專利名稱：水泥工業(yè)燃煤催化－誘導(dǎo)燃燒活化劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃煤活化劑領(lǐng)域，具體涉及水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
2004年我國水泥總產(chǎn)量達(dá)到9.7億噸，水泥總能耗高達(dá)1億多噸標(biāo)煤，煤耗占全國煤炭總產(chǎn)量的10％。因此，在各國能源消耗日趨緊張的情況下，作為高能耗低產(chǎn)出的水泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展將受到限制。燃料的選取與利用在很大程度上決定了一個水泥企業(yè)的經(jīng)濟效益，但局限于當(dāng)前的水泥生產(chǎn)工藝水平，能夠適應(yīng)水泥生產(chǎn)的煤種范圍比較窄，一般我國水泥工業(yè)中的大中型企業(yè)多使用較優(yōu)質(zhì)煙煤，對揮發(fā)份(≥25％)、灰分(≤20％)、含硫量等要求比較嚴(yán)格。當(dāng)今國際上水泥窯采用低活性燃料增多，我國水泥工業(yè)為合理利用資源、降低生產(chǎn)成本，也正逐步向利用低揮發(fā)份、高灰分等低活性煤的方向發(fā)展。
低揮發(fā)分和高灰分煤用于窯外分解窯，因為其可燃性差，著火溫度高，燃燒速度慢，且不易燃盡，會給水泥生產(chǎn)帶來不穩(wěn)定的因素。特別是在分解爐中，因為碳酸鈣分解這一吸熱反應(yīng)與燃料燃燒同時進(jìn)行，則燃料的燃燒速度就會直接影響到碳酸鈣的分解速度，影響了分解爐的正常運行，使入窯碳酸鈣分解率不能達(dá)到生產(chǎn)要求，從而增加窯系統(tǒng)熱負(fù)荷，造成工況不穩(wěn)，難于操作控制；同時由于其燃盡度低，未燃盡煤粉容易被帶入下一級懸浮預(yù)熱器，繼續(xù)燃燒，造成下一級懸浮預(yù)熱器局部高溫，從而引起預(yù)熱器系統(tǒng)的結(jié)皮堵塞，妨害安全生產(chǎn)，這就在很大程度上限制了低揮發(fā)分和高灰分煤的推廣應(yīng)用。而且粉煤燃燒的殘余物(灰燼等)與分解后的氧化鈣一道進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行鍛燒生成熟料，在一定程度上會影響到最終水泥的質(zhì)量。
近年來，為了改善煤的燃燒狀況，燃煤高效活化劑的研究和使用國內(nèi)外進(jìn)行過大量工作，申請了許多專利，但這些研究結(jié)果是針對發(fā)電及鍋爐行業(yè)，且多為帶K+、Mg2+、Na+、Cl-等水泥熟料有負(fù)面影響的助燃劑都不一定適用于水泥生產(chǎn)。同時，市售的助燃劑多數(shù)存在著摻量高、價格貴和對煤種的選擇性等缺點，且通過用溶液浸泡煤粉添加助燃劑的方法在燃煤工業(yè)中應(yīng)用。
隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展，鋼鐵、化工、石化等工業(yè)的廢棄物排放量巨大，其對環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，因此利用工業(yè)廢棄物的特性制備燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒一體化活化劑不僅可提高劣質(zhì)煤的利用率，同時高效消納其它工業(yè)廢棄物，有利于我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑及其應(yīng)用，具有降低煤粉著火溫度、提高煤粉燃盡度且對水泥熟料的性能沒有負(fù)面影響、原材料廉價易得的特點。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，其特征在于它主要由鐵粉、電石渣和改性下腳料原料組成，各原料所占重量百分比為鐵粉30-60，電石渣20-50，改性下腳料10-30。
上述的鐵粉是指鋼鐵冶煉過程中排放的鐵粉，其Fe2O3所占重量百分比為70-85，具有催化燃燒作用。
上述的電石渣為用電石與水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔氣體過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其CaO所占重量百分比為60-70，具有催化燃燒和固硫作用。
上述的改性下腳料為在來自食品、石化工業(yè)的碳?xì)浠衔锵履_料加入加氣混凝土粉末，碳?xì)浠衔锵履_料與加氣混凝土粉末按重量百分比60-90∶10-40選取，粉磨0.5-1.0小時而制得。改性下腳料作為劣質(zhì)煤粉的誘導(dǎo)燃燒成分。
