CN109576033A

CN109576033A - 煤炭添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109576033A
Application number: CN201811507048.6A
Authority: CN
Inventors: 戴天珍; 崔露露
Original assignee: Ningbo Devotion Holding Group Co Ltd
Current assignee: Ningbo Devotion Holding Group Co Ltd
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2019-04-05

Abstract

本发明公开了煤炭添加剂，包括如下重量份数的组分：高锰酸钾10‑15份高氯酸钾3‑5份氯化铁3‑5份氧化铝3‑8份醋酸钙镁5‑10份琥珀酸钡5‑10份月桂醇聚氧乙烯醚3‑5份月桂酸二乙醇酰胺3‑5份氢氧化钙3‑8份氢氧化钠1‑5份聚氧乙烯1‑3份催化剂1‑3份膨松剂1‑3份分散剂1‑3份发泡剂1‑3份水30‑40份。本发明的有益效果为：该煤炭添加剂能够同时减少煤炭燃烧时二氧化硫、氮氧化物和烟尘产生，达到保护环境的目的。

Description

煤炭添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及煤炭，特别涉及一种煤炭添加剂及其制备方法。

背景技术

煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃元素。

公开号为CN108441276A的中国专利公开了一种用于煤炭加速燃烧的添加剂及其制备方法。该添加剂由以下物质组成：硝酸钾15～23wt％，高锰酸钾2～5wt％，纳米氧化铁4～9wt％，固硫剂3～6wt％，硝酸铈2～4wt％，二甘醇15～18wt％，多碳一元醇4～6wt％，膨松剂12～17wt％，十二烷基苯磺酸钠1～3wt％，发泡剂1～4wt％，水余量。该添加剂不仅能够提高煤炭的热效率，而且能够利用固硫剂来吸收煤炭中的硫，减少二氧化硫的产生。

但是，在煤炭燃烧时，除硫被氧化成二氧化硫之外，氮也会转变为氮氧化物，同时煤炭燃烧还会产生烟尘。二氧化硫、氮氧化物和烟尘都会造成环境污染，而该添加剂只能减少二氧化硫产生，有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤炭添加剂。该煤炭添加剂能够同时减少煤炭燃烧时二氧化硫、氮氧化物和烟尘产生，达到保护环境的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种煤炭添加剂，包括如下重量份数的组分：

高锰酸钾10-15份

高氯酸钾3-5份

氯化铁3-5份

氧化铝3-8份

醋酸钙镁5-10份

琥珀酸钡5-10份

月桂醇聚氧乙烯醚3-5份

月桂酸二乙醇酰胺3-5份

氢氧化钙3-8份

氢氧化钠1-5份

聚氧乙烯1-3份

催化剂1-3份

膨松剂1-3份

分散剂1-3份

发泡剂1-3份

水30-40份。

本发明进一步设置为：所述催化剂选用氯化镧。

本发明进一步设置为：所述膨松剂选用氯化钠。

本发明进一步设置为：所述分散剂选用吐温20、吐温40、吐温60或者吐温80中的一种。

本发明进一步设置为：所述发泡剂包括碳酸氢钠、正戊烷和十二烷基硫酸钠，按照重量比，所述碳酸氢钠：正戊烷和十二烷基硫酸钠的重量比为3-5∶2-3∶1。

本发明进一步设置为：按照重量份数，所述煤炭添加剂还包括尿素1-3份。

本发明另一发明目的在于提供一种煤炭添加剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份，称取高锰酸钾10-15份、高氯酸钾3-5份、氯化铁3-5份、氧化铝3-8份、醋酸钙镁5-10份、琥珀酸钡5-10份、月桂醇聚氧乙烯醚3-5份、月桂酸二乙醇酰胺3-5份、氢氧化钙3-8份、氢氧化钠1-5份、聚氧乙烯1-3份、催化剂1-3份、膨松剂1-3份、分散剂1-3份、发泡剂1-3份、水30-40份、尿素1-3份；

步骤2：往水中加入高锰酸钾、高氯酸钾、氯化铁、氧化铝、醋酸钙镁、琥珀酸钡、月桂醇聚氧乙烯醚、月桂酸二乙醇酰胺、氢氧化钙、氢氧化钠、聚氧乙烯、催化剂、膨松剂、分散剂、发泡剂和尿素，搅拌均匀即可。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、高锰酸钾和高氯酸钾均为强氧化剂，能够在高温环境下分解出氧气，有助于提供煤炭燃烧在预热段、燃烧段和燃烧尽段所必须的活性氧，促使煤炭在燃烧过程中释放可燃的挥发份和碳粒的燃烧；

