硫脱硝技术可分为两大类：联合脱硫脱硝技术和同时脱硫脱硝技术。联合脱硫脱硝技术是指将单独脱硫、脱硝技术进行整合而成一个系统，如DES0N-0X、NFT、SNRB、活性炭/活性焦脱硫脱硝技术等；同时脱硫脱硝技术是指用一种反应剂，在过程内将烟气中的SO₂和NO_x同时脱除的技术，如钙基同时脱硫脱硝技术、电子束法、电晕放电法、臭氧氧化法等技术。目前国内外广泛使用的是湿式脱硫和SCR、SNCR脱硝的组合，该技术虽然脱硫脱硝效率较高，但其投资和运行成本昂贵，对于锅炉的伤害和副作用较大。

发明内容

针对上述脱硫、脱硝、燃烧效率、锅炉结焦等问题，本发明提供一种用于同时脱硫脱硝技术中的催化剂——脱硫脱硝节能助燃剂，具有脱硫、脱硝、提升产气量、帮助锅炉清理结焦、减少总体污染排放物等综合作用，并能使原锅炉在不大幅改造的前提下，发展为适用于工业、民用的各式煤炭锅炉产品。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种脱硫脱硝节能助燃剂，由以下重量份的原料组成：氧化钙2～5份、吐温5～8份、氯化亚铁10～20份、单质铁5～10份、硫酸亚铁5～10份、过氧化钙5～10份、氯化钠2～6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)2～5份、单十二烷基磷酸酯钾(MAPK) 5～8份、尿素5～10份。

优选的，所述助燃剂由以下重量份的原料组成：氧化钙3～5份、吐温5～8份、氯化亚铁10～18份、单质铁5～8份、硫酸亚铁5～8份、过氧化钙5～8份、氯化钠4～6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠2～5份、单十二烷基磷酸酯钾5～8份、尿素8～10份。

更优选的，所述助燃剂由以下重量份的原料组成：氧化钙5份、吐温7份、氯化亚铁12份、单质铁6份、硫酸亚铁5份、过氧化钙5份、氯化钠6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠5份、单十二烷基磷酸酯钾5份、尿素10份。

优选的，所述单质铁为30～50目铁粉，所述吐温为吐温60。

本发明所用各原料的作用原理如下：

（1）氧化钙作为脱硫剂，并依锅炉工况调整，其反应式如下：

S + O₂ → SO₂

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

SO₃ + CaO → CaSO₄

（2）吐温60(Tween 60)作为消烟剂，以促进煤炭的完全燃烧，并减少CO形成。

（3）氯化亚铁、尿素(CH₄N₂O) 作为脱硝剂，其中氯化亚铁之二价铁离子与NO结合，形成亚硝酰亚铁离子，而二价铁离子盐容易形成三价铁，需加入单质铁为还原剂，并尽量保持其新鲜状态，形成如下反应：

Fe²⁺ + NO + H₂O → [Fe(H₂O)₅NO]²⁺

2Fe³⁺ +Fe→ 3Fe²⁺

而尿素在炉内遇热、水气反应如下：

CO (NH₂) ₂ → NH₃+HNCO

HNCO+H₂O → NH₃+CO₂

（4）月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)、单十二烷基磷酸酯钾(MAPK)作为表面活性剂，其二者之优异的乳化、增溶、分散性，并配合炉内高温的特性，能用以脱除表面污垢，增强锅炉结焦的脱除。

（5）以硫酸亚铁为絮凝剂，在锅炉和水分子作用下，具有去除重金属离子的功能，减低燃烧后可能产生的重金属污染。

（6）以过氧化钙、氯化钠为增氧剂，可以增加氧气量，促使完全燃烧，增加锅炉内燃烧的完全性。

本发明脱硫脱硝节能助燃剂的制备方法简便，容易操作，只需要混合均匀即可，且混合均匀后具有高度的稳定性，经中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院测试，其燃点可达到476℃。

在添加使用本发明脱硫脱硝节能助燃剂的过程中，依据工况一般添加量2wt‰即可，若需要加强锅炉壁结焦的清除保养，则需提高到4wt‰；一般使用下，于供煤时均匀洒布在煤炭输送带上，与煤炭同时进行破碎、研磨等程序，均匀混和即可，使用方便，在不大肆更动原来硬件设备的前提下，达到最大的效能提升、降低燃烧后的有害物质。

