專利名稱：一種燃煤增氧助燃爆破丸及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤炭助燃劑，具體涉及ー種燃煤增氧助燃爆破丸及其制備方法與應(yīng)用，該燃煤增氧助燃爆破丸適用于エ業(yè)鍋爐、電站爐、窖爐、蒸汽爐和生活型煤爐。
背景技術(shù)：
我國(guó)毎年的煤 炭消耗量達(dá)到6億噸以上，エ業(yè)燃煤解決了我國(guó)能源需求量的70%左右。目前在燃煤エ業(yè)存在的一系列問(wèn)題中，最突出的是煤的熱值偏低(我國(guó)煤中含硫量2%以上的中高硫煤和高硫煤約占總儲(chǔ)量的1/3)。煤在燃燒過(guò)程當(dāng)中，由于其品質(zhì)較差造成燃燒不夠充分，使?fàn)t膛溫度偏低，燃點(diǎn)高、不易著火、熱容大、不易傳熱。燃燒的基本反應(yīng)式C+02 — CO2，在高溫下，很容易發(fā)生吸熱的副反應(yīng)C+C02 — 2C0，其結(jié)果是能源浪費(fèi)、熱效率下降，污染環(huán)境。另外，燃煤所排放的S0x、N0x等有害氣體和煙塵，也是城市大氣受污染的禍?zhǔn)?。在不改變?nèi)济涸O(shè)備的前提下，依據(jù)煤炭燃燒的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，在煤中加入ー些添加劑，通過(guò)催化、活化、促進(jìn)氧化等手段，能有效地降低煤的燃點(diǎn)，提高燃燒效率，抑制CO的產(chǎn)生。目前國(guó)內(nèi)外所采用的煤炭助燃劑，成分主要有膨松劑、氧化劑、催化劑、脫硫劑、消煙劑、水及有機(jī)助劑等。在燃煤中添加助燃劑，能顯著改善煤的燃燒特性，降低著火溫度，カロ快焦炭的燃燒速度，縮短燃燒時(shí)間，提高燃燒效率。助燃劑在煤炭燃燒過(guò)程中，當(dāng)中的金屬離子可參與碳在燃燒過(guò)程中所必需的氧傳遞過(guò)程，有助于電子轉(zhuǎn)移，可以降低煤炭燃燒的活化能，起到助燃、增能、節(jié)煤的作用。通過(guò)調(diào)整不同金屬離子之間的比例關(guān)系，可以調(diào)控在不同的燃燒溫度下的助燃效果，適合于不同種類的鍋爐。另外，助燃劑中的氧化劑，例如雙氧水、高氯酸鉀等，在高溫下釋放出氧氣，促進(jìn)煤炭的燃燒更加充分。最后，助燃劑中的堿性氧化物等成分與受熱面上的煙垢和煙氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使煙垢和煙氣中的硫化物生成硫酸鹽，隨爐渣一起排出，減少ニ氧化硫、ニ氧化氮等有害氣體的排放，有利于環(huán)保。因此，采用煤炭助燃劑，不需要增加額外的機(jī)械設(shè)備，投資少，比較適用于我國(guó)現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)保要求，具有一定的廣泛適用性。中國(guó)專利申請(qǐng)200710050000.2、200810000141. 8、200510013262. 2、200810028083. X等，主要是利用某些金屬氧化物、エ業(yè)廢渣、生石灰、尾礦等作為添加劑，利用其助燃效果，添加到煤中，提高煤的熱值。也可以利用エ農(nóng)業(yè)的可燃性廢棄物，添加到原煤中，提高煤的熱值。專利申請(qǐng)03124816. 0公開了ー種“煤炭添加剤”，將生石灰、氯化鈉、三氧化ニ鉄、硝酸鈉等進(jìn)行粉碎，將粉末投入煤炭中。在以往公開的各種助燃劑雖然對(duì)煤炭能起到一定的助燃效果，但是只能在煤炭的表面起作用，無(wú)法促進(jìn)煤炭?jī)?nèi)部未能完全燃燒的部分暴露在空氣中。解決煤炭在燃燒過(guò)程當(dāng)中燃燒不充分，局部氧氣供應(yīng)不足的問(wèn)題，有利于取得最佳的助燃效果，取得較高的經(jīng)濟(jì)利益。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有煤炭助燃劑的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供ー種燃煤增氧助燃爆破丸。本發(fā)明的另ー目的在于提供上述燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供上述燃煤增氧助燃爆破丸的用途。