专利名称：一种燃煤添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤炭能源技术领域，特别涉及一种燃煤添加剂。
背景技术：
在我国，煤炭是最主要的能源之一，但是与较为洁净的石油能源和天然气能源相比，煤炭能源的开发利用造成的环境污染最为严重，煤炭能源的利用效率也最低，因此，提高煤炭的燃烧效率进而提高设备的热效率，已成为当前节能减排的重要课题之一。目前，现有技术主要采取添加燃煤添加剂的方法使煤炭燃烧得更加充分，提高锅炉的热效率等，从而实现节能减排，比如，授权公告号为CN1315996C的中国专利文献公开了一种燃煤添加剂，该燃煤添加剂通过将0. 8 3. 5重量份的氯酸钾、0. 5 3. 2重量份的高锰酸钾、0. 5 3. 5重量份的生石灰、0. 8 3. 2重量份的硝酸钾、0. 8 2. 8重量份的硝酸钠、8 20重量份的氯化钠、0. 5 2重量份的六次甲基四胺、0. 5 2. 5重量份的无水硫酸钠和0.8 3重量份的氢氧化钠组成的混合物按照1 10 5 10的重量比加水稀释而得到，其中，氯化钠起到降凝、膨松煤层和助燃作用，并作为其他组分的载体。使用该燃煤添加剂后，锅炉内气体不完全燃烧热损失有明显好转，空气过剩系数减小，一氧化碳的含量降低，但是锅炉的热效率仅提高了 11 %左右，节能效果不显著。又如，公开号为CN1420159A的中国专利文献公开了一种高效燃煤添加剂，其主要包括重量百分比为10% 20%的氧化剂、重量百分比为5% 10%的净化剂和重量百分比为60% 80%的催化剂，其中，氧化剂为高锰酸钾和氯酸钾，净化剂为生石灰和氯化钙， 催化剂为氯化钠、氢氧化钠和氢氧化钾，所述催化剂能够降低煤的着火点，并使煤层膨散疏松。将该高效燃煤添加剂加入燃煤中使用后，锅炉的热效率提高了 12%左右，节煤率为 15% 20%，炉渣含碳量降低了 10%左右。该燃煤添加剂虽然能够提高煤炭的燃烧效率， 进而提高锅炉的热效率，但是其仅使锅炉的热效率提高了 12%左右，节能效果仍不显著，因而仍有待进一步开发更为高效的燃煤添加剂。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种燃煤添加剂，本发明提供的燃煤添加剂能够显著提高锅炉的热效率，更利于节能减排。本发明提供一种燃煤添加剂，包含如下重量百分比的组分10% 15%的固硫剂；20 % 40 %的氧化剂；10 % 15 %的催化剂；30% 50%的膨松剂，所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉。优选的，所述氯化钠和所述珍珠岩粉的质量比为(15 20) (15 30)。优选的，所述膨松剂的重量百分比为35% 45%。优选的，所述固硫剂的重量百分比为12% 14%。
优选的，所述氧化剂的重量百分比为25% 35%。优选的，所述催化剂的重量百分比为12% 14%。优选的，所述固硫剂为氧化钙。优选的，所述催化剂为二茂铁。优选的，所述氧化剂由高锰酸钾、氯酸钾和高氯酸钾组成。优选的，所述高锰酸钾、所述氯酸钾和所述高氯酸钾的质量比为(5 10) (5 10) (10 15)。与现有技术相比，本发明提供的燃煤添加剂包含重量百分比为10% 15%的固硫剂、重量百分比为20% 40%的氧化剂、重量百分比为10% 15%的催化剂和重量百分比为30% 50%的膨松剂，所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉。本发明主要以氯化钠和珍珠岩粉为膨松剂，所述珍珠岩粉在高温下可瞬间膨胀，具有良好的保温隔热作用，所述珍珠岩粉和氯化钠能够协同作用，在炉膛高温区受热时更易爆裂，搅动煤层中的气流，促使碳粒表面的灰烬与燃烧产物脱离，从而使碳粒燃烧得更加充分。本发明将所述膨松剂的重量百分比控制为30% 50%，在此重量百分比下，所述燃煤添加剂能够较好地提高煤炭的燃烧效率，进而显著提高锅炉的热效率，更利于节能减排。实验表明，本发明提供的燃煤添加剂可使锅炉的热效率提高22%以上，节煤率在23%以上，节能效果较好。另外，所述燃煤添加剂的制备方法工艺简单，其在使用、保存和运输方面均较为方便。
