CN110903882A - 一种煤炭添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种煤炭添加剂,属于煤炭燃烧添加剂技术领域。所述的煤炭添加剂,按照重量份数计,包括:助燃剂44‑52份,混合型氧化剂56‑82份,分散剂36‑52份,催化剂4‑10份,复合固硫剂30‑50份;所述的混合型氧化剂,包括高铁酸、三氟化氯、四氯化碳和氧化钠所述的高铁酸:所述的复合固硫剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和碳酸钾,所述的碳酸钠:该添加剂具有优异的燃烧效率,提高了锅炉的效率,节省大量煤炭,并且减少了大量烟尘与有害气体(SO2、NO2)的排放,可以节煤10%‑20%,提高火力20%以上,降硫25‑70%,起到了节约能源有环保的双重效果。
Description
技术领域
本发明属于煤炭燃烧添加剂技术领域,具体是涉及一种煤炭添加剂。
背景技术
煤炭是我国一项主要的能源和化工原料之一,尤其是作为能源,是现代工业中应用最普遍的能源原料。
然而,随着地球上煤炭资源的储备越来越少,煤炭的价格越来越高,国家及相关部门对煤炭燃烧排烟的要求越来越严格,如何提高煤炭的利用率,减少其带来的污染就成了一项重要的世界课题。按照现在的研究方向,添加剂能有效的解决这些问题,然而现有的添加剂只是初具雏形,效果不明显,而且存在着添加量大、污染环境、格林黑度不达标的问题,远远没有达到期望的效果。
发明内容:
本发明的目的是为了解决现有添加剂效果不明显,而且存在着添加量大、污染环境、格林黑度不达标的问题,而提供一种煤炭添加剂。
本发明采取以下技术方案:
一种煤炭添加剂,按照重量份数计,包括:
助燃剂44-52份,混合型氧化剂56-82份,分散剂36-52份,催化剂4-10份,复合固硫剂30-50份;
所述的混合型氧化剂,包括高铁酸、三氟化氯、四氯化碳和氧化钠,
所述的高铁酸:三氟化氯:四氯化碳:氧化钠的重量比为20-25:15-20:30-35:20-30;
所述的复合固硫剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和碳酸钾,所述的碳酸钠:氢氧化钠:氧化钙:碳酸钾的重量比为5-10:5-15:5-25:10-20。
优选的是,所述的催化剂为三氯化钛、硫酸镍或硝酸铈中的一种或几种。
优选的是,所述的三氯化钛、硫酸镍和硝酸铈的重量比为(25-35):(30-40):(25-35)。
优选的是,所述的添加剂还包括10-15份的高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物。
优选的是,所述的高岭土:膨胀珍珠岩:改性白云石的重量比为(3-8):(5-10):(10-15)。
优选的是,所述的改性白云石由以下步骤制得:
1)将白云石加入次氯酸溶液中搅拌,过滤,洗涤,烘干后得到漂白白云石;
2)将步骤1)得到的漂白白云石过筛后得到白云石微粉,将白云石微粉和蒸馏水一起加入玛瑙球磨罐中,再将氧化锆磨球加入玛瑙球磨罐中,放入球磨机球磨,取出后经干燥过筛得到白云石粉;
3)将步骤2)所得白云石粉加入无水乙醇中,超声搅拌后加入氨水溶液,得到白云石粉溶液,将正硅酸乙酯加入无水乙醇中,搅拌至混合均匀后加入白云石粉溶液中,加热搅拌,取出后离心分离,洗涤,干燥后研磨,得到纳米二氧化硅包覆白云石粉;
4)将硅烷偶联剂、步骤3)所得纳米二氧化硅包覆白云石粉加入高混机中搅拌,自然冷却至室温,研磨,得到改性白云石粉。
优选的是,所述的步骤3)加热温度为80-100℃,搅拌时间为4-6h。
优选的是,所述的步骤4)搅拌温度为110-120℃,搅拌时间为50-60min。
优选的是,所述的添加剂还含有10-20份的顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物。
优选的是,所述的顺丁烯二酸:丙烯酸硬脂酸酯:十八烷酸的重量比为(15-30):(20-25):(10-20)。
本发明的发明原理
根据煤的燃烧原理;在煤的燃烧过程中,加入特殊的催化剂,助燃剂等多种物质,产生催化、活化,从而提高煤的燃烧强度,并能在高温条件下对煤中的水进行催化分解,生成甲烷、氢气和氧气,其化学反应如下:
C+CO2=CO+H2-131千焦 (1)
C+O2=CO2+393千焦 (2)
CO2+3H2=CH4+H2O+250千焦 (3)
甲烷是高能量燃料,发热值非常高,氢气燃烧的热量是汽油的三倍;氧气助燃,使可燃气体剧烈燃烧。由反应式可知整个过程是从吸热→放热。加入脱硫催化剂可使燃煤中的二氧化硫等有害气体,生成盐类固体物质,随炉碴排出。
