一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂，由以下质量百分比的原料制成：氧化铝16%～45%，碳酸钙10%～25%，氧化铜8%～22%，铬酸酐5%～16%，白云石3%～15%，硝酸锌3%～10%，蛭石8%～25%，石墨2%～10%，膨润土2%～15%，高岭土3%～18%。本发明还提供了一种制备该添加剂的方法，该方法为：将各原料分别研磨成粒度为100目～150目的粉末，将粉末混合后加入搅拌机中搅拌均匀，得到电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂。本发明无添加氯、硫、钾、钠等成分，可有效防止设备腐蚀；本发明添加量少，清焦节煤效果突出，具有非常显著的经济效益。
【专利说明】一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤炭工业【技术领域】，涉及一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国目前的能源生产和消耗仍以煤炭为主，煤炭在我国能源消费中约占70%。电厂无疑是煤炭消耗的大户，煤炭燃烧又是污染气体二氧化硫、氮氧化物的主要来源。节能减排是国家的一项基本国策，建设资源节约型、环境友好型社会，开展节能减排的技术创新是本领域技术人员的研究热点和难点。
[0003]电厂燃煤锅炉是一种利用煤炭燃烧所释放的热量将水变成过热蒸汽，以驱动汽轮发电机发电的热能动力设备。在煤炭燃烧的过程中，由于煤质灰分大，发热量低，燃煤锅炉出现不同程度的结焦现象，炉膛中的水冷壁因结焦会影响锅炉的排渣功能，严重时水冷壁被焦体包覆，焦体厚度可达几十公分，严重影响锅炉热效率，结焦甚至会导致燃烧器喷口堵塞，掉焦卡在冷灰斗部位，锅炉被迫停运，给安全生产带来危害。
[0004]因此，如何实现清焦节煤，提高电厂煤粉锅炉的热效率，是各电厂技术创新的迫切需求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂。该添加剂能提高煤灰熔点和煤灰粘度，使原本坚硬致密的深棕色焦体转变为气孔发育、疏松易碎的灰白色焦体，易于脱落除去，使锅炉的热效率得以提高，具有十分显著的清焦节煤作用。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成:氧化铝16%-45%，碳酸钙10%-25%，氧化铜8%-22%，铬酸酐5%-16%，白云石3%-15%，硝酸锌3%-10%，蛭石8%-25%，石墨2%-10%，膨润土 2%-15%，高岭土 3%-18%。
[0007]上述的一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成:氧化铝25%-40%，碳酸钙11%-20%，氧化铜10%-18%，铬酸酐7%-15%，白云石4%-12%,硝酸锋4%-8%,輕石10%-20%,石墨3%-8%,膨润土 3%-12%,高岭土4% -15%。
[0008]另外，本发明还提供了一种制备上述电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的方法，其特征在于，该方法为:将氧化铝、碳酸钙、氧化铜、铬酸酐、白云石、硝酸锌、蛭石、石墨、膨润土和高岭土分别投入磨粉机中研磨成粒度为100目-150目的粉末，再将研磨后的粉末混合后加入搅拌机中搅拌均匀，得到电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂。
[0009]本发明电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的使用方法为:利用加料机将本发明添加剂加入燃煤中，然后利用输煤皮带将加有本发明添加剂的燃煤加入锅炉炉膛中。本发明电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的添加量为燃煤质量的0.02%?0.03%。
