節能固硫清潔燃煤及其制備方法

節能固硫清潔燃煤及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種節能固硫清潔燃煤，通過提高燃燒效率和熱傳導效率而節能的清能夠潔燃煤產品，其由植物油、生石灰粉、氯化鈉、氯化鉀、高氯酸鉀、高錳酸鉀、三氧化二鋁、氧化鐵、二氧化錳、碳酸鈉等原料，同時還公開其制備方法，其通過稱重、研磨過篩、混合溶解、穩定罐裝等工藝步驟實現成品添加劑后，與普通煤炭混合而成。其原料價格低廉，制備方法簡便、安全、成本低，具有很好的經濟效益和環保效益。
【專利說明】節能固硫清潔燃煤及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及發電和供熱【技術領域】，特別是涉及一種節能固硫清潔燃煤及其制備方 法。

【背景技術】
[0002] 能源是人類賴以生存的基礎。雖然隨著科技的變革，世界能源結構發生著變化，出 現天然氣、太陽能、風能、水能、核能等重要替代能源。但因替代能源規模有限，而煤炭儲量 巨大，在今后相當長的時間內，煤炭仍將是人類生產生活中的主導能源。
[0003] 現實的問題是，燃煤鍋爐能耗大、效率低且產生嚴重的空氣污染。目前，隨著節能 環保已經成為國家"十二五"經濟社會發展的重要目標，提高燃煤品質，以實現煤炭的高效、 環保利用，是煤炭行業的重點。
[0004] 提高燃煤節能效果無非三種方法，一是改變燃煤鍋爐燃燒方式，比如采用目前比 較先進的流化床鍋爐或者改進的各種燃燒器；二是降低煤粉的粒度；三是研宄開發含有特 殊添加劑的清潔燃煤。前兩種方法需要引進新的燃燒設備或改造煤炭制粉系統，經濟成本 高，且對不同煤種適應性差。而通過在煤炭中加入少量添加劑制成新型燃煤，是更理想的辦 法。此類新型燃煤既可提高燃燒效率，實現節能，又可減少煙氣污染的排放，實現環保，具有 十分重要的現實意義。
[0005] 雖然有報道已經開發出一些促進煤炭燃燒、清焦、固硫等的新型煤炭，在節能、環 保方面取得了一些成果。但是，這些新型煤炭經濟成本高，也沒有很好兼顧清焦、固硫等環 保作用，因此缺乏現實意義，所以就需要一種成本低效果好的節能固硫清潔燃煤。


【發明內容】

[0006] 本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供節能固硫清潔燃煤及其 制備方法。
[0007] 為實現本發明的目的所采用的技術方案是：
[0008] -種節能固硫清潔燃煤，由以下組份制成：
[0009] 普通碳煤；
[0010] 植物油，與普通碳煤質量比為1?7:100 ;
[0011] 生石灰粉，與普通碳煤質量比為6?9:100 ;
[0012] 助劑，與普通碳煤質量比為0.8?1.2:100，
[0013] 其中，所述的助劑由以下組份制成，
[0014] 氯化鈉 14?20質量份數；
[0015] 氯化鉀 6?10質量份數；
[0016] 高氯酸鉀 9?15質量份數；
[0017] 高錳酸鉀 3?10質量份數；
[0018] 三氧化二鋁3?4質量份數；
[0019] 氧化鐵 3?6質量份數；
[0020] 二氧化錳 35?50質量份數；
[0021] 碳酸鈉 14?20質量份數。
[0022] 所述的植物油為豆油、亞麻油、蓖麻油或菜子油的一種或幾種。
[0023] -種節能固硫清潔燃煤的制備方法，包括以下步驟，
[0024] a、助劑的制備：
