專利名稱：液態(tài)煤漿組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系一種液態(tài)煤漿組合物，特別系關(guān)于一種具備高灰熔融點(diǎn)的液態(tài)煤漿組合物，其可降低燃燒時(shí)爐渣的形成，減少作業(yè)人員清理鍋爐的頻率以及延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著世界原物料價(jià)格不斷地飆漲，重油的成本亦不斷地上升，迫使大部分的鍋爐燃燒業(yè)者紛紛改用價(jià)格低廉的水煤漿取代重油作為燃料。眾所皆知地，水煤漿為由約60至70%煤材、約30至40%水及微量用來(lái)均勻分散煤材于水中的分散劑混合制得。燃燒時(shí)，平均每公斤水煤漿產(chǎn)生的熱量約為4，200至4，800 大卡，換而言之，平均約二公噸的水煤漿可以取代一公噸的重油。此外，水煤漿的燃燒溫度比重油的燃燒溫度低約100至200°C，可大幅地減少燃燒時(shí)二氧化硫及氮氧化物(NOx)的排放，降低環(huán)境污染。除了上述可減少燃燒時(shí)二氧化硫及氮氧化物排放的優(yōu)勢(shì)外，水煤漿的其它排放指標(biāo)均能符合各國(guó)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定，舉例來(lái)說(shuō)煙塵排放濃度小于中國(guó)大陸規(guī)定的200mg/ m3，煙氣黑度為0-0. 5級(jí)(中國(guó)大陸規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的煙氣黑度須低于1級(jí))。但，惟水煤漿燃燒時(shí)會(huì)形成爐渣于鍋爐，使得鍋爐燃燒業(yè)者相當(dāng)困擾。爐渣的形成除了造成燃燒效率低落外， 亦可能造成鍋爐燃燒時(shí)受熱傳導(dǎo)不均勻而發(fā)生爆炸等意外，因此作業(yè)人員須經(jīng)常清理鍋爐避免意外的發(fā)生，造成人員的困擾以及人力、金錢等資源無(wú)謂的浪費(fèi)。另一方面，爐渣的形成亦可能造成鍋爐的使用壽命降低，因此鍋爐業(yè)者須經(jīng)常更換鍋爐，造成金錢無(wú)謂的損失。根據(jù)研究指出，水煤漿燃燒時(shí)爐渣的形成主要成因在于(1)燃燒時(shí)，水煤漿產(chǎn)生霧化效果不佳，造成燃燒不完全，導(dǎo)致水煤漿快速干燥與焦化，而形成爐渣；( 水煤漿的燃燒溫度高于灰熔融點(diǎn)，于達(dá)到燃燒溫度前多數(shù)水煤漿早已呈現(xiàn)熔融態(tài)黏附于鍋爐，而形成爐渣。根據(jù)研究更進(jìn)一步地指出，前者的原因可透過(guò)改善水煤漿的煤材質(zhì)量與燃燒霧化效果獲致改善；然，后者的原因則須透過(guò)提高水煤漿的灰熔融點(diǎn)，才能獲得改善。但是，對(duì)于鍋爐業(yè)者而言，尋找一種提高水煤漿的灰熔融點(diǎn)的方案確實(shí)為一大課題。是以，如何提高水煤漿的灰熔融點(diǎn)確實(shí)為本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的人士急需解決的問(wèn)題，亦為本發(fā)明所欲解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種液態(tài)煤漿組合物，其具有高灰熔融點(diǎn)，得以降低燃燒時(shí)爐渣的形成。本發(fā)明的另一目的在于提供一種液態(tài)煤漿組合物，其可取代習(xí)用的水煤漿、重油作為鍋爐燃燒的燃料。為了實(shí)現(xiàn)上述此等或其它目的，本發(fā)明的液態(tài)煤漿組合物，系包括(1)煤材；(2)液體，系用以溶解該煤材；
(3)添加劑，系為含二氧化硅(SiO2)及三氧化二鋁(Al2O3)的材料；以及(4)分散劑，系用以均勻地分散該煤材與該添加劑于該液體中。藉由本發(fā)明，當(dāng)該液態(tài)煤漿組合物燃燒時(shí)，該添加劑中的二氧化硅及三氧化二鋁會(huì)吸附該液態(tài)煤漿組合物受高溫?fù)]發(fā)的堿金屬物質(zhì)(如鈉離子、鉀離子)并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成固態(tài)的堿化合物；然，關(guān)于前述化學(xué)反應(yīng)系如下列反應(yīng)式表示說(shuō)明Al203+2Si02+2KCl+H20 — 2KAlSi04+2HClAl203+4Si02+2KCl+H20 - 2KAlSi206+2HCl 接著，利用吹灰即可去除前述固態(tài)的堿化合物。