甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝燃料及制備和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明的甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝的燃料及制備和使用方法，配方為廢輪胎顆粒60%～70%，蔗髓30%～35%，漂白粉粉末2%，碳酸鈉飽和溶液0.5%～1.5%，碳酸氫銨飽和溶液0.8%～1.5%。制備方法為先后將廢輪胎顆粒及蔗髓投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，再投入漂白粉粉末，噴入碳酸鈉飽和溶液和碳酸氫銨飽和溶液，存放一段時(shí)間后即可出料使用。本發(fā)明的燃料組合物是基于再燃原理燃燒利用技術(shù)，其作為甘蔗糖廠燃煤鍋爐燃料，可減少70%～80%燃煤過程中生成的氮氧化合物（NOx）排放，同時(shí)也可減少20%～30%二氧化硫的排放，實(shí)現(xiàn)減少甘蔗糖廠燃煤鍋爐污染氣體的排放，滿足節(jié)能減排、低碳的要求。
【專利說明】甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝燃料及制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝的燃料及制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是煤燃燒過程生成的一種重要的污染性氣體，排入大氣中造成大氣的嚴(yán)重污染。我國是全球最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，NOx的排放控制對于我國保持高質(zhì)量的大氣環(huán)境十分重要。在煤燃燒過程中，生成NOx約75%~90%是燃料型NOx (Fuel N0X)。因此，燃料型NOx是燃燒時(shí)產(chǎn)生的NOx主要來源。控制燃料型NOx的方法主要有兩種:一是燃燒過程中NOx的脫除，包括空氣分級燃燒、燃料分級燃燒(即再燃)等；二是燃燒生成的NOx在排入大氣之前脫除，包括SCR、SNCR等技術(shù)。其中，再燃技術(shù)由于其成本低、脫硝效率高被普遍應(yīng)用。它的特點(diǎn)是:把部分燃料在鍋爐的主燃區(qū)下游送入燃燒器中，主燃區(qū)燃燒產(chǎn)生的N0X，在再燃區(qū)富含燃料的條件下，被再燃燃料的揮發(fā)物(主要是甲烷、乙烯，乙烷還原性較差)還原為N2。
[0003]通常，再燃燃料如果不含N且易于和生成的NOx反應(yīng)，則它的脫硝效果就會(huì)比較好。目前，國際范圍再燃技術(shù)所采用的再燃燃料一般為天然氣和低階煤。天然氣的再燃脫硝效果很好，但考慮到經(jīng)濟(jì)因素其價(jià)格相對比較高，而且在大型爐膛中很難達(dá)到反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部。煙煤、褐煤等含高揮發(fā)份的低階煤做再燃燃料脫硝效果與天然氣接近，而高階煤的再燃脫硝效果較差，主要是它們含的揮發(fā)分不同。近年來，研究表明廢輪胎顆粒具有很好的再燃脫硝效果。我國每年產(chǎn)生的廢輪胎大約1.4億條，并且增長速度很快。廢輪胎顆粒含水分和灰分均比較低，是一種高熱值材料，每千克的發(fā)熱量比木材高69%，比煙煤高10%，比焦炭高4%，因此，適于用做燃料。廢輪胎做燃料不僅熱量高，它的灰分以及灰中重金屬比煤低很多。此外，與煤相比，廢輪胎直接燃燒產(chǎn)生的`NOx排放低得多。因此，廢輪胎顆粒是一種非常好的再燃脫硝燃料。
[0004]我國是僅次于巴西和印度的世界第三大甘蔗種植大國。甘蔗作為主要糖料經(jīng)濟(jì)作物，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。甘蔗經(jīng)過榨糖之后剩下的甘蔗渣，約有50%的纖維可以用來造紙。不過，其中尚有部分蔗髓(髓細(xì)胞)沒有交織力，制漿過程前應(yīng)予除去。甘蔗渣纖維長度約為0.65 - 2.17mm,寬度是21 — 28 μ m。其纖維形態(tài)雖然比不上木材和竹子，但是比稻、麥草纖維則略勝一籌。漿料可以配入部分木漿后，抄制膠版印刷紙、水泥袋紙等。