[0010]本发明电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的清焦机理为:电厂煤粉锅炉的结焦过程是个连续、复杂的过程，在锅炉炉膛的高温环境中，以铝硅酸盐为主要成分的煤灰呈熔融或软化状态粘结在受热面上形成积灰，由于积灰的导热性差，使得积灰受热而温度升高，积灰使水冷壁粗糙度增大，熔融态煤灰更容易粘附，积灰温度越来越高，就会形成越来越厚的焦体。本发明添加剂随燃煤一起加入锅炉内，添加剂中的氧化铜、硝酸锌和石墨进行高温催化作用，蛭石和膨润土进行膨化作用，氧化铝、碳酸钙、铬酸酐、白云石和高岭土均与煤灰发生氧化还原反应，生成尖晶石族矿物，所生成的尖晶石族矿物能迅速改变煤灰特性，改善炉内燃烧环境，提高煤灰熔点和煤灰粘度，灰渣以固态或半固态坠落而不再粘附于水冷壁上，从而实现预防结焦的目的。本发明添加剂能逐步改变焦体形态，将原本致密坚硬的深棕色焦体转变为气孔发育、疏松易碎的灰白色焦体。已形成的老焦在一定时间内成片脱落，水冷壁管大面积裸露出来，传热性能得到显著加强。因此本发明添加剂具有显著的清焦作用，能够有效改善锅炉的热传导性能，使锅炉热效率得以提高。
[0011]本发明电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的节煤机理为:在锅炉炉膛的高温作用下，本发明添加剂中的钙、铬、铝、镁等正价金属离子与煤灰中的负价铝硅酸盐离子相结合生成尖晶石族矿物，该矿物随灰渣沉入炉底，与此同时不断释放出游离氧离子，游离氧离子发挥助燃作用，使炉膛中心温度提高80°c以上。理论上排烟温度应相应提高，然而实际排烟温度不仅没有提高反而降低，其原因是在锅炉负载一致的情况下，喷煤器会自动降低转速，减少煤粉供应，以达炉膛热辐射之平衡。在耗煤量减少的情况下，产汽量不降反增，证明本发明添加剂能够明显提高锅炉的热效率，具有助燃、节煤的作用。
[0012]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、除焦效果突出。本发明添加剂能有效提高煤灰熔点和煤灰粘度，使原本坚硬致密的深棕色块状焦体转变为 气孔发育、疏松易碎的灰白色焦渣，易于脱落除去，使锅炉的热传导得到显著提高。
[0014]2、煤耗低，产汽多，节煤效果显著。燃煤锅炉是一个高温载体，在高温催化作用下，铜、钙、铝等正价金属离子与煤灰中的负价铝硅酸盐离子相结合生成尖晶石族矿物，尖晶石族矿物随炉渣沉入炉底，与此同时不断溢出游离氧离子，游离氧离子发挥助燃作用，使炉膛中心温度提高80°C以上。在耗煤量减少的情况下，产汽量不降反增，证明本发明添加剂能够显著提高锅炉的热效率，具有助燃、节煤的作用。
[0015]3、无添加氯、硫、钾、钠等成分，可有效防止炉管腐蚀。由于目前电厂煤粉锅炉大多为1000吨以上的大型锅炉，锅炉炉管通常为不锈钢材质，对氯、硫、钾、钠等离子反应灵敏。本发明添加剂中无添加氯、硫、钾、钠等成分，可有效防止炉管腐蚀，为确保安全生产提供有力保证。
[0016]4、添加量少，节煤率高。本发明添加剂的用量仅为燃煤质量的0.02%?0.03%，添加量仅为传统添加剂的十分之一，但是却能实现节煤率高达5.3%，具有非常显著的经济效
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[0017]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】[0018]实施例1
[0019]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝26%，碳酸钙12%，氧化铜19%，铬酸酐6%，白云石7%，硝酸锌8%，蛭石8%，石墨5%，膨润土 4%，闻岭土 5%。
[0020]本实施例添加剂的制备方法为:将氧化铝、碳酸钙、氧化铜、铬酸酐、白云石、硝酸锌、蛭石、石墨、膨润土和高岭土分别投入磨粉机中研磨成粒度为100目的粉末，再将研磨后的粉末混合后加入搅拌机中搅拌均匀，得到电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂。
[0021]实施例2
[0022]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝25%，碳酸钙15%，氧化铜18%，铬酸酐6%，白云石8%，硝酸锌5%，蛭石10%，石墨5%，膨润土 3%，闻岭土 5%。
[0023]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同。
[0024]实施例3
[0025]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝28%，碳酸钙12%，氧化铜8%，铬酸酐7%，白云石9%，硝酸锌6%，蛭石12%，石墨6%，膨润土 4%，闻岭土 8%。
[0026]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同。
[0027]实施例4.