上述的加氣混凝土粉末是加氣混凝土制品廠的下腳料經(jīng)粉磨制備而成，作為下腳料的改性組分。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的制備方法1).按各原料所占重量百分比為鐵粉30-60，電石渣20-50，改性下腳料10-30選取鐵粉、電石渣和改性下腳料；2).將鐵粉、電石渣、改性下腳料加入磨機混合，研磨成180-200目的粉末狀物料，即得產(chǎn)品。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的應(yīng)用將重量百分比為1-10的水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑加入原煤中，混合、干燥、破碎至煤粉的標(biāo)準(zhǔn)粒度，通過輸送管道或燃燒器送入水泥工藝的分解爐和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。
本發(fā)明的基本原理是將具有催化和誘導(dǎo)燃燒功能的工業(yè)廢棄物經(jīng)物理和化學(xué)的表面改性得到具有高分散性的添加劑，然后將添加劑分散到煤粉中形成大量表面活化點；利用誘導(dǎo)燃燒組分的高揮發(fā)分、低著火點、低灰分等特點在較低溫度下快速著火，為難著火的劣質(zhì)煤著火創(chuàng)造燃燒氣氛和空間，而催化燃燒組分催化固定碳的燃燒，從而促進(jìn)劣質(zhì)煤的燃盡特性；且燃燒殘余物中的雜質(zhì)離子固熔在水泥生料液相中因摻雜效應(yīng)使液相提前出現(xiàn)，大大降低熟料形成活化能，加快了熟料礦物的反應(yīng)速度，使熟料中C3S在低溫下快速大量形成。
該添加劑中不帶K+、Mg2+、Na+、Cl-等，故對水泥熟料的性能無負(fù)面影響。另外，該添加劑中的鐵粉、電石渣、下腳料和加氣混凝土粉末等都為鋼鐵、石油、食品或建筑等工業(yè)廢棄物，因此，原材料廉價易得。
本發(fā)明的有益效果是具有降低煤粉著火溫度、提高煤粉燃盡度且對水泥熟料的性能沒有負(fù)面影響、原材料廉價易得的優(yōu)點；可廣泛適用于水泥工業(yè)用低揮發(fā)分煤、高灰分煤。
本發(fā)明具有如下特點1、充分利用工業(yè)廢棄物制備燃煤添加劑，以廢治廢，變廢為寶，成本低，效率高。
2、燃煤添加劑的原材料易得，且適用于煙煤、高灰分煤、劣質(zhì)無煙煤等多種煤。
3、本發(fā)明適用于各種窯型特別是新型干法水泥窯，由于添加量少，加之添加劑含K+、Mg2+、Na+、Cl-的量非常小，故不會引起熟料中鎂和堿含量的超標(biāo)，對水泥熟料的性能沒有負(fù)面影響。
4、本發(fā)明具有制備工藝簡單、操作容易和易于推廣等優(yōu)點。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
實施例1一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，由鐵粉、電石渣和改性下腳料原料組成，各原料所占重量百分比為鐵粉50，電石渣30，改性下腳料20。
上述的鐵粉是指鋼鐵冶煉過程中排放的鐵粉，其Fe2O3所占重量百分比為70-85，具有催化燃燒作用。
上述的電石渣為用電石與水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔氣體過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其CaO所占重量百分比為60-70，具有催化燃燒和固硫作用。
上述的改性下腳料為在來自石化工業(yè)的石油渣油加入加氣混凝土粉末，石油渣油與加氣混凝土粉末按重量百分比90∶10選取，粉磨1.0小時而制得。改性下腳料作為劣質(zhì)煤粉的誘導(dǎo)燃燒成分。
上述的加氣混凝土粉末是加氣混凝土制品廠的下腳料經(jīng)粉磨制備而成，作為下腳料的改性組分。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的制備方法1).按各原料所占重量百分比為鐵粉50，電石渣30，改性下腳料20選取鐵粉、電石渣和改性下腳料；2).將鐵粉、電石渣、改性下腳料加入磨機混合，研磨成180-200目的粉末狀物料，即得產(chǎn)品。
以灰分高達(dá)40％的高灰分煤和摻重量百分比為2％的水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑為研究對象，見表1。
