一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，屬于環(huán)保節(jié)煤領(lǐng)域。所述煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦15-45份、稀土鑭和高鋁礬土2-8份、三乙醇胺醋酸鹽1-3份、硝酸鹽25-35份、活性炭纖維5-10份；所述溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為10-35%。本發(fā)明能夠有效改善煤的燃燒條件、降低煤耗、降低SO2和NOx等主要污染物排放，具有性能穩(wěn)定、儲存方便、節(jié)煤效果好、減排明顯、使用簡單、投資回報(bào)快等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)煤添加劑，特別是一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)顯示，2011年我國煤炭消費(fèi)量占到全球煤炭總消費(fèi)量的46.2%，是煤炭消費(fèi)第一大國家。國際能源機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，我國煤炭消耗量到2014年將占全球煤炭需求量的50%以上，除非經(jīng)濟(jì)增長速度放緩，否則海運(yùn)煤炭量將會繼續(xù)上升。相反的，我國煤炭人均可采儲量少，僅為世界的三分之二。在我國，煤燃燒是煤炭利用的主要方式，因此在現(xiàn)有煤炭儲存量和消耗量的基礎(chǔ)上，如果能夠改善煤的燃燒條件，將會大大提高煤的利用效率，從而促進(jìn)煤炭資源的節(jié)約和保護(hù)。
[0003]另一方面，煤在燃燒過程中，會排放大量的煙塵和有害氣體，如C0、S02、N0x等。排放的煙塵不僅污染空氣，也影響了人們視覺上的觀感；而排放的SO2則是造成區(qū)域性酸雨的最主要原因。各大城市環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，造成環(huán)境污染的主要原因之一是直接燃煤排放的煙塵和so2。同時，節(jié)能減排是我國一項(xiàng)基本國策，在以往減排工作中，已經(jīng)將SO2作為主要污染物進(jìn)行控制，2010年SO2排放量比2005年下降14.29%?！笆濉逼陂g，進(jìn)一步增加NOx作為主要控制污染物，并提出明確減排目標(biāo):到2015年，SO2排放總量比2010年減少8%, NOx排放總量減少10%。因此，煤燃燒作為SO2和NOx排放的主要方式之一，已經(jīng)制約了我國經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展。
[0004]綜上所述，提 高煤的燃燒效率，加強(qiáng)煤燃燒過程中SO2和NOx等主要污染物控制，將具有極為重要的意義。目前煤炭添加劑市場的普遍狀況是節(jié)煤效果不穩(wěn)定、脫硫尤其是脫硝效果不理想、使用和儲存要求環(huán)境條件較高，容易造成煤炭添加劑質(zhì)量的下降，有的還需要配置相關(guān)設(shè)備、投資大、經(jīng)濟(jì)效益不明顯等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1、發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0006]針對現(xiàn)階段煤炭添加劑在生產(chǎn)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，能夠有效改善煤的燃燒條件、降低煤耗、降低SO2和NOx等主要污染物排放，性能穩(wěn)定、儲存方便、使用簡單、節(jié)煤效果明顯、污染物減排效率高、投資回報(bào)快的煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑。
[0007]2、技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0009]一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成,溶質(zhì)包括納米二氧化鈦15-45份(質(zhì)量)、稀土鑭和高鋁礬土 2-8份(質(zhì)量)、三乙醇胺醋酸鹽1-3份(質(zhì)量)、硝酸鹽25-35份(質(zhì)量)、活性炭纖維5-10份(質(zhì)量);所述溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為10-35%(即溶劑占煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比為10-35%)。[0010]所述溶質(zhì)還包括五氧化二釩、三氧化鎢和氧化鐵的混合物3-10份，其中五氧化二釩和三氧化鎢質(zhì)量比例為80:20，之后與氧化鐵可以任意組合；氧化鈣和氧化鎂的混合物20-30份，兩者可以任意質(zhì)量比例組合。所述硝酸鹽是硝酸銨和硝酸鈉的混合物，兩者可以任意質(zhì)量比例組合。
