專利名稱：固硫增熱再生新能源催化劑在火電廠大型鍋爐中的應用方法
固硫增熱再生新能源催化劑在火電廠大型鍋爐中的應用方法催化劑技術已有二百年的歷史，已廣泛應用于化工、煉油、汽車、汽油、柴油、塑料、化肥、橡膠以及蜂窩煤和立窯水泥生料配料中。催化劑創造了化工產業效益的80% ;沒有催化劑技術就沒有當代社會文明；火電廠大型鍋爐純煤粉燃燒過程中能否添加催化劑以開拓新局面，是發明人的《水泥燒成環保雙復合礦化劑》申請號98108159與《甲烷燒成在蜂窩煤鍋爐窯業煉鋼鐵中的應用方法》99115883和《水泥燒成多元固 相生化復合礦化劑》專利號ZL =981081586的綜合繼承創新發展與升華的又一成果。
一、現有技術火電廠鍋爐煤燃燒由十年前的粗粒煤燃燒方法升華進步為煤粉快速燃燒；但不管那種燃燒方法，其結果都會排除大量的灰塵和SOx以及Nox，污染空氣破壞環境危害人類健康。最近幾年國內外的火電熱工專家在廢氣流動過程中采用機械的方法噴灑石灰水吸附固溶SOx生成亞硫酸鈣[Ca(OH)2+S02 —CaSO3丨+H2O丨(汽)]既脫硫又吸附了灰塵而沉淀，被吸附沉積于固定地方定時取走。二者廢物雖然是火電廠的廢料，但它們都是建材行業生產與筑路的必要物資，增加了社會財富，顯示了循環經濟的科學價值。因而火電廠的脫硫技術是國家環保政策和行業主管部門的強行環保措施，社會效益巨大。但該技術只脫硫不增加化學新能源；沒有發現純煤粉燃燒過程中存在著固硫增化學熱與人為轉型采用催化劑技術將CO和蒸氣水轉化生成熱值更高的甲烷新能源。實行甲烷發電從而發揮節能減排的最大化效益和節能技術再創新的科學價值和機會，以及開拓未來能源發展之新路。二、發明人的創新理論方法與成熟過程水泥重化工立窯生產中從上世紀八十年代就推行復合礦化劑配料(石膏、螢石)，
令SO3生成螢石生成(hA7f兩種早強礦物其生成溫區為700 800°C;但配料處于
經驗雜談，造成空氣污染和質量不穩定。1986年6月國家建材局科技情報所與河南水泥研究所收集國內外有關論文共同編著了《水泥復合礦化劑資料選編》上下冊，我學研后發現全世界的水泥生產科研配料都停留在經驗雜談水平上。于是我就創新構思了化學平衡分子式配料法，實現了十三種氧化物的熟料正體化學平衡的配料格局，經過8年的艱辛努力和實踐于1994年寫成了約三萬字的《五率值化學平衡配料論文》并于1998年4月27日申請并榮獲了國家發明專利，專利號981081584。實踐后質量提高一個標號；節煤20-38% ;節電20 30% ;并有效地消除了氟硫的污染危害；社會效益巨大。真對氟硫污染問題我采用粉煤灰并發明了《環保雙復合礦化劑工藝》專利申請號98108159而《水泥燒成多元固相生化復合催化劑工藝》專利號ZL =98108157更是粉煤灰的功勞。因此發明人對粉煤灰有深刻的科學體會和認識。其所如此，是當代的粉煤灰中均含活性氧化物Si0250 60% ;AL20320 40% ；Fe2032-5 % ；Ca01 — 30% ；Mg01 ~ 5% ；S031 ~ 15% ；K201-3% ；Na201-10% ;以及少量的CaF2 ；MnO ；Ti02 ；P205……。據《工業催化原理》(天津大學出版社1992年出版，李玉敏著)介紹;Pb (鉛);Zn(鋅);CU(銅);Ni (鎳);M0(鑰);AL203 (鋁);Fe203 (鐵);Fe304 (磁鐵);Sn (錫)；MgO (鎂)；S02(硫)；K20 (鉀)；Na20 (鈉)；SiO2-AL2O3 (硅鋁膠);CL (氯)；CV(鉻)；Ti (鈦)；1 (碘)；F(氟)；……等，這些具有催化劑功能的化學元素在粉煤灰中或多或少含有。因此火電廠自產的粉煤灰是量大便宜又極好的催化劑，更是吸附固溶轉化SOx和少許的硫化氫(H2S)的最佳化學手段。這是因為煤中的硫化物主要是硫化鐵(FeS)和少許的硫化氫(H2S) ;FeS分解溫度為800°C左右；而&5分解溫度更低；硫在水泥煅燒中與CaO和AL2O3化合生成C4A3S (硫招酸鹽礦物)；從化合結構式可知SOx與AL2O3是化合親的氧化關系，而摻配粉煤灰時，由于帶入兩性氧化物AL2O3，故在常溫和低溫((6000C )條件下，由于化學親的關系活性AL2O3與H2S和FeS就發生吸附作用；當溫度上升到700 800°C時，活性AL2O3就與硫化物固溶化合了，并釋放化學熱量。