CN108359512A - 缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂及制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高碱煤结焦特性的添加剂的技术领域，是一种缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂及制备和使用方法；该添加剂按下述方法得到：将所需量的氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜混合均匀，得到用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂；本发明的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在加入到准东高碱煤中进行燃烧后，在每6小时进行一次吹灰的情况下，经验证掺烧此添加剂燃烧与不易结焦煤种燃烧时燃烧特性一致，锅炉基本不结焦，能够有效提高燃烧物质的灰熔点，降低新疆准东高碱煤的结焦特性。本发明的制备工艺简单、投入成本低、应用操作简单，对制备此添加剂的设备要求低。

Description

缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂及制备和使用方法

技术领域

本发明涉及高碱煤结焦特性的添加剂的技术领域，是一种缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂及制备和使用方法。

背景技术

新疆准东地区煤田资源预测储量达3900亿吨，随着疆电外送工程的建设推进，准东地区成为新疆地区疆电外送的重要基地之一。合理的利用准东地区煤炭资源对国家能源战略有着重要意义。

准东煤原煤中Na、K、Ca等碱金属含量远高于现有已知动力用煤中碱金属含量；煤中硫和灰分含量都较低，水分含量很高，高于国内常见烟煤的水分，低于褐煤的水分；收到基挥发分在20％以上，干燥无灰基挥发分在35％以上，属于风氧化煤；其低位发热量在5600kcal/kg左右，相对较低；其燃烧过程中结渣趋势十分严重。

实践表明，锅炉燃用准东高碱煤后带来一系列的技术难题，严重影响火力发电厂正常运转及电网安全稳定运行。其中2017年昌吉州某电厂掺烧准东高碱煤导致炉本体大量结焦停炉，危机电网安全稳定运行。根据现有经验电厂锅炉掺烧准东高碱煤比例在40％左右，锅炉负荷只能维持在80％额定负荷运行，且平均每月需要停炉打焦一次，耗费大量人力物力，严重威胁到北疆一带冬季的供暖及电网的安全稳定运行。部分锅炉为了保证运行，进行不间断吹灰，吹灰器附近的管壁减薄明显，导致炉膛水冷壁表明冲蚀变薄存在爆管风险，并且在检修时需要大面积换管。此外由于疆电外送的工作需求，新疆在建和拟建大量的火电机组，现有不易结焦的烟煤已不能大量满足火电机组需求，需要迫切找出改善准东高碱煤结焦特性、提高准东高碱煤利用比例的方法，以满足新疆电网扩容的需求。

现有的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在缓解新疆准东煤结焦方面可以做到在加强锅炉受热面不间断吹灰的基础上维持锅炉正常运行，但效果不是很理想，长时间运行锅炉仍有较为严重的结焦危险。

发明内容

本发明提供了一种缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂及制备和使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在缓解新疆准东煤结焦方面采用不间断吹灰的方式仅起到了缓解的作用，长时间运行锅炉仍有较为严重的结焦的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，原料按重量份数包括氢氧化铝30份至40份、石英粉25份至35份、电石渣12份至20份、氢氧化钡15份至25份、氧化铜1份至2份。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂按下述方法得到：将所需量的氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜混合均匀，得到用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。

上述氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜的粒径均为10μm至15μm。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂的制备方法，其按下述方法进行：将所需量的氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜混合均匀，得到用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜的粒径均为10μm至15μm。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在缓解新疆准东高碱煤结焦的使用方法，其按下述方法进行：在准东高碱煤的配煤过程中直接加入用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，与准东高碱煤进行初步混合，然后在磨煤机磨制过程进行再次混合，最后送入燃煤锅炉中进行燃烧；其中，用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在准东高碱煤中的添加量为：每1000份准东高碱煤中添加6份至12份用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。

本发明的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在加入到准东高碱煤中进行燃烧后，在每6小时进行一次吹灰的情况下，经验证结焦的程度与不易结焦的煤种结焦特性一致，锅炉基本不结焦，能够有效提高燃烧物质的灰熔点，降低新疆准东高碱煤的结焦特性。本发明的制备工艺简单、投入成本低、应用操作简单，对制备此添加剂的设备要求低。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的水如没有特殊说明，为自来水或纯净水；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1，该用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，其特征在于原料按重量份数包括氢氧化铝30份至40份、石英粉25份至35份、电石渣12份至20份、氢氧化钡15份至25份、氧化铜1份至2份。石英粉中二氧化硅的质量含量可为90%至95%，其熔点在1400摄氏度以上。氢氧化铝、石英粉、氢氧化钡等成分能够有效降低碱酸比，氢氧化钡、石英粉能够促进结焦中的低熔点硫酸类复合钠盐化合物转化为高熔点硅酸类复合钠盐，石英粉、电石渣能有效提高煤灰熔点。根据本发明得到的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，运输、保存方便，能够较好地改善准东高碱煤的燃烧、结焦、结渣和积灰特性。并且，原料中的各物质对燃煤设备无任何负作用，对人身无伤害，对环境无额外的污染。

实施例2，该用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，其特征在于原料按重量份数包括氢氧化铝30份或40份、石英粉25份或35份、电石渣12份或20份、氢氧化钡15份或25份、氧化铜1份或2份。

