CN1958757B - 助燃节煤改性添加剂 - Google Patents

Abstract

助燃节煤改性添加剂，含有氧化剂、催化剂、固硫除垢剂、膨化剂，其中各原料的重量份为：氧化剂：1～30、催化剂：1～50、固硫除垢剂：1～60，氧化剂选自NaNO₃、NaNO₂、NaClO、MgCO₃、C₆H₁₂N₄中的一种或几种；催化剂选自MnO₂、KClO₃、KClO₄、KMnO₄、KNO₃中的一种或几种；固硫除垢剂选自CaO、Al₂O₃、Al(OH)₃、Fe₂O₃、Ba(NO₃)₂、MgSiF₆-6H₂O、Na₂B₄O₇-10H₂O中的一种或几种。本发明打破传统的助燃技术理论，而采用当代先进的催化、氧化、还原改性等物理、化学复合技术。使燃煤充分燃烧，降低排烟热损失和排渣热损失，提高了锅炉出力、节省大量煤炭。提高了锅炉导热系数，从而延长了锅炉的使用寿命。

Description

助燃节煤改性添加剂

技术领域：

本发明涉及一种节煤组合物，特别是节煤添加剂，另外还提供其其制造方法。

背景技术：

我国是产煤和用煤大国，煤炭被广泛应用于工业、民用的众多行业上。据资料显示，煤炭在我国能源消费中的比例为70％左右。从使用方式上看，煤炭消费量的80％直接用于燃烧，燃煤工业锅炉是我国SO₂污染的第二大污染源，仅次于燃煤发电厂。给生态环境国民经济带来了严重的危害。控制燃煤工业锅炉SO₂污染，对控制我国大气环境SO₂具有极其重要的意义。应用传统的控制方法及技术，即旋风除尘器、水膜除尘器及烟气脱硫技术，投资大且很难控制燃煤工业锅炉的SO₂污染，其经济效益、环境效益和社会效益也很差。研究表明，燃烧中脱硫，即在煤中加入高新科技的环保助燃、固硫改性添加剂，能经济有效地控制燃煤工业锅炉SO₂污染，更适合我国现有的技术、经济条件和环保要求。

近年来，我们国家相关技术研究人员经过科学的探索和不懈努力，在燃煤的助燃、节煤、固硫研究上取得了很大进展，例如已公开的中国专利200510048135.6和中国专利200510041118.X。以上煤用助燃剂虽然对促进煤的燃烧确有一定的帮助，对环保降污也有一定效果，但因技术不够完善，在使用上其安全性、稳定性和经济性等方面存在不少问题，又由于煤的产地和形成年代不同，使用场所和操作方法不同等诸多因素影响，导致推广应用中负面作用较大而难以普遍推广。

发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种助燃节煤改性添加剂，配料合理，原料来料广泛，节煤、环保、高效、安全。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：助燃节煤改性添加剂，含有氧化剂、催化剂、固硫除垢剂、膨化剂，其中各原料的重量份为：

氧化剂：1～30    催化剂：1～50

固硫除垢剂：1～60，

氧化剂选自NaNO₃、NaNO₂、NaClO、MgCO₃、C₆H₁₂N₄中的一种或几种；催化剂选自MnO₂、KClO₃、KClO₄、KMnO₄、KNO₃中的一种或几种；固硫除垢剂选自CaO、Al₂O₃、Al(OH)₃、Fe₂O₃、Ba(NO₃)₂、MgSiF₆-6H₂O、Na₂B₄O₇-10H₂O中的一种或几种。

所述助燃节煤改性添加剂还含有还原剂、清烟剂或膨化剂中的一种或多种，其中各原料的重量份为：

还原剂：1～40    固硫清烟剂：1～70

膨化剂：1～80，

还原剂选自NaOH、KOH、Na₂CO₃、CaCO₃、CaMg(CO₃)₂中的一种或几种；固硫清烟剂选自MgO、K₂CO₃、SiO₂、SiO₂-nH₂O中的一种或几种；膨化剂选自NaCl、KCl、mAl₂O₃-nSiO₂-xH₂O中的一种或几种。

