CN1162628A - 一种节能燃煤添加剂制造及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种节能燃煤添加剂及其使用方法，所述的燃煤添加剂含有固硫成分、氧化催化成分及填料。所述固硫成分是含氧化钙、氧化镁的矿物或者矿渣、高锰酸钾、氯酸钾、氯化钠，氧化催化成分是含氧化铁、二氧化锰的矿物(渣)，填料是二氧化硅、三氧化二铝的矿物(渣)。且所述氧化物含量之和占总重的69％以上，上述燃煤添加剂在使用中应遵循灰分总量不得高于40％的规定要求。按本发明规定的方法使用本燃煤添加剂时，可获得良好的社会效益和经济效益。

Description

一种节能燃煤添加剂制造及其使用方法

本发明涉及一种燃煤添加剂，它属于为改进燃烧而用添加剂对固体燃料的处理类。

世界上除了为数不多的国家以外，大多对含碳固体燃料的开发、利用都表现出越来越高的兴趣。在煤炭开发、利用中，首先要解决改进燃烧(包括提高实际发热量及降低排放污染)问题，其次是采、选煤作业中废弃物的有效利用问题。在至今所见的所有专利和非专利资料中，基本上是对于第一个问题的解决方案。如日本专利特公昭62-2139就公布了一种既含低温(指低于800℃)脱硫成分，又含有高温固硫剂的添加剂组合物。据称可在宽广的温度范围内起到良好的脱硫效果；日本专利特公昭62-21400则推荐以制造高锰酸钾的副产品锰矿渣来降低燃煤烟气中CO含量的技术方案。如此等等。

本发明的目的是既要妥善解决促进燃料的问题，同时又较好地解决采煤、选煤中废弃物的有效利用问题。由于发明人在将固定碳含量达15％以上的工业炉煤渣引入添加剂方面进行了成功的尝试(参见中国专利87102028.9)，所以这样做是有一定基础的。

本发明涉及到一种由固硫成分、氧化型催化成分和填料组成的燃煤添加剂，所述的固硫成分是含有氧化钙、氧化镁的矿物(渣)。所述的氧化型催化成分是含有氧化铁、二氧化锰的矿物(渣)。所述的填料是含有二氧化硅、三氧化二铝的矿物(渣)。这些矿物(渣)在组合成本发明之燃煤添加剂时具有如下特点：所有金属氧化物的含量之和应占添加剂总重的69％以上；其中所含二氧化硅的量是氧化钙量的两倍，也是三氧化二铝量的两倍；氧化镁、氧化铁、二氧化锰含量之和与氧化钙含量之比为0.6～1.0；二氧化锰含量至少是氧化铁量的两倍，且氧化铁含量与氧化镁含量相近。具体来说，推荐的配比如下：

氧化钙           15～20(重量百分比，下同)

氧化镁           2～5

三氧化二铝       15～20

氧化铁           2～4

二氧化锰         5～10

二氧化硅         30～40

高锰酸钾            5～10

氯化钠              5～10

氯酸钾              3～5

为了达到本发明的目的，推荐以锅炉煤渣或煤石或选煤的废弃物或富含AL₂O₃、SiO₂的其它材料作为填料组分；推荐以白云石、石灰石、大理石、白垩、菱镁矿、菱苦土、滑石、钙镁橄榄石等作为固硫成分；而推荐的氧化型催化成分可包括：炼锰铁高炉的炉渣、方铁锰矿、石榴石、铁橄榄石、铁白云石、菱铁矿等。其中较佳的组合有：锅炉煤渣或煤石加白云石加铁红加富锰渣或锰矿渣；锅炉煤渣或煤石加锻烧黄铁矿加菱镁矿加膨润土加含钙矿物(渣)。对于那些挥发分偏低的煤种，所用的含二氧化锰成分最好是高锰酸钾，有时甚至要添加占添加剂总量1～2.0％的氯酸盐或硝酸盐，最好是添加氯酸盐。

为了达到本发明的目的，不仅要掌握本发明添加剂的配方，而且应掌握使用该添加剂的方法。该方法的重点是：本添加剂掺入原煤中所得混合物中之灰分含量不应高于40％。凡是挥发分含量正常的煤种，其发热量在5000大卡/kg以上者，混入添加剂后的灰分含量，均可大胆取用40％这一上限值。这一“灰分总量原则”使用起来极为方便，如设燃煤灰分含量为X₁，用量Y₁，添加剂灰分含量X₂，用量为Y₂(均为重量百分比)，因为Y₁+Y₂＝1，故混合物灰分总量可用下式表示：

X₁Y₁+X₂Y₂＝X₁(1-Y₂)+X₂Y₂＝0.4

由此式可算出添加剂用量Y₂：

Y₂＝(0.4-X₁)÷(X₂-X₁)

