CN115155418B - 一种除焦液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种除焦液，其中，一种除焦液，包括：硝酸钙、磷酸盐。本发明用于解决现有的除焦液无法有效抑制生活垃圾焚烧锅炉灰分结焦倾向的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾焚烧处理技术领域，尤其涉及一种除焦液。
背景技术
随着全球环保意识的增强，需要对生活垃圾进行“资源化”、“无害化”和“减量化”处理，因此利用生活垃圾焚烧锅炉对生活垃圾焚烧处理。
在对生活垃圾焚烧处理时，燃烧会释放大量的热量，产生的飞灰中的K、Ca、Si等元素在高温下发生化学反应生成熔点较低的物质，这些物质在高温情况下熔融在飞灰表面，焚烧锅炉的受热面吸热，使得飞灰粘附在受热面上，形成积灰结渣现象，积灰和结渣不仅会造成能源损失，还可能造成严重的安全事故。
一般来说，积灰层的传热系数会比金属导热层小的多，即使轻微的积灰所产生的附加热阻也会超过整个传热过程中总热阻的三分之一。因此生活垃圾焚烧锅炉受热面上的积灰与结渣会造成焚烧锅炉传热效率下降，排烟温度升高，降低了生活垃圾焚烧锅炉的发电效率。同时积灰结焦极易造成管道堵塞问题，如果不及时检修的话，会造成严重的安全事故。积灰结焦的存在使得焚烧锅炉在运行一段时间后必须停炉维修，大大降低了焚烧锅炉的操作周期。所以，生活垃圾焚烧锅炉受热面上积灰结焦的产生会严重影响焚烧锅炉的安全性和经济性。
然而，现有的除焦液无法有效抑制生活垃圾焚烧锅炉灰分结焦倾向，生活垃圾焚烧锅炉的安全性和经济性无法得到保障。
发明内容
本发明提供了一种除焦液，用于解决现有的除焦液无法有效抑制生活垃圾焚烧锅炉灰分结焦倾向的技术问题。
有鉴于此，本发明提供的一种除焦液，包括：硝酸钙、磷酸盐。
优选地，还包括：去离子水、助燃剂、催化活化剂、高温滞留剂和硝酸钠。
优选地，原料按重量份计，包括：去离子水80～90份，硝酸钙和硝酸钠合计8～10份、助燃剂0.3～0.5份、磷酸盐2～2.5份、催化活化剂0.1-0.5份、高温滞留剂0.5～0.8份；
其中，硝酸钙和硝酸钠的重量比为(10～12)：(0.5～1.5)。
优选地，所述助燃剂为高锰酸钾、硫酸铜；
所述磷酸盐为磷酸二氢铵；
所述催化活化剂为纳米钛溶胶；
所述高温滞留剂为硼砂。
一种除焦液搅拌装置，用于搅拌上述的除焦液，包括：储药箱、与储药箱通过第一管道连接的加药箱；
所述储药箱设有进药口；
所述储药箱外安装有第一搅拌电机，所述加药箱外安装有第二搅拌电机；
所述储药箱内设有与所述第一搅拌电机连接的第一搅拌叶片，所述加药箱内设有与所述第二搅拌电机连接的第二搅拌叶片。
优选地，所述第一管道连接所述储药箱的下部，所述第一管道连接所述加药箱的上部；
所述第一管道设有抽液泵。
优选地，所述加药箱通过第二管道连接喷淋头，所述第二管道设有电磁阀；
所述喷淋头上设置有喷淋孔。
优选地，所述加药箱内设有过滤器。
优选地，所述储药箱侧面安装有液位计。
优选地，所述第二搅拌电机安装在所述加药箱的侧面，所述加药箱外壳设有支撑板，所述支撑板位于所述第二搅拌电机下方。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本申请提供了一种除焦液，包括：硝酸钙、磷酸盐。
生活垃圾灰分碱性较高，硝酸钙能够进一步将生活垃圾灰分的酸碱比降低，由于灰分在0～1的酸碱比之间，灰分的熔融温度是随着酸碱比的降低而提高的，因此在除焦液中增加硝酸钙可以提高灰分的熔融温度，从而抑制灰分结焦的趋势；
