專利名稱：燃煤添加劑及污泥燃煤的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及燃煤添加劑及復(fù)合燃料領(lǐng)域，特別涉及一種燃煤添加劑及含有此添加劑的、以污泥為主原料之一制作的污泥燃煤。
背景技術(shù)：
燃煤是電廠、工業(yè)鍋爐及民用鍋爐的主要燃料之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤資源逐年減少，煤炭資源日益緊缺，而湖泊、河流的環(huán)保疏通清理產(chǎn)生大量淤泥又是一種可開發(fā)的低熱值資源。利用湖泊淤泥、低熱值煤及植物桔桿等資源制造新的燃料，一方面實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，另一方面又將湖泊、河流治理中產(chǎn)生的淤泥利用起來，避免了對(duì)環(huán)境的二次污染，變廢為寶，開發(fā)新的燃料，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，是當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)保事業(yè)的迫切需要。
中國專利CN-1026495C公開了一種節(jié)煤添加劑，以CaMg(CO3)270-20％，F(xiàn)e2O320-5％，CaO7-55％，NaNO33-20％等為原料制作而成。該添加劑能提高原料的燃燒效率，降低原煤的消耗量，使煤矸石等低熱值燃料與原煤和節(jié)煤添加劑一起燃燒。該添加劑在使用中，原煤的含量比例仍達(dá)80％左右。
發(fā)明目的本發(fā)明的第一目的是提供一種在以污泥為主原料制成的污泥煤中有催化、助燃和固硫作用的燃煤添加劑，使用此添加劑，原煤的含量最少可以為0，用此添加劑能使廢物得到綜合利用，產(chǎn)生工業(yè)上需求的不同熱值煤，原料易得，制作簡單，用量少，使用成本低。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種以污泥及煤矸石、褐煤、石煤、頁巖等低熱值燃料為主原料，加入本發(fā)明的燃煤添加劑制作的污泥燃煤，熱值可達(dá)2000-5000大卡，提供工業(yè)上需求的不同熱值煤，低硫或無硫排放，可制成散煤或型煤，它原料易得，成本極低，可以部分代替市售煤；它解決環(huán)保產(chǎn)生的污泥二次污染問題，又開發(fā)了新的熱能資源。
技術(shù)方案本發(fā)明的燃煤添加劑主要含有下列重量百分比原料鐵礦粉20-40％，錳礦粉10-35％，氧化鎂礦粉15-30％，硝酸鹽5-25％，所述硝酸鹽最好是硝酸的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽或鋇鹽中的一種或多種的任意量組合。優(yōu)選組合物重量百分比為鐵礦粉22-35％，錳礦粉17-28％，氧化鎂礦粉17-30％，硝酸鹽8-20％。
本發(fā)明的燃煤添加劑可以含有原料重量百分比為20-25％的氧化鈣粉，還可以含有原料重量百分比為3-7％的高氯酸鹽，最好是高氯酸的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽或鋇鹽中的一種或多種的任意量組合。
所述鐵礦粉可以是鐵礦石、鋼鐵廠廢碴、硫鐵廢碴等礦/碴，經(jīng)粉碎加工成200目左右，或市售鐵礦粉，其含鐵或氧化鐵量最好在20％以上。
所述錳礦粉可以是天然錳礦石、或工業(yè)錳廢碴等含錳礦/碴，經(jīng)粉碎加工成200目左右，或市售二氧化錳、碳酸錳礦粉，其含錳量最好在15％以上。
所述氧化鎂礦粉可以是苦土礦或白云石礦，最好是經(jīng)煅燒后的。兩礦中富含氧化鎂，粉碎加工成200目左右，或市售氧化鎂礦粉，其含氧化鎂量最好在20％以上。
所述氧化鈣粉可以是石灰石或電石碴粉碎加工成200目左右，其含氧化鈣量最好在70％以上。