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種燃煤增氧助燃爆破丸，由外層包覆物和助燃小顆粒構(gòu)成，外層包覆物包裹著助燃小顆粒；所述的外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質(zhì)量比(1-50) : I組成；高嶺土與高分子聚合物的質(zhì)量比優(yōu)選(8-9) :1 ;所述的高分子聚合物為聚丙烯酰胺、聚こ烯醇或聚こ烯醇縮丁醛中的ー種；所述的助燃小顆粒由以下質(zhì)量百分比的成分組成硝酸鈣10 30%硝酸鎂5 20%硝酸鋇I 10%稀土元素I 5%硝酸鈉0 25%硝酸鉀0 25%氯酸鉀0 20%ニ氧化錳0 20%高錳酸鉀0 10%蒙脫土0 10%硅藻土0 10% ；所述的稀土元素為氧化稀土或稀土的硝酸鹽；所述燃煤增氧助燃爆破丸的粒徑為3. 5_55mm，其中外層包覆物的厚度為
0.0-5mmo上述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，包括以下步驟( I)取硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇、稀土元素、硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、ニ氧化錳、高錳酸鉀、蒙脫土與硅藻土混合均勻，擠壓成小顆粒，即助燃小顆粒；(2)取高嶺土與高分子聚合物混合，加入水調(diào)勻，作為外層包覆物；(3)將助燃小顆粒用外層包覆物包裹起來(lái)，烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸；步驟(2)中所述水的用量是高嶺土與高分子聚合物質(zhì)量和的0. 2-2倍；步驟(3)所述的烘干是在40_100°C下烘干。上述的燃煤增氧助燃爆破丸可用于煤炭助燃。在煤炭燃燒前，將燃煤增氧助燃爆破丸與煤炭按質(zhì)量比I: (50-1000)混合，然后再進(jìn)行燃燒，可起到助燃效果。本發(fā)明的燃煤增氧助燃爆破丸，內(nèi)層含有硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、高錳酸鉀、ニ氧化錳、稀土等催化助燃劑成份，硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇等脫硫劑成份；硅藻土、蒙脫土等膨松劑成分；外層包覆劑為高嶺土與高分子聚合物組成的復(fù)合膜。爆破丸受熱吋，當(dāng)中的助燃劑成分(例如硝酸鈉、高錳酸鉀等)迅速膨脹，發(fā)生微弱爆炸，使呈現(xiàn)粉末狀態(tài)的除硫劑和助燃劑小顆粒等成分沖破外層，灑在周圍的正在燃燒的煤炭表面，并發(fā)揮助燃的作用；同時(shí)借助沖力，達(dá)到翻松煤層的效果，改善與氧氣的接觸效果；鋁離子、鈣離子、鎂離子等等在煤炭燃燒過(guò)程中發(fā)生燒結(jié)，有利于固定爐渣，達(dá)到清焦、緩蝕、固硫的目的。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果I、本發(fā)明的燃煤增氧助燃爆破丸可以與各種煤種配合使用。用于優(yōu)質(zhì)煤(燃燒值在5000大卡以上)，添加該爆破丸可大大提高熱值，而且可以降低有害氣體和煙塵排放量。用于劣質(zhì)煤，添加該爆破丸后可提高燃燒值1000千卡/公斤左右；例如270(T3300千卡/公斤的原煤添加該丸子后，燃燒值可提高到39001200千卡/公斤，熱效率提高了 26%以上，節(jié)省原煤約31%左右，含硫量由I. 0%降低到0. 7%以下。用于不合格的一類煙煤(2000千卡/公斤以下)，如煤中摻有大量的煤矸石或常年堆積的不能燃燒的廢煤，単獨(dú)燃燒則無(wú)法使用，但加入該丸子后，經(jīng)合理配制可以實(shí)現(xiàn)充分的燃燒，井能提高1100千卡/公斤的產(chǎn) 能效果，實(shí)現(xiàn)廢物利用。2、本發(fā)明的燃煤增氧助燃爆破丸可與煤炭直接混合，使用方便，適用于エ業(yè)鍋爐、電站爐、蒸汽爐和窯爐等燃煤。3、經(jīng)環(huán)保部門和節(jié)能監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)，使用本發(fā)明的燃煤增氧助燃爆破丸后脫硫率達(dá)88%，節(jié)標(biāo)煤率12. 9%，提高鍋爐熱效率11. 2%，爐渣含碳量降低11. 4%，清焦、消煙、緩蝕達(dá)90%以上，起到節(jié)煤和減少污染物排放的綜合作用。4、本發(fā)明的燃煤增氧助燃爆破丸原料充足、制備エ藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是ー種理想的煤炭助劑，具有明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。


