專利名稱：一種燃煤增氧助燃爆破丸及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤炭助燃劑，具體涉及ー種燃煤增氧助燃爆破丸及其制備方法與應用，該燃煤增氧助燃爆破丸適用于エ業鍋爐、電站爐、窖爐、蒸汽爐和生活型煤爐。
背景技術：
我國毎年的煤 炭消耗量達到6億噸以上，エ業燃煤解決了我國能源需求量的70%左右。目前在燃煤エ業存在的一系列問題中，最突出的是煤的熱值偏低(我國煤中含硫量2%以上的中高硫煤和高硫煤約占總儲量的1/3)。煤在燃燒過程當中，由于其品質較差造成燃燒不夠充分，使爐膛溫度偏低，燃點高、不易著火、熱容大、不易傳熱。燃燒的基本反應式C+02 — CO2，在高溫下，很容易發生吸熱的副反應C+C02 — 2C0，其結果是能源浪費、熱效率下降，污染環境。另外，燃煤所排放的S0x、N0x等有害氣體和煙塵，也是城市大氣受污染的禍首。在不改變燃煤設備的前提下，依據煤炭燃燒的化學反應機制，在煤中加入ー些添加劑，通過催化、活化、促進氧化等手段，能有效地降低煤的燃點，提高燃燒效率，抑制CO的產生。目前國內外所采用的煤炭助燃劑，成分主要有膨松劑、氧化劑、催化劑、脫硫劑、消煙劑、水及有機助劑等。在燃煤中添加助燃劑，能顯著改善煤的燃燒特性，降低著火溫度，カロ快焦炭的燃燒速度，縮短燃燒時間，提高燃燒效率。助燃劑在煤炭燃燒過程中，當中的金屬離子可參與碳在燃燒過程中所必需的氧傳遞過程，有助于電子轉移，可以降低煤炭燃燒的活化能，起到助燃、增能、節煤的作用。通過調整不同金屬離子之間的比例關系，可以調控在不同的燃燒溫度下的助燃效果，適合于不同種類的鍋爐。另外，助燃劑中的氧化劑，例如雙氧水、高氯酸鉀等，在高溫下釋放出氧氣，促進煤炭的燃燒更加充分。最后，助燃劑中的堿性氧化物等成分與受熱面上的煙垢和煙氣等發生化學反應，使煙垢和煙氣中的硫化物生成硫酸鹽，隨爐渣一起排出，減少ニ氧化硫、ニ氧化氮等有害氣體的排放，有利于環保。因此，采用煤炭助燃劑，不需要增加額外的機械設備，投資少，比較適用于我國現有的經濟條件和環保要求，具有一定的廣泛適用性。中國專利申請200710050000.2、200810000141. 8、200510013262. 2、200810028083. X等，主要是利用某些金屬氧化物、エ業廢渣、生石灰、尾礦等作為添加劑，利用其助燃效果，添加到煤中，提高煤的熱值。也可以利用エ農業的可燃性廢棄物，添加到原煤中，提高煤的熱值。專利申請03124816. 0公開了ー種“煤炭添加剤”，將生石灰、氯化鈉、三氧化ニ鉄、硝酸鈉等進行粉碎，將粉末投入煤炭中。在以往公開的各種助燃劑雖然對煤炭能起到一定的助燃效果，但是只能在煤炭的表面起作用，無法促進煤炭內部未能完全燃燒的部分暴露在空氣中。解決煤炭在燃燒過程當中燃燒不充分，局部氧氣供應不足的問題，有利于取得最佳的助燃效果，取得較高的經濟利益。
發明內容
為了克服現有煤炭助燃劑的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供ー種燃煤增氧助燃爆破丸。本發明的另ー目的在于提供上述燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法。本發明的再一目的在于提供上述燃煤增氧助燃爆破丸的用途。本發明的目的通過下述技術方案實現一種燃煤增氧助燃爆破丸，由外層包覆物和助燃小顆粒構成，外層包覆物包裹著助燃小顆粒；所述的外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質量比(1-50) : I組成；高嶺土與高分子聚合物的質量比優選(8-9) :1 ;所述的高分子聚合物為聚丙烯酰胺、聚こ烯醇或聚こ烯醇縮丁醛中的ー種；所述的助燃小顆粒由以下質量百分比的成分組成硝酸鈣10 30%硝酸鎂5 20%硝酸鋇I 10%稀土元素I 5%硝酸鈉0 25%硝酸鉀0 25%氯酸鉀0 20%ニ氧化錳0 20%高錳酸鉀0 10%蒙脫土0 10%硅藻土0 10% ；所述的稀土元素為氧化稀土或稀土的硝酸鹽；所述燃煤增氧助燃爆破丸的粒徑為3. 5_55mm，其中外層包覆物的厚度為
0.0-5mmo上述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，包括以下步驟( I)取硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇、稀土元素、硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、ニ氧化錳、高錳酸鉀、蒙脫土與硅藻土混合均勻，擠壓成小顆粒，即助燃小顆粒；(2)取高嶺土與高分子聚合物混合，加入水調勻，作為外層包覆物；(3)將助燃小顆粒用外層包覆物包裹起來，烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸；步驟(2)中所述水的用量是高嶺土與高分子聚合物質量和的0. 2-2倍；步驟(3)所述的烘干是在40_100°C下烘干。上述的燃煤增氧助燃爆破丸可用于煤炭助燃。在煤炭燃燒前，將燃煤增氧助燃爆破丸與煤炭按質量比I: (50-1000)混合，然后再進行燃燒，可起到助燃效果。