原來甘蔗糖廠榨完糖的蔗渣90%作為鍋爐的燃料，近年來，由于造紙產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對造紙的重要原材料一鹿渣的需求日益增長，出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，致使蔗渣的價(jià)格日益攀升。顯然，蔗渣作為燃料并不是最經(jīng)濟(jì)的利用途徑。蔗渣中含有非纖維薄壁細(xì)胞(髓細(xì)胞)，通常稱為蔗髓。蔗髓中的細(xì)胞形態(tài)是近似圓形的，不具備纖維形態(tài)，長寬比大于100，其揮發(fā)份高、熱值低、密度小，而且很容易破碎。因此不能作為造紙?jiān)?，否則會(huì)對造紙產(chǎn)生非常不利的影響。比如在制漿中要經(jīng)過多次洗漿、篩選，髓細(xì)胞很容易堵塞篩孔，造出來的紙如果髓細(xì)胞在紙表面，很容量脫落下來，形成掉毛掉粉的紙病，影響印刷質(zhì)量。
[0005]相比蔗渣，蔗髓是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的再燃脫硝替代燃料。如果能夠利用大量存在的各種廢棄物以及工業(yè)副產(chǎn)品組成混合再燃燃料，則既充分利用了資源，解決了固體廢棄物的合理處理的問題，同時(shí)也減少了 NOx的排放污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種充分利用高熱值的廢輪胎和利用率較低的蔗髓制備甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝的燃料，使資源得到回收利用，減少燃煤鍋爐排放氮氧化合物(NOx)、二氧化硫等大氣污染物，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排的目的。
[0007]本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
[0008]本發(fā)明的甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝的燃料，其原料的配比為:
[0009]廢輪胎顆粒60%~70%，蔗髓30%~35%，漂白粉粉末2%，碳酸鈉飽和溶液0.5%~
1.5%，碳酸氫銨飽和溶液0.8%~1.5%。
[0010]所述的廢輪胎顆粒為40~80目篩的篩下物。
[0011]制備工藝為:
[0012]先將廢輪胎顆粒投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌10~15分鐘，再投入打散了的蔗髓，經(jīng)8~15分鐘攪拌后，再投入漂白粉粉末，攪拌10~15分鐘，在攪拌過程中，噴入飽和碳酸鈉溶液和碳酸氫銨飽和溶液，排除攪拌機(jī)后，堆圓錐體(高度1.5米左右)，存放I~3h，即可出料使用。
[0013]攬祥速度45 ~60n/min。
[0014]燃煤鍋爐再燃脫硝的工藝參數(shù)為:再燃段溫度900~1100°C，停留時(shí)間0.30~0.55秒，過量空氣系數(shù)為0.7~0.85 ;燃盡段溫度800~1000°C，再燃過量空氣系數(shù)為0.8 ~1.3。
[0015]本發(fā)明的甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝的燃料，使資源得到合理利用，可減少70%~80%燃煤過程中生成的氮氧化合物(NOx)排放，同時(shí)也可減少20%~30% 二氧化硫的排放，實(shí)現(xiàn)減少甘蔗糖廠燃煤鍋爐污染氣體的排放，滿足節(jié)能減排、低碳的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0016]蔗髓的成分近似值，以質(zhì)量比計(jì)為，固定碳22.7%，揮發(fā)分22%，灰分1.2%，水分54%。本發(fā)明選用蔗髓和廢舊輪胎作為再燃燃料，通過采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和遺傳算法來確定再燃脫硝的燃料配方及燃燒的各種條件。
[0017]本申請所有百分比為質(zhì)量百分比，各組分含量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于下述的【具體實(shí)施方式】。
[0019]實(shí)施例1
