CN108034475B - 油溶性燃煤清灰剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油溶性燃煤清灰剂及其制备方法。一种油溶性燃煤清灰剂按质量份数计，包括：油溶性纳米氧化镁10份～50份；油溶性纳米氧化铜10份～40份；分散稳定剂1份～5份及稀释剂0份～20份。上述油溶性燃煤清灰剂及其制备方法得到液体产品，能够与煤粉充分混合，相比于固体清灰剂，混合更均匀，提高了使用效果。

Description

油溶性燃煤清灰剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及燃煤清灰剂技术领域，特别是涉及油溶性燃煤清灰剂及其制备方法。

背景技术

据统计，我国现有各类工业锅炉数万台，锅炉用煤量占全国总用煤量的1/3以上。由于煤炭中含有硫及矿物质等杂质，在燃烧过程中会在炉壁上形成大量坚硬的结渣。结渣具有比金属壁大得多的热阻，因而降低了传热效果，增加了锅炉排烟损失，带走大量热量，使锅炉效率降低且增加了通风电耗。同时，由于具有局部性，结渣会影响到受热面内部汽水正常工作。此外，还会堵塞烟气通道及炉膛排渣口，甚至使汽水管过热爆管，破坏设备连续运行；加剧金属腐蚀，大的渣块掉下则可能砸坏冷灰斗。为清除结渣有时不得不停炉，导致一些锅炉长期在低负荷下运行。此外，在形成结渣的同时，还大量排放烟尘、CO和S、N的酸性氧化物，是造成雾霾天气的主要原因之一。因此，结渣严重影响锅炉的可用率及安全性，并带来巨大的经济损失和环境危害。

目前国内外多使用固体清灰剂解决煤电厂普遍存在的燃煤结渣问题。20世纪30年代，人们开始用化学添加剂清除锅炉受热面上的积灰。60年代，以铜为主要成分的添加剂开始用于解决炉膛结垢，并在一些国家获得应用。1973年世界石油危机后，燃煤清灰剂的研发得到了长足发展。美国德鲁化学公司于70年代中期研制出选用多种化学试剂复配而成的多功能锅炉清灰剂，并迅速投入市场，备受欢迎。我国从20世纪80年代开始，先后有辽宁省化工研究所、海军舰船研究所等近10家科研院所进行了燃煤清灰剂的研究工作。

国内燃煤锅炉清灰剂根据作用机理、组成可分为还原型清灰剂和氧化型清灰剂两大类。还原型清灰剂主要成分为铵盐、碱金属盐、铜盐及无机添加物，而氧化型清灰剂主要成分为碱金属硝酸盐、氯化钠、氧化锌及无机添加物。两者都具有一定的防结渣、腐蚀效果，但也存在一个严重的问题，即这两类产品均为固体，很难与煤粉充分混合，影响了清灰效果，且固体清灰剂添加量大、成本高。

发明内容

基于此，有必要针对目前清灰剂清灰效率低、添加量大及成本高的问题，提供一种油溶性燃煤清灰剂及其制备方法。

一种油溶性燃煤清灰剂，按质量份数计，包括：

在其中一个实施方式中，所述分散稳定剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、硬脂酰胺和油酸酰胺中的至少一种；

及/或，所述稀释剂为C1～C4的直链或带支链的一元醇及C2～C4的直链或带支链的多元醇中的至少一种。

在其中一个实施方式中，按质量份数计，所述油溶性燃煤清灰剂还包括不超过5份的疏松剂；所述疏松剂选自亚硝酸铵、脲、油酸甲酯、油酸乙酯、硬脂酸单甘油酯、月桂酸丁酯和月桂酸丙酯中的至少一种；

及/或，按质量份数计，所述油溶性燃煤清灰剂还包括不超过10份的助燃清焦剂；所述助燃清焦剂选自二茂铁、乙酰基二茂铁、有机羧酸及有机羧酸金属盐中的至少一种；

其中，所述有机羧酸及所述有机羧酸金属盐中的有机羧酸选自柠檬酸、草酸、醋酸、乳酸、苹果酸、异辛酸、己二酸中的至少一种；

所述有机羧酸金属盐中的金属选自锌、钙、铁、锰中的至少一种。

在其中一个实施方式中，按质量份数计，包括：

在其中一个实施方式中，所述油溶性纳米氧化镁通过以下制备方法制备得到：

按质量份数计，将含镁化合物10份～27份、大分子有机酸2份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂50份～75份及水1份～18份搅拌均匀，升温至160℃～230℃后保温反应1h～3h；然后继续升温至260℃～330℃后保温反应1h～5h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁；所述大分子有机酸选自碳链长度为C8～C20的有机羧酸、长链磺酸、烷基苯磺酸和环烷酸中的至少一种，所述小分子有机酸选自乙酸、丙酸、丁酸和草酸中的至少一种。

