一种多功能燃煤添加剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种多功能燃煤添加剂及其应用，本发明专利技术所述添加剂采用天然的高分分子有机化合物和富含铝、硅酸盐，并具有海绵状结构细微孔洞的天然矿物作载体，同多元素化合物配组而成。该添加剂为双载体体系，同时具有助燃、固硫、消烟、除尘、除焦和缓蚀等功能，且使用剂量小，占燃煤量的0.1～0.15%，易添加，工艺简，造价低，费效比达1：6以上，生产成本低，经济效益好，具有较强的市场优势。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能燃煤添加剂及其应用
本专利技术涉及煤炭能源
，更具体地，涉及一种多功能燃煤添加剂及其应用。
技术介绍
能源危机问题已成为世界各国的共识，亦是我国一个重要战略问题。煤炭是我国的主要能源之一，时至今日，对煤炭的利用率低，浪费现象严重，造成环境污染等问题，认识不足仍然普通存在。目前，生产过剩，国家从供给侧宏观经济出发，对煤炭行业，采取了去库存的举措，这是正确的。但生产过剩是暂时的，从长远战略考量，如何提高煤炭的使用效率，减少对环境污染的排放，减轻雾霾对生命的危害，任何时候国人都不能放松。中国专利200610032354X公开了一种用天然的高分子有机化合物做载体，同多种无机化合物配组研制出五大功能同时发挥作用的燃煤添加剂。但在该专利实践中发现了两个问题：一是使用剂量占燃煤量的1%，使用剂量太大，添加方式较难，增加了司炉工劳动量，司炉工不愿使用；二是除焦要5～7天，除焦速度慢，且焦垢不能自动剥落，加上难以提高“剂煤”混合均匀度，对添加剂功能的稳定性带来了一定的负面影响，严重地制约了产品的应用推广。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有煤炭添加剂的使用剂量大、焦垢不能自动剥落等问题，提供一种多功能燃煤添加剂，该多功能燃煤添加剂使用剂量小且使得燃煤焦垢能全部自动剥落。本专利技术另一要解决的技术问题是提供所述多功能煤炭添加剂的应用。本专利技术还一要解决的技术问题是提供所述多功能煤炭添加剂的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：提供一种多功能燃煤添加剂，所述多功能燃煤添加剂是由30～50重量份的载体和50～70重量份的多元素化合物组成；以30～50重量份的载体的总量计，所述载体由17～25重量份的富含腐植酸的轻年代风化煤和13～25重量份富含铝硅酸盐并具有海绵状结构细微孔洞的天然矿物组成；以50～70重量份的多元素化合物的总量计，所述多元素化合物包括11重量份氧化剂、8～14重量份膨松剂、5份有机渗透剂、11～14份催化剂和13～25份固硫剂。优选地，所述天然矿物选自麦饭石、高岭土或珍珠岩中的一种或多种。优选地，所述氧化剂为海克沙、KMnO4和/或KCIO4；优选所述氧化剂由8重量份高氯酸钾和3重量份海克沙组成。可选地，海克沙可用高锰酸钾代替。优选地，所述膨松剂为NaCl和/或Na2[B4O3(OH)4]·8H2O；优选所述膨松剂由6～8重量份氯化钠和2～6重量份硼砂组成。优选地，所述有机渗透剂为BX·A和/或渗透剂T。优选地，所述催化剂为碳酸钠（Na2CO3）、二氧化锰（MnO2）和/或三氧化二铁（Fe2O3）；优选所述催化剂由3～6重量份碳酸钠、5重量份二氧化锰和3重量份三氧化二铁组成。优选地，所述固硫剂为氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）和/或碳酸钡（BaCO3）；优选所述固硫剂由8～15重量份氧化钙、3～8重量份氧化镁和2重量份碳酸钡组成。优选地，所述多元素化合物还包括缓蚀剂和/或消烟剂。优选地，所述缓蚀剂为腐植酸；所述消烟剂为CaO和/或高氯酸钾（KCIO4）。本专利技术同时提供了所述多功能燃煤添加剂在助燃、脱硫、除焦、消烟、缓蚀和/或除尘方面的应用。本专利技术同时提供了所述多功能煤炭添加剂（粉剂）的制备方法，包括以下步骤：S1.配料；S2.粉碎，要求100~150目；S3.搅拌，要求3~5分钟，以搅拌均匀为准；S4.灌包（缝包）；成品入库。本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术充分利用助燃节能机理，合理配置，添加剂助燃节能功能强。煤炭燃烧不完全，其最后产物是一氧化碳，出现炉渣与烟灰含碳量高，烟黑气味难闻，能源浪费大，空气污染重，企业生产成本高等问题。添加剂加入就是要做到“完全燃烧”。本专利技术中合理添加的膨松剂在炉膛高温区受热爆裂，既增加了碳粒与氧接触面积，加强了燃烧力度，又搅动了煤层气流，促使碳粒表面的灰烬和不完全燃烧产物（一氧化碳）脱离，使之完全燃烧，从而起到节能作用。如以下反应式所示：2C+O2=2CO（1）C+O2=CO2（2）（2）本专利技术充分利用脱硫减排机理，合理配置，添加剂脱硫减排功能强。