專利名稱：環(huán)保型節(jié)煤除硫降塵乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型節(jié)煤除硫降塵乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，世界能源持續(xù)危機(jī)，我國(guó)煤炭消費(fèi)不斷增長(zhǎng)，燃煤排放的二氧化硫也不斷增加，連續(xù)多年我國(guó)用煤超過2000萬噸，導(dǎo)致我國(guó)大氣酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重。酸雨影響的面積已占國(guó)土面積的30％，華中地區(qū)酸性降水頻率超過90％。二氧化硫?qū)ξ覈?guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已占GDP的2％～GDP的3％，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，治理大氣二氧化硫和酸雨污染是我國(guó)環(huán)保防治工作的重點(diǎn)。但燃煤二氧化硫的治理一直是世界性難題，，因其處理方式一次性投資巨大，運(yùn)行成本高昂，容易造成二次污染，，所以在我國(guó)推廣應(yīng)用受到經(jīng)濟(jì)制約。就像美國(guó)那樣的發(fā)達(dá)國(guó)家，應(yīng)用昂貴的脫硫裝置的也不過才30％。我國(guó)燃煤市場(chǎng)急需脫硫技術(shù)與設(shè)備，但由于一次性投資巨大，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)過重，脫硫裝置推廣應(yīng)用受到一定的限制，僅在我國(guó)大型燃煤項(xiàng)目上有少量的應(yīng)用，量大面廣的中小型燃煤市場(chǎng)需要脫硫技術(shù)與設(shè)備一次性投資小，效果又好，使用成本又底。環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液就是在這樣的市場(chǎng)背景下創(chuàng)造發(fā)明的，該產(chǎn)品采用高新技術(shù)與復(fù)合反應(yīng)化工工藝，在保證除硫效果的基礎(chǔ)上盡可能降低造價(jià)和使用成本。為燃煤節(jié)煤脫硫開創(chuàng)新天地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液是煤炭能源領(lǐng)域的又一技術(shù)創(chuàng)新，它不僅能夠使煤炭潔凈燃燒，使煤炭?jī)?nèi)在硫參加燃燒或者進(jìn)行化合反應(yīng)結(jié)晶沉降，進(jìn)而減少污染物排放，使煙塵及有害氣體向大氣排放量大幅度降低，而且能夠提高煤炭燃燒效率。在使用中同種煤，統(tǒng)一使用條件下，添加與不添加對(duì)比檢測(cè)節(jié)煤率15-25％，降低煙塵排放為51％～65％，降低二氧化硫排放52％～95％，鍋爐排放燃?xì)飧黜?xiàng)環(huán)保指標(biāo)達(dá)到和優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液可做為各種工業(yè)、民用燃煤添加劑，可根據(jù)需要在煤炭產(chǎn)地工業(yè)化生產(chǎn)潔凈配煤，也可以在大型用煤窯爐廠、發(fā)電廠爐前配用潔凈煤，還可因地制宜生產(chǎn)各種潔凈型煤，進(jìn)入千家萬戶。
環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液不僅具有巨大的環(huán)保意義，節(jié)能意義，而且為燃煤節(jié)能脫硫技術(shù)引進(jìn)了一個(gè)新的思路。其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著，對(duì)保護(hù)和改善人居環(huán)境空氣質(zhì)量，創(chuàng)造適合人居環(huán)境的生態(tài)城市有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本發(fā)明的環(huán)保節(jié)煤除硫降塵劑它集除硫、助燃節(jié)能、消煙降塵于一體。是由順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉、輕質(zhì)烴、四硼酸鈉、硝酸鈉、氯酸鈉、過氧化鈉、重鉻酸鈉、碳酸鈉、高氯酸銨四種或四種以上成份組合化合而成。組合化合而成的混合物經(jīng)專用設(shè)備加工為乳液狀液體，該液體既是環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液。