高铁酸、三氟化氯和高三氟化氯混合使用,在高温下能与燃煤中二氧化硫、二氧化氮等有害气体发生反应生成硫酸盐。而且这些物料还具有氧化、催化功能,能将燃煤中的金属矿物质催化分解与二氧化硫生成盐类固体物质。所有盐类固化物随炉碴排出,从而达到固硫、降污作用。
本发明的有益效果
本发明提供一种煤炭添加剂,该添加剂的各组分之间相互配合,由于各组分及其比例的优化调节,使得该添加剂具有优异的燃烧效率,将煤炭燃烧过程中产生的烟气变成煤气,与煤炭共同燃烧,使火焰巨增,极大的增加了火焰长度、燃烧密度、燃烧面积,从而提高了锅炉的效率,节省大量煤炭,并且减少了大量烟尘与有害气体(SO2、NO2)的排放,可以节煤10%-20%,提高火力20%以上,降硫25-70%,起到了节约能源有环保的双重效果。
具体实施方式
一种煤炭添加剂,按照重量份数计,包括:
助燃剂44-52份,混合型氧化剂56-82份,分散剂36-52份,催化剂4-10份,复合固硫剂30-50份;
所述的混合型氧化剂,包括高铁酸、三氟化氯、四氯化碳和氧化钠,
所述的高铁酸:三氟化氯:四氯化碳:氧化钠的重量比为20-25:15-20:30-35:20-30;
所述的复合固硫剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和碳酸钾,所述的碳酸钠:氢氧化钠:氧化钙:碳酸钾的重量比为5-10:5-15:5-25:10-20。
按照本发明,所述的助燃剂优选为三氧化二铁、氧化镁和氯化钾的混合物,混合物中三氧化二铁、氧化镁和氯化钾的重量比优选为2:3:2。
按照本发明,所述的分散剂优选包括吐温20或吐温40。
按照本发明,所述的催化剂优选为三氯化钛、硫酸镍或硝酸铈中的一种或几种,当为几种混合时,所述的三氯化钛、硫酸镍和硝酸铈的重量比优选为(25-35):(30-40):(25-35)。
按照本发明,所述的添加剂优选还包括10-15份的高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物;所述的高岭土:膨胀珍珠岩:改性白云石的重量比优选为(3-8):(5-10):(10-15)。
按照本发明,所述的改性白云石由以下步骤制得:
1)将白云石加入次氯酸溶液中,搅拌后过滤,用蒸馏水反复洗涤滤饼,烘干后得到漂白白云石;所述的次氯酸溶液的浓度优选为18%,搅拌时间优选为1-3h,更优选为2h;
2)将步骤1)所得漂白白云石优选过80目筛后得到白云石微粉,将白云石微粉和蒸馏水一起加入玛瑙球磨罐中,再将氧化锆磨球加入玛瑙球磨罐中,盖紧盖子后将玛瑙球磨罐放入球磨机球磨,取出后置于鼓风干燥机中下干燥至绝干,研磨后优选过200目筛得到白云石粉;
所述的白云石微粉和蒸馏水的重量比优选为1:10;氧化锆磨球为50个,直径为5μm;所述的球磨机中的频率优选为100Hz,球墨时间优选为20-28h,更优选为24h;所述的干燥温度优选为120-130℃,得到的白云石粉的粒径优选为4-6μm;
3)将步骤2)所得白云石粉加入无水乙醇中,超声搅拌后加入氨水溶液,调节ph值为7,得到白云石粉溶液,将正硅酸乙酯加入无水乙醇中,搅拌至混合均匀后加入白云石粉溶液中,加热恒温搅拌,取出后离心分离,用丙酮反复洗涤滤饼,干燥后研磨,优选过100目筛后得到纳米二氧化硅包覆白云石粉;
所述的白云石粉和无水乙醇的重量比优选为1:10;超生搅拌时间优选为1-3h;所述的正硅酸乙酯和无水乙醇的重量比优选为1:10;所述的加热温度优选为80-100℃,搅拌时间优选为4-6h;
4)将硅烷偶联剂、步骤3所得纳米二氧化硅包覆白云石粉加入高混机,搅拌,自然冷却至室温,研磨后优选过100目筛,得到改性白云石粉;所述的搅拌温度优选为110-120℃,搅拌时间为50-60min。
按照本发明,所述的添加剂优选还含有10-20份的顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物,所述的顺丁烯二酸:丙烯酸硬脂酸酯:十八烷酸的重量比优选为(15-30):(20-25):(10-20)。
本发明所述的煤炭添加剂的制备方法,是将各原料按照配比混合,即可,在应用时,将得到的添加剂加水稀释,混入煤炭中;所述的添加剂的添加量为0.5-3%。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,实施例中涉及到的原料均为商购获得。
实施例1改性白云石的制备
1)将白云石加入18%浓度的次氯酸溶液中,搅拌2小时后过滤,用蒸馏水反复洗涤滤饼,烘干后得到漂白白云石;