[0025] 1)稱取助劑的原料并將其研磨；
[0026] 2)按順序將氯化鈉、氯化鉀、二氧化錳、三氧化二鋁、氧化鐵、碳酸鈉投入攪拌機 內，然后按投入原料總量與純凈水比例為1:8 -12，加入5 0 °C - 6 0 °C的純凈水并攪拌，時間 10-20分鐘；
[0027] 3)再次加入步驟2)中條件的純凈水，然后將高氯酸鉀、高錳酸鉀投入攪拌機，繼 續攪拌，時間10-20分鐘；
[0028] 4)將步驟3)中產品送至低壓反應爸，加溫至70 °C -75攝氏度，加壓至 0. 1-0. 15MPa，攪拌20分鐘，停止加壓，繼續攪拌降至常溫，停留24小時后制得助劑；
[0029] b、混合步驟：
[0030] 稱取預定量助劑，用20?30倍助劑質量的水稀釋，將漿料噴入普通碳煤，然后加 入植物油、生石灰粉均勻混合制成清潔燃煤產品。
[0031] 步驟a的步驟1)中將各原料研磨至200或以下。
[0032] 本發明將普通煤炭按照專業程序噴灑助劑、混合添加劑制成本清潔燃煤，有效成 分能夠迅速滲透到煤粒內部。其中的氧化劑成分如高錳酸鉀因熱分解放出的活性氧加快著 火初期的火焰傳播速度，并提供燃燒段所需的活性氧，促使煤炭在燃燒過程中釋放的揮發 份和碳粒充分燃燒，提高了煤粉的燃燒率。膨松劑成分如碳酸鈉在爐膛高溫區的燃煤中受 熱"微爆"，攪動煤層內氣流，使碳粒的表面灰燼或CO脫離而充分燃燒。同時其中的催化劑 成分，如二氧化錳能夠降低燃煤燃燒反應的活化能，降低著火溫度，改善煤的燃燒特性，并 與氧化劑成分一起進一步提高燃燒效率。
[0033] 同時清潔燃煤中的有效成分在固硫反應中起促進作用，降低固硫反應的活化能， 使反應更容易進行，并加快CaS03的氧化反應，同時通過提高CaS04的分解溫度和覆蓋、包 裹CaS04晶體表面，抑制CaS04的分解，提尚了固硫效果。
[0034] 同時，清潔燃煤中的有效成分通過分解和分散鍋爐系統內的煙塵積垢以及焦狀 物，起到清潔清焦的目的，從而提高了鍋爐的熱傳遞效率，延長使用壽命，降低維修費用。由 此，本清潔燃煤最終可達到節能、固硫降塵、節約運行成本的作用。
[0035] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0036] 節能方面的特點
[0037] 1、本清潔燃煤使煤炭充分燃燒，提高燃燒效率，達到節煤節能的效果
[0038] 清潔燃煤中所含的有效成分可迅速滲透到煤粒內部，在爐膛高溫區的燃煤顆粒中 受熱"微爆"，攪動煤層內氣流，使碳粒的表面灰燼或CO脫離而充分燃燒。同時其中的催化 劑能夠降低燃煤燃燒反應的活化能，降低著火溫度，改善煤的燃燒特性，并與氧化劑一起進 一步提高燃燒效率。
[0039] 2、能夠清除鍋爐系統的結焦，提高熱傳遞速度和效率，鍋爐運行效率得到改善鍋 爐因長時間燃燒會在內壁形成結焦，清潔燃煤中的分解、分散劑可使結焦在一定時間內分 解、脫落，由此減少熱傳遞阻力，提高熱傳遞效率，起到節能的作用。
[0040] 3、降低運行成本
[0041] 本清潔燃煤在清焦的同時減少了結焦體的腐蝕，提高了鍋爐使用壽命。同時改善 了燃燼層的形態，較少爐排運行強度，降低了運行成本，本發明的節能固硫清潔燃煤可實現 綜合節能3%?7%，起到很好的節能效果。
[0042] 環保方面的特點
[0043] 1、提高低熱值燃煤的實用價值，合理利用資源，實現環保