在使用時(shí)按一定比例噴灑在煤上與煤混拌，當(dāng)與煤混拌均勻后，環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液不僅覆蓋了煤表面，而且在其中滲透組分的帶動(dòng)下，使環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液快速滲透到煤炭?jī)?nèi)部，數(shù)分鐘后，便產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使原煤變?yōu)闈崈裘骸．?dāng)煤受熱時(shí)，溫度從200度開始到700度左右環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液處于強(qiáng)烈催化分解反應(yīng)之中，隨著溫度升高逐步放出活性氧助燃，煤碳發(fā)生快速燃燒，進(jìn)入煤內(nèi)層的環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液，形成極細(xì)微的爆炸，使煤塊內(nèi)部呈現(xiàn)膨散疏松結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了煤塊與空氣的接觸面積，讓燃燒進(jìn)入了煤塊內(nèi)部。與此同時(shí)，環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液在高溫下分解了煤中的硫參與了燃燒。隨著燃燒繼續(xù)進(jìn)行，環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液中強(qiáng)氧復(fù)合物進(jìn)一步釋放出氧氣助燃，從而使煤更加充分燃燒，如此反復(fù)致使燃燒結(jié)束。由于燃燒完全、充分、猛烈，使?fàn)t膛溫度比未加環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液的爐膛溫度提高了100℃-250℃，爐膛中結(jié)焦也被充分燃燒，降低了向空中排放煙塵量，經(jīng)測(cè)試可降低黑度1-3級(jí)；減少二氧化硫的排放量52％～95％；煙塵排放降低51％～65％；使熱效率提高了15％-20％；同時(shí)節(jié)約用煤15％-25％；灰渣總排放量減少30％～45％。
本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1、發(fā)現(xiàn)了采用順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉摻配輕質(zhì)烴做為煤顆粒表面沾粘與深層快速滲透作用，并利用這一功能帶動(dòng)其余復(fù)合化合物滲入到煤顆粒內(nèi)層，為煤高溫燃燒時(shí)引發(fā)一系列的化學(xué)反應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。
2、采用了專利號(hào)為02282370.0與專利號(hào)為02282371.9部件為核心組成的高速射流粉碎剪切機(jī)，對(duì)以上化合物進(jìn)行超細(xì)化加工，從物態(tài)上保證了分散均勻，深化了分散乳化效果，為后續(xù)燃燒化學(xué)反應(yīng)提供了保證。
3、加工工藝的特點(diǎn)是依次將以上化合物，添加到升溫高速攪拌反應(yīng)釜中，在一定的溫度條件下進(jìn)行相應(yīng)的化合反應(yīng)。
原煤添加本發(fā)明的環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液，經(jīng)過大量使用時(shí)得出以下結(jié)論(1)、提高了火焰溫度不加乳液時(shí)，只有外部燃燒，火焰內(nèi)焰核缺氧不燃燒呈黑色。煤中加入環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液后，在爐膛中燃燒時(shí)向火焰內(nèi)部充入高密度氧，從而提高了火焰內(nèi)焰、中焰的溫度，相助了火焰的外焰溫度。達(dá)到燃煤在高溫狀態(tài)下充分燃燒，提高了爐膛溫度100℃-250℃。
(2)、煤中的一部分水得到利用正常運(yùn)行時(shí)，水作為火床穩(wěn)定燃燒的調(diào)解劑，但它是煤燃燒中的主要雜質(zhì)之一，加入環(huán)保節(jié)煤除硫降塵劑后，煤中的水遇熱后蒸發(fā)生成水蒸氣，通過強(qiáng)氧化劑與高溫?zé)煔饣旌希查g形成可燃?xì)怏w參與燃燒增加了熱能。
(3)、灰渣里面的金屬化合物及非氧化物得到利用煤里面的灰渣也是煤燃燒中的主要雜質(zhì)之一，加入環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液后，通過催化、氧化、膨松等過程，使灰渣中的金屬化合物及非氧化物參與燃燒增加熱能，使得灰渣總排放量減少30％～45％。
(4)、爐膛火床的燃燒面積加大爐膛火床燃燒時(shí)，由于燃料及機(jī)械特性所至，火床的燃燒不穩(wěn)定、不均勻，火苗的分部疏密不等，火床燃燒后高低不平浪費(fèi)了有效的火床面積和燃煤，加入環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液后，火床燃燒平穩(wěn)，煤層蓬松，燃煤得到了充分燃燒。燃燒區(qū)擴(kuò)展，火床向后延伸約1/4-1/3，火床的燃燒面積加大提高了燃煤的燃燒率。
(5)、燃燒煤床膨脹與疏松由于環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液作用，使得煤床變的膨脹與疏松，與未加環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液的燃燒煤床比較高出約1倍多，改變了原煤燃燒狀態(tài)，燃煤得到了充分燃燒，火焰溫度得到了有效提高。
(6)、除硫效果顯著煙氣中含硫量檢測(cè)，加環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液的燃煤與同種原煤比較，降低二氧化硫排放52％～95％，林格曼黑度降低1-3級(jí)?？墒购跓熥儼?。