本發明的燃煤增氧助燃爆破丸，內層含有硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、高錳酸鉀、ニ氧化錳、稀土等催化助燃劑成份，硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇等脫硫劑成份；硅藻土、蒙脫土等膨松劑成分；外層包覆劑為高嶺土與高分子聚合物組成的復合膜。爆破丸受熱吋，當中的助燃劑成分(例如硝酸鈉、高錳酸鉀等)迅速膨脹，發生微弱爆炸，使呈現粉末狀態的除硫劑和助燃劑小顆粒等成分沖破外層，灑在周圍的正在燃燒的煤炭表面，并發揮助燃的作用；同時借助沖力，達到翻松煤層的效果，改善與氧氣的接觸效果；鋁離子、鈣離子、鎂離子等等在煤炭燃燒過程中發生燒結，有利于固定爐渣，達到清焦、緩蝕、固硫的目的。本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果I、本發明的燃煤增氧助燃爆破丸可以與各種煤種配合使用。用于優質煤(燃燒值在5000大卡以上)，添加該爆破丸可大大提高熱值，而且可以降低有害氣體和煙塵排放量。用于劣質煤，添加該爆破丸后可提高燃燒值1000千卡/公斤左右；例如270(T3300千卡/公斤的原煤添加該丸子后，燃燒值可提高到39001200千卡/公斤，熱效率提高了 26%以上，節省原煤約31%左右，含硫量由I. 0%降低到0. 7%以下。用于不合格的一類煙煤(2000千卡/公斤以下)，如煤中摻有大量的煤矸石或常年堆積的不能燃燒的廢煤，単獨燃燒則無法使用，但加入該丸子后，經合理配制可以實現充分的燃燒，井能提高1100千卡/公斤的產 能效果，實現廢物利用。2、本發明的燃煤增氧助燃爆破丸可與煤炭直接混合，使用方便，適用于エ業鍋爐、電站爐、蒸汽爐和窯爐等燃煤。3、經環保部門和節能監測中心檢測，使用本發明的燃煤增氧助燃爆破丸后脫硫率達88%，節標煤率12. 9%，提高鍋爐熱效率11. 2%，爐渣含碳量降低11. 4%，清焦、消煙、緩蝕達90%以上，起到節煤和減少污染物排放的綜合作用。4、本發明的燃煤增氧助燃爆破丸原料充足、制備エ藝簡單、價格低廉、性質穩定，對環境無污染，是ー種理想的煤炭助劑，具有明顯的社會和經濟效益。
圖I是本發明燃煤增氧助燃爆破丸的剖面示意圖；其中，I-外層包覆物，2-助燃小顆粒。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發明作進ー步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。實施例I一種燃煤增氧助燃爆破丸，由以下步驟制備得到(I)取25%硝酸鈣、10%硝酸鎂、5%硝酸鋇、1%硝酸鑭、15%硝酸鈉、20%氯酸鉀、10%ニ氧化錳、4%高錳酸鉀、5%蒙脫土與5%硅藻土混合均勻，通過小型制丸機擠壓成直徑為2cm的小顆粒；所述的百分比為占小顆粒原料總質量的百分比；(2)取高嶺土和聚丙烯酰胺按質量比9:1混合，加入水調勻，作為小顆粒的外層包覆物；所述水的用量是高嶺土和聚丙烯酰胺的質量和；(3)將小顆粒用外層包覆物包裹起來，外層包覆物的厚度約為2毫米，80°C下烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。所得到的燃煤增氧助燃爆破丸的結構和組成如圖I所示，外層為包覆物1，外層包覆物I包裹著的是小顆粒2。
將本實施例的燃煤增氧助燃爆破丸與劣質煤按質量比1:200混合后燃燒，脫硫率達88%，節標煤率12. 9%，提高鍋爐熱效率11. 2%，爐渣含碳量降低11. 4%，清焦、消煙、緩蝕達90%以上，起到節煤和減少污染物排放的綜合作用。實施例2一種燃煤增氧助燃爆破丸，由以下步驟制備得到(I)取20%硝酸鈣、10%硝酸鎂、5%硝酸鋇、1%硝酸鑭、20%硝酸鈉、20%氯酸鉀、10%ニ氧化錳、4%高錳酸鉀、5%蒙脫土與5%硅藻土混合均勻，通過小型制丸機擠壓成直徑為3cm的小顆粒；所述的百分比為占小顆粒原料總質量的百分比；(2)取高嶺土和聚丙烯酰胺按質量比8:1混合，加入水調勻，作為小顆粒的外層包覆物；所述水的用量是高嶺土和聚丙烯酰胺的質量和；(3)將小顆粒用外層包覆物包裹起來，外層包覆物的厚度約為2. 5毫米，80°C下烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。所得到的燃煤增氧助燃爆破丸的結構和組成如圖I所示，外層為包覆物1，外層包覆物I包裹著的是小顆粒2。將本實施例的燃煤增氧助燃爆破丸與劣質煤按質量比1:200混合后燃燒，脫硫率達86%，節標煤率11. 2%，提高鍋爐熱效率10. 9%，爐渣含碳量降低11. 1%，清焦、消煙、緩蝕達90%以上，起到節煤和減少污染物排放的綜合作用。實施例3一種燃煤增氧助燃爆破丸，由以下步驟制備得到(I)取15%硝酸鈣、10%硝酸鎂、10%硝酸鋇、3%的硝酸鈰、20%硝酸鈉、20%氯酸鉀、10%ニ氧化錳、4%高錳酸鉀、5%蒙脫土與3%硅藻土混合均勻，通過小型制丸機擠壓成直徑為