藉此，可避免該受高溫?fù)]發(fā)的堿金屬物質(zhì)與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成熔融態(tài)的堿化合物，進(jìn)而提供該液態(tài)煤漿組合物高灰熔融點(diǎn)，不致于達(dá)到燃燒溫度前呈現(xiàn)熔融態(tài)，黏附于鍋爐形成爐渣。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的液態(tài)煤漿組合物系根據(jù)習(xí)用水煤漿的燃燒溫度高于其灰熔融點(diǎn)，使得習(xí)用水煤漿燃燒時(shí)易形成爐渣，而提出的改良。是以，本發(fā)明的液態(tài)煤漿組合物，其包括(1)煤材；(2)液體，系用以溶解該煤材；(3)添加劑，系為含二氧化硅及三氧化二鋁的材料；以及(4)分散劑，系用以均勻地分散該煤材與該添加劑于該液體中。根據(jù)本發(fā)明的概念，前述煤材系可購(gòu)買自市面上，并可依實(shí)際需求研磨成具有適度網(wǎng)目(mesh)的煤粉。此外，據(jù)本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的人士所知，該煤材系以生產(chǎn)國(guó)予以分類， 可分為澳洲煤、中國(guó)煤、美國(guó)煤以及印度尼西亞煤等。于一些實(shí)施例中，以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該煤材的重量百分比為55-65%。根據(jù)本發(fā)明的概念，該液體系可為水、含熱值的液體或此等的組合。此外，前述含熱值的液體系可取自于廢水；其中，該廢水系依據(jù)中國(guó)臺(tái)灣水污染防治法第二條的定義，意指「事業(yè)于制造、操作、自然資源開發(fā)過(guò)程中或作業(yè)環(huán)境所產(chǎn)生含有污染物的水」，例如工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水，藉此達(dá)到資源再利用的目的。較佳地，前述熱值系為50-2000kcal/kg。于一些實(shí)施例中，以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該液體的重量百分比為32. 8-42. 8%。根據(jù)本發(fā)明的概念，該添加劑系可選自于由云母石、高嶺土、鋁礬土、迪開石、埃落石、珍珠石以及分子篩所組成的礦物群組；較佳地，該添加劑系為高嶺土。于一些實(shí)施例中， 以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該添加劑的重量百分比為2-8%。值得說(shuō)明的是，一旦燃燒本發(fā)明的液態(tài)煤漿組合物，該煤材受高溫后會(huì)揮發(fā)出堿金屬物質(zhì)，該揮發(fā)的堿金屬物質(zhì)會(huì)被該添加劑中的二氧化硅及三氧化二鋁吸附而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成固態(tài)的堿化合物，致使該揮發(fā)的堿金屬物質(zhì)無(wú)法與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成熔融態(tài)的堿化合物。因此，提供了本發(fā)明的液態(tài)煤漿組合物高灰熔融點(diǎn)，在達(dá)到燃燒溫度前不能呈現(xiàn)熔融態(tài)黏附于鍋爐形成爐渣。根據(jù)本發(fā)明的概念，該分散劑系可為萘磺酸(Naphthalenesulfonic acid)系列的分散劑。于一些實(shí)施例中，以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該分散劑的重量百分比為 0. 2-0. 8%。
為了讓審查委員更容易地了解本發(fā)明的內(nèi)容，特舉關(guān)于本發(fā)明的液態(tài)煤漿組合物的實(shí)施例茲以說(shuō)明。
國(guó)實(shí)施例1本實(shí)施例的制造過(guò)程，系如下所述首先，取澳洲煤作為本實(shí)施例的煤材，并將該澳洲煤研磨成煤粉。接著，混合該煤粉以及型號(hào)為ZDFS-798的萘磺酸(Naphthalenesulfonic acid)系列的分散劑。然后，將該混合后的煤粉以及萘磺酸系列的分散劑置入一裝有水及工業(yè)廢水的攪拌球磨機(jī)均勻混合， 該工業(yè)廢水的熱值約為170kcal/kg。最后，再添加高嶺土至均勻混合后的液體，便得到本實(shí)施例的液態(tài)煤漿組合物。