專利名稱：一種節(jié)能燃煤添加劑制造及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤添加劑，它屬于為改進(jìn)燃燒而用添加劑對(duì)固體燃料的處理類。
世界上除了為數(shù)不多的國(guó)家以外，大多對(duì)含碳固體燃料的開發(fā)、利用都表現(xiàn)出越來越高的興趣。在煤炭開發(fā)、利用中，首先要解決改進(jìn)燃燒(包括提高實(shí)際發(fā)熱量及降低排放污染)問題，其次是采、選煤作業(yè)中廢棄物的有效利用問題。在至今所見的所有專利和非專利資料中，基本上是對(duì)于第一個(gè)問題的解決方案。如日本專利特公昭62-2139就公布了一種既含低溫(指低于800℃)脫硫成分，又含有高溫固硫劑的添加劑組合物。據(jù)稱可在寬廣的溫度范圍內(nèi)起到良好的脫硫效果；日本專利特公昭62-21400則推薦以制造高錳酸鉀的副產(chǎn)品錳礦渣來降低燃煤煙氣中CO含量的技術(shù)方案。如此等等。
本發(fā)明的目的是既要妥善解決促進(jìn)燃料的問題，同時(shí)又較好地解決采煤、選煤中廢棄物的有效利用問題。由于發(fā)明人在將固定碳含量達(dá)15％以上的工業(yè)爐煤渣引入添加劑方面進(jìn)行了成功的嘗試(參見中國(guó)專利87102028.9)，所以這樣做是有一定基礎(chǔ)的。
本發(fā)明涉及到一種由固硫成分、氧化型催化成分和填料組成的燃煤添加劑，所述的固硫成分是含有氧化鈣、氧化鎂的礦物(渣)。所述的氧化型催化成分是含有氧化鐵、二氧化錳的礦物(渣)。所述的填料是含有二氧化硅、三氧化二鋁的礦物(渣)。這些礦物(渣)在組合成本發(fā)明之燃煤添加劑時(shí)具有如下特點(diǎn)所有金屬氧化物的含量之和應(yīng)占添加劑總重的69％以上；其中所含二氧化硅的量是氧化鈣量的兩倍，也是三氧化二鋁量的兩倍；氧化鎂、氧化鐵、二氧化錳含量之和與氧化鈣含量之比為0.6～1.0；二氧化錳含量至少是氧化鐵量的兩倍，且氧化鐵含量與氧化鎂含量相近。具體來說，推薦的配比如下氧化鈣 15～20(重量百分比，下同)氧化鎂 2～5三氧化二鋁 15～20氧化鐵 2～4二氧化錳 5～10二氧化硅 30～40
高錳酸鉀5～10氯化鈉 5～10氯酸鉀 3～5為了達(dá)到本發(fā)明的目的，推薦以鍋爐煤渣或煤石或選煤的廢棄物或富含AL2O3、SiO2的其它材料作為填料組分；推薦以白云石、石灰石、大理石、白堊、菱鎂礦、菱苦土、滑石、鈣鎂橄欖石等作為固硫成分；而推薦的氧化型催化成分可包括煉錳鐵高爐的爐渣、方鐵錳礦、石榴石、鐵橄欖石、鐵白云石、菱鐵礦等。其中較佳的組合有鍋爐煤渣或煤石加白云石加鐵紅加富錳渣或錳礦渣；鍋爐煤渣或煤石加鍛燒黃鐵礦加菱鎂礦加膨潤(rùn)土加含鈣礦物(渣)。對(duì)于那些揮發(fā)分偏低的煤種，所用的含二氧化錳成分最好是高錳酸鉀，有時(shí)甚至要添加占添加劑總量1～2.0％的氯酸鹽或硝酸鹽，最好是添加氯酸鹽。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，不僅要掌握本發(fā)明添加劑的配方，而且應(yīng)掌握使用該添加劑的方法。該方法的重點(diǎn)是本添加劑摻入原煤中所得混合物中之灰分含量不應(yīng)高于40％。凡是揮發(fā)分含量正常的煤種，其發(fā)熱量在5000大卡/kg以上者，混入添加劑后的灰分含量，均可大膽取用40％這一上限值。這一“灰分總量原則”使用起來極為方便，如設(shè)燃煤灰分含量為X1，用量Y1，添加劑灰分含量X2，用量為Y2(均為重量百分比)，因?yàn)閅1+Y2＝1，故混合物灰分總量可用下式表示X1Y1+X2Y2＝X1(1-Y2)+X2Y2＝0.4由此式可算出添加劑用量Y2Y2＝(0.4-X1)÷(X2-X1)其中X1已知X2對(duì)于給定原料的添加劑說來，也可方便地測(cè)算出來。知X1、X2就可迅速求出Y2。
如果原煤的灰分含量已接近于40％，則上述原則已不能使用，此時(shí)的變通方法是添加劑中僅留固硫成分和氧化催化成分，用量占原煤的10％即可。
取含固定炭20％的鍋爐爐渣5分，錳礦渣2分(成分氧化鈣34.8％，氧化鎂6.34％，三氧化二鐵5.78％，二氧化錳24.3％，二氧化硅28％，800℃下灼燒15分鐘失重8.98％)白云石0.88分和鐵紅0.12分經(jīng)破碎、混合后，制成燃煤添加劑產(chǎn)品，實(shí)測(cè)其組分如下二氧化硅34.5(重量百分比，下同)