磷酸盐能够与灰分中的矿物质反应，生成熔点较高的耐熔矿物质，防止飞灰表面软化粘附在受热面上，可以有效地抑制灰分结焦趋势，并且能够生成高熔点的磷化物，可以有效固存钠、氯等元素，防止生活垃圾燃烧过程中产生的烟气腐蚀焚烧炉的金属管道。
上述除焦液用于生活垃圾焚烧处理，能够有效抑制生活垃圾焚烧锅炉受热面上的灰分结焦倾向和腐蚀，保障了生活垃圾焚烧锅炉的安全性和经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种除焦液搅拌装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种除焦液搅拌装置的喷淋头的结构示意图；
图中：1、安装架；2、控制器；3、储药箱；4、液位计；5、进药口；6、第一搅拌叶片；7、抽液泵；8、第一搅拌电机；9、加药箱；10、过滤器；11、第二搅拌叶片；12、第二搅拌电机；13、电磁阀；14、支撑板；15、喷淋头；16、喷淋孔。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
对生活垃圾焚烧处理时，焚烧锅炉的受热面积灰并结焦，相对于入炉前发酵、淋洗等的工艺优化或改进设备或物理铲除灰分和焦块，添加除焦液成本较低且无需占用大量的劳动力，也不会产生难以处理的垃圾渗滤液。但是现有的除焦液添加于生活垃圾焚烧锅炉，飞灰更容易沉积于焚烧锅炉的受热面上，灰分结焦的速度更快，除焦效果反而适得其反。
本发明提供一种除焦液，用于解决现有的除焦液无法有效抑制生活垃圾焚烧锅炉灰分结焦倾向的技术问题。
生活垃圾灰分的碱性较高，含有较多碱土金属含量，灰分的酸碱比在0～1之间，酸碱比是指灰分的酸性组分(硅、铝、钛的氧化物)和碱性组分(铁、钙、镁、锰等的氧化物)的比值。本方案通过在除焦液添加一定的硝酸钙和磷酸盐，倒入生活垃圾焚烧锅炉中，飞灰和焦块剧烈燃烧并脱离焚烧锅炉受热表面，灰分的熔融温度较高，通过调整添加的硝酸钙和磷酸盐的含量，发现在灰分酸碱比在0～1之间呈碱性时，通过硝酸钙增加生活垃圾灰分中的碱土金属含量，降低灰分的酸碱比，随着灰分的酸碱比的降低，灰分的熔融温度随之逐步升高，灰分结焦的速度逐步减慢，抑制了生活垃圾灰分结焦的倾向。
生活垃圾灰分中含有矿物质，利用磷酸盐和生活垃圾灰分中的矿物质反应，能够生成熔点较高的耐熔矿物质，灰分难以熔融粘附在焚烧锅炉的受热面上，减少结焦的面积或厚度。并且，生活垃圾焚烧过程中产生烟气会腐蚀焚烧锅炉附近的金属管道，磷酸盐生成的高熔点磷化物能够有效钠、氯等元素，有效减低了生活垃圾焚烧过程中产生的烟气对金属管道的腐蚀面积或者厚度。
实施例1
本发明实施例提供的一种除焦液，原料按重量份计，包括：去离子水87份、硝酸盐9份(硝酸钙：硝酸钠＝10:1)、助燃剂0.5份(高锰酸钾：硫酸铜＝1:1)、磷酸盐(磷酸二氢铵)2.5份、催化活化剂(纳米钛溶胶)0.5份、高温滞留剂(硼砂)0.5份。
施用该除焦液50kg后，结焦厚度从105mm降低到13mm,且结焦变成酥松多孔状，腐蚀厚度从2.2mm减少到0.14mm。
作为另一个具体的实施例，除焦液的制备方法为：
将称量好的硝酸盐9份、助燃剂0.5份、磷酸盐2.5份、催化活化剂0.5份、高温滞留剂0.5份投加到去离子水87份中搅拌，搅拌速率30～50r/min，搅拌时间20～40min，保证各个组分混合均匀，得到除焦液。
实施例2
本发明实施例提供的一种除焦液，原料按重量份计，包括：去离子水87份、硝酸盐8份(硝酸钙：硝酸钠＝10:0.5)、助燃剂0.5份(高锰酸钾：硫酸铜＝1:1)、磷酸盐(磷酸二氢铵)3.5份、催化活化剂(纳米钛溶胶)0.5份、高温滞留剂(硼砂)0.5份。
