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CN104927969A - 一种纳米复合环保节煤剂 - Google Patents

一种纳米复合环保节煤剂 Download PDF

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徐再
徐凯
赵维达
赵云龙
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Abstract

本发明涉及燃煤添加剂领域，尤其是一种纳米复合环保节煤剂；所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂5-15份、助燃剂6-18份、渗透剂40-50份、膨松剂10-20份、洁净剂5-10份、固硫剂2-8份；本发明的纳米复合节煤剂能加快煤燃烧中产生的CO和SO发生放热反应，反应中生成的硫经燃烧变成SO2和极少部分SO3，最后被节煤剂中吸附力极强的吸附剂活性炭固定并生成熔点较高的炉渣，一般情况下固硫在900℃以上高温区时又重新释放，而本发明的节煤剂所产生的催化还原作用，即使在1300℃以上固硫也会减缓重新释放的速度，脱硫效率可达62％。

Description

一种纳米复合环保节煤剂
技术领域
本发明涉及燃煤添加剂领域，尤其是一种纳米复合环保节煤剂。
背景技术
煤炭是我国主要的能源和化工原料之一，是现代工业中应用最普遍的能源原料；电厂、工业锅炉和商业锅炉高度集中的城市及周边地区，由于燃煤的活路热效率低，燃烧设备不能将供给它的煤炭完全燃烧，不充分燃烧的煤炭带着硫、硝等有害物质随着烟尘排出，黑烟与废渣产生环境污染的同时，造成了能量的损失，同时由于煤炭燃烧不充分，炉内会积聚大量灰垢，严重时，锅炉喷燃口被堵塞，掉焦卡在冷灰斗部分，引起积灰，结焦最为严重时，锅炉被迫停运，给生产和生活带来不便。同时，煤在燃烧过程中产生二氧化硫和少部分的三氧化硫排放到大气中，严重污染大气环境。
为大力开展清洁生产，减少污染物排放，目前，一般采用对燃煤锅炉安装烟气脱硫装置，虽然给燃煤锅炉安装这种脱硫装置对脱硫有些作用，但是需要改变现有的燃煤工艺和设备，并且脱硫效果不是很明显，对锅炉燃煤的燃烧也起不到助燃作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种脱硫效率高、促进煤炭充分燃烧的纳米复合环保节煤剂。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种纳米复合环保节煤剂，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂5-15份、助燃剂6-18份、渗透剂40-50份、膨松剂10-20份、洁净剂5-10份、固硫剂2-8份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的混合物，其质量比为1:1:1.2-1.8:2-3:1-2:1；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2-3:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2-3:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1:1.2-1.8；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
进一步的，所述有机钙基固硫剂选用醋酸钙镁固硫剂。
进一步的，所述复合催化剂中还含有纳米级二氧化钛粉末。
更进一步的，所述纳米级二氧化钛粉末与氯化镁的质量比为0.02-0.08:1。
更进一步的，所述纳米级二氧化钛粉末与氯化镁的质量比为0.05:1。
进一步的，所述复合催化剂中氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的质量比为1:1:1.5:2.5:1.5:1。
进一步的，所述助燃剂中高锰酸钾和硝酸钾的质量比为2.5:1。
进一步的，所述渗透剂中水、甲醇、乙醇和吐温的体积比为2.5:1:1:0.8。
进一步的，所述聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1：1.5。
进一步的，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂10份、助燃剂12份、渗透剂45份、膨松剂15份、洁净剂8份、固硫剂5份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的混合物，其质量比为1:1:1.5:2.5:1.5:1；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2.5:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2.5:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1：1.5；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明的纳米复合节煤剂能加快煤燃烧中产生的CO和SO发生放热反应，反应中生成的硫经燃烧变成SO2和极少部分SO3，最后被节煤剂中吸附力极强的吸附剂活性炭固定并生成熔点较高的炉渣，一般情况下固硫在900℃以上高温区时又重新释放，而本发明的节煤剂所产生的催化还原作用，即使在1300℃以上固硫也会减缓重新释放的速度，脱硫效率可达64.7％。
2、本发明的纳米复合节煤剂中的某些成分在高温下分解、气化和产生微爆，搅动煤层和煤层中的气体，使板结的煤层疏松，通气性改善，使氧气在煤层中分布均匀，供应充足，它易于使煤分散，表面活性增大，以利于煤的充分燃烧，还在一定程度上增加热传导，降低煤的热熔度，并通过化学反应疏松煤层，促进被包裹的煤粒充分燃烧，减少炉渣、飞灰含碳量。
3、本发明的纳米复合环保节煤剂，成分配比合理，原料简单易得，成本低，制作工艺简单，易于实现产业化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种纳米复合环保节煤剂，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂5份、助燃剂6份、渗透剂40份、膨松剂10份、洁净剂5份、固硫剂2份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的混合物，其质量比为1:1:1.2:2:1:1；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1:1.2；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
优选的，所述有机钙基固硫剂选用醋酸钙镁固硫剂。
实施例2
一种纳米复合环保节煤剂，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂8份、助燃剂8份、渗透剂42份、膨松剂12份、洁净剂6份、固硫剂3份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰、氯化镁和纳米级二氧化钛粉末混合物，其质量比为1:1:1.4:2.2:1.2:1:0.02；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2.2:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2.2:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1:1.4；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
优选的，所述有机钙基固硫剂选用醋酸钙镁固硫剂。