在其中一个实施方式中，所述含镁化合物选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁和乙酸镁中的至少一种；

及/或，所述有机溶剂选自重芳烃、烯烃低聚物、矿物油和合成油中的至少一种。

在其中一个实施方式中，所述油溶性纳米氧化铜通过以下制备方法制备得到：

按质量份数计，将含铜化合物8份～20份、大分子有机酸1份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂20份～50份及水1份～10份搅拌均匀，逐渐升温至200℃～250℃保温反应4h～12h，浓缩，然后加入0.1份～0.5份的金属减活剂，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜；所述大分子有机酸选自碳链长度为C8～C20的有机羧酸、长链磺酸、烷基苯磺酸和环烷酸中的至少一种，所述小分子有机酸选自乙酸、丙酸、丁酸和草酸中的至少一种。

在其中一个实施方式中，所述含铜化合物选自氧化铜、碳酸铜、氢氧化铜和乙酸铜中的至少一种。

在其中一个实施方式中，所述金属减活剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和2-巯基苯并噻唑中的至少一种；

及/或，所述有机溶剂选自混四甲苯、重芳烃和矿物油中的至少一种。

上述的油溶性燃煤清灰剂的制备方法，包括以下步骤：将各组分原料混合均匀得到所述油溶性燃煤清灰剂。

上述油溶性燃煤清灰剂包括油溶性纳米氧化镁、油溶性纳米氧化铜、分散稳定剂及稀释剂，制备得到的油溶性燃煤清灰剂为液体产品，能够与煤粉充分混合，相比于固体清灰剂，混合更均匀，提高了使用效果。产品中油溶性纳米氧化镁组分能够与煤粉燃烧产生的低熔点杂质金属氧化物结合以提高结渣熔点，降低结渣与金属表面的黏合力，并减轻结渣对设备的熔蚀；油溶性纳米氧化铜能够分解成铜和氧气，铜覆盖在金属设备表面起到保护作用，原位生成的氧气活性高，能够促进煤粉充分燃烧，并使得结渣蓬松更易于脱落。同时，相较固体清灰剂，纳米级的氧化镁和氧化铜比表面积大，能与煤粉中的杂质金属、硫、氮等元素接触充分，反应更彻底，清灰效率更高；而分散稳定剂的加入有助于清灰剂保持稳定，延长保质期，提高清灰剂的有效浓度，降低运输和使用成本。

附图说明

图1为一实施方式的油溶性燃煤清灰剂的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式及附图对油溶性燃煤清灰剂及其制备方法做进一步的详细说明。

一实施方式的油溶性燃煤清灰剂，按质量份数计，包括：

在其中一个实施方式中，油溶性纳米氧化镁通过以下制备方法制备得到：

按质量份数计，将含镁化合物10份～27份、大分子有机酸2份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂50份～75份及水1份～18份搅拌均匀；升温至160℃～230℃后保温反应1h～3h，在这个步骤中，大分子有机酸、小分子有机酸、水和含镁化合物充分反应，形成浆糊状混合物；

然后继续升温至260℃～330℃后保温1h～5h，在这个步骤中，镁化合物在有机酸的存在下发生热解，并形成表面改性的纳米氧化镁；再经过减压蒸馏得到高浓度油溶性纳米氧化镁。

在其中一个实施方式中，含镁化合物选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁和乙酸镁中的至少一种。