I.5cm的小顆粒；所述的百分比為占小顆粒原料總質量的百分比；(2)取高嶺土和聚丙烯酰胺按質量比9:1混合，加入水調勻，作為小顆粒的外層包覆物；所述水的用量是高嶺土和聚丙烯酰胺的質量和；(3)將小顆粒用外層包覆物包裹起來，外層包覆物的厚度約為I毫米，70°C下烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。所得到的燃煤增氧助燃爆破丸的結構和組成如圖I所示，外層為包覆物1，外層包覆物I包裹著的是小顆粒2。將本實施例的燃煤增氧助燃爆破丸與劣質煤按質量比1:300混合后燃燒，脫硫率達84%，節標煤率10. 4%，提高鍋爐熱效率10. 5%，爐渣含碳量降低10. 8%，清焦、消煙、緩蝕達88%以上，起到節煤和減少污染物排放的綜合作用。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。權利要求
1.一種燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于是由外層包覆物和助燃小顆粒構成，外層包覆物包裹著助燃小顆粒； 所述的外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質量比(1-50) : I組成； 所述的高分子聚合物為聚丙烯酰胺、聚こ烯醇或聚こ烯醇縮丁醛中的ー種； 所述的助燃小顆粒由以下質量百分比的成分組成 硝酸鈣:10 30% 硝酸鎂:5 20% 硝酸鋇rio% 稀土元素1、％ 硝酸鈉:0 25% 硝酸鉀:0 25% 氯酸鉀0 20% ニ氧化錳0 20% 高錳酸鉀(Tio% 蒙脫土 0 10% 娃藻土 0 10%。
2.根據權利要求I所述的燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于所述的外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質量比(8-9) : I組成。
3.根據權利要求I所述的燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于所述的稀土元素為氧化稀土或稀土的硝酸鹽。
4.根據權利要求I所述的燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于所述燃煤增氧助燃爆破丸的粒徑為3. 5-55mm，其中外層包覆物的厚度為0. 5_5mm。
5.權利要求1-4任一項所述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)取硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇、稀土元素、硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、ニ氧化錳、高錳酸鉀、蒙脫土與硅藻土混合均勻，擠壓成小顆粒，即助燃小顆粒； (2)取高嶺土與高分子聚合物混合，加入水調勻，作為外層包覆物； (3)將助燃小顆粒用外層包覆物包裹起來，烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。
6.根據權利要求5所述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述水的用量是高嶺土與高分子聚合物質量和的0. 2-2倍。
7.根據權利要求5所述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，其特征在于步驟(3)所述的烘干是在40-100°C下烘干。
8.權利要求1-4任一項所述的燃煤增氧助燃爆破丸在煤炭助燃中的應用。
9.根據權利要求8所述的燃煤增氧助燃爆破丸在煤炭助燃中的應用，其特征在于包括以下步驟在煤炭燃燒前，將燃煤增氧助燃爆破丸與煤炭按質量比I: (50-1000)混合，然后再進行燃燒。
全文摘要
本發明公開了一種燃煤增氧助燃爆破丸及其制備方法與應用，該燃煤增氧助燃爆破丸由外層包覆物和助燃小顆粒構成，外層包覆物包裹著助燃小顆粒；外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質量比(1-50):1組成；助燃小顆粒由硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇、稀土元素、硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、二氧化錳、高錳酸鉀、蒙脫土與硅藻土混合擠壓而成。本發明的燃煤增氧助燃爆破丸可與煤炭直接混合，使用方便，適用于工業鍋爐、電站爐、蒸汽爐和窯爐等燃煤。使用本發明的燃煤增氧助燃爆破丸后脫硫率達88%，節標煤率12.9%，提高鍋爐熱效率11.2%，爐渣含碳量降低11.4%，清焦、消煙、緩蝕達90%以上，起到節煤和減少污染物排放的綜合作用。
文檔編號C10L9/10GK102643704SQ201210148638
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者潘偉強, 陳超云 申請人:清遠市衛爾信化工建材有限公司