專利名稱：一種燃煤增效劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤增效劑，適用添加于層燃鍋爐、沸騰爐、循環(huán)流化床鍋爐、各種工業(yè)窯爐、鐵礦粉燒結(jié)機(jī)、水煤漿鍋爐、水泥煅燒窯、煤氣發(fā)生爐中的動(dòng)力配煤、型煤、粉末煤或水煤漿中。
背景技術(shù)：
煤炭是我國(guó)的主要能源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其耗煤量在不斷增加。出于節(jié)約煤炭、 環(huán)境保護(hù)之目的，出現(xiàn)了大量的助燃劑、固硫劑、清灰劑，如中國(guó)專利CN1041609和日本專利特公昭62-21400等，但是從社會(huì)角度來(lái)看，他們都有著共同的弱點(diǎn)，那就是添加劑的功能單一，節(jié)煤率偏低，S02、NOx、煙塵等減排效果不高，運(yùn)行成本偏高，很難滿足節(jié)能減排形勢(shì)的要求。我國(guó)是世界上最大的耗煤大國(guó)，大氣污染情況十分嚴(yán)峻。每年排放SA為2000萬(wàn)噸左右、NOx排放量達(dá)5000萬(wàn)噸、煙塵排放量約2000萬(wàn)噸。我國(guó)的層燃鍋爐和工業(yè)窯爐運(yùn)行效率普遍偏低，其熱效率均在陽(yáng)-75%。較大地提高鍋爐熱效率、降低煤耗，極待迫切解決。我國(guó)政府制定的節(jié)能減排法規(guī)要求研究開發(fā)先進(jìn)的節(jié)煤、減排技術(shù)，研究開發(fā)多功能高效率的降低煤耗、提高鍋爐熱效率、降低so2、NOx、煙塵排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)行傳統(tǒng)的節(jié)煤率[助燃劑]普遍偏低，減排項(xiàng)目單一、效果不佳，尤其是在鍋爐爐膛脫硝技術(shù)落后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了節(jié)能、減排目標(biāo)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合層燃鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐、沸騰爐、水煤漿鍋爐、水泥煅燒窯、鐵礦粉燒結(jié)機(jī)、各種工業(yè)窯爐、型煤、動(dòng)力配煤等，具高效節(jié)煤、降低so2、 NOx、煙塵排放等多種功能的燃煤增效劑，通過(guò)降低燃煤燃點(diǎn)，以提高燃煤燃盡率，從排放的煙氣中催化轉(zhuǎn)換為可燃?xì)怏w，可增加火焰面積，提高鍋爐熱效率。本發(fā)明一種燃煤增效劑，由改性劑、催化劑、燃燒促進(jìn)劑、高溫固硫助劑、脫硝劑、 消煙劑、除垢防焦劑組成，其中改性劑重量百分比為15—21%，催化劑重量百分比為4一7%， 燃燒促進(jìn)劑重量百分比為12 — 30%，高溫固硫助劑重量百分比為6 — 8%，脫硝劑重量百分比為24—50%，消煙劑重量百分比為2—4%，除垢防焦劑重量百分比為10—13%，通過(guò)人工或粉料加劑裝置較均勻地按重量百分比0.洲摻入到燃煤中，在鍋爐爐膛內(nèi)一起燃燒。所述的改性劑由硝酸銨、重鉻酸鉀、二氧化錳中的一種或多種組成。所述的催化劑由二環(huán)戊烯基合鐵、氧化鎂、氧化鐵中的一種或多種組成。所述的燃燒促進(jìn)劑由二氧化二鋁、復(fù)式碳酸鹽、氯酸鉀中的一種或多種組成。所述的高溫固硫助劑由氧化鋅、碳酸鍶、碳酸鋇中的一種或多種組成。所述的消煙劑由氧化鐵、二環(huán)戊烯基合鐵中的一種或多種組成。所述的脫硝劑由尿素、碳酸鉀、氫氧化鈉中的一種或多種組成。所述的除垢防焦劑由二氧化硅、硫酸鈉、石墨中的一種或多種組成。