實施例2一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，由鐵粉、電石渣和改性下腳料原料組成，各原料所占重量百分比為鐵粉40，電石渣30，改性下腳料30。
上述的鐵粉是指鋼鐵冶煉過程中排放的鐵粉，其Fe2O3所占重量百分比為70-85，具有催化燃燒作用。
上述的電石渣為用電石與水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔氣體過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其CaO所占重量百分比為60-70，具有催化燃燒和固硫作用。
上述的改性下腳料為在來自石化工業(yè)的石油渣油加入加氣混凝土粉末，石油渣油與加氣混凝土粉末按重量百分比70∶30選取，粉磨0.8小時而制得。改性下腳料作為劣質(zhì)煤粉的誘導(dǎo)燃燒成分。
上述的加氣混凝土粉末是加氣混凝土制品廠的下腳料經(jīng)粉磨制備而成，作為下腳料的改性組分。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的制備方法1).按各原料所占重量百分比為鐵粉40，電石渣30，改性下腳料30選取鐵粉、電石渣和改性下腳料；2).將鐵粉、電石渣、改性下腳料加入磨機混合，研磨成180-200目的粉末狀物料，即得產(chǎn)品。
以灰分高達(dá)30％、揮發(fā)分小于8％的劣質(zhì)無煙煤和摻重量百分比為3％的燃煤活化劑為研究對象，見表1。
表1活化劑對煤粉燃燒特性的影響

由上表可知，水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的摻入在一定程度上加快高灰分煙煤和劣質(zhì)無煙煤的燃燒速率、降低煤粉著火溫度、提高煤粉燃盡度。同時兩個實施例熟料燒成結(jié)果表明使用本發(fā)明燃煤添加劑后熟料的凝結(jié)時間、堿含量、安定性正常。
實施例3一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，它主要由鐵粉、電石渣和改性下腳料原料組成，各原料所占重量百分比為鐵粉30，電石渣50，改性下腳料20。
上述的鐵粉是指鋼鐵冶煉過程中排放的鐵粉，其Fe2O3所占重量百分比為70-85，具有催化燃燒作用。
上述的電石渣為用電石與水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔氣體過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其CaO所占重量百分比為60-70，具有催化燃燒和固硫作用。
上述的改性下腳料為在來自食品工業(yè)的廢食用油加入加氣混凝土粉末，廢食用油與加氣混凝土粉末按重量百分比60∶40選取，粉磨0.5時而制得。改性下腳料作為劣質(zhì)煤粉的誘導(dǎo)燃燒成分。
上述的加氣混凝土粉末是加氣混凝土制品廠的下腳料經(jīng)粉磨制備而成，作為下腳料的改性組分。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的制備方法1).按各原料所占重量百分比為鐵粉30，電石渣50，改性下腳料20選取鐵粉、電石渣和改性下腳料；2).將鐵粉、電石渣、改性下腳料加入磨機混合，研磨成180-200目的粉末狀物料，即得產(chǎn)品。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的應(yīng)用將重量百分比為1的水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑加入原煤中，混合、干燥、破碎至煤粉的標(biāo)準(zhǔn)粒度，通過輸送管道或燃燒器送入水泥工藝的分解爐和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。
實施例4一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，它主要由鐵粉、電石渣和改性下腳料原料組成，各原料所占重量百分比為鐵粉60，電石渣20，改性下腳料20。
上述的鐵粉是指鋼鐵冶煉過程中排放的鐵粉，其Fe2O3所占重量百分比為70-85，具有催化燃燒作用。
上述的電石渣為用電石與水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔氣體過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其CaO所占重量百分比為60-70，具有催化燃燒和固硫作用。