2、氯化铁能够提高煤炭燃烧过程中挥发分与降低煤焦的着火温度，提高低温燃烧过程的燃烧速率，使煤炭的着火与燃烧更加容易，并且随着添加量的提高，对煤炭燃烧特性的改善作用也不断提高；氧化铝可以高温条件下抑制硫酸钙的分解，同时可以形成高热稳定的硫酸钙、氧化钙和氧化铝的复盐。复盐包裹硫酸钙晶体表面，抑制硫酸钙分解；

3、醋酸钙镁的煅烧分为3个阶段：第一阶段以析出水份为主，第二阶段则以析出有机气体为标志，第三阶段则是碳酸钙和碳酸镁分解。醋酸钙镁的分解较为容易进行，在298℃就开始析出丙酮气体。添加醋酸钙镁后，煤炭热解析出温度提前，挥发分最大析出速率增大挥发分释放特性指数明显提高，热解过程变得更为剧烈，热解性能得以提高。醋酸钙镁提高煤炭的着火性能和整体燃烧性能。而第三阶段分解产生的氧化钙和氧化镁则能够与二氧化硫反应，最终形成硫酸钙和硫酸镁。琥珀酸钡与醋酸钙镁同理，但硫酸钡的分解温度高于硫酸钙和硫酸镁，具有更高的热稳定性。并且，钡比钙具有更高的金属活泼性，也更利于与二氧化硫反应；

4、月桂醇聚氧乙烯醚和月桂酸二乙醇酰胺能够从煤炭表面渗入至煤核，在催化剂的作用下，从媒炭内部释放出氧气，产生内燃，向外燃烧，改良煤炭的燃烧状态和燃烧方式；

5、氢氧化钙和氢氧化钠能够直接与二氧化硫和氮氧化物反应，从而起到对二氧化硫和氮氧化物的吸收作用；

6、聚氧乙烯能够在高温产生氢和氧，与煤炭燃烧的煤气混合并同时燃烧，提高燃烧热值，在不同于平常同等条件下的燃烧温度中将烟尘杂质同时燃烧掉，起到消烟的目的；

7、氯化镧能够明显降低煤炭的着火点，提高燃烧速率；

8、氯化钠能够加大火焰密度和高度，从而达到震荡式燃烧，加速热能交换，使煤炭颗粒与一氧化碳在高温区瞬间转化为二氧化碳和水，达到完全充分燃烧。同时，氯化钠使炭渣质地疏松、变轻，从而有效改善或消除炉尾结焦；

9、分散剂能够与水相混合喷洒在煤炭上，快速在煤炭颗粒间分散，使煤炭颗粒相互吸附，增加燃烧点，扩大燃煤的燃烧区域；

10、发泡剂在加热过程中产生气体，有利于煤炭颗粒的分散；

11、尿素能够与氮氧化物反应生成氧气，从而起到净化氮氧化物的作用。

具体实施方式

实施例1-6用于说明煤炭添加剂的组分。实施例1-6煤炭添加剂的组分见表1。

表1、实施例1-6煤炭添加剂组分表

注：单位“份”指重量份；

催化剂为氯化镧；膨松剂为氯化钠；发泡剂包括碳酸氢钠、正戊烷和十二烷基硫酸钠。

结合表1，以下详细说明煤炭添加剂的制备方法。

一种煤炭添加剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：按照重量份，称取高锰酸钾、高氯酸钾、氯化铁、氧化铝、醋酸钙镁、琥珀酸钡、月桂醇聚氧乙烯醚、月桂酸二乙醇酰胺、氢氧化钙、氢氧化钠、聚氧乙烯、催化剂、膨松剂、分散剂、发泡剂、水、尿素；

对比例1

选用公开号为CN108441276A的中国专利的实施例1作为对比例1。

燃烧试验

选用神华煤作为实验用煤。神华煤的参数如下：Mad10.5wt％、Ad6.79wt％、Vdaf35.42wt％、FCad53.37wt％、Cad66.76wt％、Had3.48wt％、Nad0.86wt％、St，ad0.37wt％、Qb，ad26.42MJ/Kg。煤粉的粒径为88.64μm。

将实施例1-6和对比例1煤炭添加剂按照如下步骤进行使用，检测燃烧后产生的二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放量。

步骤1：取7份神华煤，每份神华煤的重量控制为10kg。按照煤炭添加剂和神华煤的重量比为1∶50往7份神华煤中分别均匀喷洒实施例1-6和对比例1的煤炭添加剂，喷洒完毕后静置5天；

步骤2：将7份神华煤置于一维炉中进行燃烧，按照29.86g/min进行标定给煤，出口氧量控制在3％左右，再燃风量30％。

将实施例1-6的二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放量记为m₁，对比例1的二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放量记为m₂，记录相对值m₀＝m₁/m₂*100％。

表2、实施例1-6和对比例1燃烧试验记录表

从表2可以看出，相比于对比例1，本发明具有更低的二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放量。

本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种煤炭添加剂，其特征是：包括如下重量份数的组分：