所述助燃节煤改性添加剂由下述重量份的原料组成，氧化剂NaNO₃和C₆H₁₂N₄：1～30；还原剂：CaCO₃1～40；催化剂：KClO₄：1～15；固硫除垢剂Fe₂O₃、Ba(NO₃)₂和MgSiF₆-6H₂O：1～60；固硫清烟剂MgO：1～70；膨化剂KCl和mAl₂O₃-nSiO₂-xH₂O：1～80。

所述助燃节煤改性添加剂由下述重量份的原料组成，氧化剂MgCO₃：1～30；还原剂NaOH：1～40；催化剂MnO₂、KNO₃和KClO₃：1～50；固硫除垢剂Al₂O₃和CaO：1～60；固硫清烟剂K₂CO₃和SiO₂-nH₂O：1～70；膨化剂NaCl：1～80。

所述助燃节煤改性添加剂由下述重量份的原料组成，氧化剂NaNO₂和NaClO：1～30；还原剂CaMg(CO₃)₂、Na₂CO₃和KOH：1～40；催化剂KMnO₄：1～50；固硫除垢剂Al(OH)₃和Na₂B₄O₇-10H₂O：1～60；固硫清烟剂SiO₂：1～70；膨化剂NaCl：1～80。

所述助燃节煤改性添加剂由下述重量份的原料组成，氧化剂NaNO₂：1～30；还原剂CaCO₃和KOH：1～40；催化剂MnO₂：1～50；固硫除垢剂Al(OH)₃、Ba(NO₃)₂和MgSiF₆-6H₂O：1～60；固硫清烟剂MgO和SiO₂-nH₂O：1～70；膨化剂NaCl：1～80。

所述助燃节煤改性添加剂由下述重量份的原料组成，氧化剂NaClO：1～30；催化剂KMnO₄、KClO₄和MnO₂：1～50；固硫除垢剂CaO、Na₂B₄O₇-10H₂O、Fe₂O₃和Al₂O₃：1～60；固硫清烟剂MgO和SiO₂：1～70。

所述助燃节煤改性添加剂由下述重量份的原料组成，氧化剂NaNO₃、MgCO₃和NaClO：1～30；还原剂NaOH：1～40；催化剂KMnO₄：1～50；固硫除垢剂Al₂O₃和Na₂B₄O₇-10H₂O：1～60；固硫清烟剂K₂CO₃和SiO₂：1～70；膨化剂KCl：1～80。

所述助燃节煤改性添加剂由下述重量份的原料组成，氧化剂C₆H₁₂N₄：1～30；还原剂CaMg(CO₃)₂和Na₂CO₃：1～40；催化剂KClO₄、KNO₃和KClO₃：1～50；固硫除垢剂Al₂O₃和CaO：1～60；膨化剂mAl₂O₃-nSiO₂-xH₂O和NaCl：1～80％。

本发明依煤种、挥发份、燃烧工矿和使用要求，计算氧化剂、还原剂、固硫除垢剂、清烟剂、催化剂和膨化剂的比例数量，经粉碎→冷却→混合→钝化制成。

具体生产方法为：

第一步：分别按比例和要求选择原料矿渣、工业废渣，用胶铁磨将其粉碎至80目至300目细度，自然冷却，待用；

第二步：按照还原剂→膨化剂→固硫剂除垢→清烟剂→催化剂→氧化剂的先后顺序，按比例分别加入搅拌釜中，搅拌均化25-35分钟；

第三步：将搅拌均匀的物料置于阴凉干燥处静置钝化24-36小时；

第四步：经检验合格后，计量包装，入库贮存。

本发明打破传统的助燃技术理论，而采用当代先进的催化、氧化、还原改性等物理、化学复合技术。通过催化剂、还原改性剂的作用，在高温条件下，使金属氧化物在煤中分子结构间进行氧传递和电子迁移，产生离子交换，将应当排放出去的烟气形成易燃的煤气并参与燃烧，使燃煤充分燃烧，降低排烟热损失和排渣热损失。同时氧化剂和膨化剂促使火焰内焰温度聚增(聚增300℃以上)，并带动了火焰外焰温度的聚增(聚增100℃以上)，大大增加了火焰长度、火焰密度、火焰面积，从而提高了锅炉出力、节省大量煤炭。节煤率为10～30％。由于离子交换作用原理，固硫除垢剂使得附着在炉膛内壁的焦状物容易脱落，以此提高了锅炉导热系数，从而延长了锅炉的使用寿命。

