專利名稱：一種煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)煤添加劑技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑的技術(shù)。
背景技術(shù)：
中國是一個能源消耗大國，煤炭是中國的主體能源，在一次能源結(jié)構(gòu)中約70%。今后，隨著新能源比重的提高，煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重或?qū)⒚黠@下降。但未來相當長時期內(nèi)，煤炭作為中國主體能源的地位不會改變。截至2010年底，全國煤炭保有查明資源儲量13412億噸。2010年，世界煤炭產(chǎn)量、消費量增量的大多數(shù)都來自中國。隨著經(jīng)濟繼續(xù)發(fā)展，中國的煤炭消費量還將持續(xù)增加。特別是依現(xiàn)今各型工業(yè)使用地球能源情況來看，全球 石油開采量只剩約45年，天然氣開采量約剩58年，而煤碳開采量可以達到200年以上，故燃煤確實為地球上極為重要的能源?，F(xiàn)實狀況是，中國煤炭人均可采儲量少，僅為世界的三分之二。資源開發(fā)和利用方式，難以支撐經(jīng)濟社會長遠發(fā)展。與此同時，東部煤炭資源日漸枯竭，產(chǎn)量萎縮。資源開發(fā)加速向生態(tài)環(huán)境脆弱的西部轉(zhuǎn)移，不得不過早動用戰(zhàn)略后備資源。煤炭由北向南、從西往東運輸?shù)膲毫υ龃?，煤炭生產(chǎn)和運輸成本上升。目前，提高煤炭的利用率和燃燒效率，節(jié)約能源是我國的一項國策。因此用煤單位節(jié)省煤耗、降低二氧化硫和氮氧化物的排放、節(jié)約成本就成了十分迫切需要解決的技術(shù)問題。目前一般的技術(shù)是通過一些普通催化劑或造紙廠、化工廠廢棄液來加工節(jié)煤劑，或用石灰或設(shè)備來脫硫脫硝。普遍的狀況是節(jié)煤率不穩(wěn)定、使用不方便、脫硫脫硝效果差或設(shè)備費用大、投資回報期長等。尤其是煤炭燃燒時，由于本身含灰分高，硫含量高，燃燒時易產(chǎn)生大量二氧化硫，氮氧化物等污染源，眾所皆知之酸雨對動植物的危害，即由其中之二氧化硫排放于空氣中被雨水吸收所造成。而氮氧化物與臭氧因光合作用產(chǎn)生的過氧酸乙脂等污染物所造成的煙霧會對人引發(fā)胸部不適、氣喘、肺部呼吸道功能病變等癥狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效降低煤耗、降低二氧化硫排放率及氮氧化物排放，性能穩(wěn)定、節(jié)煤率高、減排率高、使用簡單、應用方便的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。一種煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑，其特征在于所述煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑按下列重量份數(shù)的原料組成納米二氧化鈦20-55份；稀土成分3-15份；聚羧酸鹽1-3份；硝酸鹽20-30份。所述煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑還包括下列重量份數(shù)的原料氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物2-8份；氧化I丐和氧化鎂的混合物18-25份。具體來說所述納米二氧化鈦20份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物2份；稀土成分3份；聚羧酸鹽I份；硝酸鹽20份；氧化鈣和氧化鎂的混合物18份?；蛘咚黾{米二氧化鈦55份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物8份；稀土成分15份；聚羧酸鹽3份；硝酸鹽30份；氧化鈣和氧化鎂的混合物25份?；蛘咚黾{米二氧化鈦25份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物5份；稀土成分6份；聚羧酸鹽2份；硝酸鹽25份；氧化鈣和氧化鎂的混合物20份?；蛘咚黾{米二氧化鈦35份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物6份；稀土成分13份；聚羧酸鹽2. 5份；硝酸鹽28份；氧化鈣和氧化鎂的混合物20份?；蛘咚黾{米二氧化鈦45份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物7份；稀土成分10份；聚羧酸鹽2份；硝酸鹽24份；氧化鈣和氧化鎂的混合物19份。所述稀土成分是稀土和鋁礬土的混合物，硝酸鹽是硝酸鉀和硝酸鋇的混合物。