其中，以本實(shí)施例的液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，本實(shí)施例的煤粉、 萘磺酸系列的分散劑、水、工業(yè)廢水、高嶺土的重量百分比分別為57.2^^0.8^^16.5 ^ 23. 5 %、2 % ο實(shí)施例2本實(shí)施例的制造過(guò)程與前述實(shí)施例1的制造過(guò)程相似，惟以本實(shí)施例的液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，本實(shí)施例的煤粉、萘磺酸系列的分散劑、水、工業(yè)廢水、高嶺土的重量百分比分別為:57. 2%,0. 8%,16%,22%,4%0實(shí)施例3本實(shí)施例的制造過(guò)程與前述實(shí)施例1的制造過(guò)程相似，惟以本實(shí)施例的液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，本實(shí)施例的煤粉、萘磺酸系列的分散劑、水、工業(yè)廢水、高嶺土的重量百分比分別為:60. 2%,0. 8%,13%,20%,6%0比較例本比較例的制造過(guò)程與前述實(shí)施例1的制造過(guò)程相似，惟以本比較例的液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，本比較例的煤粉、萘磺酸系列的分散劑、水、工業(yè)廢水、高嶺土的重量百分比分別為:59. 2%,0. 8%,15%,25%,0%0
為了解上述該等實(shí)施例及比較例的液態(tài)煤漿組合物的灰熔融點(diǎn)，利用測(cè)定灰熔融測(cè)定儀(智能灰熔融性測(cè)試儀，型號(hào)5E-AFIII)進(jìn)行測(cè)量，亦即可測(cè)得上述該等實(shí)施例及比較例的液態(tài)煤漿組合物的變形溫度、軟化溫度、半球溫度、流動(dòng)溫度。值得說(shuō)明的是，根據(jù)歐洲的規(guī)定，軟化溫度為判斷灰熔融點(diǎn)的依據(jù)；根據(jù)中國(guó)大陸的規(guī)定，半球溫度為判斷灰熔融點(diǎn)的依據(jù)。因此，根據(jù)表1所示，上述該等實(shí)施例的液態(tài)煤漿組合物具有高于比較例的液態(tài)煤漿組合物的灰熔融點(diǎn)。表權(quán)利要求
1.一種液態(tài)煤漿組合物，系包括 煤材；液體，系用以溶解該煤材；添加劑，系為含二氧化硅及三氧化二鋁的材料；以及分散劑，系用以均勻地分散該煤材與該添加劑于該液體中。
2.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中該液體系為水、含熱值的液體或此等的組合。
3.如權(quán)利要求2所述的液態(tài)煤漿組合物，其中該熱值系為50-2000kcal/kg。
4.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該煤材的重量百分比為55-65%。
5.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該液體的重量百分比為32. 8-42.8%。
6.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中該添加劑系選自于由云母石、高嶺土、鋁礬土、迪開石、埃落石、珍珠石以及分子篩所組成的礦物群組。
7.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中該添加劑系為高嶺土。
8.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該添加劑的重量百分比為2-8%。
9.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中該分散劑系為萘磺酸系列的分散劑。
10.如權(quán)利要求1所述的液態(tài)煤漿組合物，其中以該液態(tài)煤漿組合物的重量計(jì)，該分散劑的重量百分比為0. 2-0.8%。
全文摘要
本發(fā)明系關(guān)于一種液態(tài)煤漿組合物，其包括(1)煤材；(2)液體，系用以溶解該煤材；(3)添加劑，系為含二氧化硅(SiO2)及三氧化二鋁(Al2O3)的材料；以及(4)分散劑，系用以均勻地分散該煤材與該添加劑于該液體中。藉此，得以提供該液態(tài)煤漿組合物高灰熔融點(diǎn)，而降低燃燒時(shí)爐渣的形成，取代習(xí)用的水煤漿。
文檔編號(hào)C10L1/10GK102504895SQ20111033482
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者王瑜瑋 申請(qǐng)人:新能工業(yè)股份有限公司, 王瑜瑋