上述的改性下腳料為在來自食品工業(yè)的廢食用油加入加氣混凝土粉末，廢食用油與加氣混凝土粉末按重量百分比80∶20選取，粉磨1.0小時而制得。改性下腳料作為劣質(zhì)煤粉的誘導(dǎo)燃燒成分。
上述的加氣混凝土粉末是加氣混凝土制品廠的下腳料經(jīng)粉磨制備而成，作為下腳料的改性組分。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的制備方法1).按各原料所占重量百分比為鐵粉60，電石渣20，改性下腳料20選取鐵粉、電石渣和改性下腳料；2).將鐵粉、電石渣、改性下腳料加入磨機混合，研磨成180-200目的粉末狀物料，即得產(chǎn)品。
水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的應(yīng)用將重量百分比為10的水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑加入原煤中，混合、干燥、破碎至煤粉的標(biāo)準(zhǔn)粒度，通過輸送管道或燃燒器送入水泥工藝的分解爐和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。
本發(fā)明的鐵粉、電石渣、改性下腳料各原料的上限、下限及區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此就不一一舉例。
權(quán)利要求
1.一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，其特征在于它主要由鐵粉、電石渣和改性下腳料原料組成，各原料所占重量百分比為鐵粉30-60，電石渣20-50，改性下腳料10-30；所述的改性下腳料為在來自食品、石化工業(yè)的碳?xì)浠衔锵履_料加入加氣混凝土粉末，碳?xì)浠衔锵履_料與加氣混凝土粉末按重量百分比60-90∶10-40選取，粉磨0.5-1.0小時而制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，其特征在于所述的鐵粉是指鋼鐵冶煉過程中排放的鐵粉，其Fe2O3所占重量百分比為70-85。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑，其特征在于所述的電石渣為用電石與水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔氣過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其CaO所占重量百分比為60-70。
4.如權(quán)利要求1所述的水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的制備方法，其特征在于1).按各原料所占重量百分比為鐵粉30-60，電石渣20-50，改性下腳料10-30選取鐵粉、電石渣和改性下腳料；2).將鐵粉、電石渣、改性下腳料加入磨機混合，研磨成180-200目的粉末狀物料，即得產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求1所述的水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑的應(yīng)用，其特征在于將重量百分比為1-10的水泥工業(yè)燃煤催化-誘導(dǎo)燃燒活化劑加入原煤中，混合、干燥、破碎至煤粉的標(biāo)準(zhǔn)粒度，通過輸送管道或燃燒器送入水泥工藝的分解爐和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明屬于燃煤活化劑領(lǐng)域。一種水泥工業(yè)燃煤催化－誘導(dǎo)燃燒活化劑，其特征在于它主要由鐵粉、電石渣和改性下腳料原料組成，各原料所占重量百分比為鐵粉30－60，電石渣20－50，改性下腳料10－30；所述的改性下腳料為在來自食品、石化工業(yè)的碳?xì)浠衔锵履_料加入加氣混凝土粉末，碳?xì)浠衔锵履_料與加氣混凝土粉末按重量百分比60－90∶10－40選取，粉磨0.5－1.0小時而制得。本發(fā)明能降低煤粉著火溫度、提高煤粉燃盡度、加快劣質(zhì)煤燃燒速率，且具有成本低、對水泥熟料的性能沒有負(fù)面影響的特點，本發(fā)明的燃煤活化劑適用于高灰分煙煤、低揮發(fā)分無煙煤等多種煤。
文檔編號C10L10/00GK1858167SQ200610019270
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者馬保國, 李相國, 徐立, 李葉青, 柯凱, 蹇守衛(wèi) 申請人:武漢理工大學(xué)