在其中一个实施方式中，大分子有机酸选自碳链长度为C8～C20的有机羧酸、长链磺酸、烷基苯磺酸和环烷酸中的至少一种。

在其中一个实施方式中，小分子有机酸选自乙酸、丙酸、丁酸和草酸中的至少一种。

在其中一个实施方式中，有机溶剂为高沸点的惰性溶剂。优选的，有机溶剂选自重芳烃、烯烃低聚物、矿物油和合成油中的至少一种。

通过上述方法制备得到的油溶性纳米氧化镁为棕色或棕褐色半透明流体，其中镁的含量可达30％～40％，氧化镁的颗粒粒径达50nm～200nm，粘度为35cst～150cst。上述高浓度油溶性纳米氧化镁与清灰剂产品中其他组分互溶性非常好，能均匀分散并可长期保存。

在其中一个实施方式中，按质量份数计，油溶性纳米氧化镁的用量为20份～45份。

上述油溶性燃煤清灰剂中的氧化镁可与低熔点的杂质金属氧化物形成高熔点多金属复合氧化物，使其到达管壁时仍保持固体颗粒状态而不粘附或轻微粘附在管壁形成易脱落的结渣，降低了煤炉的结渣和对设备的熔蚀。此外氧化镁还能吸收燃烧生成的SOx和NOx，降低酸性气体排放，有利于环境保护。

在其中一个实施方式中，油溶性纳米氧化铜通过以下制备方法制备得到：

按质量份数计，将含铜化合物8份～20份、大分子有机酸1份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂20份～50份及水1份～10份搅拌均匀；逐渐升温至200℃～250℃后保温反应4h～12h，浓缩，再加入0.1份～0.5份的金属减活剂，混合均匀得到油溶性纳米氧化铜。

在其中一个实施方式中，含铜化物选自氧化铜、碳酸铜、氢氧化铜和乙酸铜中的至少一种。

在其中一个实施方式中，大分子有机酸选自碳链长度为C8～C20的有机羧酸、长链磺酸、烷基苯磺酸和环烷酸中的至少一种。

在其中一个实施方式中，小分子有机酸选自乙酸、丙酸、丁酸和草酸中的至少一种。

在其中一个实施方式中，金属减活剂剂可防止氧化铜还原，保持油溶性纳米氧化铜长时间稳定，金属减活剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和和2-巯基苯并噻唑中的至少一种。

在其中一个实施方式中，有机溶剂为高沸点的惰性溶剂。优选的，有机溶剂选自混四甲苯、重芳烃和矿物油中的至少一种。

通过上述方法制备得到的油溶性纳米氧化铜为棕色或棕褐色半透明流体，其中铜的含量可达25％～35％，氧化铜的颗粒粒径达25nm～100nm，粘度为20cst～100cst。上述高浓度油溶性纳米氧化铜与清灰剂产品中其他组分互溶性非常好，能均匀分散并可长期保存。

在其中一个实施方式中，按质量份数计，油溶性纳米氧化铜的用量为15份～35份。

上述油溶性燃煤清灰剂中的氧化铜在高温下分解成铜和氧气，铜可以覆盖在金属设备的表面起到保护作用，而氧气的生成则可以产生膨胀作用使结渣变得疏松，有利于结渣脱落。原位生成的氧气活性高，能促进炉渣中的焦炭充分燃烧，减少炉渣残碳和CO气体的生成。此外，氧化铜也能吸收SOx和NOx，降低酸性气体排放。

相比固体清灰剂，上述纳米氧化镁和纳米氧化铜比表面积大，与煤粉中的杂质金属、硫、氮等接触充分，反应更彻底，效果更好。

在其中一个实施方式中，分散稳定剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、硬脂酰胺和油酸酰胺中的至少一种。