本专利技术所述添加剂中的脱硫组分，在高温下其碱性氧化物同锅炉受热面上的烟垢，烟气中的硫化物（SO2•SO3），发生化学反应，生成硫酸盐，硫分子以硫酸根形式存于络合物，一般不分解，固化在灰渣中，随排渣机排出炉外，从而达到脱硫（SO2）减排目的。反应式如以下所示：CaO+SO2→CaSO3↓（3）CaSO3+O2→CaSO4↓（4）CaO+SO3→CaSO4↓（5）CaO+CO2→CaCO3↓（6）CaCO3+O2→CaCO4↓（7）MgO+SO3→MgSO4↓（8）MnO+SO2→MnSO3↓（9）MnSO3+O2→MnSO4↓（10）（3）本专利技术充分利用清灰除焦机理，合理配置，添加剂清灰除焦功能强。本专利技术添加剂中，一是除焦剂在高温下产生白色的碱金属阳离子烟雾，随同渗透剂分子渗透到焦垢络合物毛细管中，同焦垢络合物阳离子产生同性相斥，使其不能凝聚成大颗粒。焦垢的细小颗粒能充分同氧接触被完全燃烧掉；添加剂中的氯化物同焦垢中的硫酸钙反应，反应后的硫酸钠和氯化钙物理性状变为酥松多孔，易粉化脱落，而且量也减少了。二是在载体的多个含氧官能团特殊性能（如比表面积大、吸附性能强、膨润扩散性能强、离子交换性能特强）的作用下，加快了离子交换，改变了焦垢物理性状，使其多孔酥松翘起，在热流冲击下自动剥落。三是在高温下除焦剂中的碱性物质和膨化物质改变了锅炉高温干式结焦处络合物内部离子浓度，离子浓度为里面浓度大，外面浓度小，由此产生渗透压差，增加了焦垢的破坏力度；在高温碱性物质同焦垢中的硫酸钙反应生成酥松的硫酸钠和碳酸钙易粉化脱落，同时除焦组分与焦垢中最坚硬的骨架结构“金属硅酸盐”发生化学反应，将硅酸盐中的金属以氧化物的形式熔出。高温700℃以上破坏了焦垢的坚硬骨架，并且碱性物质和膨化物质在渗透剂的作用下，渗透到焦垢与金属受热面结合处，“离间”二者的结合，在热流冲击下，使焦垢自动剥落。四是除焦组分的碱性物质，中和了低温湿式结焦处的硫酸，形成低熔点共融物，降低了焦垢分解温度，加快了焦垢分解速度，改变了焦垢物理状和化学成分，使其多孔、酥松翘起，在热流冲击下自动剥落。反应式如下所示：2NaCl+CaSO4→Na2SO4+CaCl2（11）Na2CO3+CaSO4→Na2SO4+CaCO3（12）Na2SiO3→Na2O+SiO2（13）Na2[B4O3(OH)4]•8H2O+Na2SiO3→2NaOH+2B2O3+SiO2+9H2O（14）Na2CO3+H2SO4→Na2SO4+CO2↑+H2O（15）（4）消烟和除尘机理一是消烟剂在高温下，借催化剂之力加剧了燃煤内在水分子的裂解，置换出氧离子，进一步参与燃烧，而氢离子与碳离子相结合，产生大量的烷类气体（CH4甲烷），释放出大量能量，强化了焕然力度，提高了燃烧热值，促进污染源中的氮氧化物、烟尘、飞灰和PM2.5细颗粒物。二是利用天然的高分子有机化合物，含氧官能团所具有的比表面积大，吸附性能强的特性，吸附被烟气夹带的粉尘及其他有害物质，尤其是肉眼看不见的细颗粒物，在氧化剂和催化剂的作用下被完全燃烧，既消除了黑烟，又大幅减轻了空气PM2.5颗粒物对大气的污染。（5）本专利技术充分利用防锈缓蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能燃煤添加剂，其特征在于，所述多功能燃煤添加剂是由30～50重量份的载体和50～70重量份的多元素化合物组成；以30～50重量份的载体的总量计，所述载体由17～25重量份的富含腐植酸的轻年代风化煤和13～25重量份富含铝硅酸盐并具有海绵状结构细微孔洞的天然矿物组成；以50～70重量份的多元素化合物的总量计，所述多元素化合物包括11重量份氧化剂、8～14重量份膨松剂、5份有机渗透剂、11～14份催化剂和13～25份固硫剂。

【技术特征摘要】
1.一种多功能燃煤添加剂，其特征在于，所述多功能燃煤添加剂是由30～50重量份的载体和50～70重量份的多元素化合物组成；以30～50重量份的载体的总量计，所述载体由17～25重量份的富含腐植酸的轻年代风化煤和13～25重量份富含铝硅酸盐并具有海绵状结构细微孔洞的天然矿物组成；以50～70重量份的多元素化合物的总量计，所述多元素化合物包括11重量份氧化剂、8～14重量份膨松剂、5份有机渗透剂、11～14份催化剂和13～25份固硫剂。2.根据权利要求1所述多功能燃煤添加剂，其特征在于，所述天然矿物选自麦饭石、高岭土或珍珠岩中的一种或多种。3.根据权利要求1所述多功能燃煤添加剂，其特征在于，所述氧化剂为海克沙、KMnO4和/或KCIO4；优选所述氧化剂由8重量份高氯酸钾和3重量份海克沙组成。4.根据权利要求1所述多功能燃煤添加剂，其特征在于，所述膨松剂为NaCl和/或Na2[B4O3(OH)4]·...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭福梅，谭坚平，谭坚红，谭坚忠，
申请(专利权)人：谭坚忠，
类型：发明
国别省市：湖南,43