具体实施例方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明提供了一种燃煤添加剂，包含如下重量百分比的组分10% 15%的固硫剂；20 % 40 %的氧化剂；10 % 15 %的催化剂；30 % 50 %的膨松剂，所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉。煤燃烧时，不但存在不充分燃烧而产生一氧化碳和甲烷，使燃烧效率降低，而且会产生氧化硫和氧化氮等有害气体，加剧对环境的污染。为了提高煤的燃烧效率，进而提高锅炉的热效率，减轻环境污染，本发明以固硫齐U、氧化剂、催化剂、由氯化钠和珍珠岩粉组成的膨松剂为主要组分组成燃煤添加剂，在上述主要组分的共同作用下，所述燃煤添加剂可达到助燃、脱硫和脱硝的目的。在本发明中，所述燃煤添加剂包含重量百分比为30% 50%的膨松剂，优选包含重量百分比为35% 45%的膨松剂，更优选包含重量百分比为38% 42%的膨松剂；所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉，本发明对所述氯化钠和所述珍珠岩粉的质量比没有特殊限制，所述氯化钠和所述珍珠岩粉的质量比优选为(15 20) (15 30)，更优选为(16 18) (20 25)，本发明对所述珍珠岩粉的类别和粒度等没有特殊限制，所述珍珠岩粉可从市场上购买得到；所述膨松剂在炉膛高温区受热时会爆裂，搅动煤层中的气流，促使碳粒表面的灰烬与燃烧产物脱离，从而使碳粒充分燃烧，目前工业上常以氯化钠为膨松剂，而本发明主要以氯化钠和珍珠岩粉为膨松剂，所述珍珠岩粉在高温下可瞬间膨胀，具有良好的保温隔热作用，所述珍珠岩粉和氯化钠能够协同作用，更好地发挥膨松作用，以使碳粒燃烧得更加充分，显著提高煤的燃烧效率，进而提高锅炉的热效率，更利于节能减排。所述燃煤添加剂包含重量百分比为10% 15%的固硫剂，优选包含重量百分比为12% 14%的固硫剂；所述固硫剂能够和煤燃烧过程中产生的二氧化硫或三氧化硫发生化学反应，生成硫酸盐而实现固硫效果，同时可抑制氮氧化物的生成，从而减轻有害气体对环境的污染；在本发明中，所述固硫剂可以为钙基固硫剂如碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙等，也可以为钡基固硫剂或镁基固硫剂，有时也选用电石渣、造纸废液、硼泥、赤泥、盐泥等工业废料和石灰石、白云石等天然矿物，本发明优选以氧化钙为固硫剂；本发明可以在所述固硫剂中加入碳酸钠和氧化铁等添加剂以促进固硫剂发生固硫反应，还可以加入氯化铁或乙醇等助剂，通过改善固硫剂的微观结构而提高脱硫率。所述燃煤添加剂包含重量百分比为20% 40%的氧化剂，优选包含重量百分比为25% 35%的氧化剂，更优选包含重量百分比为 32%的氧化剂；所述氧化剂有助于提供活性氧，促使煤在燃烧过程中释放可燃的挥发成分和碳粒充分燃烧；本领域常用的氧化剂包括高锰酸钾、氯酸钾、高氯酸钾、硝酸钠和硝酸钾等，本发明可选用本领域常用的氧化剂，优选由高锰酸钾、氯酸钾和高氯酸钾组成所述氧化剂，其中，高锰酸钾可在200°C 温区分解出氧气，氯酸钾可在300°C 350°C温区分解出氧气，高氯酸钾可在400°C以上分解出氧气，这些分解出的氧气可为煤炭的燃烧提供必要的氧源，三者组成氧化剂联合作用，效果更佳，本发明对所述高锰酸钾、所述氯酸钾和所述高氯酸钾的质量比没有特殊限制，所述高锰酸钾、所述氯酸钾和所述高氯酸钾的质量比优选为 (5 10) (5 10) (10 15)。所述燃煤添加剂包含重量百分比为10% 15%的催化剂，优选包含重量百分比为12% 14%的催化剂；所述催化剂在煤燃烧的氧传递过程中起着至关重要的作用，可改善煤燃烧的特性；本领域常用的催化剂包括金属氧化物如氧化铁、氧化镁和氧化铝等、氯化铁、稀土化合物、碳酸钠和铝土等，本发明可选用本领域常用的催化剂，优选以二茂铁为所述催化齐U，其在燃烧中除了起到消烟助燃的作用外，还能够有效促使一氧化碳转化为二氧化碳，从而进一步提高煤的燃烧效率。所述燃煤添加剂优选还包含消烟剂，以进一步提高所述燃煤添加剂的应用性能； 本发明对所述消烟剂没有特殊限制，可以为锰矿粉、醋酸、甲醇、乙醇、吐温、乙醚和环己胺寸。所述燃煤添加剂可直接与燃煤混合应用，也可由下述燃煤添加剂的制备方法制成后与燃煤混合应用。本发明所述燃煤添加剂优选按照以下方法的制备，具体为将由重量百分比为10 % 15 %的固硫剂、重量百分比为20 % 40 %的氧化剂、重量百分比为10% 15%的催化剂和重量百分比为30% 50%的膨松剂组成的混合物与水混合，得到燃煤添加剂，所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉。