CN115521816A

CN115521816A - 一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂

Info

Publication number: CN115521816A
Application number: CN202211254239.2A
Authority: CN
Inventors: 陈名秀; 张德峰; 程竹松; 金坤; 周亮
Original assignee: Anhui Conch Preparation Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Anhui Conch Preparation Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2022-12-27

Abstract

本发明公开了一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，涉及一种燃煤助燃剂，按质量份数计包括如下组分：稀土化合物3％‑6％、钾盐化合物0.5％‑2％、过渡金属盐0.5％‑1.5％、碱金属10％‑15％、碱土金属盐10％‑15％、低浓度酸0.3％‑0.5％，其余为原水，本发明的燃烧促进剂是促进煤炭充分燃烧，提高煤炭燃烧速率及燃尽率，真正意义上的提高了煤炭资源利用率；其使用的原料材料是市场正规采购的产品，不存在固危废，不存在跨省转移及安全环保问题；燃烧促进剂在燃烧过程中，让煤炭颗粒燃烧充分，产生的灰渣表面积大，使之能更有效吸附烟气中的SO₂，抑制其排放，充分考虑了环保排放问题。

Description

一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂

技术领域

本发明属于一种燃煤助燃剂，具体涉及一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂。

背景技术

水泥生产工序中，熟料煅烧是决定水泥生产成本和质量的关键因素，熟料生产所用的主要原材料为天然石灰石、粘土、铁矿石、砂岩；所用的燃料为工业煤炭。原料经过破碎、预均化、生料配料、生料粉磨、生料均化后进入水泥煅烧窑系统进行煅烧。因此水泥生产过程中要消耗大量的资源、能源，同时会排放大量的粉尘、SO₂、NOx等有害气体。因此，提高煤炭的燃烧效率，既有经济效益又有环境效益。目前主流的方式是在煤炭中加入一定量的助燃剂(也叫节煤剂、促进剂、助剂等)来提高燃烧效率。

现阶段市场上的节煤剂存在如下缺陷：

1.大部分都是热量型，在回转窑煅烧过程因带入热量而达到降低，并未真正意义上提高煤炭资源的利用率。

2.大部分节煤剂是利用固危废混合而成，存在跨省违规转移固危废及泄露存在污染环境。

3.大部分节煤剂只是针对节煤，并未深层次考虑SO₂、NOx等有害气体的排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，以解决现有目前燃烧促进剂实验评价困难且误差大的问题：煤的焦炭的燃烧时间过长，煤粉易燃烧不充分、燃烧速率低、燃烧火焰长度和形状不佳的问题；入窑碳酸钙分解率未达到生产要求，在通道内继续燃烧导致温度升高，增加窑系统热负荷，造成窑尾烟室通道结皮等问题。

一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，按质量份数计包括如下组分：稀土化合物3％-6％、钾盐化合物0.5％-2％、过渡金属盐0.5％-1.5％、碱金属10％-15％、碱土金属盐10％-15％、低浓度酸0.3％-0.5％，其余为原水。

优选的，所述稀土化合物包括硝酸铈、氧化铈、硝酸镧、氧化镧中的一种或多种。

优选的，所述钾盐化合物包括高锰酸钾、碘化钾、氯化钾中的一种或多种。

优选的，所述过渡金属盐包括氯化锌、氯化钡、硝酸锌、硝酸镍中的一种或多种。

优选的，所述碱土金属盐包括氯化钠、碳酸钠、柠檬酸钠、氯化钙、氯化镁、碳酸钙中的一种或多种。

优选的，所述低浓度酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种。

本发明开展主要的研究内容与关键技术如下:

1.燃烧促进剂中的稀土氧化物/金属盐本身具有可参与反应的活泼氧，且其表界面存在晶格缺陷位，可吸附活化氧以充当氧载体，并强烈地吸附、解离活化空气中的氧分子，使其转化为表面O22-，O2-和O-等活性非常高的亲电氧中心。在加热条件下，该活泼氧会快速和碳发生反应，然后依靠还原的金属吸附氧气，使金属氧化得到金属氧化物，并一直处在氧化与还原的循环中，加快传递氧气扩散速度，从而提高煤的燃烧速度和效率。

2.燃烧促进剂中的碱金属化合物在加热过程中可以诱导CaCO₃的晶格畸变，降低碳酸钙晶格能及碳酸钙的分解温度；同时该碱金属化合物能够与熟料矿物结合成固溶体并溶于玻璃相中，降低矿物最低共熔温度，促使液相提前出现，增加液相量，降低液相粘度，从而可以降低烧成温度，减少煤碳消耗。

