專利名稱：一種鍋爐用燃煤固硫組配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬固硫技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鍋爐用燃煤固硫組配方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)煤炭的地下儲(chǔ)藏量也趨于迅速減少的勢(shì)頭，優(yōu)質(zhì)煤因超量開(kāi)采和大量出口，其減少的勢(shì)頭尤為嚴(yán)重，而像石頭一樣的劣質(zhì)高硫煤留在國(guó)內(nèi)，由于其熱值低和污染嚴(yán)重給工業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)了嚴(yán)重困難，同時(shí)給大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。從發(fā)展和戰(zhàn)略眼光來(lái)看，環(huán)境污染和能源匱乏問(wèn)題，已對(duì)國(guó)民的生存與發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，到了非解決不可的地步。市場(chǎng)上生產(chǎn)燃煤固硫劑種類甚多，但真正能解決煤炭燃燒過(guò)程中的環(huán)保、節(jié)能、固硫等問(wèn)題的微乎其微，例如燃煤不充分，粉塵、結(jié)焦酸性有害氣體排放不徹底，不固硫等等，造成不能有效的提高熱效率及含硫氣體排入大氣。煤中硫是最有害的化學(xué)成分。煤燃燒時(shí)，其中硫生成二氧化硫，腐蝕金屬設(shè)備，污染環(huán)境。市場(chǎng)上的燃煤固硫劑成分為錳礦石、碳酸鈣和化學(xué)外加劑。錳礦石與化學(xué)外加劑共同作用，可以降低煤粉的燃點(diǎn)，提高煤粉灰分的熔點(diǎn)，并在高溫下調(diào)節(jié)燃燒氣氛，達(dá)到促進(jìn)劣質(zhì)煤的集中燃燒的目的；碳酸鈣和化學(xué)外加劑共同作用，遇煤燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫起反應(yīng)，將硫物質(zhì)沉淀在煤渣中，從而減少了排入大氣的二氧化硫；但是所采用的化學(xué)外加劑在自然界比較難于獲取，而且在鍋爐用中對(duì)燃煤固硫的效果要求很高，因此，需要一種更理想的固硫組配方法，能夠進(jìn)一步降低煤粉的燃點(diǎn)，提高煤粉的利用效率，更加節(jié)約用煤，進(jìn)一步將煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫中的硫元素沉淀在煤渣中，減少有害氣體的排放。鑒于上述原因，現(xiàn)有的燃煤固硫配方需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，原料在市場(chǎng)上容易購(gòu)買，組配后能夠達(dá)到節(jié)煤13%以上，降低二氧化硫排放量90%以上效果。本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，組配重量百分比為:石灰石40-60 %，碳酸鉀10-20 %，硅酸鈉5-20 %，高錳酸鉀10-20 %，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-30%，以上的各組份按重量配比之和為100%。石灰石40-50 %，碳酸鉀10-15%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-15 %，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-20%，以上的各組份按重量配比之和為100%。石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。助燃固硫物質(zhì)為含鈷、鎘、鑭系稀土天然礦物其中的一種或組合。熟料助燒劑組配重量百分比為:氧化鈷55-70%,氧化鎘20-40%,鑭系稀土二氧化鑭5-10%的，以上的各組份按重量配比之和為100%。催化燃燒的特點(diǎn)是降低反應(yīng)所需的活化能，使反應(yīng)能在較低的溫度下進(jìn)行。煤粉在著火階段，主要表現(xiàn)為揮發(fā)分的釋放和燃燒。隨著大部分揮發(fā)分釋放完畢，周圍的氧氣逐漸擴(kuò)散到煤粉裂解后的焦炭表面并滲透到孔隙結(jié)構(gòu)中，在一定的溫度作用下，氧氣和焦碳表面碳和氫作用形成二氧化碳和水為主的產(chǎn)物并往外擴(kuò)散。