CN113862055B - 一种改性糠醛渣生物质节煤剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了种改性糠醛渣生物质节煤剂，以改性处理后糠醛渣为主要原料，复配活性剂、增氧剂获得生物质节煤剂，该节煤剂具有催化燃烧、高效固硫的作用，且操作简单，成本低，有利于工业推广。

Description

一种改性糠醛渣生物质节煤剂

技术领域

本发明涉及一种改性糠醛渣生物质节煤剂，属于燃煤添加剂产品领域。

背景技术

我国是产煤大国，同时也是用煤大国。煤炭目前仍然是我国一项的主要能源与化工原料之一，也是目前最普遍的能源材料。自建国以来，我国对煤炭的消耗量持续增长，预计到2050年一次性能源消耗中煤炭的比例仍然在50％以上，因此在以后较长的一段时期内煤炭在我国能源消耗领域仍处于主导地位。但目前煤炭价格持续上涨增加了企业的成本负担，迫切需要采用某种技术手段节约用煤，降低成本。环保部门对企业烟尘排放监管力度不断加强，企业被迫采用脱硫装置改善二氧化硫的大气排放。目前国内各种节煤剂名目繁多，但大多数是固体的，很难附着在样品表面，导致催化效果大打折扣。

现有技术中通常选用秸秆、稻壳粉等生物质材料作为节煤剂材料，例如专利号为CN201510539506.4，专利名称为一种绿色高效节煤剂的专利，其使用稻壳粉、秸秆、草炭、催化剂、无机填料、植物纤维、混合溶剂、增韧剂、阻燃剂、云母粉、硅藻土、陶瓷粉、正丁醇、成膜助剂、防冻剂、助燃剂、固硫剂为主要原料，但是常态的含有纤维素的生物质不容易磺化，热值也较低，助燃固硫效果具有一定的局限性。

此外，糠醛渣作为生物质水解过程中产生的废弃物，其大量堆积会对大气、土壤、河流产生污染。糠醛渣作为一种生物质类废弃物含有纤维素、半纤维素、木质素及部分无机盐和硫酸等，具有良好的再利用价值。因此，合理地资源化利用糠醛渣，消除其对环境的污染，同时增加糠醛渣的经济附加值，实现糠醛企业生产过程中的污染物零排放目标，达到清洁生产、循环利用的目的，是糠醛渣资源化利用亟需解决的问题。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种改性糠醛渣生物质节煤剂，以改性处理后糠醛渣为主要原料，复配活性剂、增氧剂获得生物质节煤剂，该节煤剂具有催化燃烧、高效固硫的作用，且操作简单，成本低，有利于工业推广。

一种改性糠醛渣生物质节煤剂，包括如下组分，按重量份计：

改性糠醛渣40～75份、活性剂5～10份、增氧剂5～15份、水补足100份；

进一步的，上述改性糠醛渣的制备方法包括如下步骤：

1)取20-45份亚硫酸钠、98-100份糠醛渣、98-100份水放入反应釜中搅拌；

2)将步骤1)中所述的反应釜加热到80-120℃，反应1-3h，过滤，获得改性糠醛渣。

进一步的，上述活性剂为硝酸铈。

进一步的，上述增氧剂为过碳酸钙或碳酸二甲酯。

进一步的，上述改性糠醛渣生物质节煤剂的制备方法，包括如下步骤：

依据上述重量份称取改性糠醛渣、活性剂、增氧剂和水混合搅拌均匀即可获得改性糠醛渣生物质节煤剂。

经过上游产业处理过后的糠醛渣其中的纤维素较普通纤维素更易被磺化(高温、硫酸等处理，半纤维素部分水解为可溶糖并暴露纤维素，纤维素表面变得粗糙)，而磺化生成的木质素磺酸钠、纤维素磺酸钠等，这不仅可以促进煤炭的燃烧，且可起到做分散稳定剂的作用。此外，糠醛渣生物质中含有的氯化钾(KCI)等无机盐可以充当节煤剂中的膨松剂，而过碳酸钙作为增氧剂在燃烧中还可以另起到固硫的作用。

有益效果：

(1)本申请主要材料为农业加工废弃物糠醛渣，合理地资源化利用糠醛渣，消除其对环境的污染，同时增加糠醛渣的经济附加值，解决糠醛渣废弃问题，实现了废弃物的综合再利用。