高温燃烧过程中，本产品中的固硫清烟剂与煤中硫直接生成稳定的复合硫酸盐，起到高温固硫作用，使得燃烧产生的二氧化硫、氮的氧化物等有害气体被固定在硫酸盐类的固体物质中随炉渣排出，同时由于燃烧充分，在炉膛内就降低了大量的烟尘与有害气体的排放，也减少了林格曼黑度，从而实现降低污染物排放达到环保的要求.

本发明不仅应用于锅炉炉前原煤加剂、工业型煤、民用型煤、动力配煤，而且广泛适用于燃煤层燃固定炉排、移动炉排热水锅炉与蒸气锅炉(手烧炉、链条炉、往复炉、抛煤炉、硫化床炉、轮船及火车锅炉、民用炉灶)，工业窑炉(制砖、水泥、矿石培烧、建材、陶瓷、玻璃、轧钢、冶金回火等各种窑炉)，并指出试用助燃改性添加剂的方向，更针对烟煤、无烟煤、工业链条炉、水泥立窑、高炉喷煤以及民用取暖炉分别确定适当的配比，以达到节煤助燃的最佳效果，较以往的相关发明更具有方便实用的优点。

具体实施方式

按照下述方法制备助燃节煤改性添加剂，具体原料量见实施例1-7：

1.分别按比例和技术要求选择符合含量要求的原料矿渣、工业废渣，用胶铁磨将其粉碎至80目至300目细度，自然冷却，待用；

2.按照还原剂→膨化剂→固硫剂除垢→清烟剂→催化剂→氧化剂的先后顺序，按比例分别加入搅拌釜中，搅拌均化分钟，每批次总量不超过1吨；

3.将搅拌均匀的物料置于阴凉干燥处静置钝化24小时；

4.经检验合格后，计量包装25kg/袋，外层为聚丙烯编织袋，内层为塑料袋；入库要求贮存于干燥、阴凉处，不得日晒、雨淋，不怕冷冻。实施例1：

KClO₄：18千克，NaNO₃：7千克，MgO：11千克，Fe₂O₃：6千克，CaCO₃：15千克，C₆H₁₂N₄：4千克，Ba(NO₃)₂：13千克，KCl：12千克，mAl₂O₃-nSiO₂-xH₂O：4.3千克，MgSiF₆-6H₂O：9千克。该项优化配比方案适用于水泥煅烧立窑。

实施例2：

MnO₂：15千克，KNO₃：8.8千克，K₂CO₃：9千克，SiO₂-nH₂O：2千克，Al₂O₃：13千克，MgCO₃：6千克，NaOH：5千克，KClO₃：11千克，CaO：10.7千克，NaCl：20％千克。该项优化配比方案适用于循环硫化床。

实施例3：

KMnO₄：23千克，NaNO₂：18千克，CaMg(CO₃)₂：4千克，SiO₂：5千克，Al(OH)₃：3千克，Na₂CO₃：1.5千克，KOH：6千克，NaClO：2千克，Na₂B₄O₇-10H₂O：7千克，NaCl：30千克。该项优化配比方案适用于链条炉。

实施例4：

MnO₂：15千克，NaNO₂：10千克，MgO：15千克，SiO₂-nH₂O：10千克，Al(OH)₃：5千克，CaCO₃：10千克，KOH：5千克，Ba(NO₃)₂：10千克，MgSiF₆-6H₂O：5千克，NaCl：10％千克。该项优化配比方案适用于喷粉炉。

实施例5：

KMnO₄：10千克，CaO：15千克，KClO₄：10千克，Na₂B₄O₇-10H₂O：15千克，Fe₂O₃：10千克，NaClO：5千克，MnO₂：10千克，Al₂O₃：5千克，MgO：10千克，SiO₂：12千克。该项优化配比方案适用于蒸气锅炉。