在其中一个实施方式中，聚乙二醇的分子量为400～800。

在上述油溶性燃煤清灰剂体系中加入分散稳定剂有助于清灰剂保持稳定，延长保质期，提高清灰剂的有效浓度，降低运输和使用成本。

在其中一个实施方式中，稀释剂为C1～C4的直链或带支链的一元醇及C2～C4的直链或带支链的多元醇中的至少一种。

进一步地，稀释剂选自乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇和丁二醇中的至少一种。

另外，上述油溶性燃煤清灰剂中的稀释剂能起到稀释、降低液体粘度的作用，使清灰剂各组分混合更均匀，增加各组分之间的协同作用，提高清灰效果。

在其中一个实施方式中，油溶性燃煤清灰剂中还包括不超过5份的疏松剂。

在其中一个实施方式中，疏松剂选自亚硝酸铵、脲、油酸甲酯、油酸乙酯、硬脂酸单甘油酯、月桂酸丁酯和月桂酸丙酯中的至少一种。

疏松剂在高温下分解、气化、炸裂，搅动煤粉，疏松板结的煤粉，改善通气性，使氧气和煤粉充分混合，煤粉充分燃烧，减少炉渣残碳量，对结渣焦垢也有疏松破除作用。

在其中一个实施方式中，油溶性燃煤清灰剂中还包括不超过10份的助燃清焦剂。

在其中一个实施方式中，助燃清焦剂选自二茂铁、乙酰基二茂铁、有机羧酸及有机羧酸金属盐中的至少一种；

其中，有机羧酸及有机羧酸金属盐中的有机羧酸选自柠檬酸、草酸、醋酸、乳酸、苹果酸、异辛酸、己二酸中的至少一种；

有机羧酸金属盐中的金属选自锌、钙、铁、锰中的至少一种。

在上述油溶性燃煤清灰剂体系中加入助燃清焦剂主要起到氧化催化作用，以提高煤的反应活性促进燃煤中的C、N、S等物质充分燃烧，降低炉渣、飞灰含碳量和CO气体生成，降低烟气温度，减少炉膛熔蚀，节约燃煤。据统计，排烟温度每降低10℃，工业锅炉的热效率提高约1％。此外，助燃清焦剂还可与燃煤中的其他金属物质作用生成不稳定盐，盐分解产生许多微小空穴，使积灰和结渣变疏松，逐渐脱落。

在其中一个实施方式中，油溶性燃煤清灰剂按质量份数计，包括：

更优选的，油溶性燃煤清灰剂按质量份数计，包括：

锅炉水冷壁结渣通常是由熔融或半熔融颗粒撞击到管壁上或管壁上粘性灰所引起的。煤炭中含有较多的矿物质，燃烧时会形成熔点较低的钒-碱金属氧化物，粘附强度大，易导致管壁沉积层增厚，受热面结渣，致使水冷壁吸热减少，炉内环境温度升高，沉积结渣速度加快，对煤炉设备造成腐蚀，烟气温度也升高，造成大量热量损失。

上述油溶性燃煤清灰剂包括油溶性纳米氧化镁、油溶性纳米氧化铜、分散稳定剂及稀释剂，为液体产品，能够与煤粉充分混合，相比于固体清灰剂，混合更均匀，提高了使用效果。产品中油溶性纳米氧化镁组分能够与煤粉燃烧产生的低熔点杂质金属氧化物结合以提高结渣熔点，减轻结渣熔蚀，降低结渣与金属表面的黏合力；油溶性纳米氧化铜能够分解成铜和氧气，铜覆盖在金属设备表面起到保护作用，氧气能够促进煤粉燃烧，并使得结渣蓬松更易于脱落。同时，相较固体清灰剂，纳米级的氧化镁和氧化铜比表面积大，能与煤粉中的杂质金属、硫、氮等元素接触充分，反应更彻底，清灰效率更高；而分散稳定剂的加入有助于清灰剂保持稳定，延长保质期，提高清灰剂的有效浓度，降低运输和使用成本。

请进一步参阅图1，上述油溶性燃煤清灰剂的制备方法包括以下步骤：

S110、油溶性纳米氧化镁的制备

在其中一个实施方式中，制备油溶性纳米氧化镁的步骤具体包括：

S111、将含镁化合物10份～27份、大分子有机酸2份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂50份～75份及水1份～18份搅拌均匀得到混合物。

S112、将混合物升温至160℃～230℃后保温反应1h～3h。

S113、将混合物继续升温至260℃～330℃后保温反应1h～5h。

S114、经过减压蒸馏得到高浓度油溶性纳米氧化镁。

在其中一个实施方式中，进行减压蒸馏时的温度为200℃～300℃，进行减压蒸馏时的压强不大于10mmHg。

S120、油溶性纳米氧化铜的制备

在其中一个实施方式中，制备油溶性纳米氧化铜的步骤具体包括：

S121、将含铜化合物8份～20份、大分子有机酸1份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂20份～50份及水1份～10份搅拌均匀得到混合物。

