CN107267252B - 水泥窑燃煤助燃剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：增氧剂35～50%、催化剂2～5%、固硫剂5～8%、助燃剂35～48%、分散剂1～3%，总量100%；所述百分比均为质量百分比；分散剂为聚羧酸盐。使用了化学稳定性好的高分子分散剂、不含有腐蚀设备的卤素离子、能够提高燃煤的燃尽率、降低原煤残炭率、有效固硫不含对熟料烧成系统有害的元素、安全性能好，不自燃，无毒，无腐蚀性，实验操作简便，掺加量比同等的普通燃煤助燃剂低，原料廉价易得，具有很高的应用前景，其作用能够达到真正意义上的节能减排环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种水泥窑燃煤助燃剂及其制备方法，具体涉及一种功能环保型水泥窑燃煤助燃剂及其制备方法。
背景技术
我国是煤炭消费大国，煤炭占一次能源消费中的70%左右。2016年产煤达到30亿吨，其中有高达70%左右用于直接燃烧或发电，水泥窑用来烧熟料的煤炭占很大一部分。由于燃烧技术落后，燃烧不完全，燃烧效率低等原因，能级不高的劣质煤未被利用或利用很少而被浪费，能源浪费问题比较严重。在当前全球气候变暖，减排呼声高涨的背景下，对于发展中国家来说，提高能源利用效率，降低不必要的能源浪费，是相对较好，见效较快，比较实际可行的减排方式。现有技术虽然有各种功能燃煤添加剂，但由于配方组成单一导致功能单一，还有的不考虑成本，价格昂贵不适合于实际应用，而且现有添加剂较多采用含有卤素离子的化合物，对设备腐蚀严重。更有甚者还加入了有毒有害的物质在燃煤助燃剂中。例如：
中国专利CN1724621燃煤添加剂，由食盐助燃剂和生石灰吸收剂组成，仅只有助燃催化作用，而且食盐含有大量的卤素离子对设备腐蚀很严重。
中国专利CN1629262燃煤助燃剂，由氯酸盐、铜盐和氯化钠等组成，大量的卤素离子对燃烧设备腐蚀严重缩短了设备的使用寿命。
中国专利CN1597884高效助燃环保节煤剂。由5%-12%氯化镁、6%-15%磷酸钠、0.8%-1.2%高锰酸钾、0.1%-0.3%氢氧化铁、0.1%氢氧化镁。提高助燃效率低，而且同样含有卤素离子，长期使用腐蚀设备。
中国专利CN102295970A燃煤助燃剂。由氧化剂硝基苯酚，甲基叔丁基醚，催化剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化铈、纳米二氧化铁混合物等组成。使用的硝基苯酚毒性较高，采用纳米级金属氧化物成本太高不适用于推广和大量使用。
中国专利CN102191110A燃煤助燃剂，由三氧化铬3%-10%，重铬酸钾和/或重铬酸钠3%-15%，白云石粉20%-30%，二环戊二烯基合铁5%-15%，二氧化锰3%-10%，氧化锌3%-18%，活性白土15%-30%复配混合组成，虽然有多种功效，但是三氧化铬和重铬酸钾这种高价镉重金属离子的引入会对环境以及人类和动物的生命造成不可预估的威胁。
上述现有技术，都会有着或多或少的问题。因此，需要开发一种高效、价廉、真正环保且稳定能够长期有效的燃煤助燃剂，提高燃煤的燃尽率，降低煤炭在燃烧过程中所需要的燃烧活化能和固硫减少大气环境污染。
发明内容
目的：为解决现有技术的不足，本发明提供一种水泥窑燃煤助燃剂。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：增氧剂35～50%、催化剂2～5%、固硫剂5～8%、助燃剂35～48%、分散剂1～3%，总量100%；所述百分比均为质量百分比；所述分散剂为聚羧酸盐。使用了化学稳定性好的高分子分散剂、不含有腐蚀设备的卤素离子、能够提高燃煤的燃尽率、降低原煤残炭率、有效固硫不含对熟料烧成系统有害的元素、安全性能好，不自燃，无毒，无腐蚀性。
作为优选方案，所述的水泥窑燃煤助燃剂，其特征在于：所述增氧剂为高锰酸钾、硝酸铁、偏钒酸铵中的一种或者几种混合。
作为优选方案，所述的水泥窑燃煤助燃剂，其特征在于：所述固硫剂为碳酸镁、氢氧化钙中的一种或者两种混合。
作为优选方案，所述的水泥窑燃煤助燃剂，其特征在于：所述助燃剂为醋酸铵、柠檬酸、尿素中的一种或者几种混合。
进一步的，所述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：20%的高锰酸钾、15%的硝酸铁、7%的偏钒酸铵、1%碳酸钾、1%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、2%氢氧化钙、2%分散剂、10%醋酸铵、21%柠檬酸、15%的尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
进一步的，述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：10%的高锰酸钾、20%的硝酸铁、15%的偏钒酸铵、2%碳酸钾、1%碳酸钠、2%醋酸钙、2%碳酸镁、3%氢氧化钙、3%分散剂、10%醋酸铵、12%柠檬酸和20%的尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
进一步的，所述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：12%的高锰酸钾、20%的硝酸铁、5%的偏钒酸铵、1%碳酸钾、2%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、4%氢氧化钙、3%分散剂、18%醋酸铵、19%柠檬酸和10%的尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
进一步的，所述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：20%的高锰酸钾、18%的硝酸铁、5%的偏钒酸铵、4%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、2%氢氧化钙、2%分散剂、19%醋酸铵、17%柠檬酸和7%的尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