所述硝酸鹽和高氯酸鹽是市售工業(yè)用鹽產(chǎn)品。
有益效果中科院大連化學(xué)物理研究所的試驗(yàn)結(jié)果表明，鐵與燃煤中的固定碳表面接觸后，鐵原子對(duì)固定碳表面進(jìn)行了螺旋形的剝蝕，形成深溝，碳原子被析出，有利氧化燃燒?，F(xiàn)有技術(shù)的燃煤添加劑中也多見報(bào)導(dǎo)。
錳礦粉中的錳元素多以二氧化錳或碳酸錳的形式存在，已證實(shí)，其活性較高，有良好的催化和助燃作用，在工業(yè)生產(chǎn)中是良好的催化劑，它可以降低燃煤的點(diǎn)火溫度。
氧化鎂也是一種有效助燃劑，其活性僅次于氧化錳，能使燃煤中的固定碳燃燒完全。
硝酸鹽的作用是強(qiáng)氧化劑，在高溫狀態(tài)下，其氧化作用明顯加強(qiáng)，這一點(diǎn)通過下面的激光點(diǎn)火試驗(yàn)得以證明用含5％的硝酸鹽燃煤與不含硝酸鹽燃煤在相同條件下進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)，試驗(yàn)證明，加了硝酸鹽的煤，其點(diǎn)火延遲期比不加的縮短了36.8％。證明了硝酸鹽的高溫狀態(tài)下，其氧化助燃的催化作用。
高氯酸鹽也是一種高效的強(qiáng)氧化劑，它已用于火箭燃料的添加劑中，有報(bào)導(dǎo)，在有鐵、鎂和鉀存在的條件下，其分解速度加快，轉(zhuǎn)化溫度低為320℃，經(jīng)與氯酸鹽比較，其熱穩(wěn)定性和安全性都比氯酸鹽好。燃煤在它的作用下，從低溫到高溫的過程縮短，點(diǎn)火延遲期縮短，并有效地提高爐膛溫度。
添加劑中鐵、錳、鎂和鈣成份都有固硫的作用。燃煤特別是煙煤在燃燒過程中，會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體，嚴(yán)重地污染了環(huán)境?，F(xiàn)有技術(shù)多有報(bào)導(dǎo)關(guān)于燃煤添加劑也含有上述成份，其機(jī)理是促使二氧化硫在爐內(nèi)生成上述金屬的亞硫酸鹽。但我們知道，在高達(dá)1000℃以上的爐內(nèi)環(huán)境中，生成的亞硫酸鹽是不穩(wěn)定的，其中一部份易分解重新生成二氧化硫排人大氣。本發(fā)明的燃煤添加劑，由于各成份的相互協(xié)同作用，在催化燃燒過程中，各成分分子相互碰撞，激發(fā)產(chǎn)生大量的活性氧，促使生成的亞硫酸鹽進(jìn)一步生成硫酸鹽固定吸附在煤渣及飛灰中，隨煤渣一并排出，從而極大地減少了二氧化硫的排放，達(dá)到固硫目的。
本發(fā)明所述的燃煤添加劑的制作方法是分別或按比例取各成份的礦或渣或粉，經(jīng)磨機(jī)多次粉碎，使不同成份相互碰撞摻透，互為載體，最好粉碎至200目以下，包裝即為成品。
本發(fā)明的污泥燃煤的技術(shù)方案是含有下列重量百分比原料制作而成污泥35-80％，燃煤添加劑1-5％，煤或低熱值燃料或植物桔桿15-60％。
本發(fā)明的污泥燃煤還可以加入粘土制作成型煤，加入量是上述污泥燃煤配方與粘土按重量比100∶10-30，還可以含有適量除異味劑，以人體嗅不到異味的最小量為限，是常規(guī)除異味劑。
本發(fā)明的污泥煤可以制成散煤或型煤，制作散煤時(shí)，污泥的含水率越少越好，最好在20％以下。污泥含水率高時(shí)，可將污泥脫水或自然風(fēng)干后待用。制作型煤時(shí)，視污泥含水量的多少，風(fēng)干污泥或調(diào)整加水量。所需水量是使固體成份混勻并塑造成型所需的最小水量為限。
所述污泥可以是湖泊、江河中挖掘出的淤泥，也可以是居民生活小區(qū)下水道清理出的生活污泥，還可以是城市自來水廠水處理后的沉泥。優(yōu)選湖泊、江河環(huán)保治理中挖掘出的淤泥，內(nèi)含豐富的魚、蝦、貝殼殘?bào)w及水草腐植物等有機(jī)成份。