圖I是本發(fā)明燃煤增氧助燃爆破丸的剖面示意圖；其中，I-外層包覆物，2-助燃小顆粒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例I一種燃煤增氧助燃爆破丸，由以下步驟制備得到(I)取25%硝酸鈣、10%硝酸鎂、5%硝酸鋇、1%硝酸鑭、15%硝酸鈉、20%氯酸鉀、10%ニ氧化錳、4%高錳酸鉀、5%蒙脫土與5%硅藻土混合均勻，通過(guò)小型制丸機(jī)擠壓成直徑為2cm的小顆粒；所述的百分比為占小顆粒原料總質(zhì)量的百分比；(2)取高嶺土和聚丙烯酰胺按質(zhì)量比9:1混合，加入水調(diào)勻，作為小顆粒的外層包覆物；所述水的用量是高嶺土和聚丙烯酰胺的質(zhì)量和；(3)將小顆粒用外層包覆物包裹起來(lái)，外層包覆物的厚度約為2毫米，80°C下烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。所得到的燃煤增氧助燃爆破丸的結(jié)構(gòu)和組成如圖I所示，外層為包覆物1，外層包覆物I包裹著的是小顆粒2。
將本實(shí)施例的燃煤增氧助燃爆破丸與劣質(zhì)煤按質(zhì)量比1:200混合后燃燒，脫硫率達(dá)88%，節(jié)標(biāo)煤率12. 9%，提高鍋爐熱效率11. 2%，爐渣含碳量降低11. 4%，清焦、消煙、緩蝕達(dá)90%以上，起到節(jié)煤和減少污染物排放的綜合作用。實(shí)施例2一種燃煤增氧助燃爆破丸，由以下步驟制備得到(I)取20%硝酸鈣、10%硝酸鎂、5%硝酸鋇、1%硝酸鑭、20%硝酸鈉、20%氯酸鉀、10%ニ氧化錳、4%高錳酸鉀、5%蒙脫土與5%硅藻土混合均勻，通過(guò)小型制丸機(jī)擠壓成直徑為3cm的小顆粒；所述的百分比為占小顆粒原料總質(zhì)量的百分比；(2)取高嶺土和聚丙烯酰胺按質(zhì)量比8:1混合，加入水調(diào)勻，作為小顆粒的外層包覆物；所述水的用量是高嶺土和聚丙烯酰胺的質(zhì)量和；(3)將小顆粒用外層包覆物包裹起來(lái)，外層包覆物的厚度約為2. 5毫米，80°C下烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。所得到的燃煤增氧助燃爆破丸的結(jié)構(gòu)和組成如圖I所示，外層為包覆物1，外層包覆物I包裹著的是小顆粒2。將本實(shí)施例的燃煤增氧助燃爆破丸與劣質(zhì)煤按質(zhì)量比1:200混合后燃燒，脫硫率達(dá)86%，節(jié)標(biāo)煤率11. 2%，提高鍋爐熱效率10. 9%，爐渣含碳量降低11. 1%，清焦、消煙、緩蝕達(dá)90%以上，起到節(jié)煤和減少污染物排放的綜合作用。實(shí)施例3一種燃煤增氧助燃爆破丸，由以下步驟制備得到(I)取15%硝酸鈣、10%硝酸鎂、10%硝酸鋇、3%的硝酸鈰、20%硝酸鈉、20%氯酸鉀、10%ニ氧化錳、4%高錳酸鉀、5%蒙脫土與3%硅藻土混合均勻，通過(guò)小型制丸機(jī)擠壓成直徑為
I.5cm的小顆粒；所述的百分比為占小顆粒原料總質(zhì)量的百分比；(2)取高嶺土和聚丙烯酰胺按質(zhì)量比9:1混合，加入水調(diào)勻，作為小顆粒的外層包覆物；所述水的用量是高嶺土和聚丙烯酰胺的質(zhì)量和；(3)將小顆粒用外層包覆物包裹起來(lái)，外層包覆物的厚度約為I毫米，70°C下烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。所得到的燃煤增氧助燃爆破丸的結(jié)構(gòu)和組成如圖I所示，外層為包覆物1，外層包覆物I包裹著的是小顆粒2。將本實(shí)施例的燃煤增氧助燃爆破丸與劣質(zhì)煤按質(zhì)量比1:300混合后燃燒，脫硫率達(dá)84%，節(jié)標(biāo)煤率10. 4%，提高鍋爐熱效率10. 5%，爐渣含碳量降低10. 