复合添加剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工、能源和环境保护领域，尤其涉及一种复合添加剂。
【背景技术】
[0002]中国是世界上以煤为主要能源的国家，自1980年以来，煤炭在中国一次能源构成中所占比例一直在70%以上。2013年全国煤炭产量完成37亿吨左右，其中大部分(约80%)用于锅炉直接燃烧。随着经济的持续发展，全国煤炭需求将继续保持增长趋势。根据中国的资源构成和经济基础，可以预见，在未来50年里，中国一次能源消耗以煤为主的格局难以改变。
[0003]根据统计，在中国大气中90%以上的SO2排放量，67%以上的NOx (氮氧化合物)排放量，71%以上的CO排放量，70%以上的烟尘排放量，人为因素造成的70%以上的汞排放量都来自煤炭的直接燃烧。作为煤炭消耗的最大用户，各种燃煤锅炉(尤其是各种规模的电站锅炉和工业锅炉)在燃煤的过程中排放了大量有害气体和烟尘，严重污染环境，造成的经济损失每年达数百亿元。
[0004]因此，在现有技术中煤炭直接燃烧会产生S02、N0x等有毒有害气体，污染环境。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种复合添加剂，在与煤炭掺混后进行燃烧时，能降低煤炭燃烧时所产生的S02、N0x等有毒有害气体，减少环境污染。
[0006]本发明实施例一方面提供了一种复合添加剂，所述复合添加剂包括钙基添加剂和钠基添加剂，所述钙基添加剂包括无机钙化合物、有机钙化合物或者其组合，所述钠基添加剂包括小苏打粉(NaHCO3)、苏打灰(Na2CO3)和烧碱(NaOH)中的至少一种。
[0007]本发明实施例另外一个方案中，所述无机钙化合物包括石灰石粉(CaCO3)、消石灰粉(Ca(OH)2)、石灰(CaO)和白云石(CaCO3MgCO3)中的至少一种。
[0008]本发明实施例另外一个方案中，所述有机钙化合物包括丙酸钙和醋酸钙镁中的至少一种。
[0009]本发明实施例另外一个方案中，在温度为100?1600°C的环境中，所述钠基添加剂被融化或汽化后在所述钙基添加剂的表面形成液膜，或者在温度为100?1600°C的环境中，所述钙基添加剂的表面结构在所述钠基添加剂的作用下被改变。
[0010]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂和煤炭掺混燃烧后生成灰渣，根据所述灰渣的熔点和粘度来调整所述复合添加剂中所述钙基添加剂和所述钠基添加剂的比例。
[0011]本发明实施例另外一个方案中，所述灰渣在100-1600°c范围内的粘度低于250cP或者高于lOOOOcP。
[0012]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中总化学计量比的取值范围是I至5，所述总化学计量比的定义为(Ca+Na/2)/(S+Cl/2)。
[0013]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中总化学计量比的取值范围是I至3。
[0014]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中总化学计量比的取值范围是I至2。
[0015]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中总化学计量比的取值是1.5。
[0016]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中Na与Ca摩尔比的取值范围是O至30
[0017]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中Na与Ca摩尔比的取值范围是O至2。
[0018]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂还包括氨基添加剂、卤素添加剂、硅铝基添加剂、金属氧化物添加剂、燃煤细粉、生物质燃料、强氧化剂或其任意组合。
[0019]本发明实施例另外一个方案中，所述氨基添加剂包括尿素、氨水和硫化氨中的至少一种。
[0020]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中氨基添加剂的比例根据煤炭燃烧过程的NOx污染物生成量和脱除要求来确定。
[0021]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中氨基添加剂的摩尔量与所述复合添加剂拟掺混的煤炭单独燃烧后生成的NOx的摩尔量的比值范围是I至3。