S122、将混合物升温至200℃～250℃后保温反应4h～12h。

S123、减压蒸馏，再加入0.1份～0.5份的金属减活剂得到高浓度油溶性纳米氧化铜。

在其中一个实施方式中，进行减压蒸馏时的温度为150℃～200℃，进行减压蒸馏时的压强为不大于10mmHg。

S130、复配。

在其中一个实施方式中，原料组分包括：油溶性纳米氧化镁10份～50份；油溶性纳米氧化铜10份～40份；分散稳定剂1份～5份；及稀释剂0份～20份。

在另外一个实施方式中，原料组分还包括不超过5份的疏松剂及不超过10份的助燃清焦剂。

将上述组分加入调配釜中加热至45℃～60℃搅拌均匀即得油溶性燃煤清灰剂，所述搅拌速率为100r/min～500r/min，搅拌的时间为0.5h～1h。

上述油溶性燃煤清灰剂的制备方法操作简单、易实现工业化生产。

下面是具体实施例的说明，以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。

实施例1

按质量份数计，将40份的油溶性纳米氧化镁、25份的油溶性纳米氧化铜、3份的硬脂酰胺、13份的丙醇、1份的月桂酸丙酯和8份的柠檬酸锌加入调配釜中加热至45℃，在400r/min的搅拌速率下搅拌0.5h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将氧化镁20份、豆蔻酸2份、乙酸6份、烯烃低聚物55份及水18份搅拌均匀，升温至200℃后保温反应3h；然后继续升温至330℃后保温反应2h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化铜12份、十二烷基苯磺酸3份、乙酸5份、重芳烃30份及水8份搅拌均匀，逐渐升温至250℃保温反应4h，浓缩，然后加入0.1份的苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例2

按质量份数计，将45份的油溶性纳米氧化镁、15份的油溶性纳米氧化铜、1份的聚丙烯酸、5份的正丁醇、1份的脲和8份的二茂铁加入调配釜中加热至50℃，在300r/min的搅拌速率下搅拌0.5h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化镁25份、十二烷酸2份、丙酸6份、重芳烃60份及水12份搅拌均匀，升温至230℃后保温反应1h；然后继续升温至280℃后保温反应4h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氧化铜16份、环烷酸3份、丙酸3份、混四甲苯40份及水7份搅拌均匀，逐渐升温至220℃保温反应8h，浓缩，然后加入0.2份的甲基苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例3

按质量份数计，将30份的油溶性纳米氧化镁、30份的油溶性纳米氧化铜、3份的聚乙烯醇、9份的乙二醇、3份的油酸甲酯和6份的草酸铁加入调配釜中加热至55℃，在200r/min的搅拌速率下搅拌0.5h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将碳酸镁18份、十二烷基苯磺酸4份、丁酸3份、矿物油55份及水6份搅拌均匀，升温至160℃后保温反应3h；然后继续升温至300℃后保温反应5h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化铜18份、环烷酸2份、丙酸6份、矿物油20份及水4份搅拌均匀，逐渐升温至240℃保温反应7h，浓缩，然后加入0.4份的苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例4

按质量份数计，将20份的油溶性纳米氧化镁、40份的油溶性纳米氧化铜、2份的聚乙烯醇、20份的异丙醇、1份的亚硝酸铵和4份的己二酸钙加入调配釜中加热至60℃，在100r/min的搅拌速率下搅拌1h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将乙酸镁10份、十二烷基磺酸2份、草酸1份、合成油75份及水8份搅拌均匀，升温至180℃后保温反应2h；然后继续升温至260℃后保温反应5h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将乙酸铜8份、十二烷基磺酸1份、草酸1份、混四甲苯50份及水10份搅拌均匀，逐渐升温至200℃保温反应12h，浓缩，然后加入0.5份的2-巯基苯并噻唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例5

按质量份数计，将45份的油溶性纳米氧化镁、15份的油溶性纳米氧化铜、5份的油酸酰胺、10份的异丁醇、5份的硬脂酸单甘油酯和7份的醋酸锰加入调配釜中加热至45℃，在500r/min的搅拌速率下搅拌2h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将氧化镁27份、环烷酸4份、乙酸3份、重芳烃60份及水12份搅拌均匀，升温至170℃后保温反应3h；然后继续升温至270℃后保温反应5h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氧化铜16份、环烷酸5份、乙酸6份、重芳烃45份及水6份搅拌均匀，逐渐升温至250℃保温反应12h，浓缩，然后加入0.3份的甲基苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例6