3.加入燃烧促进剂后，其表面的活性碱中心(主要是碱土金属盐与钾盐化合物产生的)和氧中心可催化C原子还原NOx生成无害N₂；其活泼氧中心也可促使C原子深度氧化生成CO₂,抑制CO的产生，研究表明：炉内CO浓度下降可大幅度提升SNCR脱硝效率。另外，在燃烧过程中，煤炭颗粒燃烧充分，产生的灰渣表面积大，使之能更有效吸附烟气中的SO₂，抑制其排放。

本发明的优点在于：

1.本发明的燃烧促进剂是促进煤炭充分燃烧，提高煤炭燃烧速率及燃尽率，真正意义上的提高了煤炭资源利用率。

2.本发明使用的原料材料是市场正规采购的产品，不存在固危废，不存在跨省转移及安全环保问题。

3.本发明的燃烧促进剂在燃烧过程中，让煤炭颗粒燃烧充分，产生的灰渣表面积大，使之能更有效吸附烟气中的SO₂，抑制其排放，充分考虑了环保排放问题。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，按质量份数计包括如下组分：稀土化合物3％、钾盐化合物0.5％、过渡金属盐0.5％、碱金属10％、碱土金属盐10％、低浓度酸0.3％，其余为原水。

所述稀土化合物包括硝酸铈、氧化铈、硝酸镧、氧化镧中的一种或多种。

所述钾盐化合物包括高锰酸钾、碘化钾、氯化钾中的一种或多种。

所述过渡金属盐包括氯化锌、氯化钡、硝酸锌、硝酸镍中的一种或多种。

所述碱土金属盐包括氯化钠、碳酸钠、柠檬酸钠、氯化钙、氯化镁、碳酸钙中的一种或多种。

所述低浓度酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种。

促进剂的总掺量一般为煤质量分数的0.9‰-1.1‰，本实施例优选为1.0‰。

实施例2

其余与实施例1相同，不同之处在于：该促进剂按质量份数计包括如下组分：稀土化合物4％、钾盐化合物1％、过渡金属盐0.8％、碱金属12％、碱土金属盐12％、低浓度酸0.4％，其余为原水。

实施例3

其余与实施例1相同，不同之处在于：该促进剂按质量份数计包括如下组分：稀土化合物5％、钾盐化合物1.5％、过渡金属盐1.2％、碱金属13％、碱土金属盐13％、低浓度酸0.4％，其余为原水。

实施例4

其余与实施例1相同，不同之处在于：该促进剂按质量份数计包括如下组分：稀土化合物6％、钾盐化合物2％、过渡金属盐1.5％、碱金属15％、碱土金属盐15％、低浓度酸0.5％，其余为原水。

本发明的产品在多条水泥窑试用均取得良好的节煤效果及减排作用，例如：

自2021年12月在安徽池州A公司开始使用燃烧促进剂，燃烧促进剂的平均添加量1.0‰，聘请第三方开展专业热工标定，产品使用后能耗指标下降明显，期间熟料标注煤耗平均下降2.30kg/t，实物煤炭下降3.15kg/t，期间共减少实物煤炭消耗4547.6吨，折合减少CO₂排放共计0.86万吨，取得了可观的经济效益与节能减排工作。

自2022年2月在安徽巢湖B公司使用燃烧促进剂，期间共生产水泥熟料542940吨，相较于未使用燃烧促进剂时实物煤耗下降3.0kg/t，减少实物煤炭消耗1629吨，减少二氧化碳排放1876吨，试验期间，三台回转窑合计每日可增产432t/d，月度可增产12960吨，节能减排的同时也进一步增加了公司销售收入。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims

1.一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，其特征在于，按质量份数计包括如下组分：稀土化合物3％-6％、钾盐化合物0.5％-2％、过渡金属盐0.5％-1.5％、碱金属10％-15％、碱土金属盐10％-15％、低浓度酸0.3％-0.5％，其余为原水。

2.根据权利要求1所述的一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，其特征在于，所述稀土化合物包括硝酸铈、氧化铈、硝酸镧、氧化镧中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，其特征在于，所述钾盐化合物包括高锰酸钾、碘化钾、氯化钾中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，其特征在于，所述过渡金属盐包括氯化锌、氯化钡、硝酸锌、硝酸镍中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，其特征在于，所述碱土金属盐包括氯化钠、碳酸钠、柠檬酸钠、氯化钙、氯化镁、碳酸钙中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种用于原煤在水泥煅烧过程的促进剂，其特征在于，所述低浓度酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种。