一種燃煤增效劑的組分具體配比是硝酸銨10%、重鉻酸鉀5%、二環(huán)戊烯基合鐵 2%、氧化鎂5%、三氧化二鋁5%、氯酸鉀7%、氧化鋅3%、碳酸鍶3%、尿素30%、碳酸鉀20%、二氧化硅10%。一種燃煤增效劑的組分另一具體配比是硝酸鍶15%、氧化鐵4%、二氧化錳6%、復(fù)式碳酸鹽30%、碳酸鋇5%、氧化鋅3%、氫氧化鈉4%、尿素20%、硫酸鈉5%、二氧化硅5%和石墨3%。本發(fā)明原料來(lái)源豐富，使用操作方便，不需對(duì)熱工設(shè)備進(jìn)行任何改動(dòng)，只需將本發(fā)明通過(guò)人工或粉料加劑裝置較均勻的按重量百分比0.洲摻入到燃煤中，在鍋爐爐膛內(nèi)一起燃燒，實(shí)施改性、催化燃燒，通過(guò)提高火焰溫度、提高火焰量，極大的提高了鍋爐熱效率、 提高了鍋爐出力、降低煤耗，同時(shí)，通過(guò)催化劑、固硫助劑的功能降低了 S02、NOx、煙塵的排放，并能夠消除爐膛內(nèi)壁焦?fàn)钗?，進(jìn)一步提高鍋爐熱效率，延長(zhǎng)鍋爐使用壽命。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種燃煤增效劑，主要由改性劑、催化劑、燃燒促進(jìn)劑、高溫固硫助劑、脫硝劑、消煙劑、除垢防焦劑經(jīng)多元化復(fù)配組成，該改性劑重量百分比為15—21%，催化劑重量百分比為4一7%，燃燒促進(jìn)劑重量百分比為12—30%，高溫固硫助劑重量百分比為6—8%，脫硝劑重量百分比為24—50%，消煙劑重量百分比為2—4%，除垢防焦劑重量百分比為10 —13%。所述的改性劑由硝酸銨、重鉻酸鉀、二氧化錳中的一種或多種組成。所述的催化劑由二環(huán)戊烯基合鐵、氧化鎂、氧化鐵中的一種或多種組成。所述的燃燒促進(jìn)劑由三氧化二鋁、復(fù)式碳酸鹽[CaMg(CO3)2]、氯酸鉀中的一種或多種組成。所述的高溫固硫助劑由氧化鋅、碳酸鍶、碳酸鋇中的一種或多種組成。所述的消煙劑由氧化鐵、二環(huán)戊烯基合鐵中的一種或多種組成。所述的脫硝劑由尿素、碳酸鉀、氫氧化鈉中的一種或多種組成。所述的除垢防焦劑由二氧化硅、硫酸鈉、石墨中的一種或多種組成。實(shí)施例一硝酸銨10% ； 重鉻酸鉀5% ；
二環(huán)戊烯基合鐵1 ； 氧化鎂5% ； 三氧化二鋁5% ； 氯酸鉀7% ； 氧化鋅3% ； 碳酸鍶3% ； 尿素30% ； 碳酸鉀20% ； 二氧化硅10%。實(shí)施例二硝酸鍶15% ； 氧化鐵4%
二氧化錳6%復(fù)式碳酸鹽30% 碳酸鋇5% 氧化鋅3% 氫氧化鈉4% 尿素20% 硫酸鈉5% 二氧化硅5% 石墨3% ο將上述各組份制成本發(fā)明的方法是
(1)取各原料為細(xì)小顆粒狀，粒度為100-200目；
(2)以上實(shí)施例一或?qū)嵤├粗亓堪俜直?，取各原料粉末按組份比例混合均勻，制成松散粉劑；
(3)根據(jù)需要也可在粉劑中加入水，攪拌均勻制得液劑，根據(jù)燃煤含水率，其粉劑與水的比例為1 :5-8[重量比]；
(4)對(duì)于塊煤應(yīng)使用液劑，對(duì)于粉末煤也可以使用液劑或粉劑，在使用時(shí)按重量百分比 0. 2%均勻摻入燃煤中，與燃煤一起在鍋爐爐膛內(nèi)一起燃燒。本發(fā)明的具體工作原理如下 1、改性火焰性狀，提高火焰溫度