实施例6：

KMnO₄：6千克，NaNO₃：11千克，K₂CO₃：5千克，SiO₂：3千克，Al₂O₃：12千克，MgCO₃：1千克，NaOH：2千克，NaClO：6千克，Na₂B₄O₇-10H₂O：1.5千克，KCl：48千克。该项优化配比方案适用于工业窑炉。

实施例7：

KClO₄：26千克，KNO₃：12千克，CaMg(CO₃)₂：8千克，Al₂O₃：4千克，Na₂CO₃：2.4千克，mAl₂O₃-nSiO₂-xH₂O：7千克，C₆H₁₂N₄：10千克，KClO₃：14千克，CaO：9千克，NaCl：6千克。该项优化配比方案适用于移动炉排热水锅炉。

产品应用说明：

本发明产品可直接兑入煤中参与燃烧或加工成型煤使用；另外还有一种方法，就是依煤种、挥发份、燃烧工矿和使用要求，取权利要求书中氧化剂、还原剂、固硫除垢剂、清烟剂、催化剂和膨化剂中所述，包含其中一种或一种以上矿石、工业矿渣、工业废料、化工原料或水做为填充料即载体，按重量比例使本产品∶填充料即载体＝1∶5～15进行配比，搅拌混匀后兑入煤中参与燃烧或加工成型煤使用。

一般加剂量按用煤量的1～3‰加入，4000千卡/kg以下的劣质动力煤和各种型煤，按用煤量的1.5～3‰加入；4500千卡/kg以上的原煤和各种型煤，按用煤量的1～2.5‰加入，加剂方式有给料机自动加剂、手工直接均匀加剂、融水喷淋给料机自动加剂和融水喷淋手工加剂四种，可按企业实际燃煤具体工作情况操作应用。

本发明产品经试用效果显著，具体试用如下：

试用1.

大连市某麦芽有限公司第一车间试用高新助燃节煤改性添加剂一个月，锅炉是1985年建造安装的蒸汽锅炉。共使用添加剂14袋，加剂比例为用煤量的2.5‰，试用助燃节煤改性添加剂前后数据记录对比如下：

节煤效益核算：

含炭量降低了8.85％.试用添加剂后比试用前平均天气温度低10度，试用添加剂前吨麦芽耗煤量为0.22吨；试用添加剂后吨麦芽耗煤量为0.19吨.经济效益按每吨成品麦芽计算成本，扣除添加剂成本，即每吨成品麦芽降低成本10元.此外，用剂后比用剂前炉排转速减慢75转左右，炉排转速下降，节约用电成本.

试用2.

大连市某水泥制造有限公司试用高新助燃节煤改性添加剂一个月，试验开始阶段窑情出现变化，即上火速度加快、窑内温度增加，随即台时产量增加，通过调整配料中煤的比例后逐步稳定窑情，又根据随后的熟料质量分析结果，经研究决定，煤掺量只降低1％左右，追求同时增加台时产量和提高熟料标号。试用前后各项平均数据对比如下：

	煤掺量(％)	3天抗压强度Mpa	28天抗压强度Mpa	窑台时(t/h)
					试用前	15.6	25	44	6.02
试用后	14.5	26	44.5	6.92
					对比	降低1.1％	增加1Mpa	增加0.5Mpa	增加0.9t/h

通过使用高新助燃节煤改性添加剂，降低生料煤耗、电耗，提高窑的台时产量和熟料产品质量，同时改善了窑情，降低工人的劳动强度，也取得了一定的环保效果，起到了节能、增效、改善环保的三重作用。

Claims (1)

1.助燃节煤改性添加剂，其特征是：由下述重量份的原料组成，氧化剂NaNO₂和NaClO：1～30；还原剂CaMg(CO₃)₂、Na₂CO₃和KOH：1～40：催化剂KMnO₄：1～50；固硫除垢剂Al(OH)₃和Na₂B₄O₇-10H₂O：1～60；固硫清烟剂SiO₂：1～70；膨化剂NaCl：1～80。