其中X₁已知：X₂对于给定原料的添加剂说来，也可方便地测算出来。知X₁、X₂就可迅速求出Y₂。

如果原煤的灰分含量已接近于40％，则上述原则已不能使用，此时的变通方法是添加剂中仅留固硫成分和氧化催化成分，用量占原煤的10％即可。

取含固定炭20％的锅炉炉渣5分，锰矿渣2分(成分：氧化钙34.8％，氧化镁6.34％，三氧化二铁5.78％，二氧化锰24.3％，二氧化硅28％，800℃下灼烧15分钟失重8.98％)白云石0.88分和铁红0.12分经破碎、混合后，制成燃煤添加剂产品，实测其组分如下：

二氧化硅                34.5(重量百分比，下同)

三氧化二铝          18.75

氧化钙              2.85

二氧化锰            6.2

三氧化二铁          2.5

碳                  12.5

高锰酸钾            3

氯化钠              2.7

氯酸钾              1.2

显然，该添加剂所有金属氧化物含量之和78.76％即是其灰分含量，取灰分25％的烟煤与之混合，按本发明的灰分总量原则，可确定添加剂与烟煤应按剂0.27分、煤0.73分的比例混合，制取混合燃料3吨，在某化工厂4吨快装锅炉上连续试烧8小时，混合燃料消耗量2.827吨，产汽11.20吨，即生产1吨蒸汽消耗混合燃料252.4kg；在同样条件下燃用发热量5050大卡/kg的烟煤，连续8小时耗煤3.117吨，产汽10.22吨，即生产1吨蒸汽消耗煤305kg。两相比较，使用本发明的燃煤添加剂，单是吨蒸汽节煤量一项，就可高达(305-205×73％)kg，即120.75kg。从这里至少可以得出两条结论：一是本发明的燃煤添加剂在实际应用时可以起到显著改善燃烧状况的突出效果，排烟黑度降低明显，排渣的含碳量减少一半以上；二是当正确使用本发明添加剂时，58.05kg的添加剂可相当于110.65kg的烟煤(发热量5050大卡/kg)，而本发明添加剂的生产成本又明显低于煤炭的生产成本，可见其社会效益和经济效益有多么可观。

实施例2

以黑龙江省某地的选煤废渣、富锰渣、橄榄石及石灰为原料，各料配比为选煤废渣80分、锰渣10分、橄榄石7.7分、石灰2.3分制得的粉状添加剂经测试具有如下成分：

二氧化硅           30.00(重量百分比，下同)

三氧化二铝         15.15

氧化钙             15.03

氧化镁             2.17

氧化铁             2.38

二氧化锰           5.02

高锰酸钾          2.7

氯化钠            1.6

氯酸钾            1.4

待掺入该添加剂的当地原煤灰分含量约25％，挥发分含量大约为20％，发热量5527大卡/kg，根据本发明的灰分总量原则，可知应按剂∶煤＝1∶2(即添加剂占33.3％，原煤占66.7％)的规定配制混合燃料。将该混合燃料在当地造纸厂的6吨卧式快装锅炉中试烧与烧用原煤的情况作了对比(操作时间均为连续16小时)，结果如下：

          燃用混合燃料     燃用原煤

消耗燃料    16490kg        17136kg

拆合原煤    10999kg        17136kg

产汽量      99.0T          99.45T

煤汽比      111.1kg/T汽    172.31kg/T汽

节煤率      35.5％

Claims (3)

1、一种由固硫成分、氧化型催化成分和填料组成的燃煤添加剂，所述固硫成分是含氧化钙、氧化镁的矿物(渣)，所述氧化型催化成分是含氧化铁、二氧化锰的矿物(渣)，所述填料是含二氧化硅、三氧化二铝的矿物(渣)，其特征在于：

a、所述添加剂中氧化钙、高锰酸钾、氧化镁、氧化铁、三氧化二铝、二氧化锰和二氧化硅的含量之和应占添加剂总量的69％以上；

b、添加剂中所含二氧化硅的量是氧化钙量的两倍，也是三氧化二铝量的两倍；

c、所述添加剂中氧化镁、氯酸钾、氧化铁、氯化钠、二氧化锰含量之和与氧化钙含量之比0.6～1.0；

d、添加剂二氧化锰之含量至少是氧化铁含量的两倍，且氧化铁含量与氧化镁的含量相近。

2、根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于：各氧化物成分具有如下配比：

氧化钙            15～30

氧化镁            2～5

三氧化二铝        15～20

氧化铁            2～4

二氧化锰          5～10

二氧化硅          30～40

高锰酸钾          5～10

氯化钠            5～10

氯酸钾            3～5

3、根据权利要求1所述的一种燃媒添加剂的使用方法，其特征在于控制混合物的灰分量使之等于或低于40％。