2)将步骤1)所得漂白白云石过80目筛后得到白云石微粉,将重量比为1:10的白云石微粉和蒸馏水一起加入玛瑙球磨罐中,再将50个直径为5μm的氧化锆磨球加入玛瑙球磨罐中,盖紧盖子后将玛瑙球磨罐放入球磨机频率为100Hz条件下球磨24小时,取出后置于鼓风干燥机中120℃下干燥至绝干,研磨后过200目筛得到平均粒径为4-6μm的白云石粉;
3)将步骤2)所得白云石粉加入10倍重量的无水乙醇中,超声搅拌1小时后加入氨水溶液,调节ph值为7,得到白云石粉溶液,将正硅酸乙酯加入10倍重量的无水乙醇中,搅拌至混合均匀后加入白云石粉溶液中,加热至90℃恒温搅拌5小时,取出后离心分离,用丙酮反复洗涤滤饼,干燥后研磨,过100目筛后得到纳米二氧化硅包覆白云石粉;
4)将硅烷偶联剂、步骤3)所得纳米二氧化硅包覆白云石粉加入高混机,120℃下搅拌60分钟,自然冷却至室温,研磨后过100目筛,得到改性白云石粉。
实施例2
一种煤炭添加剂,按照重量份数计,包括:
助燃剂44份
混合型氧化剂56份
分散剂(吐温20)36份
催化剂4份
复合固硫剂30份
高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物10份
顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物10份
其中,所述的助燃剂为三氧化二铁、氧化镁和氯化钾按照重量比2:3:2的混合物;
其中,混合型氧化剂包括高铁酸、三氟化氯、四氯化碳和氧化钠,所述的高铁酸:三氟化氯:四氯化碳:氧化钠的重量比为20:15:30:20。
其中,复合固硫剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和碳酸钾,碳酸钠:氢氧化钠:氧化钙:碳酸钾的重量比为5:5:5:10。
其中,催化剂为三氯化钛、硫酸镍和硝酸铈,三氯化钛:硫酸镍:硝酸铈的重量比为25:30:25。
其中,高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物中,高岭土:膨胀珍珠岩:改性白云石的重量比为为3:5:10。
其中,顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物中,顺丁烯二酸:丙烯酸硬脂酸酯:十八烷酸的重量比为为15:20:10。
将上述所有物料加水稀释,按照添加量为1%混入煤炭中。
实验结果表明:本发明的实施例2与不加添加剂的煤炭相比较,灰渣含碳量由20.65%降至15.36%,有害气体减少50%以上,林格曼黑度小于1级,节煤率17.2%。
实施例3
一种煤炭添加剂,按照重量份数计,包括:
助燃剂48份
混合型氧化剂60份
分散剂(吐温20)43份
催化剂三氯化钛7份
复合固硫剂40份
高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物13份
顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物15份
其中,所述的助燃剂为三氧化二铁、氧化镁和氯化钾按照重量比2:3:2的混合物;
其中,混合型氧化剂包括高铁酸、三氟化氯、四氯化碳和氧化钠,所述的高铁酸:三氟化氯:四氯化碳:氧化钠的重量比为22:18:33:25。
其中,复合固硫剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和碳酸钾,碳酸钠:氢氧化钠:氧化钙:碳酸钾的重量比为8:10:14:15。
其中,高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物中,高岭土:膨胀珍珠岩:改性白云石的重量比为为5:7:13。
其中,顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物中,顺丁烯二酸:丙烯酸硬脂酸酯:十八烷酸的重量比为为18:22:14。
将上述所有物料加水稀释,按照添加量为1%混入煤炭中。
实验结果表明:本发明的实施例3与不加添加剂的煤炭相比较,灰渣含碳量由19.43%降至13.58%,有害气体减少45%以上,林格曼黑度小于1级,节煤率14.6%。
实施例4
一种煤炭添加剂,按照重量份数计,包括:
助燃剂52份
混合型氧化剂82份
分散剂(吐温40)52份
催化剂10份
复合固硫剂50份
高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物15份
顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物20份
其中,所述的助燃剂为三氧化二铁、氧化镁和氯化钾按照重量比2:3:2的混合物;
其中,混合型氧化剂包括高铁酸、三氟化氯、四氯化碳和氧化钠,所述的高铁酸:三氟化氯:四氯化碳:氧化钠的重量比为25:20:35:30。
