本發(fā)明屬于節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑。

背景技術(shù)：

煤炭是我國(guó)的主要能源，在我國(guó)的耗煤行業(yè)中，水泥行業(yè)是僅次于火力發(fā)電的用煤大戶(hù)。煤在水泥生產(chǎn)成本中約占35％～40％，水泥廠耗煤普遍存在煤炭燃燒不完全、熱效率低的現(xiàn)象。未燃盡的煤粉落入熟料會(huì)影響熟料質(zhì)量，且會(huì)使液相提前出線(xiàn)，造成結(jié)皮、堵塞，影響正常運(yùn)行，有的未燃盡煤粉甚至?xí)鲃?dòng)到排風(fēng)機(jī)、收塵器處燃燒，造成設(shè)備損壞、產(chǎn)生安全事故。提高燃煤的燃燒效率、減少熟料生產(chǎn)單位煤耗一直是水泥行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重大關(guān)鍵課題。具有助燃節(jié)煤作用的助燃劑在水泥生產(chǎn)中具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

煤炭燃燒產(chǎn)生的SO₂是主要的大氣污染物，可形成酸雨，污染土壤、水域，影響動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)，破壞生態(tài)環(huán)境。2014年新頒布的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)SO₂、NO_X等污染物的排放要求更為嚴(yán)格。在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，石膏是必不可少的調(diào)凝劑，把燃煤中的硫用鈣基吸收劑吸收并反應(yīng)生成硫酸鈣，不但可以減少SO₂的排放，還能進(jìn)一步減少水泥生產(chǎn)時(shí)石膏的用量，因此把燃煤中的硫固溶進(jìn)水泥熟料是一種行之有效的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明根據(jù)上述問(wèn)題，提供一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，本發(fā)明由多種化合物組成，在高溫下通過(guò)催化、氧化及金屬離子交換來(lái)提高煤的燃燒強(qiáng)度，使燃煤在富氧條件下充分燃燒，并燃燒過(guò)程中生成的SO₂在固硫劑、固硫增效劑的作用下生成硫酸鹽類(lèi)固體物質(zhì)，固溶進(jìn)水泥熟料中，減少水泥生產(chǎn)用燃煤量和排放的SO₂量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：

木質(zhì)素磺酸鈣：2％～5％

六鋁酸鹽：5％～10％

補(bǔ)氧劑：25％～40％

固硫增效劑：20％～30％

分散劑：1％～3％

載體：余量

所述的六鋁酸鹽化學(xué)式為MAl12O19(MO·6Al₂O₃)，其中M表示堿金屬，能夠催化促進(jìn)煤炭的燃燒，提高燃燒效率。

所述補(bǔ)氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉組成；

優(yōu)選的，所述補(bǔ)氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比1～5:1組成。

所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉組成；

優(yōu)選的，所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比1～6:1組成。

所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。

所述載體為腐植酸鈉或石英砂粉中的一種或兩者的組合。

本發(fā)明中木質(zhì)素磺酸鈣可以防止燃煤焦結(jié)，增加反應(yīng)面積，有利于通風(fēng)和燃燒過(guò)程的加速。補(bǔ)氧劑可分解生成活潑的氧氣，形成富氧氛圍，同時(shí)可使煤和燃煤產(chǎn)生的煤渣保持蓬松多孔，增加與氧的接觸面積，使燃燒更為充分。固硫增效劑中的氟化鈉可吸附在生料中的CaCO₃上，隨CaCO₃分解進(jìn)入到CaO晶格里，導(dǎo)致CaO晶格扭曲變形，CaO晶格重排，形成利于固硫反應(yīng)的多孔結(jié)構(gòu)。固硫增效劑中的Fe₂O₃可作為催化劑促進(jìn)煤中硫元素燃燒產(chǎn)生的SO₂向SO₃轉(zhuǎn)化，提高固硫劑的利用率，降低鈣硫比，提高CaSO₄的生成量，減少CaSO₃含量，分散劑能夠增加體系的流動(dòng)度，使助燃固硫組分盡快與煤粉混合，均勻燃煤固硫劑在煤粉表面的分布。

