專利名稱：一種燃煤添加劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃煤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃煤添加劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
燃煤添加劑是一種添加于煤中的化學(xué)藥劑，一般為固體粉末或液體。燃煤添加劑用于各種燃煤設(shè)備如動力鍋爐、工業(yè)鍋爐、型煤設(shè)備等，主要作用有促進煤的完全燃燒，提高煤的燃燼率；降低煤燃燒過程中的SO2生成濃度；降低煤燃燒過程中的NOx生成濃度；清除或抑制煤燃燒產(chǎn)生的積灰、結(jié)焦。目前，部分燃煤添加劑具有同時助燃、固硫方面的作用，而對于降低煤燃燒過程中產(chǎn)生NOx氣體濃度、清除或抑制煤燃燒過程中產(chǎn)生的積灰、結(jié)焦等方面的作用，還沒有一種添加劑能夠同時滿足的。生產(chǎn)過程中往往采用在不同的階段加入不同的添加劑，或者在氣體排出后再進行凈化，控制過程復(fù)雜，且處理效果差，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上缺點，提供一種助燃、固硫效果好，能有效降低NOx濃度，且能抑制燃煤燃燒過程中產(chǎn)生結(jié)焦的燃煤添加劑及其使用方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種燃煤添加劑，所述添加劑的成分及各成分的質(zhì)量百分比是氧化劑3-9%；堿金屬鹽類物 質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)34-67% ；NaVO3 0. 5-2. 5% ；Al(NO3)3 3. 5-6. 5% ；H2O:余量；其中，所述堿金屬鹽類物質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)為硝酸鹽或碳酸鹽或者氯酸鹽。進一步地，所述氧化劑為KMnO4和/或NH4NO3。進一步地，所述堿金屬鹽類物質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)為硝酸鹽。進一步地,所述堿金屬為K,所述堿土金屬為Mg、Ca、Ba,所述過渡金屬為Fe、Cu,所述硝酸鹽物質(zhì)的成分及占所述燃煤添加劑的重量百分比分別是=KNO3 :8-18%, Ca(NO3)2 8-18%, Mg (NO3)2 5. 5-7%, Ba(NO3)2 3. 5-5. 5%, Cu (NO3) 2 :5-10%, Fe (NO3)3 :4-8. 5%0一種上述燃煤添加劑的使用方法，所述使用方法的步驟如下a、將上述燃煤添加劑按比例混合，攪拌，加熱至40-60°C ；b、冷卻后的燃煤添加劑混合物，由壓縮空氣噴射至爐膛內(nèi)，所述壓縮空氣的壓力為 O. 3-0. 7MPa。進一步地，所述燃煤添加劑的噴射方式為間歇式，所述間歇時間為2-10min，所述每次噴射時間為10-30s。進一步地，所述添加劑的噴射點設(shè)置在燃煤設(shè)備的看火孔處。本發(fā)明提供的燃煤添加劑及其使用方法，具有如下優(yōu)點1、同時具有助燃、固硫、脫硝、除焦等的功能。a、助燃方面燃煤添加劑中過渡金屬的鹽類物質(zhì)在高溫條件下分解生成過渡金屬氧化物，具有較大活性，作為煤的脫碳反應(yīng)的催化劑，加快揮發(fā)分的析出，提高揮發(fā)分的產(chǎn)量，降低著火溫度；金屬氧化物作為氧的載體，通過不斷還原和氧化反應(yīng)，為揮發(fā)分及固定碳的燃燒提供活性氧，從而使揮發(fā)分的燃燒更為充分；且添加劑中的他￥03在高溫下分解生成具備強催化性的V2O5,能促進氧化物的氧傳遞反應(yīng)，提高燃燒反應(yīng)速率。氧化劑，堿金屬、堿土金屬、過渡金屬的鹽類物質(zhì)以及Al (NO3)3在高溫條件下可分解生成活潑的氧氣，氧氣可以為煤燃燒提供氧量，同時，氣體的產(chǎn)生使燃煤燃燒生成的固定碳顆粒保持蓬松多孔的狀態(tài)，增大了固定碳與氧的接觸面積，提高反應(yīng)效率。燃煤添加劑以水作為溶劑，各組分呈離子狀態(tài)，在高溫下具有較強的反應(yīng)活性；且添加劑中的各成分組合，能促進煤的脫碳、裂解反應(yīng)，以及揮發(fā)分和固定碳的充分燃燒，提高煤的燃燒效率，節(jié)煤2-10%。b、固硫方面過渡金屬中Fe的鹽類物質(zhì)以及NaVO3在高溫下分解生成Fe2O3和V2O5,具有較強催化性，能使煤燃燒過程中產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化為S03，SO3與添加劑中經(jīng)高溫分解產(chǎn)生的金屬氧化物結(jié)合生成硫酸鹽，Al (NO3)3反應(yīng)生成的Al2O3與堿土金屬硫酸鹽結(jié)合，生成難熔鹽類，煤灰中的SiO2成分可形成硅酸鹽類物質(zhì)，在高溫條件下呈玻璃熔融狀，將堿土金屬生成的硫酸鹽包裹，抑制其分解，從而降低SO2的生成量。且V2O5的催化性促 進煤灰中的堿性物質(zhì)與SO2形成難分解的化合物，從而減少SO2生成量。經(jīng)檢測，本發(fā)明提供的燃煤添加劑的固硫率達40%以上。C、脫硝方面經(jīng)高溫分解生成的Fe2O3和V2O5,具有較強的催化特性，能促進煤燃燒過程中生成的固定碳及一氧化碳與NOx反應(yīng)，生成N2,從而減少了 NOx的排放濃度，脫硝效果好。經(jīng)檢測，脫硝率可達20-30 %。