8%，清焦、消煙、緩蝕達(dá)88%以上，起到節(jié)煤和減少污染物排放的綜合作用。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于是由外層包覆物和助燃小顆粒構(gòu)成，外層包覆物包裹著助燃小顆粒； 所述的外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質(zhì)量比(1-50) : I組成； 所述的高分子聚合物為聚丙烯酰胺、聚こ烯醇或聚こ烯醇縮丁醛中的ー種； 所述的助燃小顆粒由以下質(zhì)量百分比的成分組成 硝酸鈣:10 30% 硝酸鎂:5 20% 硝酸鋇rio% 稀土元素1、％ 硝酸鈉:0 25% 硝酸鉀:0 25% 氯酸鉀0 20% ニ氧化錳0 20% 高錳酸鉀(Tio% 蒙脫土 0 10% 娃藻土 0 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于所述的外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質(zhì)量比(8-9) : I組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于所述的稀土元素為氧化稀土或稀土的硝酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤增氧助燃爆破丸，其特征在于所述燃煤增氧助燃爆破丸的粒徑為3. 5-55mm，其中外層包覆物的厚度為0. 5_5mm。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)取硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇、稀土元素、硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、ニ氧化錳、高錳酸鉀、蒙脫土與硅藻土混合均勻，擠壓成小顆粒，即助燃小顆粒； (2)取高嶺土與高分子聚合物混合，加入水調(diào)勻，作為外層包覆物； (3)將助燃小顆粒用外層包覆物包裹起來(lái)，烘干，即得到燃煤增氧助燃爆破丸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述水的用量是高嶺土與高分子聚合物質(zhì)量和的0. 2-2倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤增氧助燃爆破丸的制備方法，其特征在于步驟(3)所述的烘干是在40-100°C下烘干。
8.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的燃煤增氧助燃爆破丸在煤炭助燃中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃煤增氧助燃爆破丸在煤炭助燃中的應(yīng)用，其特征在于包括以下步驟在煤炭燃燒前，將燃煤增氧助燃爆破丸與煤炭按質(zhì)量比I: (50-1000)混合，然后再進(jìn)行燃燒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃煤增氧助燃爆破丸及其制備方法與應(yīng)用，該燃煤增氧助燃爆破丸由外層包覆物和助燃小顆粒構(gòu)成，外層包覆物包裹著助燃小顆粒；外層包覆物由高嶺土與高分子聚合物按質(zhì)量比(1-50):1組成；助燃小顆粒由硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋇、稀土元素、硝酸鈉、硝酸鉀、氯酸鉀、二氧化錳、高錳酸鉀、蒙脫土與硅藻土混合擠壓而成。本發(fā)明的燃煤增氧助燃爆破丸可與煤炭直接混合，使用方便，適用于工業(yè)鍋爐、電站爐、蒸汽爐和窯爐等燃煤。使用本發(fā)明的燃煤增氧助燃爆破丸后脫硫率達(dá)88%，節(jié)標(biāo)煤率12.9%，提高鍋爐熱效率11.2%，爐渣含碳量降低11.4%，清焦、消煙、緩蝕達(dá)90%以上，起到節(jié)煤和減少污染物排放的綜合作用。
文檔編號(hào)C10L9/10GK102643704SQ201210148638
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者潘偉強(qiáng), 陳超云 申請(qǐng)人:清遠(yuǎn)市衛(wèi)爾信化工建材有限公司