所述煤是市售原煤，一般熱值為5000-7000大卡/公斤左右，大所述低熱值燃料是褐煤、煤矸石、石煤、頁巖，熱值一般為800-1000大卡/公斤左右，用量是其中任意一種或多種的任意量組合。所述植物桔桿可以是農(nóng)村麥桿、蔗桿和玉米桿等。上述各成份均需粉碎，最好在40目左右。
有益效果燃煤添加劑的作用原理和試驗(yàn)結(jié)論在前已作了清楚的闡述，本發(fā)明的污泥燃煤在燃燒過程中解決了快速點(diǎn)火，裂解氣化強(qiáng)力助燃的作用，不僅燃煤火焰增高增大，而且輻射又得以強(qiáng)化，加入該添加劑的燃煤可提高爐溫100-200℃。按照阿累尼烏斯定律，爐膛溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速度增加2-4倍，高溫又使燃煤中的非碳成份在催化劑的作用下激活燃燒。由于點(diǎn)火延遲期縮短，使火焰在爐內(nèi)停留時(shí)間延長，有利燃煤的完全燃燒。又由于添加劑分解釋放氧氣，可以減少過?？諝庀禂?shù)，避免了大量高溫燃?xì)怆S煙氣帶走，使高溫燃?xì)庠跔t內(nèi)做功時(shí)間延長，提高了熱效率。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的燃煤熱值最高可達(dá)5000大卡/公斤左右。煙塵及二氧化硫的排放附合國家有關(guān)行業(yè)要求。
本發(fā)明的污泥燃煤，可代替中、低熱值煤，用于電廠和工業(yè)鍋爐。
本發(fā)明的污泥燃煤，主要原料是淤泥，用它制成燃煤利用起來，解決了對(duì)環(huán)境的二次污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)意義十分重大。
本發(fā)明的污泥燃煤可制成散煤或型煤，散煤是將各成份粉碎混勻而成。型煤是將各成份混勻，加入粘土和水，按常規(guī)方法制作而成。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更祥細(xì)的說明。
將上述成份混合，再行粉碎混均，分裝袋入庫，即為成品。
經(jīng)試驗(yàn)，該實(shí)施例的煤粉，熱值達(dá)3500大卡/公斤，用于褐煤或煤矸石電廠發(fā)電。
經(jīng)試驗(yàn)，該實(shí)施例的煤粉，點(diǎn)火延遲期較原煤縮短30％左右，火焰增大增長約30％，火焰呈現(xiàn)亮紅色，爐溫達(dá)1300℃以上，熱值達(dá)4500大卡/公斤。用于工業(yè)鍋爐或民用鍋爐。實(shí)施十、制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料自來水廠沉泥50％，原煤30％，煤矸石10％。燃煤添加劑3％，植物桔桿7％，制作方法原煤、煤矸石和桔桿先粉碎至40目左右，再將各成份充分打碎混均即可。
該實(shí)施例的煤試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例九相近。實(shí)施十一、制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料生活小區(qū)淤泥60％，原煤10％，褐煤20％。石煤5％，燃煤添加劑5％，制作方法原煤、褐煤和石煤先粉碎至40目左右，再將各成份充分打碎混均即可。
由于污泥中存有油脂，點(diǎn)火更快，燃燒時(shí)間比前述實(shí)施例耐燒。實(shí)施十二、制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料昆明盤龍江淤泥40％，原煤50％，頁巖5％，燃煤添加劑2％，除異味劑3％，制作方法原煤、頁巖先粉碎至40目左右，再將各成份充分打碎混均即可。
試驗(yàn)結(jié)果與上述相近，熱值近5000大卡/公斤。實(shí)施十三、制作污泥燃煤散煤，按下述重量百分比取原料淤泥45％，煤矸石50％，燃煤添加劑5％，制作方法煤矸石先粉碎至40目左右，再將各成份充分打碎混均即可。