按质量份数计，将20份的油溶性纳米氧化镁、35份的油溶性纳米氧化铜、5份的聚乙二醇、10份的乙醇、3份的月桂酸丁酯和1份的苹果酸加入调配釜中加热至50℃，在400r/min的搅拌速率下搅拌1h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将碳酸镁15份、油酸2份、丁酸3份、矿物油65份及水10份搅拌均匀，升温至200℃后保温反应2h；然后继续升温至300℃后保温反应3h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化铜13份、棕榈酸2份、丙酸6份、矿物油35份及水7份搅拌均匀，逐渐升温至230℃保温反应8h，浓缩，然后加入0.2份的苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例7

按质量份数计，将40份的油溶性纳米氧化镁、20份的油溶性纳米氧化铜、5份的聚丙烯酸、18份的异丙醇、2份的亚硝酸铵和10份的乙酰基二茂铁加入调配釜中加热至55℃，在100r/min的搅拌速率下搅拌1h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化镁22份、棕榈酸3份、丙酸2份、烯烃低聚物50份及水16份搅拌均匀，升温至190℃后保温反应3h；然后继续升温至290℃后保温反应5h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将碳酸铜10份、油酸2份、丁酸2份、混四甲苯20份及水2份搅拌均匀，逐渐升温至220℃保温反应8h，浓缩，然后加入0.4份的2-巯基苯并噻唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例8

按质量份数计，将40份的油溶性纳米氧化镁、25份的油溶性纳米氧化铜、3份的硬脂酰胺、13份的丙醇和8份的柠檬酸锌加入调配釜中加热至45℃，在400r/min的搅拌速率下搅拌0.5h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将氧化镁20份、豆蔻酸2份、乙酸6份、烯烃低聚物55份及水18份搅拌均匀，升温至200℃后保温反应3h；然后继续升温至330℃后保温反应2h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化铜12份、十二烷基苯磺酸3份、乙酸5份、重芳烃30份及水8份搅拌均匀，逐渐升温至250℃保温反应4h，浓缩，然后加入0.1份的苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例9

按质量份数计，将45份的油溶性纳米氧化镁、15份的油溶性纳米氧化铜、1份的聚丙烯酸、5份的正丁醇和1份的脲加入调配釜中加热至50℃，在300r/min的搅拌速率下搅拌0.5h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化镁25份、十二烷酸2份、丙酸6份、重芳烃60份及水12份搅拌均匀，升温至230℃后保温反应1h；然后继续升温至280℃后保温反应4h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氧化铜16份、环烷酸3份、丙酸3份、混四甲苯40份及水7份搅拌均匀，逐渐升温至220℃保温反应8h，浓缩，然后加入0.2份的甲基苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例10

按质量份数计，将30份的油溶性纳米氧化镁、30份的油溶性纳米氧化铜、9份的乙二醇和6份的草酸铁加入调配釜中加热至55℃，在200r/min的搅拌速率下搅拌1h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将碳酸镁18份、十二烷基苯磺酸4份、丁酸3份、矿物油55份及水6份搅拌均匀，升温至160℃后保温反应3h；然后继续升温至300℃后保温反应5h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

其中，油溶性纳米氧化铜的制备方法为：按质量份数计，将氢氧化铜18份、环烷酸2份、丙酸6份、矿物油20份及水4份搅拌均匀，逐渐升温至240℃保温反应7h，浓缩，然后加入0.4份的苯并三氮唑，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

实施例11

按质量份数计，将67份的油溶性纳米氧化镁、2份的聚乙二醇、9份的正丁醇、2份的脲和10份的二茂铁加入调配釜中加热至50℃，在300r/min的搅拌速率下搅拌0.5h至混合均匀得到油溶性燃煤清灰剂。

其中，油溶性纳米氧化镁的制备方法为：按质量份数计，将氧化镁18份、硬脂酸2份、丙酸6份、合成油60份及水12份搅拌均匀，升温至230℃后保温反应3h；然后继续升温至330℃后保温反应4h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁。