上述的水泥窑燃煤助燃剂的制备方法，其步骤为：按照配方比例，将增氧剂，催化剂，固硫剂，助燃剂和分散剂分散混合均匀，即得。
本发明提供的一种功能环保型水泥窑燃煤助燃剂，从对燃煤助燃剂的助燃机理即氧传递理论和电子传递理论出发，筛选出能够提供足够氧的、助燃过程中电子容易发生转移的、廉价、无毒的物质。添加高分散性能的聚羧酸盐分散剂首先可以将煤粉高度分散后接触氧的面积增大提高燃烧效率。其次通过分散渗透，使煤粉被催化降低碳氧化反应的活化能。再次可以提高煤的助燃率降低助燃剂的掺加量，经济实用。同时添加固硫剂可以降低对大气环境的污染，实现真正意义上的节能减排。
有益效果：本发明提供的水泥窑燃煤助燃剂，使用了化学稳定性好的高分子分散剂、不含有腐蚀设备的卤素离子、能够提高燃煤的燃尽率、降低原煤残炭率、有效固硫不含对熟料烧成系统有害的元素、安全性能好，不自燃，无毒，无腐蚀性，实验操作简便，掺加量比同等的普通燃煤助燃剂低，原料廉价易得，具有很高的应用前景，其作用能够达到真正意义上的节能减排环保无污染。先进催化、改性等物理、化学技术复合而成，使用特殊助燃剂、分散剂、增氧剂和分散剂有效的复合制备方法而且其掺量低，充分提高燃煤的燃尽率，降低煤炭在燃烧过程中所需要的燃烧活化能。具有以下优点：
1）实际用量小于普通的燃煤助燃剂，其添加量仅为煤炭用量的0.06%-0.08%；
2）化学稳定性较好，提高燃煤的燃尽率，降低原煤残炭率Δcr≧5.00；
3）有效固硫nse≧20%,不含卤素离子等对熟料烧成系统有害的元素；
4）价格低，无腐蚀性，无放射性，无毒无害，不属于危险化学品。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做具体说明：
实施例1：一种水泥窑燃煤助燃剂，组成如下：
20%的高锰酸钾、15%的硝酸铁、7%的偏钒酸铵、1%碳酸钾、1%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、2%氢氧化钙、2%分散剂、10%醋酸铵、21%柠檬酸、15%的尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
实施例2
一种功能环保型水泥窑燃煤助燃剂，由下述成分按重量配制而成：将10%的高锰酸钾、20%的硝酸铁、15%的偏钒酸铵、2%碳酸钾、1%碳酸钠、2%醋酸钙、2%碳酸镁、3%氢氧化钙、3%分散剂、10%醋酸铵、12%柠檬酸和20%的尿素混合均匀后，得到燃煤助燃剂。
实施例3
一种功能环保型水泥窑燃煤助燃剂，由下述成分按重量配制而成：将12%的高锰酸钾、20%的硝酸铁、5%的偏钒酸铵、1%碳酸钾、2%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、4%氢氧化钙、3%分散剂、18%醋酸铵、19%柠檬酸和10%的尿素混合均匀后，得到燃煤助燃剂。
实施例4
一种功能环保型水泥窑燃煤助燃剂，由下述成分按重量配制而成：将20%的高锰酸钾、18%的硝酸铁、5%的偏钒酸铵、4%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、2%氢氧化钙、2%分散剂、19%醋酸铵、17%柠檬酸和7%的尿素混合均匀后，得到燃煤助燃剂。
水泥窑燃煤助燃剂的制备方法，步骤为：按照实施例1至实施例4中配方比例，将增氧剂，催化剂，固硫剂，助燃剂和分散剂分散混合均匀，即得水泥窑燃煤助燃剂产品1至产品4。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：增氧剂37～50%、催化剂2～5%、固硫剂5～8%、助燃剂35～48%、分散剂1～3%，总量100%；所述百分比均为质量百分比；所述分散剂为聚羧酸盐；
所述增氧剂为高锰酸钾、硝酸铁、偏钒酸铵三者混合；
所述固硫剂为碳酸镁、氢氧化钙两种混合；
所述助燃剂为醋酸铵、柠檬酸、尿素三者混合。
2.根据权利要求1所述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：20%高锰酸钾、15%硝酸铁、7%偏钒酸铵、1%碳酸钾、1%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、2%氢氧化钙、2%分散剂、10%醋酸铵、21%柠檬酸、15%尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
3.根据权利要求1所述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：10%高锰酸钾、20%硝酸铁、15%偏钒酸铵、2%碳酸钾、1%碳酸钠、2%醋酸钙、2%碳酸镁、3%氢氧化钙、3%分散剂、10%醋酸铵、12%柠檬酸、20%尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
4.根据权利要求1所述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：12%高锰酸钾、20%硝酸铁、5%偏钒酸铵、1%碳酸钾、2%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、4%氢氧化钙、3%分散剂、18%醋酸铵、19%柠檬酸、10%尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
5.根据权利要求1所述的水泥窑燃煤助燃剂，其原料组成为：20%高锰酸钾、18%硝酸铁、5%偏钒酸铵、4%碳酸钠、2%醋酸钙、4%碳酸镁、2%氢氧化钙、2%分散剂、19%醋酸铵、17%柠檬酸、7%尿素，总量100%；所述百分比均为质量百分比。
6.根据权利要求1-5任一项所述的水泥窑燃煤助燃剂的制备方法，其步骤为：按照配方比例，将增氧剂，催化剂，固硫剂，助燃剂和分散剂分散混合均匀，即得。
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