據資料介紹S0 SO3R化過程中可釋放熱量80千焦。當有CaO存在時，就生成C4A;^礦物。因此，粉煤灰中含有30%左右的兩性AL2O3是吸附固溶轉化煤中硫的最佳氧化物；是固硫轉化放熱而不揮發的最佳化學手段。并最終將硫與粉煤灰共存于其中，從而可減輕脫硫機的負擔和脫硫費用，并提高粉煤灰的含硫量，增加水泥制品的內在質量。因此粉煤灰固硫增熱效果顯著不必質疑。例如2003年《華昌商業報》上曾刊登湖南常德市太陽山水泥公司因窯工暈倒摔死樓下被當地政府罰款而通報全國。發明人寫信給老板丁國安要求解決此難題。原來石煤發熱量只有1500 2500大卡，煤灰中含S0310%左右，窯面廢氣很嗅！很嗅！！鍛燒工燒一天休息一天以防中毒。我去后將石煤渣(與粉煤灰相似經磨機研磨后的煤渣與粉煤灰形態一樣)摻配 2%后，煙氣就不嗅了，窯工垮我是“救命恩人”。化主任說“在我們廠周圍年年都有死人發生”。我用石煤渣成功的轉化消除了石煤中硫的污染危害并可釋放熱能而利用，熟料熱耗由1150大卡下降到860大卡，節能25. 22% ;強度提高近一個標號，此舉受到常德市水泥協會領導的慰問和贊揚，很快就推廣到所有石煤水泥廠。又如1999年我將陜西安康化肥廠的煤渣9%與I %的黃金尾礦沙配入當地產的高硫煤制作的蜂窩煤中，不但消除了硫的嗅氣并防止了中毒的發生，還可以燒開24公分規格的8-9壺水(原為二壺)；提高熱工能4倍，這就是煤渣(粉煤灰的變型)與黃金尾礦沙中含有多種具有催化劑功能微量元素的綜合催化成果。為此我申請了發明專利即《甲烷燒成在蜂窩煤鍋爐窯業煉鋼鐵中的應用方法》專利申請號99115883。在《中華人民共和國再生能源法》和十二五節能減排規劃的鼓舞下，今年3月初我利用粉煤灰的已有經驗作法與科研體會在民用蜂窩煤中再度進行了科學試驗將略陽火電廠產的粉煤灰以10%替代優質煤，結果顯示略陽民用蜂窩煤可以燒開三壺水(24公分規格，下同)；比原本煤塊多燒一壺水，提高熱工效率33. 33% (2/3);并消除了嗅味與暈頭現象；同時在漢中市寧納新煤廠采用10%略陽粉煤灰替代10%的寧夏低硫優質煤，熱效率提高14. 3% (3/3.5);但剛成型的濕蜂窩煤，據老板說含水份10%左右，由于煤、水、粉煤灰催化劑受到打煤機的巨烈沖壓，三者相互融合極好，時離2小時試驗時，競然可以燒開五壺水，熱效率提高40% (3/5)，其試驗情況如表I。表 I
權利要求
1.火電廠企業將自產的粉煤灰按5-15%或更大優選比例用電腦控制再配入原煤中進行破碎均化與烘干滾動均化后一起噴入爐內與原煤共同燃燒，發揮粉煤灰的節能催化劑功倉泛。
2.為實現煤、水、粉煤灰催化劑、空氣氧人為轉型實現四大化學因素熱化學平衡燃燒的最佳平衡狀態，在噴煤口下方或進風口安裝可控計量的噴蒸汽水管與噴頭，將少許適量的水蒸汽轉化為甲烷燃燒發電。
3.在粉煤灰催化劑的神秘作用下；在CO極濃的燃燒空間條件內；在鼓風氧的助燃下；水煤氣分解轉化為甲烷新能源燃燒的四大化學因素平衡燃燒新理論與方法的指導下，去實現四大(煤、水、催化劑、空氣氧)化學因素的平衡燃燒而實現甲烷燃燒發電。
4.在民用蜂窩煤中摻10%左右的粉煤灰替代10%的優質煤，達到轉型甲烷增熱能并消除毒氣的環保蜂窩煤新產品。
全文摘要
固硫增熱再生新能源催化劑在火電廠大型鍋爐中的應用方法是將水泥化學平衡配料理論和催化劑研究成果與方法引用到蜂窩煤中并取得節能成果后將經驗升華跨越到火電廠大型鍋爐中，將純煤粉燃燒轉型為煤、水、催化劑、空氣氧的四大化學平衡燃燒的理論高度與方法。并用氧彈儀測熱法進行了驗證。證明火電廠自產的粉煤灰是量大極優的節能催化劑，少許循環按優選比例再配入原煤中并適度噴自產水蒸汽，讓四大化學因素保持人為的化學平衡燃燒狀態就可實現甲烷燃燒發電，其節能效益驚人而投資什微。節10％的煤其社會效益1701億元；實行煤與灰的異地催化體系可節煤30％左右，社會效益4082億元，改變我國火電企業50％以上虧損的尷尬局面。
文檔編號C10L5/04GK102777922SQ201110131300
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者張婉玉, 馬中奇, 馬斌, 馬玉平, 馬福全, 馬艷 申請人:馬中奇