(7)、長(zhǎng)期使用可減少鍋爐爐膛的結(jié)垢侵蝕，對(duì)于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命具有特殊的保護(hù)作用。
本發(fā)明中使用材料及生產(chǎn)廠家如下丁烯二酸二仲辛酯酸鈉
生產(chǎn)廠家南京化學(xué)工業(yè)有限公司輕質(zhì)烴C3-C5生產(chǎn)廠家浙江巨化集團(tuán)公司四硼酸鈉Na2B4O4·10H2O生產(chǎn)廠家北京化工公司硝酸鈉NaNO3生產(chǎn)廠家南京化學(xué)工業(yè)有限公司氯酸鈉NaCIO3生產(chǎn)廠家南京化學(xué)工業(yè)有限公司碳酸鈉Na2CO3生產(chǎn)廠家吉林化學(xué)工業(yè)公司過氧化鈉Na2O2生產(chǎn)廠家浙江巨化集團(tuán)公司重鉻酸鈉Na2Cr2O7·2H2O生產(chǎn)廠家四川川化集團(tuán)公司高氯酸銨NH4CIO4生產(chǎn)廠家大連化學(xué)工業(yè)公司蒸餾水H2O輕質(zhì)烴C3-C5生產(chǎn)廠家中石化煉油廠本發(fā)明乳液的加工過程如下(1)加工設(shè)備采用專利號(hào)02282370.0與專利號(hào)02282371.9為核心部件組成的高速射流粉碎剪切機(jī)、升溫高速攪拌反應(yīng)釜、升溫控溫裝置。
(2)加工工藝本發(fā)明以最終得到的環(huán)保型節(jié)煤除硫降塵乳液總重量為基準(zhǔn)，以重量百分?jǐn)?shù)為單位。將25％～75％重量份蒸餾水加入升溫?cái)嚢璺磻?yīng)釜升溫到60℃～80℃，然后添加順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉0.1％～1.5％重量份，添加輕質(zhì)烴0.1％～5.5％重量份，進(jìn)行高速攪拌15-35分鐘，這時(shí)不再升溫；然后將、四硼酸鈉0.1％～0.5％重量份、硝酸鈉0.1％～20％重量份、氯酸鈉0.1％～5％重量份、過氧化鈉0.1％～2.5％重量份、重鉻酸鈉0.1％～5％重量份、碳酸鈉0.1％～5.5％重量份、高氯酸銨0.1％～3.5％重量份依次添加到升溫高速攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行化合反應(yīng)，繼續(xù)再攪拌15～30分鐘，然后進(jìn)入高速射流粉碎機(jī)剪切往復(fù)循環(huán)剪切粉碎，在此環(huán)節(jié)中既深化分散乳化效果，又使添加的化合反應(yīng)后的組分達(dá)到充分反應(yīng)，往復(fù)循環(huán)粉碎3～5遍，即可生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的乳液狀環(huán)保節(jié)煤除硫降塵劑產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液，它的成分重量配比依次為蒸餾水75.9％、順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉0.4％、輕質(zhì)烴2.5％、四硼酸鈉0.3％、硝酸鈉15％、氯酸鈉3％、過氧化鈉0.5％、重鉻酸鈉1％、碳酸鈉1％、高氯酸銨0.4％、依次添加到升溫高速攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行化合反應(yīng)，然后進(jìn)入高速射流粉碎機(jī)剪切往復(fù)循環(huán)剪切粉碎，混配穩(wěn)定的乳液狀環(huán)保節(jié)煤除硫降塵劑.使用時(shí)按1∶10外加水，每噸原煤摻入11％乳液水混合液使用，爐膛溫度提高130℃，煙氣黑度降低林格曼1級(jí)，節(jié)煤率達(dá)10％，減少二氧化硫的排放量54％。
實(shí)施例2環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液，它的成分重量配比依次為蒸餾水66.2％、順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉1.0％、輕質(zhì)烴3.5％、四硼酸鈉0.4％、硝酸鈉18％、氯酸鈉4％、過氧化鈉1％、重鉻酸鈉2.5％、碳酸鈉2.0％和高氯酸銨1.4％、依次添加到升溫高速攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行化合反應(yīng)，然后進(jìn)入高速射流粉碎機(jī)剪切往復(fù)循環(huán)剪切粉碎，混配穩(wěn)定的乳液狀環(huán)保節(jié)煤除硫降塵劑。使用時(shí)按1∶10外加水，每噸原煤摻入11％乳液水混合液使用，爐膛溫度提高150℃，煙氣黑度降低林格曼2級(jí)，節(jié)煤率達(dá)15％，減少二氧化硫的排放量65％。
實(shí)施側(cè)3環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液，它的成分重量配比依次為蒸餾水55.2％、順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉1.0％、輕質(zhì)烴4.5％、四硼酸鈉0.3％、硝酸鈉20％、氯酸鈉4.5％、過氧化鈉2％、重鉻酸鈉3.5％、碳酸鈉2.5％、高氯酸銨2.0％和氯化鈉4.5％，依次添加到升溫高速攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行化合反應(yīng)，然后進(jìn)入高速射流粉碎機(jī)剪切往復(fù)循環(huán)剪切粉碎，混配穩(wěn)定的乳液狀環(huán)保節(jié)煤除硫降塵劑。使用時(shí)按1∶10外加水，每噸原煤摻入11％乳液水混合液使用，爐膛溫度提高200℃，煙氣黑度降低林格曼2級(jí)，節(jié)煤率達(dá)20％，減少二氧化硫的排放量73％。