实施例3
一种纳米复合环保节煤剂，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂10份、助燃剂12份、渗透剂45份、膨松剂15份、洁净剂8份、固硫剂5份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰、氯化镁和纳米级二氧化钛粉末的混合物，其质量比为1:1:1.5:2.5:1.5:1:0.05；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2.5:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2.5:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1：1.5；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
优选的，所述有机钙基固硫剂选用醋酸钙镁固硫剂。
实施例4
一种纳米复合环保节煤剂，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂12份、助燃剂15份、渗透剂48份、膨松剂18份、洁净剂8份、固硫剂6份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的混合物，其质量比为1:1:1.6:2.8:1.8:1；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2.8:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2.8:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1:1.6；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
优选的，所述有机钙基固硫剂选用醋酸钙镁固硫剂。
实施例5
一种纳米复合环保节煤剂，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂15份、助燃剂18份、渗透剂50份、膨松剂20份、洁净剂10份、固硫剂8份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰、氯化镁和和纳米级二氧化钛粉末的混合物，其质量比为1:1:1.8:3:2:1:0.08；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为3:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为3:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1:1.2-1.8；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
优选的，所述有机钙基固硫剂选用醋酸钙镁固硫剂。
实验：
实施例1-5的制备工艺为：按上述原料组成称取可原料后混合，然后将混合均匀的原料粉碎至粒度为80-10目的粉末，最后将粉末放入搅拌器中搅拌均匀，经检验合格后包装成成品。
将本发明的纳米复合节煤剂应用于某电厂锅炉，然后经过环境监测站，对本发明的脱硫效率进行测试，测试结果见表1。
表1为本发明的节煤剂的脱硫效率
上述实验数据表明，实施例3为优选实施例。
本发明电厂锅炉用纳米复合节煤剂的技术指标为：
1、降低SO2排放量50％～70％；
2、降低NOx排放量20％～43％；
3、提高锅炉炉膛温度100℃～300℃左右；
4、提高锅炉热效率5％～12％，节煤5％～12％；
5、明显降低排烟温度，清灰除焦95％以上；
6、降低粉尘排放浓度40％～60％，有效降低大气中PM2.5的浓度60％以上。
本发明的纳米复合节煤剂的使用方法为：对60吨以上的民用和电厂粉煤炉，添加量为原煤重量的4‰左右，连续投放，初次投放量的持续时间为10天，以后可按3‰的剂量正常投放，如果锅炉运行工况及煤质良好，可减少投放剂量。
尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所做的任何改动都将落入本发明的权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于，所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂5-15份、助燃剂6-18份、渗透剂40-50份、膨松剂10-20份、洁净剂5-10份、固硫剂2-8份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的混合物，其质量比为1:1:1.2-1.8:2-3:1-2:1；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2-3:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2-3:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1:1.2-1.8；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
2.根据权利要求1所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述有机钙基固硫剂选用醋酸钙镁固硫剂。
3.根据权利要求1所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述复合催化剂中还含有纳米级二氧化钛粉末。
4.根据权利要求3所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述纳米级二氧化钛粉末与氯化镁的质量比为0.02-0.08:1。
5.根据权利要求4所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述纳米级二氧化钛粉末与氯化镁的质量比为0.05:1。
6.根据权利要求1所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述复合催化剂中氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的质量比为1:1:1.5:2.5:1.5:1。
7.根据权利要求1所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述助燃剂中高锰酸钾和硝酸钾的质量比为2.5:1。
8.根据权利要求1所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述渗透剂中水、甲醇、乙醇和吐温的体积比为2.5:1:1:0.8。
9.根据权利要求1所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1：1.5。
10.根据权利要求1所述的一种纳米复合环保节煤剂，其特征在于：所述节煤剂的质量份组成如下：复合催化剂10份、助燃剂12份、渗透剂45份、膨松剂15份、洁净剂8份、固硫剂5份；
所述复合催化剂选用氯化铁、三氧化二铁、碳酸钾、铝土、二氧化锰和氯化镁的混合物，其质量比为1:1:1.5:2.5:1.5:1；
所述助燃剂选用高锰酸钾和硝酸钾的混合物，其质量比为2.5:1；
所述渗透剂选用水、甲醇、乙醇和吐温的混合物，其体积比为2.5:1:1:0.8；
所述膨松剂选用工业食盐；
所述洁净剂选用聚氧乙烯和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其质量比为1：1.5；
所述固硫剂选用有机钙基固硫剂。
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