[0011]3、有益效果
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)在本發(fā)明技術(shù)方案中，添加劑五氧化二釩和三氧化鎢能夠?qū)煔庵械腘Ox進(jìn)行有效催化去除，其中的三氧化鎢既可以擴(kuò)大催化劑的活性反應(yīng)溫度范圍，又可以改善催化劑機(jī)械結(jié)構(gòu)和晶體性質(zhì)，同時還可以避免煙氣中微量砷對催化劑的毒害。此外，納米二氧化鈦與氧化鈣氧化鎂的綜合作用能將大量氮、硫氧化物固化下來，形成性質(zhì)穩(wěn)定、對環(huán)境無害的硝酸鹽和硫酸鹽，以爐渣形式沉淀下來，進(jìn)而大幅度降低煙氣中SO2和NOx的含量。
[0014](2)納米級活性炭纖維比表面積大、吸附速度快，有較強(qiáng)的吸附能力，可以將煙氣中的S02、NOx和有機(jī)有毒等污染物進(jìn)行吸附去除，尤其是能夠?qū)λ喔G產(chǎn)生的二噁英進(jìn)行吸附去除，減輕了后續(xù)尾氣處理設(shè)施的負(fù)荷。
[0015](3)采用納米級二氧化鈦,具有大的比表面積、表面能和表面張力，納米微粒的熱、光、敏感特性和表面穩(wěn)定性等不同于常規(guī)粒子。在煤燃燒過程中，爐膛中火焰的熱度和強(qiáng)光使納米二氧化鈦產(chǎn)生強(qiáng)催化作用，生成化學(xué)活潑性很強(qiáng)的超氧化物陰離子自由基和自由氫氧基，對有機(jī)物大分子鏈、分子團(tuán)進(jìn)行切割、降解，加快長鏈和大分子有機(jī)物裂解速度，促使碳分子氧化反應(yīng)時的活化能降低、耗氧量下降，降低燃燒過程中破壞化學(xué)鍵所消耗的能量。
[0016](4)同時，在技術(shù)方案中的三乙醇胺醋酸鹽微爆劑作用下，添加劑與煤產(chǎn)生微爆，將煤破碎，產(chǎn)生的氣體可以和煤氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出熱量；另一方面，微爆引發(fā)的碰撞作用，以及納米二氧化鈦在煤炭表面形成富氧膜，將促使?fàn)t膛內(nèi)溫度和氧分布更加均勻，燃煤中的可燃物更加穩(wěn)定、充分地燃燒，從而提高熱效率，有效控制爐膛溫度(持續(xù)工作中的爐膛溫度一般情況下為1300-140(TC，加入添加劑后的溫度降低到800-900°C)，降低爐膛熱耗散，達(dá)到大幅度節(jié)煤的效果。`
[0017](5)在五氧化二釩、三氧化鎢、氧化鐵等催化劑的作用下，納米二氧化鈦化學(xué)活性能夠最大化，因其在參與燃燒的過程中自身并不消減，故能在較小添加量情況下保持優(yōu)異的性能。
[0018](6)添加劑中的稀土鑭、高鋁礬土在燃燒反應(yīng)過程中生成氧化物，此類氧化物對煤炭燃燒也具有顯著的催化作用。因此，本發(fā)明從煤炭燃燒本質(zhì)入手，改變煤炭燃燒過程，促進(jìn)充分混勻，降低煤炭燃燒的活化能和起燃溫度、縮短燃燒時間，加強(qiáng)完全充分燃燒，進(jìn)而整體提高煤炭燃燒熱值，達(dá)到節(jié)煤和減排目的。
[0019]因此，本發(fā)明能夠有效節(jié)省燃煤，減少SO2和NOx等污染物排放等，具有多重效果，并能夠大幅降低使用單位的生產(chǎn)成本，投資回報(bào)快。
[0020]本發(fā)明納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為液體水劑，產(chǎn)品性能穩(wěn)定、不易燃易爆、不揮發(fā)、儲存方便，不會對窯爐等燃燒器造成不利影響。由于使用三乙醇胺醋酸鹽微爆劑不含氯離子，因此對設(shè)備腐蝕性小，安全性高，是綠色環(huán)保節(jié)能的。本發(fā)明儲存方便、使用簡單、價格低廉，節(jié)煤效果良好，投資回報(bào)期快，克服了常用煤炭添加劑的不足之處，能夠較好達(dá)到節(jié)煤效果。[0021]本發(fā)明適用于各種燃煤鍋爐、水煤漿鍋爐、工業(yè)窯爐等，適用范圍廣；消除了煙氣中微量砷對添加劑的毒害，脫硫脫硝效果也較為明顯，具有較為明顯的減排作用。
【具體實(shí)施方式】
[0022]一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦15-45份、稀土鑭和高鋁礬土 2-8份、三乙醇胺醋酸鹽1-3份、硝酸鹽25-35份、活性炭纖維5-10份；所述溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為10-35%。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦15份(質(zhì)量);五氧化二釩、三氧化鎢和氧化鐵的混合物3份(質(zhì)量);稀土鑭和高鋁礬土 2份(質(zhì)量);三乙醇胺醋酸鹽1份(質(zhì)量);硝酸鹽25份(質(zhì)量);氧化鈣和氧化鎂的混合物20份(質(zhì)量);活性炭纖維5份(質(zhì)量)，溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為10%。使用時直接將煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑均勻噴灑于煤炭表面，利用攪拌機(jī)或磨粉機(jī)充分?jǐn)嚢杌靹蚣纯伞?br> [0025]實(shí)施例2:
