本發(fā)明屬于節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑。
背景技術(shù)：
煤炭是我國的主要能源，在我國的耗煤行業(yè)中，水泥行業(yè)是僅次于火力發(fā)電的用煤大戶。煤在水泥生產(chǎn)成本中約占35％～40％，水泥廠耗煤普遍存在煤炭燃燒不完全、熱效率低的現(xiàn)象。未燃盡的煤粉落入熟料會影響熟料質(zhì)量，且會使液相提前出線，造成結(jié)皮、堵塞，影響正常運行，有的未燃盡煤粉甚至會流動到排風機、收塵器處燃燒，造成設(shè)備損壞、產(chǎn)生安全事故。提高燃煤的燃燒效率、減少熟料生產(chǎn)單位煤耗一直是水泥行業(yè)技術(shù)進步的重大關(guān)鍵課題。具有助燃節(jié)煤作用的助燃劑在水泥生產(chǎn)中具有十分重要的應(yīng)用價值。
煤炭燃燒產(chǎn)生的SO2是主要的大氣污染物，可形成酸雨，污染土壤、水域，影響動植物的正常生長，破壞生態(tài)環(huán)境。2014年新頒布的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》對SO2、NOX等污染物的排放要求更為嚴格。在水泥生產(chǎn)過程中，石膏是必不可少的調(diào)凝劑，把燃煤中的硫用鈣基吸收劑吸收并反應(yīng)生成硫酸鈣，不但可以減少SO2的排放，還能進一步減少水泥生產(chǎn)時石膏的用量，因此把燃煤中的硫固溶進水泥熟料是一種行之有效的方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明根據(jù)上述問題，提供一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，本發(fā)明由多種化合物組成，在高溫下通過催化、氧化及金屬離子交換來提高煤的燃燒強度，使燃煤在富氧條件下充分燃燒，并燃燒過程中生成的SO2在固硫劑、固硫增效劑的作用下生成硫酸鹽類固體物質(zhì)，固溶進水泥熟料中，減少水泥生產(chǎn)用燃煤量和排放的SO2量。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：
木質(zhì)素磺酸鈣：2％～5％
六鋁酸鹽：5％～10％
補氧劑：25％～40％
固硫增效劑：20％～30％
分散劑：1％～3％
載體：余量
所述的六鋁酸鹽化學式為MAl12O19(MO·6Al2O3)，其中M表示堿金屬，能夠催化促進煤炭的燃燒，提高燃燒效率。
所述補氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉組成；
優(yōu)選的，所述補氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比1～5:1組成。
所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉組成；
優(yōu)選的，所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比1～6:1組成。
所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。
所述載體為腐植酸鈉或石英砂粉中的一種或兩者的組合。
本發(fā)明中木質(zhì)素磺酸鈣可以防止燃煤焦結(jié)，增加反應(yīng)面積，有利于通風和燃燒過程的加速。補氧劑可分解生成活潑的氧氣，形成富氧氛圍，同時可使煤和燃煤產(chǎn)生的煤渣保持蓬松多孔，增加與氧的接觸面積，使燃燒更為充分。固硫增效劑中的氟化鈉可吸附在生料中的CaCO3上，隨CaCO3分解進入到CaO晶格里，導致CaO晶格扭曲變形，CaO晶格重排，形成利于固硫反應(yīng)的多孔結(jié)構(gòu)。固硫增效劑中的Fe2O3可作為催化劑促進煤中硫元素燃燒產(chǎn)生的SO2向SO3轉(zhuǎn)化，提高固硫劑的利用率，降低鈣硫比，提高CaSO4的生成量，減少CaSO3含量，分散劑能夠增加體系的流動度，使助燃固硫組分盡快與煤粉混合，均勻燃煤固硫劑在煤粉表面的分布。
本發(fā)明助燃固硫劑應(yīng)用于水泥干法窯的固硫機理，主要從高溫區(qū)部分實現(xiàn)助燃固硫，即熟料燒成段，煤粉進入窯內(nèi)直接燃燒，煤中的硫在高溫下主要生成SO2，固硫增效劑Fe2O3可作為催化劑中的可以將SO2催化氧化成SO3，然后同生料中的金屬離子Men+反應(yīng)生成硫酸鹽(MeSO4)，固定在熟料中，反應(yīng)方程式如式(1)和式(2)所示：
SO3+Men+MeSO4 (2)
本發(fā)明的有益效果在于，用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑的一個作用是降低煤粉的著火點，促進煤燃燒完全，提高煤的利用率，減少煤粉使用量；另一個作用是固硫，可使大量的硫固留在熟料中，一方面減少二氧化硫的排放，保護環(huán)境，另一方面因為熟料中固留大量三氧化硫，可減少生產(chǎn)水泥時的石膏用量，節(jié)約成本。
具體實施方式
實施例1
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣2％、六鋁酸鹽5％、補氧劑25％、固硫增效劑20％、分散劑1％、余量為腐植酸鈉。
所述補氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比1:1組成。
所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比1:1組成。
所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了20℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量8kg，減少煙氣中二氧化硫排放35％。
實施例2
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣5％、六鋁酸鹽10％、補氧劑40％、固硫增效劑30％、分散劑3％、余量為載體。
所述補氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比5:1組成。
所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比6:1組成。
所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。
所述載體由腐植酸鈉和石英砂粉按照重量比2:1組成。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了50℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量12kg，減少煙氣中二氧化硫排放65％。
實施例3
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽8％、補氧劑35％、固硫增效劑26％、分散劑2％、余量為載體。
所述補氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比3:1組成。
所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比3:1組成。
所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。
所述載體由腐植酸鈉和比表面積為300～500m2/kg的石英砂粉按重量比1:1組成。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了50℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量11kg，減少煙氣中二氧化硫排放50％。
實施例4
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣4％、六鋁酸鹽8％、補氧劑32％、固硫增效劑26％、分散劑1.5％、余量為腐植酸鈉。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了42℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量10kg，減少煙氣中二氧化硫排放45％。
實施例5
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽7％、高鐵酸鈉18％、鉍酸鈉10％、三氧化鐵20％、氟化鈉10％、氫化牛脂胺1％、甘油1％、余量為比表面積為300～500m2/kg的石英砂粉。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了55℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量11kg，減少煙氣中二氧化硫排放60％。
相對于上述具體實施例，發(fā)明人進行了一系列對比試驗，從下述對比例中可以明顯看到本發(fā)明的有益效果，使之在高溫下通過催化、氧化及金屬離子交換實現(xiàn)最佳的效果，顯著提高煤的燃燒強度，并使燃燒過程中生成的SO2盡可能轉(zhuǎn)化為硫酸鹽類固體物質(zhì)，固溶進水泥熟料中。
對比例1
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、補氧劑35％、固硫增效劑26％、分散劑2％、余量為腐植酸鈉。
所述補氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比3:1組成。
所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比3:1組成。
所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了20℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量2kg，減少煙氣中二氧化硫排放35％。
對比例2
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽8％、固硫增效劑26％、分散劑2％、余量為腐植酸鈉。
所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比3:1組成。
所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了28℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量2.5kg，減少煙氣中二氧化硫排放38％。
對比例3
一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分數(shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽8％、補氧劑35％、分散劑2％、余量為腐植酸鈉。
所述補氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比3:1組成。
所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。
將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測得煤的著火點降低了35℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量7kg，減少煙氣中二氧化硫排放10％。