三氧化二鋁 18.75氧化鈣 2.85二氧化錳6.2三氧化二鐵 2.5碳 12.5高錳酸鉀3氯化鈉 2.7氯酸鉀 1.2顯然，該添加劑所有金屬氧化物含量之和78.76％即是其灰分含量，取灰分25％的煙煤與之混合，按本發(fā)明的灰分總量原則，可確定添加劑與煙煤應(yīng)按劑0.27分、煤0.73分的比例混合，制取混合燃料3噸，在某化工廠4噸快裝鍋爐上連續(xù)試燒8小時(shí)，混合燃料消耗量2.827噸，產(chǎn)汽11.20噸，即生產(chǎn)1噸蒸汽消耗混合燃料252.4kg；在同樣條件下燃用發(fā)熱量5050大卡/kg的煙煤，連續(xù)8小時(shí)耗煤3.117噸，產(chǎn)汽10.22噸，即生產(chǎn)1噸蒸汽消耗煤305kg。兩相比較，使用本發(fā)明的燃煤添加劑，單是噸蒸汽節(jié)煤量一項(xiàng)，就可高達(dá)(305-205×73％)kg，即120.75kg。從這里至少可以得出兩條結(jié)論一是本發(fā)明的燃煤添加劑在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以起到顯著改善燃燒狀況的突出效果，排煙黑度降低明顯，排渣的含碳量減少一半以上；二是當(dāng)正確使用本發(fā)明添加劑時(shí)，58.05kg的添加劑可相當(dāng)于110.65kg的煙煤(發(fā)熱量5050大卡/kg)，而本發(fā)明添加劑的生產(chǎn)成本又明顯低于煤炭的生產(chǎn)成本，可見其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益有多么可觀。
實(shí)施例2以黑龍江省某地的選煤廢渣、富錳渣、橄欖石及石灰為原料，各料配比為選煤廢渣80分、錳渣10分、橄欖石7.7分、石灰2.3分制得的粉狀添加劑經(jīng)測(cè)試具有如下成分二氧化硅 30.00(重量百分比，下同)三氧化二鋁 15.15氧化鈣 15.03氧化鎂 2.17氧化鐵 2.38二氧化錳 5.02
高錳酸鉀 2.7氯化鈉1.6氯酸鉀1.4待摻入該添加劑的當(dāng)?shù)卦夯曳趾考s25％，揮發(fā)分含量大約為20％，發(fā)熱量5527大卡/kg，根據(jù)本發(fā)明的灰分總量原則，可知應(yīng)按劑∶煤＝1∶2(即添加劑占33.3％，原煤占66.7％)的規(guī)定配制混合燃料。將該混合燃料在當(dāng)?shù)卦旒垙S的6噸臥式快裝鍋爐中試燒與燒用原煤的情況作了對(duì)比(操作時(shí)間均為連續(xù)16小時(shí))，結(jié)果如下燃用混合燃料 燃用原煤消耗燃料16490kg17136kg拆合原煤10999kg17136kg產(chǎn)汽量 99.0T 99.45T煤汽比 111.1kg/T汽172.31kg/T汽節(jié)煤率 35.5％
權(quán)利要求
1.一種由固硫成分、氧化型催化成分和填料組成的燃煤添加劑，所述固硫成分是含氧化鈣、氧化鎂的礦物(渣)，所述氧化型催化成分是含氧化鐵、二氧化錳的礦物(渣)，所述填料是含二氧化硅、三氧化二鋁的礦物(渣)，其特征在于a、所述添加劑中氧化鈣、高錳酸鉀、氧化鎂、氧化鐵、三氧化二鋁、二氧化錳和二氧化硅的含量之和應(yīng)占添加劑總量的69％以上；b、添加劑中所含二氧化硅的量是氧化鈣量的兩倍，也是三氧化二鋁量的兩倍；c、所述添加劑中氧化鎂、氯酸鉀、氧化鐵、氯化鈉、二氧化錳含量之和與氧化鈣含量之比0.6～1.0；d、添加劑二氧化錳之含量至少是氧化鐵含量的兩倍，且氧化鐵含量與氧化鎂的含量相近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤添加劑，其特征在于各氧化物成分具有如下配比氧化鈣15～30氧化鎂2～5三氧化二鋁15～20氧化鐵2～4二氧化錳 5～10二氧化硅 30～40高錳酸鉀 5～10氯化鈉5～10氯酸鉀3～5
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃媒添加劑的使用方法，其特征在于控制混合物的灰分量使之等于或低于40％。
全文摘要
一種節(jié)能燃煤添加劑及其使用方法，所述的燃煤添加劑含有固硫成分、氧化催化成分及填料。所述固硫成分是含氧化鈣、氧化鎂的礦物或者礦渣、高錳酸鉀、氯酸鉀、氯化鈉，氧化催化成分是含氧化鐵、二氧化錳的礦物(渣)，填料是二氧化硅、三氧化二鋁的礦物(渣)。且所述氧化物含量之和占總重的69％以上，上述燃煤添加劑在使用中應(yīng)遵循灰分總量不得高于40％的規(guī)定要求。按本發(fā)明規(guī)定的方法使用本燃煤添加劑時(shí)，可獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C10L9/00GK1162628SQ9710381
公開日1997年10月22日 申請(qǐng)日期1997年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月31日
發(fā)明者孫福剛, 商敏, 孫愛軍 申請(qǐng)人:孫福剛