根據(jù)有關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心或環(huán)境檢測(cè)站在SHL10-13/350-W型雙鍋筒鏈條鍋爐和SHL10-13-AIII型雙鍋筒鏈條鍋爐上對(duì)不同摻量的環(huán)保節(jié)煤除降硫除塵乳液使用情況的測(cè)試結(jié)果見表1、表2，SHL10-13/350-W型雙鍋筒鏈條鍋爐，煙塵排放量減少52％，二氧化硫排放量減少56.9％。SHL10-13-AIII型雙鍋筒鏈條鍋爐煙塵排放量減少60.06％、二氧化硫排放量減少82.34％。SHL10-13-AIII型雙鍋筒鏈條鍋爐節(jié)約能源見表3，噸煤蒸汽增產(chǎn)1.8噸，平均提高爐膛150℃。
表1 環(huán)保指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

表2 環(huán)保指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

表3 SHL10-13-AIII型雙鍋筒鏈條鍋爐鍋爐運(yùn)行節(jié)能實(shí)測(cè)結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型節(jié)煤除硫降塵乳液，以重量百分?jǐn)?shù)為單位，其特征在于其組成配比如下25％～75％重量份蒸餾水，順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉0.1％～1.5％重量份，輕質(zhì)烴0.1％～5.5％重量份，四硼酸鈉0.1％～0.5％重量份、硝酸鈉0.1％～20％重量份、氯酸鈉0.1％～5％重量份、過氧化鈉0.1％～2.5％重量份、重鉻酸鈉0.1％～5％重量份、碳酸鈉0.1％～5.5％重量份、高氯酸銨0.1％～3.5％重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液，其特征在于所說的輕質(zhì)烴為C3-C5輕質(zhì)烴。
3.權(quán)利要求1所述的環(huán)保型節(jié)煤除硫降塵乳液的制備方法，以重量百分?jǐn)?shù)為單位，其特征在于將25％～75％重量份蒸餾水加入升溫?cái)嚢璺磻?yīng)釜升溫到60℃～80℃，然后添加順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉0.1％～1.5％重量份，添加輕質(zhì)烴0.1％～5.5％重量份，進(jìn)行高速攪拌15-35分鐘，這時(shí)不再升溫；然后將四硼酸鈉0.1％～0.5％重量份、硝酸鈉0.1％～20％重量份、氯酸鈉0.1％～5％重量份、過氧化鈉0.1％～2.5％重量份、重鉻酸鈉0.1％～5％重量份、碳酸鈉0.1％～5.5％重量份和高氯酸銨0.1％～3.5％重量份依次添加到升溫高速攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行化合反應(yīng)，繼續(xù)再攪拌15～30分鐘，然后進(jìn)入高速射流粉碎機(jī)剪切往復(fù)循環(huán)剪切粉碎，在此環(huán)節(jié)中既深化分散乳化效果，又使添加的化合反應(yīng)后的組分達(dá)到充分反應(yīng)，往復(fù)循環(huán)粉碎3～5遍，即可生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的乳液狀環(huán)保節(jié)煤除硫降塵乳液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型節(jié)煤除硫降塵乳液，以重量百分?jǐn)?shù)為單位。將25％～75％重量份蒸餾水加入升溫?cái)嚢璺磻?yīng)釜升溫到60℃～80℃，然后添加順丁烯二酸二仲辛酯酸鈉0.1％～1.5％重量份，添加輕質(zhì)烴0.1％～5.5％重量份，進(jìn)行高速攪拌15－35分鐘，這時(shí)不再升溫；然后將四硼酸鈉0.1％～0.5％重量份、硝酸鈉0.1％～20％重量份、氯酸鈉0.1％～5％重量份、過氧化鈉0.1％～2.5％重量份、重鉻酸鈉0.1％～5％重量份、碳酸鈉0.1％～5.5％重量份、高氯酸銨0.1％～3.5％重量份依次添加到升溫高速攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行化合反應(yīng)，繼續(xù)再攪拌15～30分鐘，然后進(jìn)入高速射流粉碎機(jī)剪切往復(fù)循環(huán)剪切粉碎，往復(fù)循環(huán)粉碎3～5遍，即可生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的乳液狀環(huán)保節(jié)煤除硫降塵劑產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10L9/10GK1743437SQ20051010527
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者梁清源 申請(qǐng)人:梁清源