其中，所述膨松剂的重量百分比为30 % 50 %，优选为35 % 45 %，更优选为 38% 42% ；所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉，本发明对所述氯化钠和所述珍珠岩粉的质量比没有特殊限制，所述氯化钠和所述珍珠岩粉的质量比优选为(15 20) (15 30)，更优选为(16 18) (20 25)，本发明对所述珍珠岩粉的类别和粒度等没有特殊限制，所述珍珠岩粉可从市场上购买得到；所述膨松剂在炉膛高温区受热时会爆裂，搅动煤层中的气流，促使碳粒表面的灰烬与燃烧产物脱离，从而使碳粒充分燃烧，目前工业上常以氯化钠为膨松剂，而本发明主要以氯化钠和珍珠岩粉为膨松剂，所述珍珠岩粉在高温下可瞬间膨胀，具有良好的保温隔热作用，所述珍珠岩粉和氯化钠能够协同作用，更好地发挥膨松作用，使碳粒燃烧更加充分， 显著提高燃烧效率，进而提高锅炉的热效率，更利于节能减排。所述氧化剂的重量百分比为20% 40%，优选为25% 35%，更优选为28% 32% ；所述氧化剂有助于提供活性氧，促使煤在燃烧过程中释放可燃的挥发成分和碳粒充分燃烧；本领域常用的氧化剂包括高锰酸钾、氯酸钾、高氯酸钾、硝酸钠和硝酸钾等，本发明可选用本领域常用的氧化剂，优选由高锰酸钾、氯酸钾和高氯酸钾组成所述氧化剂，其中，高锰酸钾可在200°C 温区分解出氧气，氯酸钾可在300°C 350°C温区分解出氧气，高氯酸钾可在400°C以上分解出氧气，这些分解出的氧气可为煤炭的燃烧提供必要的氧源，三者组成氧化剂联合使用，效果更佳，本发明对所述高锰酸钾、所述氯酸钾和所述高氯酸钾的质量比没有特殊限制，所述高锰酸钾、所述氯酸钾和所述高氯酸钾的质量比优选为 (5 10) (5 10) (10 15)。所述固硫剂的重量百分比为10% 15%，优选为12% 14% ；所述固硫剂能够和煤燃烧过程中产生的二氧化硫或三氧化硫发生化学反应，生成硫酸盐而实现固硫效果，同时可抑制氮氧化物的生成，从而减轻有害气体对环境的污染；在本发明中，所述固硫剂可以为钙基固硫剂如碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙等，也可以为钡基固硫剂或镁基固硫剂，有时也选用电石渣、造纸废液、硼泥、赤泥、盐泥等工业废料和石灰石、白云石等天然矿物，本发明优选以氧化钙为固硫剂；本发明可以在所述固硫剂中加入碳酸钠和氧化铁等添加剂以促进固硫剂发生固硫反应，还可以加入氯化铁或乙醇等助剂，通过改善固硫剂的微观结构而提高脱硫率。所述催化剂的重量百分比为10% 15%，优选为12% 14% ；所述催化剂在煤燃烧的氧传递过程中起着至关重要的作用，可改善煤燃烧的特性；本领域常用的催化剂包括金属氧化物如氧化铁、氧化镁和氧化铝等、氯化铁、稀土化合物、碳酸钠和铝土等，本发明可选用本领域常用的催化剂，优选以二茂铁为所述催化齐U，其在燃烧中除了起到消烟助燃的作用外，还能够有效促使一氧化碳转化为二氧化碳，从而进一步提高煤的燃烧效率。
本发明优选还包含消烟剂，以进一步提高所述燃煤添加剂的应用性能；本发明对所述消烟剂没有特殊限制，可以为锰矿粉、醋酸、甲醇、乙醇、吐温、乙醚和环己胺等。将由上述组分组成的混合物与水混合，即得燃煤添加剂。在本发明中，所述混合物与水的质量比优选为1 (80 100)，更优选为 1 (85 95)，使所得燃煤添加剂混合均勻，利于应用。所述燃煤添加剂的制备方法工艺简单，成本较低，所述燃煤添加剂的使用、保存和运输均较为方便。将上述燃煤添加剂应用于燃煤时，可直接与燃煤混合，也可以通过喷淋的方式与燃煤混合，入炉燃烧后进行环保测试。测试结果表明，炉内燃烧区域扩大，锅炉的热效率显著提高，节煤效果明显，炉渣含碳量减少，烟尘由黑色变为白色，硫氧化物和氮氧化物的排放量显著降低。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的燃煤添加剂及其制备方法进行具体地描述。以下实施例所用珍珠岩粉由上海瑞沃建材有限公司提供。实施例1将10%氧化钙、10%高锰酸钾、10%氯酸钾、10%高氯酸钾、10% 二茂铁、20%氯化钠和30%珍珠岩粉组成的Ikg混合物与80kg水搅拌均勻，得到燃煤添加剂；将所得燃煤添加剂加入到2t燃煤中并搅拌，充分混合后入炉燃烧，经环保测试， 得到锅炉的热效率提高了 25 %，节煤率为沈.6 %，炉渣含碳量减少，烟尘由黑色变为白色，硫氧化物和氮氧化物的排放量显著降低。