所述重量份數(shù)的各原料用去離子水作溶劑制成水分散溶液，濃度介于10-35%之間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明所述技術(shù)方案中納米二氧化鈦具有大的比表面積，表面原子數(shù)、表面能和表面張力，隨著粒徑的下降急劇增加，小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等導致納米微粒的熱、磁、光、敏感特性和表面穩(wěn)定性等不同于常規(guī)粒子。由于二氧化鈦電子結(jié)構(gòu)所具有的特點，使其受高熱強光時生成化學活潑性很強的超氧化物陰離子自由基和自由氫氧基，分解有機物，達到切割、降解有機物大分子鏈、分子團為小分子的作用。在煤燃燒過程中，利用爐膛中火焰的熱度和強光使納米二氧化鈦產(chǎn)生強催化，促進燃燒過程中碳環(huán)化學鍵的破壞，加快長鏈和大分子有機物裂解速度，促使碳分子氧化反應時的活化能降低、耗氧量下降，節(jié)省燃燒過程中需要消耗在破壞碳環(huán)化學鍵所消耗的能量(內(nèi)耗)，同時納米二氧化鈦增加煤炭分子結(jié)構(gòu)的透氣性，在煤炭表面形成富氧膜，使其更加穩(wěn)定、充分地燃燒，從而達到節(jié)煤、提高熱效率，有效控制爐膛溫度(持續(xù)工作中的爐膛溫度一般情況下為1300-1400度，加入添加劑后的溫度降低到800-900度)有效降低爐膛熱耗散，達到大幅度節(jié)煤的效果。納米二氧化鈦在氧化鐵、氧化銅等催化劑的作用下，能達到和保持最大化的化學活性，因其在參與燃燒的過程中自身并不消減，故能在較微小的添加量的情況下，在催化燃燒的的過程中保持優(yōu)異的性能。另外納米二氧化鈦與配方中的其他金屬催化劑和氧化鈣氧化鎂的綜合作用能將大量氮、硫氧化物固化下來。氮、硫氧化物完全氧化后就容易和爐渣中的金屬離子形成性質(zhì)穩(wěn)定、對環(huán)境無害的硝酸鹽和硫酸鹽，能大幅度降低煙氣中的二氧化硫、氮氧化物的含量。本發(fā)明具有節(jié)省燃煤、減少排放等多重效果，并最終體現(xiàn)在用戶生產(chǎn)成本實實在在的大幅降低。本發(fā)明為液體水劑，產(chǎn)品本身性狀穩(wěn)定、不燃不爆、不揮發(fā)、無腐蝕，不會對鍋爐窯爐等燃燒器造成任何不利影響。本發(fā)明使用方便，在安裝一套專用的添加裝置外，無需停爐改造和改動任何設(shè)備。在大型燃煤鍋爐和窯爐上使用，在供煤鏈機上安裝專用加入裝置均勻混入原煤即可，一般在原煤入磨機前加入添加劑，添加量按原煤用量的1%。加入即可。經(jīng)過多家水泥廠各類型窯爐的實際應用，所述節(jié)煤添加劑在水泥窯爐上的實際節(jié)煤率為6-25%, 二氧化硫排放降低15-65%,氮氧化物排放20-60%。本發(fā)明從煤炭燃燒本質(zhì)入手，對燃煤的燃燒過程進行催化干預，借助特殊基團離子的催化作用，改變煤炭燃燒過程中的分子結(jié)構(gòu)，活化分子間作用力，從而改變煤炭燃燒過程本身來實現(xiàn)其卓越的效果。其作用主要表現(xiàn)在降低煤炭燃燒的活化能、降低煤炭起燃溫度、縮短煤炭在鍋爐內(nèi)的燃燒時間等獨特性能，通過降低煤炭起燃溫度，降低燃煤內(nèi)耗和促進煤炭的完全燃燒，從而實現(xiàn)增加熱值降低能耗。在煤炭的燃燒過程中加入所述節(jié)煤添加劑，配方中的納米二氧化鈦的強催化作用，促進了煤炭大分子碳鏈的裂解速度，提高了游離氫離子的活性，能生成更多小分子量的碳氫化合物，間接提高了煤炭的含氫量和高低位熱值。此外，添加劑中的部分離子---稀土元素在燃燒反應過程中生成氧化物，此類氧化物對煤炭燃燒也具有顯著的催化作用，煤炭燃燒的反應速度被加快，燃燒放熱更集中，又進一步降低了煤炭的燃燒內(nèi)耗。由于著火點降低，煤炭在窯爐中的燃燒時間縮短，煤炭的完全燃燒更加充分，不完全燃燒耗損減少，從而大幅降低煤灰中的含碳量和煙氣中的碳化合物含量，進而達到整體提高煤炭燃燒熱值和從根本上實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。另外，所述節(jié)煤添加劑中含有固硫劑和特殊活性劑即氧化鈣、氧化鎂和納米二氧化鈦及金屬催化劑，能吸收和固化燃燒過程生成的二氧化硫，從而解決窯爐無法使用低品位高硫煤的問題。
本發(fā)明克服了通用節(jié)煤劑或脫硫脫硝產(chǎn)品的通病，通過所述配方設(shè)計，使產(chǎn)品的性狀穩(wěn)定，客戶使用后的節(jié)煤效果穩(wěn)定，固硫脫硝效果也較穩(wěn)定，并且使用方便、設(shè)備簡單、成本低。本發(fā)明適用于各種燃煤鍋爐、水煤漿鍋爐、水泥窯爐，其使用方便，價格便宜，節(jié)煤、固硫、脫硝效果好，節(jié)能減排效果顯著，能消除部分煙塵，不產(chǎn)生二次污染，運行成本低，這對減輕城市大氣污染和節(jié)約能源將起積極作用。本發(fā)明采用的原料均為常規(guī)化工原料，產(chǎn)品為水溶液，不燃不爆，無腐蝕性，生產(chǎn)混配和運輸安全方便。