施用该除焦液40kg后，结焦厚度从89mm减少到9mm,且结焦形貌变成酥松多孔状，腐蚀厚度从2mm减少到0.12mm。
实施例3
本发明实施例提供的一种除焦液，原料按重量份计，包括：去离子水87份、硝酸盐8.5份(硝酸钙：硝酸钠＝12:1.5)、助燃剂0.5份(高锰酸钾：硫酸铜＝1:1)、磷酸盐(磷酸二氢铵)3份、催化活化剂(纳米钛溶胶)0.5份、高温滞留剂(硼砂)0.5份。
施用该除焦液55kg后，结焦厚度从113mm减少到16mm,且结焦形貌变成酥松多孔状，腐蚀厚度从2.8mm减少到0.09mm。
实施例4
本发明实施例提供的一种除焦液，原料按重量份计，去离子水87份、硝酸盐9.5份(硝酸钙：硝酸钠＝10:1)、助燃剂0.5份(高锰酸钾：硫酸铜＝1:1)、磷酸盐(磷酸二氢铵)2份、催化活化剂(纳米钛溶胶)0.2份、高温滞留剂(硼砂)0.8份。
施用该除焦液50kg后，结焦厚度从97mm减少到11mm,且结焦形貌变成酥松多孔状，腐蚀厚度从1.2mm减少到0.05mm。
需要说明的是，除焦液每次添加量为生活垃圾质量的千分之五。生活垃圾灰分碱性较高，硝酸钙能够进一步将生活垃圾灰分的酸碱比降低，由于灰分在0～1的酸碱比之间，灰分的熔融温度是随着酸碱比的降低而提高的，因此在除焦液中增加硝酸钙可以提高灰分的熔融温度，从而抑制灰分结焦的趋势；
磷酸盐能够与灰分中的矿物质反应，生成熔点较高的耐熔矿物质，防止飞灰表面软化粘附在受热面上，可以有效地抑制灰分结焦趋势，并且能够生成高熔点的磷化物，可以有效固存钠、氯等元素，防止生活垃圾燃烧过程中产生的烟气腐蚀焚烧炉的金属管道。
硝酸钠具有强氧化性，能够加剧燃烧的剧烈程度，在沉积层内部发生微爆或降低沉积层的熔点，防止飞灰的沉积，抑制灰分结焦倾向，使得灰分已经形成的焦块疏松多孔，降低其粘附能力从而脱落；
助燃剂能够提高燃烧效率，改善燃烧、抑制腐蚀；
硼砂的高温滞留剂能够维持高温，防止飞灰的沉积，抑制灰分结焦倾向，改变焦层的内部结构，降低其粘附能力；
纳米钛溶胶的催化活化剂，能够使得焦块在低温时就开始催化活化燃烧，提升燃烧效率；
上述除焦液用于生活垃圾焚烧处理，能够有效抑制生活垃圾焚烧锅炉受热面上的灰分结焦倾向和腐蚀，保障了生活垃圾焚烧锅炉的安全性和经济性。
实施例5
请参阅图1，本发明实施例提供的一种除焦液的搅拌装置，用于搅拌上述的除焦液，包括：储药箱3、与储药箱3通过第一管道连接的加药箱9；
储药箱3设有进药口5；
储药箱3外安装有第一搅拌电机8，加药箱9外安装有第二搅拌电机12；
储药箱3内设有与第一搅拌电机8连接的第一搅拌叶片6，加药箱9内设有与第二搅拌电机12连接的第二搅拌叶片11。
需要说明的是，在本实施例中，储药箱3设置在安装架1的内部，储药箱3的进药口5设在顶部，除焦液通过进药口5添加至储药箱3中，储药箱3外通过螺栓固定的第一搅拌电机8控制储药箱3内的第一搅拌叶片6转动，搅拌除焦液；除焦液通过第一管道流入加药箱9中，加药箱9外通过螺栓固定的第二搅拌电机12控制加药箱9内的第二搅拌叶片11转动，对除焦液二次搅拌，增加混合效果。
通过储药箱和加药箱两次对除焦液搅拌，有效地防止了除焦液的结块，促进除焦液中各个组分的混合和溶解，提升除焦液的使用效果。
第一搅拌叶片6和第二搅拌叶片11的叶片等距离分布。
实施例6
请参阅图1，本发明实施例提供的一种除焦液的搅拌装置，作为进一步的改进，第一管道连接储药箱3的下部，第一管道连接加药箱9的上部；
第一管道设有抽液泵7。