[0044] 標準煤亦稱煤當量，是國家統一的熱值標準。國內規定每千克標準煤的熱值為 7000千卡，但一般煤炭達到每千克4500千卡以上即可作為燃煤。可是電廠燃煤要求較高， 需要達到每千克5300千卡以上，由此，因熱值指標這一項限制了很多燃煤作為電廠燃煤的 資格。本清潔燃煤的制備，根據添加劑的配比可適用多個煤種，特別針對低熱值燃煤，能夠 制備成高熱值燃煤，使之燃燒充分，同時減少煙氣污染，合理利用了低熱值的燃煤資源，起 到環保的作用。
[0045] 2、減少二氧化硫（S02)的排放
[0046] 硫氧化物是空氣污染的主要元兇之一，二氧化硫是硫氧化物的主要成分，是一種 有害的酸性氣體，火藥氣味，刺鼻，腐蝕性很強，沉降后可對大面積的農田、河流、植被、建 筑、動物等產生破壞，是環境保護法中嚴格控制的指標之一。
[0047] 燃煤中含有0.25%?4. 8%不等的硫元素，在燃燒過程中會反應形成二氧化硫。 本清潔燃煤可在燃燒過程中將硫元素反應生成CaS04,固定在煤灰中，達到固硫的目的，本 發明的節能固硫清潔燃煤可降低40%以上二氧化硫的排放。
[0048] 3、減少煙塵的排放
[0049] 煙塵是煙氣中的小顆粒物，成為"總懸浮顆粒物"，其中顆粒粒徑小于2. 5微米的 煙塵就是人們認識最深刻的PM2. 5,是造成當前霧霾天氣，嚴重影響人體健康的罪魁禍首之 一。本清潔燃煤能夠充分燃燒，減少積碳，抑制無機煙塵隨煙道飛出，減少煙塵的排放量，同 時降低林格曼黑度。直觀的感受是煙氣變白。本發明的節能固硫清潔燃煤降低煙塵排放量 30%以上，林格曼黑度降低1級以上。

【具體實施方式】
[0050] 以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體 實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0051] 第一實施例
[0052] 該實施例的節能固硫清潔燃煤適用于低熱值煤炭的改良，其由以下配比組 成：5000Kg植物油，如豆油、亞麻油、蓖麻油或菜子油的一種或幾種，8000Kg生石灰粉， 1034Kg助劑，lOOOOOKg普通煤炭。即，植物油、生石灰粉、助劑與普通煤炭的使用比例為： 5:8:1. 034 :100,生石灰粉和普通煤炭均為市購原料。
[0053] 助劑的制備：
[0054] ①按照氯化鈉14Kg，氯化鉀7Kg，三氧化二鋁3. 5Kg，氧化鐵3. 5Kg，二氧化錳35Kg， 碳酸鈉14Kg，將不同原料稱重，
[0055] ②將原材料分別研磨過200目篩至合格，
[0056] ③進行溶解混合
[0057] a、加入60°C、770Kg純凈水，按順序將氯化鈉、氯化鉀、二氧化錳、三氧化二鋁、氧 化鐵、碳酸鈉投入攪拌機，攪拌，混合時間15分鐘；
[0058] b、再添加60°C、170Kg純凈水，將12Kg高氯酸鉀、5Kg高錳酸鉀投入攪拌機，攪拌， 混合時間15分鐘。
[0059] ④將步驟3中得到的物料輸送至低壓反應釜，加溫至70°C，加壓至0. 12MPa，攪拌 20分鐘，停止加壓，繼續攪拌降至常溫。停留24小時后罐裝。
[0060] 用助劑與水為1 :20質量比例進行稀釋，然后將漿料噴入普通碳煤，按照植物油、 生石灰粉、助劑與煤炭的使用比例為5:8:1. 034 :100進行混合，得到清潔燃煤。
[0061] 第二實施例
[0062] 本實施例的節能固硫清潔燃煤，適用于電廠規格燃煤，其由以下配比組成：lOOOKg 植物油，6000Kg生石灰粉，800Kg助劑，lOOOOOKg普通煤炭，植物油、生石灰粉、助劑與燃煤 的使用比例為：1:6:0. 8 :100。