在這個(gè)階段，促進(jìn)氧氣與焦碳的充分接觸能提高煤粉的燃盡。特別是在煤粉燃燒的后期階段，由于有機(jī)碳的消耗，煤粉體積逐漸收縮，煤粉中的灰分逐漸覆蓋在外層，阻礙了氧氣往煤焦內(nèi)部的進(jìn)一步擴(kuò)散，不可避免的造成難燃盡。上述組分中，硅酸鈉與熟料助燒劑在高溫下發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，硅酸鈉與熟料助燒劑形成二氧化鈉，金屬離子(如鉀、鈉)等等。氧化鈣可以起到增氧作用，改變煤燃燒時(shí)局部缺氧的狀況，且熱量集中，有助于煤的進(jìn)一步燃燒，繼而提高煤的燃燒率，減小煤粒外排，降低空氣污染和能源浪費(fèi)；而金屬離子與煤碳中含有的腐植酸鹽將進(jìn)行鹽基交換而生成著火點(diǎn)較低的腐值酸鹽，當(dāng)煤粉表面的這些氣態(tài)分子量的碳?xì)浠衔镔|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到一定值時(shí)，與氧氣化合反應(yīng)放熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于散熱，使反應(yīng)迅速加快，形成著火，改變了煤碳的著火性能。同時(shí)，某些金屬鹽分解的斷裂分解，使氣態(tài)揮發(fā)分較快釋放出來(lái)，增加了易燃的揮發(fā)分含量，從而加快了煤的著火速度。煤在燃燒時(shí)產(chǎn)生高溫，硫與氧反應(yīng)生成二氧化硫，氧化鈣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再和氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣，通過(guò)這個(gè)過(guò)程大多數(shù)的硫就被固定下來(lái)了，不會(huì)以二氧化硫的形式釋放到大氣中形成酸雨。鑭在高溫下對(duì)加快反應(yīng)速度起到明顯的作用，鑭系稀土元素是以鑭為代表的一族元素，具有相似的外層電子結(jié)構(gòu)，對(duì)熟料的煅燒均具有促進(jìn)作用，鑭系稀土元素在熟料燒成固相反應(yīng)階段可通過(guò)形成中間產(chǎn)物促進(jìn)固相反應(yīng)，在燒成階段對(duì)硅酸鹽礦物形成起催化作用，能使碳酸鹽分解溫度、固相反應(yīng)溫度、阿特利形成溫度等下降10-35度，達(dá)到同樣燒成程度的時(shí)間縮短5-10秒，當(dāng)在體系中添加鑭系稀土元素時(shí)，可奪取反應(yīng)分子形成反應(yīng)活化體，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物分子，從而大大加快了礦物的形成速率，與此相應(yīng)，礦物形成速[率的加快又促使氧化鈣粒子擴(kuò)散遷移速度的加快，使新分解而產(chǎn)生的氧化鈣能快速地與酸性氧化物反應(yīng)形成中間產(chǎn)物，并導(dǎo)致正在分解的碳酸鹽顆粒的產(chǎn)物層迅速變薄，進(jìn)而又加快碳酸鹽分解反應(yīng)的速度，加快二氧化硫與氧化鈣的反應(yīng)生成亞硫酸鈣的速度，同時(shí)催化亞硫酸鈣在生成時(shí)迅速與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈣，并促使硫酸鈣固化成塊。在燃燒過(guò)程中，氧氣不斷從金屬向碳原子傳遞，加快了氧氣的擴(kuò)散速度，有利于加速碳的燃燒，增加煤的燃燼率，但金屬離子也會(huì)與煤中的氧基官能團(tuán)結(jié)合，同時(shí)在燃燒中也會(huì)與煤中礦物質(zhì)作用，因此在使用鍋爐用燃煤固硫組配方法時(shí)應(yīng)注意含量對(duì)催化效果的影響，并不是摻量越多越好。本發(fā)明的有益效果是:原料在市場(chǎng)上容易購(gòu)買，能夠達(dá)到節(jié)煤13%以上，降低二氧化硫排放量90%以上效果。加入氧化鎘可提高生料的活性和穩(wěn)定性，適量的氧化鎘加入后能顯著提高熟料質(zhì)量，但是摻加過(guò)量則使得熟料游離氧化鈣增加，熟料質(zhì)量下降。固硫配方內(nèi)含有大量的活性金屬氧化物，除了和二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之外，還起到助燃和催化燃燒的作用，改變了原來(lái)燃燒不充分的狀況。固硫配方內(nèi)還有相當(dāng)數(shù)量的單質(zhì)金屬高能燃料，燃燒時(shí)和強(qiáng)氧化劑發(fā)生置換反應(yīng)釋放出大量的熱能，使燃燒溫度提高50-100度以上，把劣質(zhì)煤中原來(lái)不能燃燒的成份，如煤矸石也能充分燃燒，使燃燒后爐渣含量下降5-10%。