試燒結(jié)果，爐溫為1200℃，熱值為3000大卡/公斤左右。用于劣質(zhì)煤電廠發(fā)電。
上述八至十三的實(shí)施例所用污泥，含水率均要求小于20％，便于打碎混均。新打撈的淤泥，風(fēng)干或脫水處理后再使用。若制作型煤，可直接使用含水淤泥。
按上述八至十三實(shí)施例的散煤配方，或加入適里水，按重量比散煤∶粘土＝100∶10-30，以常規(guī)方法制作高10厘米，寬8厘米，孔徑1.5厘米的9孔中空型煤。用于各型工業(yè)或民用鍋爐。效果與上述實(shí)施例相近，是中空型煤，燃燒更完全。
本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種燃煤添加劑，主要含有下列重量百分比原料鐵礦粉20-40％，錳礦粉10-35％，氧化鎂礦粉15-30％，硝酸鹽5-25％，所述銷酸鹽是硝酸的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽或鋇鹽中的一種或多種的任意量組合。
2.如權(quán)利要求1所述的燃煤添加劑，其特征在于各成份的比例為鐵礦粉22-35％，錳礦粉17-28％，氧化鎂礦粉17-30％，硝酸鹽8-20％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃煤添加劑，其特征在于，含有原料重量百分比為20-25％的氧化鈣粉。
4.如權(quán)利要求1或2所述的燃煤添加劑，其特征在于，含有原料重量百分比為3-7％的高氯酸鹽，是高氯酸的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽或鋇鹽中的一種或多種的任意量組合。
5.如權(quán)利要求3所述的燃煤添加劑，其特征在于，含有原料重量百分比為3-7％的高氯酸鹽，是高氯酸的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽或鋇鹽中的一種或多種的任意量組合。
6.一種含有權(quán)利要求1-5任一種的燃煤添加劑的污泥燃煤，是含有下列重量百分比原料制作而成污泥35-97％，燃煤添加劑1-5％，煤或低熱值燃料或植物桔桿粉0-60％。
7.如權(quán)利要求6所述的污泥燃煤，其特征在于，所述污泥含水率小于20％。
8.如權(quán)利要求6或7所述的污泥燃煤，其特征在于，含有下列重量比的粘土權(quán)利要求6或7的污泥燃煤∶粘土＝100∶10-30。
9.如權(quán)利要求6或7所述的污泥燃煤，其特征在于，所述煤是市售原煤，所述低熱值燃料是褐煤、煤矸石、石煤、頁巖，用量是其中任意一種或多種的任意量組合。
10.如權(quán)利要求6所述的污泥燃煤，其特征在于，含有適量除異味劑，以嗅不到異味為限。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃煤添加劑和含有此添加劑的以污泥為主原料制成的污泥燃煤。添加劑主要含有重量百分比鐵礦粉20－40％，錳礦粉碎10－35％，氧化鎂礦粉15－30％，硝酸鹽5－25％。污泥燃煤主要含有污泥35－97％，低熱值燃料0－60％，本發(fā)明的添加劑1－5％，還可加入粘土，產(chǎn)品有散煤或型煤。本發(fā)明的添加劑助燃、固硫效果好，制成的污泥燃煤熱值可達(dá)2000－5000大卡/公斤。可代替中小熱值煤用于電廠及工業(yè)鍋爐。原料易得，變淤泥為燃料，成本低，制作簡單，對(duì)資源綜合利用和環(huán)保事業(yè)意義重大。
文檔編號(hào)C10L1/12GK1396239SQ02133390
公開日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2002年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月1日
發(fā)明者黃全剛, 李澤明 申請(qǐng)人:黃全剛, 李澤明