傳統(tǒng)燃煤在燃燒時(shí)的火焰性狀為火焰外焰溫度最高，而火焰內(nèi)焰溫度最低。加入本發(fā)明后的燃煤在燃燒時(shí)，火焰性狀發(fā)生質(zhì)的變化。火焰在改性劑、燃燒促進(jìn)劑的綜合作用下， 使火焰內(nèi)焰溫度聚增，提高400°C以上，并帶動(dòng)整體火焰溫度提高，提高100°C以上，增大了供熱量?；鹧鏈囟鹊奶岣?，相對(duì)而言，降低燃煤燃點(diǎn)100°c以上，提高了燃煤的燃燒活性與燃燒效率。2、催化反應(yīng)，增加火焰量，降低煙塵排放量
傳統(tǒng)的煤炭在燃燒過(guò)程產(chǎn)生的揮發(fā)氣體與炭粒絕大部分被燒掉，一部分揮發(fā)氣體與炭粒(塵)被排放掉，被排放的煙塵均為有害的物質(zhì)[SO2、co、CO2、NOx、微塵]，從而污染了環(huán)境。加入本發(fā)明的燃煤在燃燒過(guò)程中，催化劑、燃燒促進(jìn)劑與燃煤揮發(fā)分同時(shí)氣化形成混合氣體團(tuán)，在催化劑和燃燒促進(jìn)劑的作用下，CO2被大量分解，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，水蒸氣裂解釋放出氫原子團(tuán)，產(chǎn)生離子交換，將原來(lái)應(yīng)當(dāng)排放出去的煙氣形成極易燃燒的水煤氣，即將應(yīng)當(dāng)被排放的煙氣轉(zhuǎn)化為新的可燃清潔氣體燃料并參與燃燒。由于增加了可燃?xì)怏w量，增大了火焰面積、火焰長(zhǎng)度，提高了燃煤發(fā)熱量的利用率與產(chǎn)能量，從而提高了鍋爐熱效率與出力，降低了煤耗，降低了煙塵排放，達(dá)到高效節(jié)能、減排的目的。 3、可使型煤實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外同時(shí)燃燒
傳統(tǒng)煤塊、型煤在燃燒時(shí)均為由外部向內(nèi)部一個(gè)方向燃燒，也就造成了煤塊、型煤在燃燒時(shí)，著火時(shí)間延遲，燃燒緩慢，使塊煤、型煤很難達(dá)到充分燃燒而留有黑芯。其燃燒活性， 反應(yīng)活性均較低，嚴(yán)重影響鍋爐出力或氣化[造氣型煤]反應(yīng)效率。
(1)在原煤中加入本發(fā)明后，在改性劑、燃燒促進(jìn)劑的作用下，由一個(gè)燃燒方向形成內(nèi)、外兩個(gè)燃燒方向。因此，使層燃鍋爐火床上增加30%以上的火焰柱的數(shù)量，使整個(gè)火床上的原煤均勻、充分燃燒，無(wú)需撥火，提高煤炭的燃盡率，同時(shí)提高了鍋爐熱效率，降低煤耗。(2)在型煤中加入本發(fā)明后，在改性劑、燃燒促進(jìn)劑的作用下，型煤內(nèi)部產(chǎn)生大量的氧，使型煤內(nèi)部向外燃燒，這樣就形成了內(nèi)、外兩個(gè)燃燒方向。由于型煤內(nèi)、外同時(shí)燃燒， 提高了型煤的燃燒速度與活性，消滅了型煤的黑芯，使型煤實(shí)現(xiàn)了充分的燃燒，提高了型煤的燃燒效率，提高鍋爐熱效率與出力。造氣型煤內(nèi)、外同時(shí)傳熱，傳導(dǎo)、反應(yīng)、傳質(zhì)，極大地強(qiáng)化了化學(xué)反應(yīng)與氣化效率， 增大了產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣效率。