其中,复合固硫剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和碳酸钾,碳酸钠:氢氧化钠:氧化钙:碳酸钾的重量比为10:15:25:20。
其中,催化剂为三氯化钛和硝酸铈,三氯化钛:硝酸铈的重量比为25:30。
其中,高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物中,高岭土:膨胀珍珠岩:改性白云石的重量比为为8:10:15。
其中,顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物中,顺丁烯二酸:丙烯酸硬脂酸酯:十八烷酸的重量比为为30:25:20。
将上述所有物料加水稀释,按照添加量为1%混入煤炭中。
实验结果表明:本发明的实施例4与不加添加剂的煤炭相比较,灰渣含碳量由19.43%降至14.36%,有害气体减少45%以上,林格曼黑度小于1级,节煤率16.7%。
Claims (10)
1.一种煤炭添加剂,其特征在于,按照重量份数计,包括:
助燃剂44-52份,混合型氧化剂56-82份,分散剂36-52份,催化剂4-10份,复合固硫剂30-50份;
所述的混合型氧化剂,包括高铁酸、三氟化氯、四氯化碳和氧化钠,
所述的高铁酸:三氟化氯:四氯化碳:氧化钠的重量比为20-25:15-20:30-35:20-30;
所述的复合固硫剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和碳酸钾,所述的碳酸钠:氢氧化钠:氧化钙:碳酸钾的重量比为5-10:5-15:5-25:10-20。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的催化剂为三氯化钛、硫酸镍或硝酸铈中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的三氯化钛、硫酸镍和硝酸铈的重量比为(25-35):(30-40):(25-35)。
4.根据权利要求1所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的添加剂还包括10-15份的高岭土、膨胀珍珠岩和改性白云石的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的高岭土:膨胀珍珠岩:改性白云石的重量比为(3-8):(5-10):(10-15)。
6.根据权利要求4或5所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的改性白云石由以下步骤制得:
1)将白云石加入次氯酸溶液中搅拌,过滤,洗涤,烘干后得到漂白白云石;
2)将步骤1)得到的漂白白云石过筛后得到白云石微粉,将白云石微粉和蒸馏水一起加入玛瑙球磨罐中,再将氧化锆磨球加入玛瑙球磨罐中,放入球磨机球磨,取出后经干燥过筛得到白云石粉;
3)将步骤2)所得白云石粉加入无水乙醇中,超声搅拌后加入氨水溶液,得到白云石粉溶液,将正硅酸乙酯加入无水乙醇中,搅拌至混合均匀后加入白云石粉溶液中,加热搅拌,取出后离心分离,洗涤,干燥后研磨,得到纳米二氧化硅包覆白云石粉;
4)将硅烷偶联剂、步骤3)所得纳米二氧化硅包覆白云石粉加入高混机中搅拌,自然冷却至室温,研磨,得到改性白云石粉。
7.根据权利要求6所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的步骤3)加热温度为80-100℃,搅拌时间为4-6h。
8.根据权利要求4或5所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的步骤4)搅拌温度为110-120℃,搅拌时间为50-60min。
9.根据权利要求1所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的添加剂还含有10-20份的顺丁烯二酸、丙烯酸硬脂酸酯和十八烷酸的混合物。
10.根据权利要求9所述的一种煤炭添加剂,其特征在于,所述的顺丁烯二酸:丙烯酸硬脂酸酯:十八烷酸的重量比为(15-30):(20-25):(10-20)。
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2019
- 2019-12-13 CN CN201911279700.8A patent/CN110903882A/zh active Pending
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