本发明的积极有益效果：

在燃煤燃烧的过程中，本发明助燃剂能简易地提高燃烧稳定性、设备的效率、相同条件下煤炭的产气量，并具有减少污染物SO₂和NO_x的排放、帮助清除设备结焦等多重功能。

本发明助燃剂复合配方的设计，使燃烧时可以提高炉内附氧量，并有效减低因燃烧形成的NO_x，且亦能抑制SO₂的形成，致使大部分的有害物质停留在煤渣中；经资质认证的实际锅炉8小时试烧测试，可减少SO₂、NO_x的生成，更能增加锅炉产气量约5.6％，另外，依据现场观测，亦能脱除锅炉结焦物质，保持锅炉的最佳状态，适用于各种大小型民用和工业燃煤锅炉，由于其对硫的处理能力，即便在含硫量较高的煤中使用亦有不错的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例 1

一种脱硫脱硝节能助燃剂，由以下重量份的原料组成：氧化钙3份、吐温60为5份、氯化亚铁10份、单质铁粉5份、硫酸亚铁7份、过氧化钙6份、氯化钠4份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)2份、单十二烷基磷酸酯钾(MAPK)5份、尿素8份。

实施例 2

一种脱硫脱硝节能助燃剂，由以下重量份的原料组成：氧化钙5份、吐温60 7份、氯化亚铁12份、单质铁粉6份、硫酸亚铁5份、过氧化钙5份、氯化钠6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)5份、单十二烷基磷酸酯钾(MAPK)5份、尿素10份。

实施例 3

一种脱硫脱硝节能助燃剂，由以下重量份的原料组成：氧化钙4份、吐温60 8份、氯化亚铁18份、单质铁粉8份、硫酸亚铁8份、过氧化钙8份、氯化钠6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)5份、单十二烷基磷酸酯钾(MAPK)8份、尿素10份。

以上三种实施方式所得助燃剂，于青岛科标化工分析检测有限公司实验室进行一次性燃烧，其脱硫效果能达成70～94％，而在脱硝方面亦能达到脱硝效果75～97%，其中，又以实施例2有最好的效果。分别以0添加、2‰、4‰的添加量进行试验，于800℃进行燃烧后收集气体进行检测（试验方法参照ASTM D3961-2011、ASTM D1013-1998），相对于0添加原煤，减少SO₂的百分比分别为93.5％、94.2％，而在NO_x的表现方面分别为96.8％、97.5％。

某火电厂以实施例2助燃剂（添加量3‰）进行42天连续生产作业，共消耗助燃剂42.475吨，配煤13815吨，平均吨汽耗标煤为109.67千克，与未添加助燃剂时的103.49千克相比，煤耗下降了5.64%；根据计算，节煤量在779吨左右，按照2014年原煤平均价格每吨500.37元，可节约资金38.9万元。

尽管以上已展示出本发明制作实例，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施案例所记载之方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种脱硫脱硝节能助燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：氧化钙2～5份、吐温5～8份、氯化亚铁10～20份、单质铁5～10份、硫酸亚铁5～10份、过氧化钙5～10份、氯化钠2～6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠2～5份、单十二烷基磷酸酯钾5～8份、尿素5～10份。

2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝节能助燃剂，其特征在于，所述助燃剂由以下重量份的原料组成：氧化钙3～5份、吐温5～8份、氯化亚铁10～18份、单质铁5～8份、硫酸亚铁5～8份、过氧化钙5～8份、氯化钠4～6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠2～5份、单十二烷基磷酸酯钾5～8份、尿素8～10份。

3.根据权利要求2所述的脱硫脱硝节能助燃剂，其特征在于，所述助燃剂由以下重量份的原料组成：氧化钙5份、吐温7份、氯化亚铁12份、单质铁6份、硫酸亚铁5份、过氧化钙5份、氯化钠6份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠5份、单十二烷基磷酸酯钾5份、尿素10份。

4.根据权利要求1～3任一项所述的脱硫脱硝节能助燃剂，其特征在于：所述单质铁为30～50目铁粉。

5.根据权利要求1～3任一项所述的脱硫脱硝节能助燃剂，其特征在于：所述吐温为吐温60。