(2)改性糠醛渣较普通生物质更容易被磺化，有利于促进煤炭燃烧，且可以作为分散稳定剂存在，配合增氧剂和活性剂具有良好的助燃固硫作用。

(3)本发明改性生物质节煤剂的各组分之间相互配合，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，提高煤炭燃烧效率，低掺量的情况下可以实现节煤3-15％的效果，并且减少有害气体的排放，起到了节约能源和环保的双重效果。

(4)本申请适用于褐煤、烟煤和无烟煤等各种煤，且制备工艺操作简单、原材料易获取，成本低，适合工业化推广，整体综合效益高。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部，本发明不受下述实施例的限制。

实施例1

一种改性糠醛渣生物质节煤剂，包括以下重量百分比的各组分：改性的糠醛渣65份，活性剂10份，增氧剂15份，水10份；活性剂为浓度为10％的硝酸铈溶液，增氧剂为浓度为10％的过碳酸钙溶液。

改性糠醛渣生物质节煤剂的制备方法为：

1)糠醛渣的改性：45份亚硫酸钠、100份糠醛渣、100份水，反应釜中搅拌，加热至100℃后保温反应2小时。反应结束后过滤。

2)节煤剂的制备：按照上述配料量称取改性后的糠醛渣、硝酸铈、过碳酸钙，搅拌均匀，获得改性糠醛渣生物质节煤剂。

实施例2

一种高效节能消烟节煤剂，包括以下重量百分比的各组分：改性处理的糠醛渣45％，活性剂5％，增氧剂碳酸二甲酯10％，水40％。

其制备方法为：

1)糠醛渣的改性：35份亚硫酸钠、100份糠醛渣，100份水，反应釜中搅拌，加热至90℃后保温反应2小时。反应结束后过滤。

2)节煤剂的制备：按照上述配方，将改性后的糠醛渣、硝酸铈、碳酸二甲酯，搅拌均匀。

对比例1

CN106800959制备样

主要配方为硝酸盐2-6份、四氟硼酸二茂铁10-15份、工业食盐0-3份、甘氨酸钙2-6份、固硫剂2-4份、羧酸盐0.5-2份、表面活性剂6-8份、水100份，制备方法如其说明书发明内容部分的记载进行制备。

对比例2

CN101597534制备样

主要配方为催化助燃剂1～10％，助催化剂0～5％，渗透助燃剂35～80％，分散剂2～20％，稳定剂2～20％，制备方法如说明中记载制备。

采用梅特勒TGA1热重分析仪对原煤、原煤掺加本节煤剂后进行检测对比，检测结果为见表1，能明显降低煤炭初燃点，表明此节煤剂可降低煤炭燃烧所需的活化能，降低着火点，因此燃烧所需提供的着火热减少，煤炭更易烧然。

表1热重分析(TG)及发热量检测对比

名称	初燃点℃	发热量(大卡\kg)
			原煤	403.69	5631.54
原煤+实施例1节煤剂	388.1	5718.37
			原煤+实施例2节煤剂	398.22	5696.78
原煤+对比例1固硫剂	397.12	5703.98
			原煤+对比例2节煤剂	398.77	5699.82

采用JJ－ZR/8型智能全自动热量仪，对原煤、原煤掺加本节煤剂后进行检测对比，检测结果为见表1，掺加节煤剂的煤炭发热量有所提高，表明此节煤剂能使煤炭更加充分的燃尽，进而提高发热量。

另外，为能更好的与现有的技术做对比，根据专利CN106800959、CN101597534制备样品，进行了热重和发热量的检测，结果见表1，所制备样品均能不同程度的降低煤炭初燃点及提高发热量，表明节煤剂均有促进煤炭燃烧、节约煤炭的作用，本发明方案样品效果整体略优于对比样。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变型，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种改性糠醛渣生物质节煤剂，其特征在于，包括如下组分，按重量份计：

改性糠醛渣40～75份、硝酸铈5～10份、增氧剂5～15份、水补足100份；

所述的改性糠醛渣的制备方法包括如下步骤：

1)取20-45份亚硫酸钠、98-100份糠醛渣、98-100份水放入反应釜中搅拌；

2)将步骤1)中所述的反应釜加热到80-120℃，反应1-3h，过滤，获得改性糠醛渣；

所述的增氧剂为过碳酸钙或碳酸二甲酯。

2.如权利要求1所述的改性糠醛渣生物质节煤剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按重量份称取改性糠醛渣、硝酸铈、增氧剂和水混合搅拌均匀即获得改性糠醛渣生物质节煤剂。