4、打破傳統(tǒng)的水煤漿配煤工藝，拓寬了水煤漿煤炭結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的水煤漿所采用的煤炭均采用低燃點(diǎn)、高揮發(fā)分、高熱值、低含水、高灰熔點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)煙煤，由于煤炭資源有限，煤價(jià)昂貴，嚴(yán)重的影響了水煤漿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過(guò)上述改性劑、催化劑、燃燒促進(jìn)劑的工作原理，打破了傳統(tǒng)水煤漿用煤結(jié)構(gòu)。 采用更有利于制漿的高燃點(diǎn)，低揮發(fā)分，高含碳的無(wú)煙煤、貧煤等與煙煤配伍，可以制出高濃度、高燃燒效率、低成本的水煤漿。通過(guò)改性劑、燃燒促進(jìn)劑提高火焰溫度，相對(duì)而言降低了無(wú)煙煤、貧煤的燃點(diǎn)，使高燃點(diǎn)的無(wú)煙煤、貧煤與煙煤一樣達(dá)到充分的燃燒。在催化劑的作用下，低揮發(fā)分的無(wú)煙煤、貧煤等同樣可以獲得足夠火焰量，以彌補(bǔ)無(wú)煙煤、貧煤等火焰量較短的不足。實(shí)踐證明了采用無(wú)煙煤或貧煤與煙煤配伍所制的水煤漿，其燃燒特性均明顯的好于傳統(tǒng)的煙煤水煤漿。主要體現(xiàn)其火焰總量、火焰溫度、耗煤量、鍋爐熱效率、爐渣含炭量、煙塵排放量和有害氣體排放量等均優(yōu)于傳統(tǒng)煙煤水煤漿的燃燒特性。5、降低、NOx等污染排放
本發(fā)明含有金屬化合物復(fù)合而成的高溫固硫助劑、脫硝劑，該高溫固硫助劑與硫酸鈣晶體有著依附的關(guān)系，緊密共生，并附于其表面，提高硫酸鈣的分解溫度和抑制了硫酸鈣分解的作用，維持了在高溫度段的固硫效果。同時(shí)，摻混脫硝劑的燃煤NO釋放結(jié)果明顯下降， 使得釋放的峰值濃度也有很大程度的降低，從而導(dǎo)致NO前驅(qū)釋放峰值提前到達(dá)，使得不良含氮?dú)怏w物生成減少，達(dá)到了燃煤在爐膛內(nèi)脫硝的目的。6、除垢解焦，提高鍋爐熱效率與運(yùn)行壽命
上述講到在催化劑、固硫助劑的作用下，極大的降低了煙氣、SO2氣體的排放，就完全可以消弱其結(jié)垢的可能性與結(jié)垢總量。在催化反應(yīng)過(guò)程中，在除垢防焦劑的作用下，沒(méi)有被燒掉的分解成氧化物、過(guò)氧化物，隨除垢防焦劑飄逸到溫度較低煙垢表面而凝聚成膜。一些堿性物質(zhì)與煙垢中難溶氧化物，如二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、硫酸鐵等，反應(yīng)成低熔點(diǎn)化合物，減少了金屬表面的附著力；除垢防焦劑膜中的氧化物在與硫酸鹽(硫酸鐵等)反應(yīng)后，生成極易揮發(fā)的鹽而隨煙氣排放。經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)過(guò)程，使煙垢發(fā)生物理狀態(tài)和化學(xué)成分的變化，形成多孔酥松的物質(zhì)而自行脫落。添加本發(fā)明后能除垢、解焦，從而提高了鍋爐熱效率，降低了煤耗，提高了鍋爐的運(yùn)行壽命。綜上所述，本發(fā)明一種燃煤增效劑通過(guò)配方中各組份的優(yōu)化組合，提高了鍋爐熱效率與出力，提高了煤炭產(chǎn)能量[可提高600—1000千卡/Kg產(chǎn)能量]，降低了煤炭制品 [如型煤、動(dòng)力配煤、水煤漿]生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量[如水泥熟料、煤結(jié)礦]，并進(jìn)一步降低了 S02、NOx、煙塵等有害物的排放。