[0022]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中氨基添加剂的摩尔量与所述复合添加剂拟掺混的煤炭单独燃烧后生成的NOx的摩尔量的比值范围是I至2。
[0023]本发明实施例另外一个方案中，所述卤素添加剂包括溴化钙、溴化钠、氯化钙和氯化钠中的至少一种。
[0024]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中卤素与所述复合添加剂拟掺混的煤炭单独燃烧后所生成的汞和微量重金属的质量比小于10000。
[0025]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中卤素与所述复合添加剂拟掺混的煤炭单独燃烧后所生成的汞和微量重金属的质量比小于5000。
[0026]本发明实施例另外一个方案中，所述硅铝基添加剂包括高岭土、粘土和膨润土中的至少一种。
[0027]本发明实施例另外一个方案中，所述硅铝基添加剂的质量百分比的取值范围是O至 10%。
[0028]本发明实施例另外一个方案中，所述硅铝基添加剂的质量百分比的取值范围是O至5%。
[0029]本发明实施例另外一个方案中，所述金属氧化物添加剂包括氧化镁、氧化铁、氧化锌、氧化铜和氧化钡中的至少一种。
[0030]本发明实施例另外一个方案中，所述金属氧化物添加剂的质量百分比的取值范围是O至10%。
[0031]本发明实施例另外一个方案中，所述金属氧化物添加剂的质量百分比的取值范围是O至5%。
[0032]本发明实施例另外一个方案中，所述燃煤细粉包括烟煤、粘煤、无烟煤、褐煤、煤矸石和煤泥中的至少一种。
[0033]本发明实施例另外一个方案中，所述燃煤细粉的质量百分比的取值范围是O至50%o
[0034]本发明实施例另外一个方案中，所述燃煤细粉的质量百分比的取值范围是10%至50%o
[0035]本发明实施例另外一个方案中，所述燃煤细粉的质量百分比的取值范围是25%至50%o
[0036]本发明实施例另外一个方案中，所述生物质燃料包括木质、生物质植物和农林废弃物中的至少一种。
[0037]本发明实施例另外一个方案中，所述农林废弃物包括锯末、秸杆粉和树叶粉中的至少一种。
[0038]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中燃煤与生物质燃料的混合挥发分与固态碳的比值范围是0.6至1.0。
[0039]本发明实施例另外一个方案中，所述强氧化剂包括双氧水(H202)、(亚)氯酸钠(NaCL03、NaCL02或者NaCL04)、高锰酸钾(KMn04)和二氧化氯中的至少一个。
[0040]本发明实施例另外一个方案中，所述复合添加剂中强氧化剂与所述复合添加剂拟掺混的煤炭单独燃烧后所生成的NO的摩尔量的比值范围是I至5。
[0041]本发明实施例所提供的复合添加剂，在与煤炭混合燃烧时，具有以下有益效果:
[0042]1、通过钙基添加剂和钠基添加剂的混合使用，避免了在单纯使用钙基添加剂时在高温时容易产生烧结，在低温时由于热分解缓慢和不完全现象而导致添加剂活性降低的问题；同时钠基添加剂在通过改造钙基添加的表面型态，增大钙基添加剂有效面积，增强钙基添加剂的活性，能有效的脱除煤炭中的S02、S03，避免了对大气的污染，也避免了由于硫氧化物导致燃烧炉的高温和低温腐蚀的问题；
[0043]2、通过钙基添加剂和钠基添加剂的混合使用，避免了在单纯使用钙基添加剂时容易导致燃烧所产生的煤灰结渣而导致燃烧炉不容易冲洗的问题；
[0044]3、通过钙基添加剂和钠基添加剂的混合使用，使得添加剂的活性大大增强，减少了添加剂的使用量，抑制了 NOx的产生；
[0045]4、通过钙基添加剂和钠基添加剂的混合使用，可以有效调节燃煤产生飞灰的比电阻特性，克服单独使用钙基添加剂时飞灰比电阻可能增大过高，单独使用钠基添加剂时飞灰比电阻降低太大的问题，从而能有效优化静电除尘效率，降低颗粒污染物排放；
[0046]5、通过使用氨基添加剂，可有效降低NOx的产生和排放，克服单独使用钙基添加剂和/或钠基添加剂时造成的NOx产生量增加的问题；
[0047]6、通过同时使用卤素添加剂，可有效降低燃煤过程所产生的汞及其它微量重金属的排放；
[0048]7、通过同时使用硅铝基添加剂，金属氧化物添加剂，有效调节燃煤灰的熔融特性，结渣特性，沾污特性，从而有效改善燃煤过程；
[0049]8、通过同时使用燃煤细粉或/和生物质，有效调节燃煤燃烧特性，如改善燃煤着火温度，燃尽温度，燃烧速度，火焰稳定性，达到提高燃煤效率，降低污染物排放的目的；
[0050]9、通过同时使用强氧化剂，可以有效在燃烧过程中促进NO