[0063] 助劑的制備：
[0064] ①按照氯化鈉14Kg，氯化鉀6Kg，三氧化二錯4Kg，氧化鐵6Kg，二氧化猛35Kg，碳酸 鈉14Kg，將不同原料稱重；
[0065] ②將原材料研磨過200目篩至合格；
[0066] ③進行溶解混合
[0067] a、加入60°C、790Kg純凈水，按順序將氯化鈉、氯化鉀、二氧化錳、三氧化二鋁、氧 化鐵、碳酸鈉投入攪拌機，攪拌，混合時間15分鐘；
[0068] b、再添加60°C、120Kg純凈水，將9Kg高氯酸鉀、3Kg高錳酸鉀投入攪拌機，攪拌，混 合時間15分鐘。
[0069] ④用專用泵輸送至低壓反應釜，加溫至70°C，加壓至0. 15MPa，攪拌20分鐘，停止 加壓，繼續攪拌降至常溫。停留24小時后罐裝。
[0070] 用助劑與水為1 :20質量比例進行稀釋，然后將漿料噴入普通碳煤，按植物油、生 石灰粉、助劑與煤炭的使用比例為1:6:0. 8 :100進行混合，得到清潔燃煤。
[0071] 第三實施例
[0072] 本實施例的節能固硫清潔燃煤，適用于電廠規格燃煤，其由以下配比組成：3000Kg 植物油，8000Kg生石灰粉，1200Kg助劑，lOOOOOKg普通煤炭。
[0073] 助劑的制備：
[0074] ①按照氯化鈉20Kg，氯化鉀10Kg，三氧化二鋁3Kg，氧化鐵3Kg，二氧化錳50Kg，碳 酸鈉20Kg，將不同原料稱重；
[0075] ②將原材料研磨過200目篩至合格；
[0076] ③進行溶解混合
[0077] a、加入60°C、790Kg純凈水，按順序將氯化鈉、氯化鉀、二氧化錳、三氧化二鋁、氧 化鐵、碳酸鈉投入攪拌機，攪拌，混合時間15分鐘；
[0078] b、再添加60°C、120Kg純凈水，將15Kg高氯酸鉀、10Kg高錳酸鉀投入攪拌機，攪拌， 混合時間15分鐘。
[0079] ④用專用泵輸送至低壓反應釜，加溫至70°C，加壓至0. IMPa，攪拌20分鐘，停止加 壓，繼續攪拌降至常溫，停留24小時后罐裝。
[0080] 用助劑與水為1 :25質量比例進行稀釋，然后將漿料噴入普通碳煤，將植物油、生 石灰粉、助劑進行專業程序混合，得到清潔燃煤。
[0081] 第四實施例
[0082] 本實施例的節能固硫清潔燃煤，適用于電廠規格燃煤，其由以下配比組成：7000Kg 植物油，9000Kg生石灰粉，lOOOKg助劑，lOOOOOKg普通煤炭，植物油、生石灰粉、助劑與燃煤 的使用比例為：7:9:1 :100。
[0083] 助劑的制備：
[0084] ①按照氯化鈉14Kg，氯化鉀6Kg，三氧化二錯4Kg，氧化鐵6Kg，二氧化猛35Kg，碳酸 鈉14Kg，將不同原料稱重；
[0085] ②將原材料研磨過200目篩至合格；
[0086] ③進行溶解混合
[0087] a、加入60°C、790Kg純凈水，按順序將氯化鈉、氯化鉀、二氧化錳、三氧化二鋁、氧 化鐵、碳酸鈉投入攪拌機，攪拌，混合時間15分鐘；
[0088] b、再添加60°C、120Kg純凈水，將9Kg高氯酸鉀、3Kg高錳酸鉀投入攪拌機，攪拌，混 合時間15分鐘。
[0089] ④用專用泵輸送至低壓反應釜，加溫至70°C，加壓至0. 15MPa，攪拌20分鐘，停止 加壓，繼續攪拌降至常溫。停留24小時后罐裝。