实施例2将15%氧化钙、7%高锰酸钾、8%氯酸钾、13%高氯酸钾、12% 二茂铁、15%氯化钠和30%珍珠岩粉组成的Ikg混合物与IOOkg水搅拌均勻，得到燃煤添加剂；将所得燃煤添加剂加入喷淋系统通过喷淋的方式与2t燃煤混合，然后入炉燃烧， 经环保测试，得到锅炉的热效率提高了 22 %，节煤率为23.8%，炉渣含碳量减少，烟尘由黑色变为白色，硫氧化物和氮氧化物的排放量显著降低。实施例3将14%氧化钙、5%高锰酸钾、10%氯酸钾、15%高氯酸钾、15% 二茂铁、20%氯化钠和21%珍珠岩粉组成的Ikg混合物与90kg水搅拌均勻，得到燃煤添加剂；将所得燃煤添加剂加入到2t燃煤中并搅拌，充分混合后入炉燃烧，经环保测试， 得到锅炉的热效率提高了 23%，节煤率为24. 1 %，炉渣含碳量减少，烟尘由黑色变为白色，硫氧化物和氮氧化物的排放量显著降低。由上述实施例可知，应用本发明实施例提供的燃煤添加剂后，锅炉的热效率提高了 22 % 25 %，节煤率为23. 5 % 27 %，炉渣含碳量减少，烟尘由黑色变为白色，硫氧化物和氮氧化物的排放量显著降低。表明本发明提供的燃煤添加剂能够显著降低锅炉的热效率，节煤效果明显，脱硫效果和脱硝效果较好，其为实现节能减排起到了更为积极的作用。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种燃煤添加剂，包含如下重量百分比的组分10% 15%的固硫剂；20% 40%的氧化剂；10% 15%的催化剂；30 % 50 %的膨松剂，所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉。
2.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述氯化钠和所述珍珠岩粉的质量比为(15 20) (15 30)。
3.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述膨松剂的重量百分比为 35% 45%。
4.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述固硫剂的重量百分比为 12% 14%。
5.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述氧化剂的重量百分比为 25% 35%。
6.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述催化剂的重量百分比为 12% 14%。
7.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述固硫剂为氧化钙。
8.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述催化剂为二茂铁。
9.根据权利要求1所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述氧化剂由高锰酸钾、氯酸钾和高氯酸钾组成。
10.根据权利要求9所述的燃煤添加剂，其特征在于，所述高锰酸钾、所述氯酸钾和所述高氯酸钾的质量比为(5 10) (5 10) (10 I5)。
全文摘要
本发明提供了一种燃煤添加剂，包含如下重量百分比的组分10％～15％的固硫剂；20％～40％的氧化剂；10％～15％的催化剂；30％～50％的膨松剂，所述膨松剂包含氯化钠和珍珠岩粉。所述珍珠岩粉在高温下可瞬间膨胀，具有良好的保温隔热作用，所述珍珠岩粉和氯化钠能够协同作用，在炉膛高温区受热时更易爆裂，搅动煤层中的气流，促使碳粒表面的灰烬与燃烧产物脱离，从而使碳粒燃烧得更加充分。本发明提供的燃煤添加剂能够使锅炉的热效率提高22％以上，节煤率达到23％以上，应用效果显著，为实现节能减排起到了更为积极的作用。另外，所述燃煤添加剂的制备方法工艺简单，其在使用、保存和运输方面均较为方便。
文档编号C10L9/12GK102517120SQ20111044514
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者姜志宏, 姜沛成, 杨冬石 申请人:长春市奥地特科技有限公司