需要说明的是，为了控制储药箱3加入加药箱9的除焦液流速和流量，第一管道连接储药箱3的下部，使得除焦液可以持续流入第一管道内，将第一管道连接加药箱9的上部，除焦液由于其重力无法进入到加药箱9中，通过启动抽液泵7，将第一管道内的除焦液抽加进加药箱9内。
实施例7
请参阅图1，本发明实施例提供的一种除焦液的搅拌装置，作为进一步的改进，加药箱9通过第二管道连接喷淋头15，第二管道设有电磁阀13；
喷淋头15上设置有喷淋孔16。
需要说明的是，加药箱9内的除焦液通过第二管道连接的喷淋头15上的喷淋孔16喷出，对生活垃圾焚烧锅炉除焦。第二管道上的电磁阀13可以精确控制喷洒除焦液的流量和速度，电磁阀13与第二管道通过法兰相接。
请参阅图2，在本实施例中，喷淋孔16有多个，可以均匀且大面积地喷洒除焦液。
需要说明的是，在本实施例中，还包括：控制器2，控制器2为PLC控制器，控制器2通过螺栓固定在安装架1上，控制器2通过导线与电源连通，控制器2通过导线分别和抽液泵7、第一搅拌电机8、第二搅拌电机12和电磁阀13连接控制启停，通过线路控制装置的运行。
通过控制器2控制整个装置的运行，省事省力，自动化水平高，提高了装置的工作效率。
实施例8
请参阅图1，本发明实施例提供的一种除焦液的搅拌装置，作为进一步的改进，加药箱9内设有过滤器10。
需要说明的是，在本实施例中，过滤器10为弧形过滤器，过滤器10的两端分别连接加药箱9的左内壁和右内壁，过滤器10位于第二搅拌叶片11下方，第一管道连接加药箱9的位置高于第二搅拌叶片11和过滤器10在加药箱9内的位置。储药箱3内的除焦液通过第一管道进入加药箱9内，经由第二搅拌叶片11的搅拌后，落入过滤器10中过滤掉除焦液中不溶性的杂质，防止堵塞管道和阀门。
在另一个具体的实施例中，过滤器10的两端可以连接加药箱9的上内壁和下内壁，过滤器10位于第二搅拌叶片11远离第一管道的一侧，过滤器10也可以设置在第二管道的入口处。
实施例9
请参阅图1，本发明实施例提供的一种除焦液的搅拌装置，作为进一步的改进，储药箱3侧面安装有液位计4。
需要说明的是，通过侧面安装的液位计4，使用者可以观察判断储药箱3内除焦液的含量，若含量不满足使用要求或耗尽时可以及时补充除焦液。
实施例10
请参阅图1，本发明实施例提供的一种除焦液的搅拌装置，作为进一步的改进，第二搅拌电机12安装在加药箱9的侧面，加药箱9外壳设有支撑板14，支撑板14位于第二搅拌电机12下方。
需要说明的是，支撑板14焊接在加液箱9的外壳上，对第二搅拌电机12进行承重，结构简单，承受能力较好。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种除焦液，其特征在于，用于生活垃圾焚烧处理，包括：去离子水、硝酸钙、硝酸钠、助燃剂、磷酸盐、催化活化剂和高温滞留剂；
所述硝酸钙用于增加生活垃圾灰分中的碱土金属含量，降低灰分的酸碱比；所述磷酸盐用于和生活垃圾灰分中的矿物质反应，生成熔点高的耐熔矿物质；
原料按重量份计，包括：去离子水80~90份，硝酸钙和硝酸钠合计8~10份、助燃剂0.3~0.5份、磷酸盐2~2.5份、催化活化剂0.1-0.5份、高温滞留剂0.5~0.8份；
其中，硝酸钙和硝酸钠的重量比为（10~12）：（0.5~1.5）；
所述磷酸盐为磷酸二氢铵；
所述高温滞留剂为硼砂。
2.根据权利要求1所述的除焦液，其特征在于，所述助燃剂为高锰酸钾、硫酸铜；
所述催化活化剂为纳米钛溶胶。
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