以上所述，僅是本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃煤增效劑，其特征在于由改性劑、催化劑、燃燒促進(jìn)劑、高溫固硫助劑、脫硝劑、消煙劑、除垢防焦劑組成，其中改性劑重量百分比為15—21%，催化劑重量百分比為4一 7%，燃燒促進(jìn)劑重量百分比為12 — 30%，高溫固硫助劑重量百分比為6 — 8%，脫硝劑重量百分比為24—50%，消煙劑重量百分比為2—4%，除垢防焦劑重量百分比為10 —13%，通過(guò)人工或粉料加劑裝置較均勻地按重量百分比0.洲摻入到燃煤中，在鍋爐爐膛內(nèi)一起燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的改性劑由硝酸銨、重鉻酸鉀、二氧化錳中的一種或多種組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的催化劑由二環(huán)戊烯基合鐵、氧化鎂、氧化鐵中的一種或多種組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的燃燒促進(jìn)劑由二氧化二鋁、復(fù)式碳酸鹽、氯酸鉀中的一種或多種組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的高溫固硫助劑由氧化鋅、碳酸鍶、碳酸鋇中的一種或多種組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的消煙劑由氧化鐵、二環(huán)戊烯基合鐵中的一種或多種組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的脫硝劑由尿素、碳酸鉀、氫氧化鈉中的一種或多種組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的除垢防焦劑由二氧化硅、硫酸鈉、石墨中的一種或多種組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的組分配比是硝酸銨 10%、重鉻酸鉀5%、二環(huán)戊烯基合鐵2%、氧化鎂5%、三氧化二鋁5%、氯酸鉀7%、氧化鋅3%、碳酸鍶3%、尿素30%、碳酸鉀20%、二氧化硅10%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤增效劑，其特征在于所述的組分配比是硝酸鍶 15%、氧化鐵4%、二氧化錳6%、復(fù)式碳酸鹽30%、碳酸鋇5%、氧化鋅3%、氫氧化鈉4%、尿素20%、 硫酸鈉5%、二氧化硅5%和石墨3%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃煤增效劑，主要由改性劑、催化劑、燃燒促進(jìn)劑、高溫固硫助劑、脫硝劑、消煙劑、除垢防焦劑等經(jīng)多元化復(fù)配組成，使用時(shí)按燃煤量的0.2%加入，使燃煤實(shí)施改性、催化燃燒，從而極大地提高了火焰溫度、火焰量，降低SO2、NOX排放及降低煙氣黑度，提高了鍋爐熱效率，降低了煤耗，提高了鍋爐運(yùn)行壽命，達(dá)到節(jié)能、減排的目的，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C10L1/30GK102311835SQ201110227148
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者商敏, 孫福剛, 張培枝, 李燕玲, 李翊瑄 申請(qǐng)人:廈門市三泰合投資有限公司, 廈門市圣永業(yè)能源研究所有限公司, 圣永業(yè)(廈門)能源集團(tuán)股份有限公司, 福建圣永業(yè)能源科技有限公司