[0028]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝30%，碳酸钙14%，氧化铜9%，铬酸酐5%，白云石6%，硝酸锌4%，蛭石15%，石墨4%，膨润土 6%，闻岭土 7%。
[0029]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同。
[0030]实施例5
[0031]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝30%，碳酸钙12%，氧化铜14%，铬酸酐8%，白云石5%，硝酸锌5%，蛭石13%，石墨4%，膨润土 4%，闻岭土 5%。
[0032]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同。
[0033]实施例6
[0034]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝40%，碳酸钙11%，氧化铜10%，铬酸酐7%，白云石4%，硝酸锌4%，蛭石10%，石墨3%，膨润土 3%，闻岭土 8%。
[0035]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同。
[0036]实施例7
[0037]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝25%，碳酸钙20%，氧化铜10%，铬酸酐7%，白云石4%，硝酸锌4%，蛭石20%，石墨3%，膨润土 3%，高岭土 4%。
[0038]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的粒度为150目。
[0039]实施例8[0040]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝25%，碳酸钙11%，氧化铜18%，铬酸酐10%，白云石12%，硝酸锌4%，蛭石10%，石墨3%，膨润土3%,高岭土 4%。
[0041]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的粒度为150目。
[0042]实施例9
[0043]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝25%，碳酸钙11%，氧化铜10%，铬酸酐15%，白云石4%，硝酸锌4%，蛭石10%，石墨3%，膨润土12%,高岭土 6%。
[0044]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的粒度为150目。
[0045]实施例10
[0046]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝28%，碳酸钙11%，氧化铜10%，铬酸酐7%，白云石4%，硝酸锌4%，蛭石10%，石墨8%，膨润土 3%，闻岭土 15%。
[0047]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的粒度为150目。
[0048]实施例11
[0049]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝20%，碳酸钙25%，氧化铜 22%，铬酸酐5%，白云石3%，硝酸锌3%，蛭石8%，石墨9%，膨润土 2%，闻岭土 3%。
[0050]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的粒度为150目。
[0051]实施例12
[0052]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝45%，碳酸钙10%，氧化铜8%，铬酸酐5%，白云石3%，硝酸锌10%，蛭石8%，石墨2%，膨润土 2%，闻岭土 7%。
[0053]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的权度为120目。
[0054]实施例13
[0055]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝20%，碳酸钙10%，氧化铜8%，铬酸酐16%，白云石3%，硝酸锌3%，蛭石25%，石墨10%，膨润土2%,高岭土 3%。
[0056]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的权度为120目。
[0057]实施例14
[0058]本实施例电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂由以下质量百分比的原料制成:氧化铝16%,碳酸钙10%，氧化铜8%，铬酸酐5%，白云石15%，硝酸锌3%，蛭石8%，石墨2%，膨润土 15%，闻岭土 18%。[0059]本实施例添加剂的制备方法与实施例1相同，其中不同之处仅在于:所述粉末的权度为120目。
[0060]本发明电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的使用方法为:利用加料机将本发明添加剂加入燃煤中，然后利用输煤皮带将加有本发明添加剂的燃煤加入锅炉炉膛中。本发明电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的添加量为燃煤质量的0.02%?0.03%。
[0061]本发明电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的清焦节煤效果通过以下试验进行验证。
[0062]效果验证试验一
[0063]1.1试验地址:中国华电集团某电厂；
[0064]1.2试验煤种:陕西神府煤；
[0065]1.3试验设备:670吨固体排渣煤粉锅炉；
[0066]1.4试验内容:分为试验组和空白组，试验组将本发明添加剂与燃煤一起加入煤粉锅炉中，添加剂用量为燃煤质量的0.025% ;空白组仅将燃煤加入锅炉中。在生产工况相同的情况下，试验组和空白组均连续试验9天。详细记录试验组和空白组的燃煤产汽数据。检测试验组和空白组的煤灰熔融特征温度。密切观察试验组在试验前后的锅炉结焦情况。
[0067]1.5实验结果与分析:
[0068]1.5.1节煤效果分析:
[0069]空白组的燃煤产汽数据见表1，试验组的燃煤产汽数据见表2。
[0070]表I空白组燃煤产汽数据
[0071]
【权利要求】
1.一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成:氧化铝16%?45%，碳酸钙10%?25%，氧化铜8%?22%，铬酸酐5%?16%，白云石3%?15%，硝酸锌3%?10%，蛭石8%?25%，石墨2%?10%，膨润土 2%?15%，高岭土 3%?18%。
2.根据权利要求1所述的一种电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成:氧化铝25%?40%，碳酸钙11%?20%，氧化铜10%?18%，铬酸酐7%?15%，白云石4%?12%，硝酸锌4%?8%，蛭石10%?20%，石墨3%?8%，膨润土 3%?12%,高岭土 4% ?15%。
3.一种制备如权利要求1或2所述电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂的方法，其特征在于，该方法为:将氧化铝、碳酸钙、氧化铜、铬酸酐、白云石、硝酸锌、蛭石、石墨、膨润土和高岭土分别投入磨粉机中研磨成粒度为100目?150目的粉末，再将研磨后的粉末混合后加入搅拌机中搅拌均匀， 得到电厂煤粉锅炉用清焦节煤添加剂。
【文档编号】C10L9/10GK103436324SQ201310405097
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月8日 优先权日:2013年9月8日
【发明者】党正选, 党建伟 申请人:党正选