对实施例1～实施例11制备得到的油溶性燃煤清灰剂的使用效果进行评价，以空白和市售XQ-113固体清灰剂为对照，市售XQ-113固体清灰剂为廊坊市喜鹊精细化工有限公司生产。实验中先将添加剂与煤粉按一定比例混匀，再加到锅炉(广东河源火力发电厂)的炉膛内进行燃烧。其中，实施例1～实施例11清灰剂的加剂量为0.02％，而市售XQ-113清灰剂的加剂量分两种，分别为0.02％(XQ-113a)和0.04％(XQ-113b)。

另外，评价指标稳定性是指油溶性燃煤清灰剂无颗粒析出、无不溶物、无分层的最长放置时间。评价指标及结果如表1所示

表1

由表1可见，本发明油溶性燃煤清灰剂的稳定性高，可长期保存。燃煤中加入本发明清灰剂后，锅炉炉膛结焦厚度明显下降，掉渣松散，炉渣含碳量和排烟温度明显降低，说明本发明清灰剂能够促使煤炭充分燃烧，有效的防止灰垢沉积、结焦，减少设备损耗，脱硫效率高，减少酸性气体排放，因此能很好地提高锅炉热效率和发热量，节约能源。而市售XQ-113清灰剂在相同加剂量下的清灰效果远不如本发明清灰剂，两倍加剂量时各项指标才与本发明产品相当，因此本发明油溶性燃煤清灰剂具有加剂量小、清灰效果显著的特点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，按质量份数计，包括：

其中，所述油溶性燃煤清灰剂为液体产品；

所述油溶性纳米氧化镁通过以下制备方法制备得到：按质量份数计，将含镁化合物10份～27份、大分子有机酸2份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂50份～75份及水1份～18份搅拌均匀，升温至160℃～230℃后保温反应1h～3h；然后继续升温至260℃～330℃后保温反应1h～5h，浓缩，得到所述油溶性纳米氧化镁；

所述油溶性纳米氧化铜通过以下制备方法制备得到：按质量份数计，将含铜化合物8份～20份、大分子有机酸1份～5份、小分子有机酸1份～8份、有机溶剂20份～50份及水1份～10份搅拌均匀，逐渐升温至200℃～250℃保温反应4h～12h，浓缩，然后加入0.1份～0.5份的金属减活剂，混合均匀得到所述油溶性纳米氧化铜。

2.根据权利要求1所述的油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，所述分散稳定剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、硬脂酰胺和油酸酰胺中的至少一种；

及/或，所述稀释剂为C1～C4的直链或带支链的一元醇及C2～C4的直链或带支链的多元醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，按质量份数计，所述油溶性燃煤清灰剂还包括不超过5份的疏松剂；所述疏松剂选自亚硝酸铵、脲、油酸甲酯、油酸乙酯、硬脂酸单甘油酯、月桂酸丁酯和月桂酸丙酯中的至少一种；

及/或，按质量份数计，所述油溶性燃煤清灰剂还包括不超过10份的助燃清焦剂；所述助燃清焦剂选自二茂铁、乙酰基二茂铁、有机羧酸及有机羧酸金属盐中的至少一种；

其中，所述有机羧酸及所述有机羧酸金属盐中的有机羧酸选自柠檬酸、草酸、醋酸、乳酸、苹果酸、异辛酸、己二酸中的至少一种；

所述有机羧酸金属盐中的金属选自锌、钙、铁、锰中的至少一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，按质量份数计，包括：

5.根据权利要求1所述的油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，所述大分子有机酸选自碳链长度为C8～C20的有机羧酸、长链磺酸、烷基苯磺酸和环烷酸中的至少一种，所述小分子有机酸选自乙酸、丙酸、丁酸和草酸中的至少一种。

6.根据权利要求1或5所述的油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，所述含镁化合物选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁和乙酸镁中的至少一种；

及/或，所述有机溶剂选自重芳烃、烯烃低聚物、矿物油和合成油中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，所述含铜化合物选自氧化铜、碳酸铜、氢氧化铜和乙酸铜中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的油溶性燃煤清灰剂，其特征在于，所述金属减活剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和2-巯基苯并噻唑中的至少一种；

及/或，所述有机溶剂选自混四甲苯、重芳烃和矿物油中的至少一种。

9.根据权利要求1～8任一项所述的油溶性燃煤清灰剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各组分原料混合均匀得到所述油溶性燃煤清灰剂。

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