加入固硫粉后，使?fàn)t膛內(nèi)的燃燒溫度提高50-100，把那些微細(xì)煤粉面及懸浮顆粒物充分燃燒轉(zhuǎn)化成熱能。因此，提高煤的燃燒熱效率，同時(shí)又大大地降低了煙塵污染，使煙塵格曼黑度達(dá)到國(guó)家要求和控制的標(biāo)準(zhǔn)。解決了環(huán)境污染問(wèn)題，不會(huì)給天空排放黑煙和灰塵，減少了對(duì)大氣質(zhì)量的破壞，大大降低煙氣中二氧化硫排量，提高燃燒溫度，使燃料燃燒充分，消除黑煙，凈化空氣，減少對(duì)環(huán)境的污染。燃煤固硫組配方法中各組分對(duì)煅燒設(shè)備無(wú)損害，通過(guò)節(jié)煤固硫可有效減少硫氣體排放，因此，具有重大經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保效益，可廣泛用于鍋爐用生產(chǎn)中。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:實(shí)施例1組配重量百分比為:石灰石40-60%，碳酸鉀10-20%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-20%，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-30%，以上的各組份按重量配比之和為100% ;石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。實(shí)施例2石灰石40-50 %，碳酸鉀10-15%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-15 %，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-20%，以上的各組份按重量配比之和為100% ;石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。實(shí)施例3助燃固硫物質(zhì)為含鈷、鎘、鑭系稀土天然礦物其中的一種或組合。實(shí)施例4熟料助燒劑組配重量百分比為:氧化鈷55-70%,氧化鎘20-40%,鑭系稀土二氧化鑭5-10%的， 以上的各組份按重量配比之和為100%。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:組配重量百分比為:石灰石40-60%，碳酸鉀10-20%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-20%，硼粉10_20%，熟料助燒劑10-30%，以上的各組份按重量配比之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:石灰石40-50%，碳酸鉀10-15%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-15%，硼粉10-20 %，熟料助燒劑10-20%，以上的各組份按重量配比之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:助燃固硫物質(zhì)為含鈷、鎘、鑭系稀土天然礦物其中的一種或組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:熟料助燒劑組配重量百分比為:氧化鈷55-70%, 氧化鎘20-40%,鑭系稀土二氧化鑭5-10%的，以上的各組份按重量配比之和為10 0%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，組配重量百分比為石灰石40-60％，碳酸鉀10-20％，硅酸鈉5-20％，高錳酸鉀10-20％，硼粉10-20％，熟料助燒劑10-30％，以上的各組份按重量配比之和為100％；石灰石中氧化鈣的含量不低于60％。本發(fā)明中的原料在市場(chǎng)上容易購(gòu)買，組配后能夠達(dá)到節(jié)煤13％以上，降低二氧化硫排放量90％以上的效果。
文檔編號(hào)C10L9/12GK103146458SQ20131006326
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者張亞南, 吳迪 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)大澤節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>