实施例3，该用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂其按下述制备方法得到：将所需量的氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜混合均匀，得到用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。石英粉中二氧化硅的含量为可为90%至95%。本发明制备工艺简单投入成本低。

实施例4，作为上述实施例的优化，氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜的粒径均为10μm至15μm。

实施例5，该用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在缓解新疆准东高碱煤结焦的使用方法，按下述方法进行：在准东高碱煤的配煤过程中直接加入用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，与准东高碱煤进行初步混合，然后在磨煤机磨制过程进行再次混合，最后送入燃煤锅炉中进行燃烧；其中，用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在准东高碱煤中的添加量为：每1000份准东高碱煤中添加6份至12份用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。本发明的制备工艺简单、投入成本低、应用操作简单，对制备此添加剂的设备要求低；能有效降低准东高碱煤的烧结比例。采用本发明上述实施例1至实施例4得到的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂能够将准东高碱煤的煤灰熔点提高105℃至120℃；同时，本发明中的氢氧化铝、石英石、电石渣、氢氧化钡、氧化铜等价格相对适宜，材料较易取得，并且不会对设备引起过多的腐蚀、磨损等损坏；配备相同质量的准东高碱煤，本发明用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂与目前市场同类添加剂相比价格便宜约60%至80%。

实施例6：根据准东地区煤矿甲的煤质特点，经过验证，适用于该煤矿所产煤炭的本发明的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂的成分及各成分的百分比如表1所示：采用表1中的本发明用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，参配比例为1000:8（其它操作同实施例5），可将煤灰熔点提高108℃。

实施例7：根据准东地区煤矿乙的煤质特点，经过验证，适用于该煤矿所产煤炭的添加剂的成分及各成分的质量百分比如表2所示：采用表2中的本发明用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，参配比例为1000:12（其它操作同实施例5），可将煤灰熔点提高116℃。

实施例8：根据准东地区煤矿C的煤质特点，经过验证，适用于该煤矿所产煤炭的添加剂的成分及各成分的质量百分比如表3所示：采用表3中的本发明用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，参配比例为1000:6（其它操作同实施例5），可将煤灰熔点提高105℃。

本发明中的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在添加到准东高碱煤进行燃烧的过程中，氢氧化铝、石英粉、氢氧化钡等成分能够有效降低碱酸比，氢氧化钡、石英粉能够促进结焦中的低熔点硫酸类复合钠盐化合物转化为高熔点硅酸类复合钠盐。因此，本发明的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，能够有效地改善准东高碱煤的燃烧、结焦、结渣和积灰特性提高煤灰熔点。并且，原料中的各物质对燃烧设备要求低，从而降低准东煤的结焦程度和风险，且添加剂本身对人身无伤害，对环境无额外的污染。

本发明的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，掺烧此添加剂燃烧与不易结焦煤种燃烧时燃烧特性一致，锅炉基本不结焦，能够有效提高燃烧物质的灰熔点，降低新疆准东高碱煤的结焦特性。实验室采用烧结比例描述结焦程度，烧结比例越低越不易结焦，现场可用吹灰次数表达。

准东高碱煤在不添加添加剂的情况下，烧结比例最低为20%，在相同的添加量的情况下：现有技术中的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂用于准东高碱煤，经验证烧结比例最低为15%，本发明的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂用于准东高碱煤，经验证烧结比例最高为5%。

现有的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂可做到在不间断吹灰的前提下维持锅炉正常运行，本发明的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂每6小时进行一次全面的吹灰，吹灰一次约3小时，就可以维持锅炉的正常运行。

因此，根据本发明上述实施例得到的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在加入到准东高碱煤中进行燃烧后，在每6小时进行一次吹灰的情况下，经验证掺烧此添加剂燃烧与不易结焦煤种燃烧时燃烧特性一致，锅炉基本不结焦，能够有效提高燃烧物质的灰熔点，降低新疆准东高碱煤的结焦特性。本发明的制备工艺简单、投入成本低、应用操作简单，对制备此添加剂的设备要求低。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (6)

1.一种用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，其特征在于原料按重量份数包括氢氧化铝30份至40份、石英粉25份至35份、电石渣12份至20份、氢氧化钡15份至25份、氧化铜0.5份至2份。

2.根据权利要求1所述的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，其特征在于按下述方法得到：将所需量的氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜混合均匀，得到用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。

3.根据权利要求1或2所述的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，其特征在于氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜的粒径均为10μm至15μm。

4.一种根据权利要求1所述的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂的制备方法，其特征在于按下述方法进行：将所需量的氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜混合均匀，得到用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。

5.根据权利要求4所述的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂的制备方法，其特征在于氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜的粒径均为10μm至15μm。

6.一种根据权利要求1或2或3所述的用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在缓解新疆准东高碱煤结焦的使用方法，其特征在于按下述方法进行：在准东高碱煤的配煤过程中直接加入用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂，与准东高碱煤进行初步混合，然后在磨煤机磨制过程进行再次混合，最后送入燃煤锅炉中进行燃烧；其中，用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂在准东高碱煤中的添加量为：每1000份准东高碱煤中添加6份至12份用于缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂。