CN1396239A

CN1396239A - 燃煤添加剂及污泥燃煤

Info

Publication number: CN1396239A
Application number: CN 02133390
Authority: CN
Inventors: 黄全刚; 李泽明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2003-02-12

Abstract

本发明涉及燃煤添加剂和含有此添加剂的以污泥为主原料制成的污泥燃煤。添加剂主要含有重量百分比铁矿粉20－40％，锰矿粉碎10－35％，氧化镁矿粉15－30％，硝酸盐5－25％。污泥燃煤主要含有污泥35－97％，低热值燃料0－60％，本发明的添加剂1－5％，还可加入粘土，产品有散煤或型煤。本发明的添加剂助燃、固硫效果好，制成的污泥燃煤热值可达2000－5000大卡/公斤。可代替中小热值煤用于电厂及工业锅炉。原料易得，变淤泥为燃料，成本低，制作简单，对资源综合利用和环保事业意义重大。

Description

燃煤添加剂及污泥燃煤

所属领域：本发明涉及燃煤添加剂及复合燃料领域，特别涉及一种燃煤添加剂及含有此添加剂的、以污泥为主原料之一制作的污泥燃煤。

技术背景：燃煤是电厂、工业锅炉及民用锅炉的主要燃料之一，随着经济的发展，煤资源逐年减少，煤炭资源日益紧缺，而湖泊、河流的环保疏通清理产生大量淤泥又是一种可开发的低热值资源。利用湖泊淤泥、低热值煤及植物桔杆等资源制造新的燃料，一方面实现资源综合利用，另一方面又将湖泊、河流治理中产生的淤泥利用起来，避免了对环境的二次污染，变废为宝，开发新的燃料，为经济建设服务，是当今经济发展及环保事业的迫切需要。

中国专利CN-1026495C公开了一种节煤添加剂，以CaMg(CO₃)₂70-20％，Fe₂O₃20-5％，CaO7-55％，NaNO₃3-20％等为原料制作而成。该添加剂能提高原料的燃烧效率，降低原煤的消耗量，使煤矸石等低热值燃料与原煤和节煤添加剂一起燃烧。该添加剂在使用中，原煤的含量比例仍达80％左右。

发明目的：本发明的第一目的是提供一种在以污泥为主原料制成的污泥煤中有催化、助燃和固硫作用的燃煤添加剂，使用此添加剂，原煤的含量最少可以为0，用此添加剂能使废物得到综合利用，产生工业上需求的不同热值煤，原料易得，制作简单，用量少，使用成本低。

本发明的另一个目的是提供一种以污泥及煤矸石、褐煤、石煤、页岩等低热值燃料为主原料，加入本发明的燃煤添加剂制作的污泥燃煤，热值可达2000-5000大卡，提供工业上需求的不同热值煤，低硫或无硫排放，可制成散煤或型煤，它原料易得，成本极低，可以部分代替市售煤；它解决环保产生的污泥二次污染问题，又开发了新的热能资源。

技术方案：本发明的燃煤添加剂主要含有下列重量百分比原料：铁矿粉20-40％，锰矿粉10-35％，氧化镁矿粉15-30％，硝酸盐5-25％，所述硝酸盐最好是硝酸的钠盐、钾盐、钙盐或钡盐中的一种或多种的任意量组合。优选组合物重量百分比为：铁矿粉22-35％，锰矿粉17-28％，氧化镁矿粉17-30％，硝酸盐8-20％。

本发明的燃煤添加剂可以含有原料重量百分比为20-25％的氧化钙粉，还可以含有原料重量百分比为3-7％的高氯酸盐，最好是高氯酸的钠盐、钾盐、钙盐或钡盐中的一种或多种的任意量组合。

所述铁矿粉可以是铁矿石、钢铁厂废碴、硫铁废碴等矿/碴，经粉碎加工成200目左右，或市售铁矿粉，其含铁或氧化铁量最好在20％以上。

所述锰矿粉可以是天然锰矿石、或工业锰废碴等含锰矿/碴，经粉碎加工成200目左右，或市售二氧化锰、碳酸锰矿粉，其含锰量最好在15％以上。

所述氧化镁矿粉可以是苦土矿或白云石矿，最好是经煅烧后的。两矿中富含氧化镁，粉碎加工成200目左右，或市售氧化镁矿粉，其含氧化镁量最好在20％以上。

所述氧化钙粉可以是石灰石或电石碴粉碎加工成200目左右，其含氧化钙量最好在70％以上。

所述硝酸盐和高氯酸盐是市售工业用盐产品。

有益效果：中科院大连化学物理研究所的试验结果表明，铁与燃煤中的固定碳表面接触后，铁原子对固定碳表面进行了螺旋形的剥蚀，形成深沟，碳原子被析出，有利氧化燃烧。现有技术的燃煤添加剂中也多见报导。

锰矿粉中的锰元素多以二氧化锰或碳酸锰的形式存在，已证实，其活性较高，有良好的催化和助燃作用，在工业生产中是良好的催化剂，它可以降低燃煤的点火温度。

氧化镁也是一种有效助燃剂，其活性仅次于氧化锰，能使燃煤中的固定碳燃烧完全。

硝酸盐的作用是强氧化剂，在高温状态下，其氧化作用明显加强，这一点通过下面的激光点火试验得以证明：用含5％的硝酸盐燃煤与不含硝酸盐燃煤在相同条件下进行点火试验，试验证明，加了硝酸盐的煤，其点火延迟期比不加的缩短了36.8％。证明了硝酸盐的高温状态下，其氧化助燃的催化作用。

高氯酸盐也是一种高效的强氧化剂，它已用于火箭燃料的添加剂中，有报导，在有铁、镁和钾存在的条件下，其分解速度加快，转化温度低为320℃，经与氯酸盐比较，其热稳定性和安全性都比氯酸盐好。燃煤在它的作用下，从低温到高温的过程缩短，点火延迟期缩短，并有效地提高炉膛温度。

添加剂中铁、锰、镁和钙成份都有固硫的作用。燃煤特别是烟煤在燃烧过程中，会产生二氧化硫气体，严重地污染了环境。现有技术多有报导关于燃煤添加剂也含有上述成份，其机理是促使二氧化硫在炉内生成上述金属的亚硫酸盐。但我们知道，在高达1000℃以上的炉内环境中，生成的亚硫酸盐是不稳定的，其中一部份易分解重新生成二氧化硫排人大气。本发明的燃煤添加剂，由于各成份的相互协同作用，在催化燃烧过程中，各成分分子相互碰撞，激发产生大量的活性氧，促使生成的亚硫酸盐进一步生成硫酸盐固定吸附在煤渣及飞灰中，随煤渣一并排出，从而极大地减少了二氧化硫的排放，达到固硫目的。

本发明所述的燃煤添加剂的制作方法是：分别或按比例取各成份的矿或渣或粉，经磨机多次粉碎，使不同成份相互碰撞掺透，互为载体，最好粉碎至200目以下，包装即为成品。

本发明的污泥燃煤的技术方案是：含有下列重量百分比原料制作而成：污泥35-80％，燃煤添加剂1-5％，煤或低热值燃料或植物桔杆15-60％。

本发明的污泥燃煤还可以加入粘土制作成型煤，加入量是上述污泥燃煤配方与粘土按重量比100∶10-30，还可以含有适量除异味剂，以人体嗅不到异味的最小量为限，是常规除异味剂。

本发明的污泥煤可以制成散煤或型煤，制作散煤时，污泥的含水率越少越好，最好在20％以下。污泥含水率高时，可将污泥脱水或自然风干后待用。制作型煤时，视污泥含水量的多少，风干污泥或调整加水量。所需水量是使固体成份混匀并塑造成型所需的最小水量为限。

所述污泥可以是湖泊、江河中挖掘出的淤泥，也可以是居民生活小区下水道清理出的生活污泥，还可以是城市自来水厂水处理后的沉泥。优选湖泊、江河环保治理中挖掘出的淤泥，内含丰富的鱼、虾、贝壳残体及水草腐植物等有机成份。

所述煤是市售原煤，一般热值为5000-7000大卡/公斤左右，大所述低热值燃料是褐煤、煤矸石、石煤、页岩，热值一般为800-1000大卡/公斤左右，用量是其中任意一种或多种的任意量组合。所述植物桔杆可以是农村麦杆、蔗杆和玉米杆等。上述各成份均需粉碎，最好在40目左右。

有益效果：燃煤添加剂的作用原理和试验结论在前已作了清楚的阐述，本发明的污泥燃煤在燃烧过程中解决了快速点火，裂解气化强力助燃的作用，不仅燃煤火焰增高增大，而且辐射又得以强化，加入该添加剂的燃煤可提高炉温100-200℃。按照阿累尼乌斯定律，炉膛温度每升高10℃，化学反应速度增加2-4倍，高温又使燃煤中的非碳成份在催化剂的作用下激活燃烧。由于点火延迟期缩短，使火焰在炉内停留时间延长，有利燃煤的完全燃烧。又由于添加剂分解释放氧气，可以减少过剩空气系数，避免了大量高温燃气随烟气带走，使高温燃气在炉内做功时间延长，提高了热效率。实验证明，本发明的燃煤热值最高可达5000大卡/公斤左右。烟尘及二氧化硫的排放附合国家有关行业要求。

本发明的污泥燃煤，可代替中、低热值煤，用于电厂和工业锅炉。

本发明的污泥燃煤，主要原料是淤泥，用它制成燃煤利用起来，解决了对环境的二次污染，对环境保护意义十分重大。

本发明的污泥燃煤可制成散煤或型煤，散煤是将各成份粉碎混匀而成。型煤是将各成份混匀，加入粘土和水，按常规方法制作而成。

下面通过实施例对本发明进行更祥细的说明。

实施例一、

生产1吨燃煤添加剂

铁矿石400KG粉碎至200目

锰矿石100KG粉碎至200目

煅烧苦土矿250KG粉碎至200目

市售硝酸钠和硝酸钙250KG

将上述成份混合，再行粉碎混均，分装袋入库，即为成品。

实施例二、

生产1吨燃煤添加剂

市售铁矿粉200KG粉碎至200目

工业锰废碴350KG粉碎至200目

白云石矿250KG粉碎至200目

市售硝酸钡和硝酸钙200KG

将上述成份混合，再行粉碎混均，分装袋入库，即为成品。

实施例三、

生产1吨燃煤添加剂

钢铁厂废碴350KG粉碎至200目

市售碳酸锰矿粉200KG粉碎至200目

市售氧化镁矿粉150KG粉碎至200目

市售硝酸钠50KG

石灰石200KG粉碎至200目

高氯酸钾50KG

将上述成份混合，分装袋入库，即为成品。

实施例四、

生产1吨燃煤添加剂

硫铁废碴250KG粉碎至200目

锰矿石250KG粉碎至200目

白云石矿200KG粉碎至200目

市售硝酸钾、钠、钙和钡50KG

石灰石250KG粉碎至200目

将上述成份混合，再行粉碎混均，分装袋入库，即为成品。

实施例五、

生产1吨燃煤添加剂

铁矿石280KG粉碎至200目

锰矿石230KG粉碎至200目

市售氧化镁矿粉170KG

市售硝酸钙、钡250KG

高氯酸钙、钡70KG

将上述成份混合，再行粉碎混均，分装袋入库，即为成品。实施例六、

生产1吨燃煤添加剂

铁矿石300KG粉碎至200目

锰矿石150KG粉碎至200目

氧化镁矿300KG

市售硝酸钾220KG

高氯酸钙30KG

将上述成份混合，再行粉碎混均，分装袋入库，即为成品。

实施例七、

生产1吨燃煤添加剂

市售铁矿粉200KG粉碎至200目

市售锰矿粉250KG粉碎至200目

白云石250KG粉碎至200目

市售硝酸钾100KG

石灰石200KG粉碎至200目

将上述成份混合，再行粉碎混均，分装袋入库，即为成品。

实施例八、

制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料：滇池淤泥95％，燃煤添加剂5％，制作方法：两成份充分打碎混均即可。

经试验，该实施例的煤粉，热值达3500大卡/公斤，用于褐煤或煤矸石电厂发电。

实施例九、

制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料：滇池淤泥80％，原煤15％燃煤添加剂5％，制作方法：原煤先粉碎至40目左右，再将各成份充分打碎混均即可。

经试验，该实施例的煤粉，点火延迟期较原煤缩短30％左右，火焰增大增长约30％，火焰呈现亮红色，炉温达1300℃以上，热值达4500大卡/公斤。用于工业锅炉或民用锅炉。实施十、

制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料：自来水厂沉泥50％，原煤30％，煤矸石10％。燃煤添加剂3％，植物桔杆7％，制作方法：原煤、煤矸石和桔杆先粉碎至40目左右，再将各成份充分打碎混均即可。

该实施例的煤试验结果与实施例九相近。实施十一、

制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料：生活小区淤泥60％，原煤10％，褐煤20％。石煤5％，燃煤添加剂5％，制作方法：原煤、褐煤和石煤先粉碎至40目左右，再将各成份充分打碎混均即可。

由于污泥中存有油脂，点火更快，燃烧时间比前述实施例耐烧。实施十二、

制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料：昆明盘龙江淤泥40％，原煤50％，页岩5％，燃煤添加剂2％，除异味剂3％，制作方法：原煤、页岩先粉碎至40目左右，再将各成份充分打碎混均即可。

试验结果与上述相近，热值近5000大卡/公斤。实施十三、

制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料：淤泥45％，煤矸石50％，燃煤添加剂5％，制作方法：煤矸石先粉碎至40目左右，再将各成份充分打碎混均即可。

试烧结果，炉温为1200℃，热值为3000大卡/公斤左右。用于劣质煤电厂发电。

上述八至十三的实施例所用污泥，含水率均要求小于20％，便于打碎混均。新打捞的淤泥，风干或脱水处理后再使用。若制作型煤，可直接使用含水淤泥。

实施例十四、

按上述八至十三实施例的散煤配方，或加入适里水，按重量比散煤∶粘土＝100∶10-30，以常规方法制作高10厘米，宽8厘米，孔径1.5厘米的9孔中空型煤。用于各型工业或民用锅炉。效果与上述实施例相近，是中空型煤，燃烧更完全。

本发明的实施方式不限于上述实施例。

Claims

1.一种燃煤添加剂，主要含有下列重量百分比原料：铁矿粉20-40％，锰矿粉10-35％，氧化镁矿粉15-30％，硝酸盐5-25％，

所述销酸盐是硝酸的钠盐、钾盐、钙盐或钡盐中的一种或多种的任意量组合。

2.如权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于各成份的比例为：铁矿粉22-35％，锰矿粉17-28％，氧化镁矿粉17-30％，硝酸盐8-20％。

3.如权利要求1或2所述的燃煤添加剂，其特征在于，含有原料重量百分比为20-25％的氧化钙粉。

4.如权利要求1或2所述的燃煤添加剂，其特征在于，含有原料重量百分比为3-7％的高氯酸盐，是高氯酸的钠盐、钾盐、钙盐或钡盐中的一种或多种的任意量组合。

5.如权利要求3所述的燃煤添加剂，其特征在于，含有原料重量百分比为3-7％的高氯酸盐，是高氯酸的钠盐、钾盐、钙盐或钡盐中的一种或多种的任意量组合。

6.一种含有权利要求1-5任一种的燃煤添加剂的污泥燃煤，是含有下列重量百分比原料制作而成：污泥35-97％，燃煤添加剂1-5％，煤或低热值燃料或植物桔杆粉0-60％。

7.如权利要求6所述的污泥燃煤，其特征在于，所述污泥含水率小于20％。

8.如权利要求6或7所述的污泥燃煤，其特征在于，含有下列重量比的粘土：权利要求6或7的污泥燃煤∶粘土＝100∶10-30。

9.如权利要求6或7所述的污泥燃煤，其特征在于，所述煤是市售原煤，所述低热值燃料是褐煤、煤矸石、石煤、页岩，用量是其中任意一种或多种的任意量组合。

10.如权利要求6所述的污泥燃煤，其特征在于，含有适量除异味剂，以嗅不到异味为限。