[0020]桂中某糖業(yè)集團(tuán)先后將質(zhì)量比65%顆粒狀的廢輪胎(40~80目)投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌10分鐘，再將打散了的31%的蔗髓(來源于糖廠自身生產(chǎn)蔗糖的副產(chǎn)品)投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)8分鐘攪拌后(攪拌速度45n/min);攪拌后再投入漂白粉粉末2%，攪拌IOmin ;在邊攪拌過程中，邊噴入質(zhì)量比1%的碳酸鈉飽和溶液和1%的飽和碳酸氫銨溶液；排出攪拌機(jī)后，堆圓錐體(高度1.5米左右)，存放時(shí)間2h，制得混合燃料。將該混合燃料送入燃煤鍋爐中燃燒，結(jié)果減少了 75%燃煤過程中生成的氮氧化合物(NOx)排放，同時(shí)也減少20% 二氧化硫的排放。
[0021]實(shí)施例2
[0022]南寧某糖業(yè)集團(tuán)先后將質(zhì)量比67%顆粒狀的廢輪胎(40~80目)投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌15分鐘，再將打散了的28%的蔗髓(來源于糖廠自身生產(chǎn)蔗糖的副產(chǎn)品)投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)12分鐘攪拌后(攪拌速度45n/min );攪拌后再投入漂白粉粉末2%，攪拌IOmin ;在邊攪拌過程中，邊噴入質(zhì)量比1.5%的碳酸鈉飽和溶液和1.5%的飽和碳酸氫銨溶液；排出攪拌機(jī)后，堆圓錐體(高度1.5米左右)，存放時(shí)間1.8h，制得混合燃料。將該混合燃料送入燃煤鍋爐中燃燒，結(jié)果減少了 76%燃煤過程中生成的氮氧化合物(NOx)排放，同時(shí)也減少21% 二氧化硫的排放。
[0023]實(shí)施例3
[0024]崇左某糖業(yè)集團(tuán)先后將質(zhì)量比64%顆粒狀的廢輪胎(40~80目)投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌13分鐘，再將打散了的31.4%的蔗髓(來源于糖廠自身生產(chǎn)蔗糖的副產(chǎn)品)投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)11分鐘攪拌后(攪拌速度45n/min );攪拌后再投入漂白粉粉末2%，攪拌IOmin ;在邊攪拌過程中，邊噴入質(zhì)量比1.2%的碳酸鈉飽和溶液和1.4%的飽和碳酸氫銨溶液；排出攪拌機(jī)后，堆圓錐體(高度1.5米左右)，存放時(shí)間2.5h，制得混合燃料。將該混合燃料送入燃煤鍋爐中燃燒，結(jié)果 減少了 80%燃煤過程中生成的氮氧化合物(NOx)排放，同時(shí)也減少25% 二氧化硫的排放。
【權(quán)利要求】
1.一種甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝燃料，其特征在于再燃脫硝燃料的原料及質(zhì)量比是: 廢輪胎顆粒60%~70%，蔗髓30%~35%，漂白粉粉末2%，碳酸鈉飽和溶液0.5%~1.5%，碳酸氫銨飽和溶液0.8%~1.5%。
2.如權(quán)利要求1所述的甘蔗糖廠燃煤鍋爐高效再燃脫硝燃料，其特征在于廢輪胎顆粒是40~80目篩的篩下物。
3.如權(quán)利要求1所述的甘蔗糖廠燃煤鍋爐再燃脫硝燃料的制備方法，其特征是廢輪胎顆粒投入滾筒式攪拌機(jī)內(nèi)10~15分鐘，然后將已打散的蔗髓投入攪拌機(jī)，經(jīng)過Smin攪拌后，再投入漂白粉粉末，攪拌10~15min，在攪拌過程中，噴入飽和碳酸鈉溶液和碳酸氫銨飽和溶液，存放時(shí)間I~3h，即可出料使用。
4.如權(quán)利要求3所述的甘蔗糖廠燃煤鍋爐再燃脫硝的燃料的制備方法，其特征是攪拌速度 45 ~60n/min。
5.如權(quán)利要求1所述的甘蔗糖廠燃煤鍋爐再燃脫硝的燃料的使用方法，其特征在于所述的燃料通過再燃方式用于燃煤鍋爐爐內(nèi)脫除氮氧化物NOx，再燃段溫度1200°C，停留時(shí)間0.35~0.60秒，過量空氣系數(shù)為0.85~0.9 ;燃盡段溫度1100°C，再燃過量空氣系數(shù)為.1.1 ~1.2。
【文檔編號】C10L5/44GK103725345SQ201310701741
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】黃福川, 覃克, 李勝, 肖友程, 藍(lán)明新, 梁慧, 唐彩珍, 粟滿榮, 唐興中, 廖丹葵, 劉琨, 黃旖瑤, 經(jīng)建芳 申請人:廣西大學(xué)