具體實施例方式本發(fā)明煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑，其特征在于所述煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑按下列重量份數(shù)的原料組成納米二氧化鈦20-55份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物2-8份；稀土成分3-15份；聚羧酸鹽1-3份；硝酸鹽20-30份；氧化鈣和氧化鎂的混合物18-25份。實施例I :納米二氧化鈦20份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物2份；稀土成分3份；聚羧酸鹽I份；硝酸鹽20份；氧化鈣和氧化鎂的混合物18份。實施例2 :納米二氧化鈦55份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物8份；稀土成分15份；聚羧酸鹽3份；硝酸鹽30份；氧化鈣和氧化鎂的混合物25份。實施例3 :納米二氧化鈦25份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物5份；稀土成分6份；聚羧酸鹽2份；硝酸鹽25份；氧化鈣和氧化鎂的混合物20份。實施例4 :納米二氧化鈦35份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物6份；稀土成分13份；聚羧酸鹽2. 5份；硝酸鹽28份；氧化鈣和氧化鎂的混合物20份。實施例5 :納米二氧化鈦45份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物7份；稀土成分10份；聚羧酸鹽2份；硝酸鹽24份；氧化鈣和氧化鎂的混合物19份。其中稀土成分是稀土和鋁礬土的混合物，硝酸鹽是硝酸鉀和硝酸鋇的混合物。制作與使用方法以上組分按上述的比例準備好，然后用去離子水作溶劑制成水分散溶液，濃度介于10-35%之間。使用時直接將其均勻噴灑于煤炭表面，利用攪拌機或磨粉機充分攪拌混勻即可。
權(quán)利要求
1.一種煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑按下列重量份數(shù)的原料組成納米ニ氧化鈦20-55份；稀土成分3-15份；聚羧酸鹽1-3份；硝酸鹽20-30 份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑還包括下列重量份數(shù)的原料氧化錳、氧化鉄、氧化銅的混合物2-8份；氧化鈣和氧化鎂的混合物18-25份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述納米ニ氧化鈦20份；氧化錳、氧化鉄、氧化銅的混合物2份；稀土成分3份；聚羧酸鹽I份；硝酸鹽20份；氧化鈣和氧化鎂的混合物18份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述納米ニ氧化鈦55份；氧化錳、氧化鉄、氧化銅的混合物8份；稀土成分15份；聚羧酸鹽3份；硝酸鹽30份；氧化I丐和氧化鎂的混合物25份。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述納米ニ氧化鈦25份；氧化錳、氧化鉄、氧化銅的混合物5份；稀土成分6份；聚羧酸鹽2份；硝酸鹽25份；氧化鈣和氧化鎂的混合物20份。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述納米ニ氧化鈦35份；氧化錳、氧化鐵、氧化銅的混合物6份；稀土成分13份；聚羧酸鹽2. 5份；硝酸鹽28份；氧化鈣和氧化鎂的混合物20份。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述納米ニ氧化鈦45份；氧化錳、氧化鉄、氧化銅的混合物7份；稀土成分10份；聚羧酸鹽2份；硝酸鹽24份；氧化鈣和氧化鎂的混合物19份。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述稀土成分是稀土和鋁礬土的混合物，硝酸鹽是硝酸鉀和硝酸鋇的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加剤，其特征在于所述重量份數(shù)的各原料用去離子水作溶劑制成水分散溶液，濃度介于10-35%之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑，其特征在于所述煤炭節(jié)煤固硫脫硝添加劑按下列重量份數(shù)的原料組成納米二氧化鈦20-55份；稀土成分3-15份；聚羧酸鹽1-3份；硝酸鹽20-30份；所述重量份數(shù)的各原料用去離子水作溶劑制成水分散溶液，濃度介于10-35％之間。本發(fā)明能夠有效降低煤耗、降低二氧化硫排放率及氮氧化物排放，具有性能穩(wěn)定、節(jié)煤率高、減排率高、使用簡單、應用方便的優(yōu)點。
文檔編號C10L9/10GK102703159SQ201210173728
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者侯蓉, 侯霖, 張玉濤, 鮑小彥, 鮑磊琳 申請人:廣州中蘭鼎輝材料科技有限公司