d、除焦方面添加劑中的堿金屬離子、Fe離子、Al離子能促進灰分或結(jié)焦中的低熔點化合物轉(zhuǎn)化為高熔點復(fù)合鹽，使其在爐膛內(nèi)低溫處保持固態(tài)而無法粘附到水冷壁上，減少了爐壁的結(jié)焦量；添加劑中的氧化劑，堿金屬鹽類物質(zhì)、堿土金屬鹽類物質(zhì)、過渡金屬鹽類物質(zhì)以及Al (NO3)3在高溫條件下可分解生成氧氣，增大了爐內(nèi)的燃燒氧量，使固定碳燃燒充分，減少固定碳沉積量；同時，釋放的氣體伴有微爆作用，能夠使灰分、焦層保持疏松狀態(tài)，易于形成爐渣或被煙氣帶走，減少結(jié)焦量。2、燃煤設(shè)備腐蝕小、環(huán)境污染小。燃煤添加劑中，堿金屬、堿土金屬、過渡金屬的鹽類物質(zhì)為硝酸鹽，添加劑中不含有Cl元素和C元素，使燃煤在燃燒過程中不會產(chǎn)生HCl氣體和額外的CO2氣體，從而減少了生成的HCl氣體對鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器管道造成腐蝕，以及形成的更多的二氧化碳對空氣造成的污染。燃燒過程中生成N2，對環(huán)境沒有額外的影響。3、燃煤添加劑與煤的混合均勻。添加劑以水作為溶劑，制備成液態(tài)，添加劑的分散性好，且液態(tài)添加劑在壓縮空氣的作用力下噴射至爐膛內(nèi)，使添加劑與燃煤混合充分，提高煤的燃燒效率。4、成本低。本發(fā)明提供的燃煤添加劑，其中的固硫成分本身會與燃燒產(chǎn)生的S02&生反應(yīng)，且添加劑中的催化劑能促進煤灰中的堿性物質(zhì)與SO2發(fā)生反應(yīng)生成難分解的化合物，因而，添加劑中固硫成分的消耗量大大降低；燃煤添加劑中的各種物質(zhì)，在助燃、脫硫、脫硝、除焦的過程中相互作用，利用率高，燃煤添加劑的使用量一般為燃煤使用量的萬分之二到萬分之五，使用成本低。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1燃煤添加劑的成分及重量百分比為(總重量為IOOOg)
權(quán)利要求
1.一種燃煤添加劑，其特征在于，所述添加劑的成分及各成分的質(zhì)量百分比是 氧化劑3-9 % ; 堿金屬鹽類物質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)34-67% ； NaVO3 0. 5-2. 5% ； Al (NO3)3 3. 5-6. 5% ； H2O :余量； 其中，所述堿金屬鹽類物質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)為硝酸鹽或碳酸鹽或者氯酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤添加劑，其特征在于，所述氧化劑為KMnOjP/或NH4NO315
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤添加劑，其特征在于，所述堿金屬鹽類物質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)為硝酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃煤添加劑，其特征在于，所述堿金屬為K，所述堿土金屬為Mg、Ca、Ba，所述過渡金屬為Fe、Cu，所述硝酸鹽物質(zhì)的成分及占所述燃煤添加劑的重量百分比分別是=KNO3 :8-18%, Ca(NO3)2 :8-18%, Mg(NO3)2 5. 5-7%, Ba(NO3)2 3. 5-5. 5%,Cu (NO3) 2 :5-10%, Fe (NO3)3 :4-8. 5%0
5.一種權(quán)利要求1至4中任一項所述的燃煤添加劑的使用方法，其特征在于，所述使用方法的步驟如下 a、將權(quán)利要求1至4中任一項所述的燃煤添加劑按比例混合，攪拌，加熱至40-60°C； b、冷卻后的燃煤添加劑混合物，由壓縮空氣噴射至爐膛內(nèi)，所述壓縮空氣的壓力為O.3_0· 7MPaο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤添加劑的使用方法，其特征在于，所述燃煤添加劑的噴射方式為間歇式，所述間歇時間為2-10min，所述每次噴射時間為10_30s。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤添加劑的使用方法，其特征在于，所述添加劑的噴射點設(shè)置在燃煤設(shè)備的看火孔處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃煤添加劑及其使用方法，所述添加劑的成分及各成分的質(zhì)量百分比是氧化劑3-9％；堿金屬鹽類物質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)34-67％；NaVO30.5-2.5％；Al(NO3)33.5-6.5％；H2O余量；其中，所述堿金屬鹽類物質(zhì)和堿土金屬鹽類物質(zhì)和過渡金屬鹽類物質(zhì)為硝酸鹽或碳酸鹽或者氯酸鹽。本發(fā)明提供的燃煤添加劑，同時具有助燃、固硫、脫硝、除焦等的功能，節(jié)煤率達2-10％，固硫效率在40％以上，脫硝效率在20-30％之上。
文檔編號C10L9/10GK103060051SQ201110323958
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者彭飛, 李啟云 申請人:湖南晟通科技集團有限公司