[0026]一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦45份；五氧化二釩、三氧化鎢和氧化鐵的混合物10份(其中五氧化二釩和三氧化鎢質(zhì)量比例為80:20，之后與氧化鐵可以任意組合);稀土鑭和高鋁礬土 8份；三乙醇胺醋酸鹽3份；硝酸鹽35份，所述硝酸鹽是硝酸銨和硝酸鈉的混合物(兩者可以任意組合);氧化鈣和氧化鎂的混合物30份(兩者可以任意質(zhì)量比例組合);活性炭纖維10份，溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為15%。使用時，同實(shí)施例1。
·[0027]實(shí)施例3:
[0028]一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦20份；五氧化二釩、三氧化鎢和氧化鐵的混合物6份；稀土鑭和高鋁礬土 3份；三乙醇胺醋酸鹽2份；硝酸鹽28份；氧化鈣和氧化鎂的混合物25份；活性炭纖維6份，溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為20%。使用時，同實(shí)施例I。
[0029]實(shí)施例4:
[0030]一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦30份；五氧化二釩、三氧化鎢、氧化鐵的混合物7份；稀土鑭和高鋁礬土 7份；三乙醇胺醋酸鹽2.5份；硝酸鹽34份；氧化鈣和氧化鎂的混合物25份；活性炭纖維7份，溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為30%。使用時，同實(shí)施例I。
[0031]實(shí)施例5:
[0032]一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦40份；五氧化二釩、三氧化鎢、氧化鐵的混合物9份；稀土鑭和高鋁礬土 5份；三乙醇胺醋酸鹽2份；硝酸鹽30份；氧化鈣和氧化鎂的混合物24份；活性炭纖維8份，溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為35%。使用時，同實(shí)施例1.[0033]將本發(fā)明實(shí)施例1-5所制備的納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，均勻噴灑拌入煤中，添加量按用煤量的1%。加入。在用煤品質(zhì)、用煤設(shè)備等因素相同條件下，經(jīng)過多家實(shí)際應(yīng)用，在同等操作參數(shù)條件下，所述節(jié)煤添加劑的實(shí)際節(jié)煤率為10-30%，二氧化硫排放降低20-65%，氮氧化物排放降低率30-60%。
【權(quán)利要求】
1.一種納米復(fù)合型煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，其特征在于，所述煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦15-45份、稀土鑭和高鋁礬土 2-8份、三乙醇胺醋酸鹽1-3份、硝酸鹽25-35份、活性炭纖維5_10份；所述溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度為10-35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，其特征在于，所述溶質(zhì)還包括五氧化二fL、三氧化鶴和氧化鐵的混合物3-10份；氧化鈣和氧化鎂的混合物20-30份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，其特征在于，所述五氧化二釩和三氧化鎢質(zhì)量比例為80:20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，其特征在于:所述硝酸鹽是硝酸銨和硝酸鈉的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑，其特征在于:所述煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑為水分散溶液，由溶質(zhì)和溶劑組成，溶質(zhì)包括納米二氧化鈦45份、稀土鑭和高鋁礬土 8份、三乙醇胺醋酸鹽3份、硝酸鹽35份、活性炭纖維10份、氧化鈣和氧化鎂的混合物30份、以及五氧化二釩、三氧化鎢和氧化鐵的混合物10份；所述溶劑為去離子水，煤炭節(jié)煤脫硫脫硝添加劑質(zhì)量百分比濃度`為15%。
【文檔編號】C10L9/10GK103666634SQ201310737997
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】何寶國, 張金鳳, 俞光海, 佘祥海 申請人:馬鞍山中海新材料有限公司