本發(fā)明助燃固硫劑應(yīng)用于水泥干法窯的固硫機(jī)理，主要從高溫區(qū)部分實(shí)現(xiàn)助燃固硫，即熟料燒成段，煤粉進(jìn)入窯內(nèi)直接燃燒，煤中的硫在高溫下主要生成SO₂，固硫增效劑Fe₂O₃可作為催化劑中的可以將SO₂催化氧化成SO₃，然后同生料中的金屬離子Meⁿ⁺反應(yīng)生成硫酸鹽(MeSO₄)，固定在熟料中，反應(yīng)方程式如式(1)和式(2)所示：

SO₃+Meⁿ⁺MeSO₄ (2)

本發(fā)明的有益效果在于，用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑的一個(gè)作用是降低煤粉的著火點(diǎn)，促進(jìn)煤燃燒完全，提高煤的利用率，減少煤粉使用量；另一個(gè)作用是固硫，可使大量的硫固留在熟料中，一方面減少二氧化硫的排放，保護(hù)環(huán)境，另一方面因?yàn)槭炝现泄塘舸罅咳趸?，可減少生產(chǎn)水泥時(shí)的石膏用量，節(jié)約成本。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣2％、六鋁酸鹽5％、補(bǔ)氧劑25％、固硫增效劑20％、分散劑1％、余量為腐植酸鈉。

所述補(bǔ)氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比1:1組成。

所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比1:1組成。

所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了20℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量8kg，減少煙氣中二氧化硫排放35％。

實(shí)施例2

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣5％、六鋁酸鹽10％、補(bǔ)氧劑40％、固硫增效劑30％、分散劑3％、余量為載體。

所述補(bǔ)氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比5:1組成。

所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比6:1組成。

所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。

所述載體由腐植酸鈉和石英砂粉按照重量比2:1組成。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了50℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量12kg，減少煙氣中二氧化硫排放65％。

實(shí)施例3

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽8％、補(bǔ)氧劑35％、固硫增效劑26％、分散劑2％、余量為載體。

所述補(bǔ)氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比3:1組成。

所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比3:1組成。

所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。

所述載體由腐植酸鈉和比表面積為300～500m2/kg的石英砂粉按重量比1:1組成。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了50℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量11kg，減少煙氣中二氧化硫排放50％。

實(shí)施例4

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣4％、六鋁酸鹽8％、補(bǔ)氧劑32％、固硫增效劑26％、分散劑1.5％、余量為腐植酸鈉。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了42℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量10kg，減少煙氣中二氧化硫排放45％。

實(shí)施例5

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽7％、高鐵酸鈉18％、鉍酸鈉10％、三氧化鐵20％、氟化鈉10％、氫化牛脂胺1％、甘油1％、余量為比表面積為300～500m2/kg的石英砂粉。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了55℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量11kg，減少煙氣中二氧化硫排放60％。

相對(duì)于上述具體實(shí)施例，發(fā)明人進(jìn)行了一系列對(duì)比試驗(yàn)，從下述對(duì)比例中可以明顯看到本發(fā)明的有益效果，使之在高溫下通過(guò)催化、氧化及金屬離子交換實(shí)現(xiàn)最佳的效果，顯著提高煤的燃燒強(qiáng)度，并使燃燒過(guò)程中生成的SO₂盡可能轉(zhuǎn)化為硫酸鹽類(lèi)固體物質(zhì)，固溶進(jìn)水泥熟料中。

對(duì)比例1

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、補(bǔ)氧劑35％、固硫增效劑26％、分散劑2％、余量為腐植酸鈉。

所述補(bǔ)氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比3:1組成。

所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比3:1組成。

所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了20℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量2kg，減少煙氣中二氧化硫排放35％。

對(duì)比例2

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽8％、固硫增效劑26％、分散劑2％、余量為腐植酸鈉。

所述固硫增效劑是由三氧化二鐵和氟化鈉按照重量比3:1組成。

所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了28℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量2.5kg，減少煙氣中二氧化硫排放38％。

對(duì)比例3

一種用于生產(chǎn)水泥熟料的助燃固硫劑，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈣3％、六鋁酸鹽8％、補(bǔ)氧劑35％、分散劑2％、余量為腐植酸鈉。

所述補(bǔ)氧劑由高鐵酸鈉和鉍酸鈉按重量比3:1組成。

所述分散劑是由氫化牛脂胺和甘油按照重量比1:1組成的。

將所得助燃固硫劑按煤粉重量的萬(wàn)分之五均勻噴撒于煤粉表面，加入該助燃固硫劑后，測(cè)得煤的著火點(diǎn)降低了35℃，煅燒1噸熟料減少煤粉用量7kg，減少煙氣中二氧化硫排放10％。