[0090] 用助劑與水為1 :20質量比例進行稀釋，然后將漿料噴入普通碳煤，按植物油、生 石灰粉、助劑與煤炭的使用比例為1:6:0. 8 :100進行混合，得到清潔燃煤。
[0091] 本發明不需要改造或引進新的燃煤設備，具有節能、環保、經濟多重特點的清潔燃 煤及其制備方法，特別針對低熱值燃煤的規模化清潔化使用，具有顯著效果。
[0092] 本發明的節能固硫清潔燃煤通過提高燃燒效率和熱傳導效率而節能的清潔燃煤 產品，具有節能、固硫、降塵、清焦等優良效果，可降低運行成本，達到節能、環保、經濟的作 用，是通過在普通煤炭的基礎上添加藥劑實現的本發明制備的清潔燃煤由普通煤炭和添加 劑均勻混合而成，煤炭中包含多種組份，安全穩定性高，是具有節能、環保、經濟等特點的創 新型燃煤。產品有多個種類，適用不同類型煤種來源和不同燃煤鍋爐，平均可降低煙塵顆粒 物、二氧化硫等有害物質的排放量大于等于40 %，能夠清灰除焦60 %，明顯降低林格曼黑 度，同時實現綜合節能3%?7%。
[0093] 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對于本【技術領域】的普通技 術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾 也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種節能固硫清潔燃煤，其特征在于，由以下組份制成： 普通碳煤； 植物油，與普通碳煤質量比為1?7:100 生石灰粉，與普通碳煤質量比為6?9:100 ; 助劑，與普通碳煤質量比為0.8?1.2:100 ; 其中，所述的助劑由以下組份制成， 氯化鈉 14~20質量份數； 氯化鉀 6 ~ 10質量份數； 高氯酸鉀 9 ~ 15質量份數； 高錳酸鉀 3 ~ 10質量份數； 三氧化二銘 3 ~ 4質量份數； 氧化鐵 3 ~ 6質量份數； 二氧化錳 35 ~ 50質量份數； 碳酸鈉 14 ~ 20質量份數。
2. 如權利要求1所述的節能固硫清潔燃煤，其特征在于，所述的植物油為豆油、亞麻 油、蓖麻油或菜子油的一種或幾種。
3. -種如權利要求1所述的節能固硫清潔燃煤的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟， a、 助劑的制備： 1) 稱取助劑的原料并將其研磨； 2) 按順序將氯化鈉、氯化鉀、二氧化錳、三氧化二鋁、氧化鐵、碳酸鈉投入攪拌機內，然 后按投入原料總量與純凈水比例為1:8-12,加入50°C_60°C的純凈水并攪拌，時間10-20分 鐘； 3) 再加入步驟2)中條件的純凈水，然后將高氯酸鉀、高錳酸鉀投入攪拌機，繼續攪拌， 時間10-20分鐘； 4) 將步驟3)中產品送至低壓反應釜，加溫至70°C-75攝氏度，加壓至0. 1-0. 15MPa，攪 拌20分鐘，停止加壓，繼續攪拌降至常溫，停留24小時后制得助劑； b、 混合步驟： 稱取預定量助劑，用20?30倍助劑質量的水稀釋，將漿料噴入普通碳煤，然后加入植 物油、生石灰粉均勻混合制成清潔燃煤產品。
4. 如權利要求3所述的節能固硫清潔燃煤的制備方法，其特征在于，步驟a的步驟1) 中將各原料研磨至200或以下。
【文檔編號】C10L9/10GK104479789SQ201410655151
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】馬洪軍 申請人:天津天成通昊煤炭貿易有限公司