一种复合除硫除硝助燃剂的制作方法

文档序号:5098838阅读:819来源:国知局
专利名称:一种复合除硫除硝助燃剂的制作方法
技术领域
本发明涉及一种除硫除硝助燃剂,尤其是涉及一种复合除硫除硝助燃剂。
背景技术
节能减排关系到人类社会可持续发展的全局,关系到人类的身心健康和生活质量,国内外都在大力开展这项工作。中国是当今世界上最大的煤炭生产国和消费国,燃煤排烟中向大气排放的二氧化硫造成严重的环境污染,并对人类及动植物造成危害。目前的脱硫除硝技术,根据脱硫工艺在煤炭燃烧过程中所处的不同阶段,脱硫技术可分为燃烧前脱硫(如洗煤等)、燃烧中脱硫(即固硫)和燃烧后脱硫(烟气脱硫)。根据所采用的脱硫剂的不同,当今世界各国采用的脱硫技术有钙法(CaC03、CaO, CaOH)、镁法(MgCO3、MgO)、钠法 (Na2S03、NaHC03)、氨法(NH3、C0(NH2)2)以及有机碱法等。但当前技术存在一些缺陷,现有技术或是除硫增硝,或是除硝增硫,或是除硫除硝增尘并降低燃烧效率。为了抓好节能减排、 除硫、除硝降尘、净化环境,必须统筹兼顾,才能取得理想的效果。CN 100387693C公开了一种燃煤助燃除硫剂,其主要组分为氧化钙等钙系除硫剂。 除硫反应温度比MgO高400余度,只适合燃烧温度较高时除硫,适应性不广,钙硫比、除硫效率不高,工业盐用量高达15-25,易产生二恶英(P⑶Ds、P⑶Fs)污染环境;且只能单一除硫, 不具备同时除硝、固碳等效果。

发明内容
本发明要解决的技术问题是,克服现有技术的不足,提供一种能除硫、除硝、除尘消烟,固定CO2,提高燃烧效率的复合除硫除硝助燃剂。本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是
本发明之复合除硫除硝剂由以下重量百分比的组分构成白云石粉〔CaMg (CO3)2) 70-75%、碳酰二胺〔CO(NH2)2) 10-15%、氧化剂3_5%、金属粉燃烧剂2_4%、造孔剂4_8%、催化剂 3-7%。优选的重量百分比为白云石粉7596,碳酰二胺1096,氧化剂396,金属粉燃烧剂3%, 造孔剂4%,催化剂5%。所述白云石粉中,优选MgO的质量含量彡21% ;
所述氧化剂优选KC104、LiC104、2Na2C(V3HA (过碳酸钠)中的至少一种; 所述金属粉燃烧剂优选Be粉、Al粉、Mg粉中的至少一种; 所述造孔剂优选NaHC03、NH4HCO3、秸秆中的至少一种; 所述催化剂优选I^eO、MnO2、CuO、Fe203> V2O5中的至少一种。本发明选择固硫技术,将钙系、钠系与氨系无机物复合加工,且所选材料具有除硫、除硝、固碳等多种功能,如白云石(CaC03、MgCO3)在煤炭燃烧中可分解成CaO与MgO,两者分别吸收烟气中的SO2,生成CaSO3与MgSO3, CaSO3与MgSO3再与仏反应,即生成CaSO4与 MgSO4,随灰渣除去,可用作水泥的添加剂。
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1、白云石脱硫的化学反应方程式如下
CaCHH2O — Ca (OH) 2 ; Ca (OH) 2+S02 — CaS03+H20 ;
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CaSO3+ - O2 ^ CaSO4 ;
MgCHH2O — Mg (OH) 2 ; Mg (OH) 2+S02 — MgS03+H20 ;
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MgSO3+ - O2 ^ MgSO4
L-i
2、CO(NH2)2脱硝反应式如下 CO (NH2) 2 — 2NH2+C0 nh2+NO — Ν2+Η20 C0+N0 — N2+C02
与此类似,碱金属氧化物或碳酸盐也是(X)2吸附剂,如CaO在温度高于600°C时,能迅速地与CO2反应生成碳酸盐(CaCO3),将CO2固定。CaCO3X可通过(1)式反应将CO2与SO2 — 同除去。由此可见,钙系脱硫剂同时具有除硫与固碳的双重作用,而氨系除硫剂则具备脱硫与脱硝的双重作用。本发明可根据不同需求掺入不同添加剂,以适应不同煤质和提高煤的燃烧性能 (1)添加无机非金属氧化物防止固硫产物(CaS04、MgSO4)高温(> IOO(TC)裂解,降低除硫效果;(2)添加产氧剂和金属粉燃烧剂,促进低碳煤和煤矸石的燃烧,以扩展燃料资源,还可增加型煤的气孔率,有利完全燃烧;(3)添加造孔剂,增加型煤孔隙率,以防止型煤成型压力过高,孔隙率偏低,燃烧时气流不畅,造成燃烧不完全的弊端;(4)添加催化剂,可先捕捉原子氧,然后再放来供残留碳燃烧,提高燃烧效率。使用本发明之复合除硫除硝助燃剂,为满足各种型煤需要,可在燃煤中添加适量黏结剂,如用低质煤、煤矸石作辅助燃料时,可添加淀粉基黏结剂;炉温较高的火炉,可在煤球中添加适量耐高温性能较好的硅酸盐、磷酸盐黏结剂;一般燃煤,则添加适量粘土基黏结剂。粘土黏结剂添加量一般为燃煤重量的30-40%。本发明之复合除硫除硝助燃剂适应性强,可用于型煤、块煤和粉煤。添加量可按煤炭不同含硫量,估算出固硫剂添加量,一般为2-3wt%。
黏结剂的选择方法如下(1)颗粒状型煤系机械成型,成型压力大,可就地取材选用黏土 (黄泥)作黏结剂,也可以不加黏结剂;(2)蜂窝煤一般选用黏土作黏结剂;(3)难成型的煤质,如煤矸石型煤,需选用淀粉基黏结剂。本发明之复合除硫除硝助燃剂固硫率> 90%,除硝率> 78%,提高燃烧效率可达 15-30%,除尘消烟效果良好,不但控制了大气中的Sh污染,又控制了大气中温室效应,同时有效回收和利用了城市废弃物,改善了环境。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1
本实施例复合除硫除硝助燃剂由以下重量百分比的组分构成白云石粉75%,碳酰二胺10%,氧化剂3%,金属燃烧粉3%,造孔剂 4%,催化剂5% ;
所述白云石粉中,MgO的质量含量为22% ;所述氧化剂为KClO4与LiClO4的混合物,其中LiClO4与KClO4的质量比为1:2 ;所述金属粉燃烧剂为Al粉;所述造孔剂为NaHCO3与 NH4HCO3的混合物,其中NaHCO3与NH4HCO3的重量比为2:1 ;所述催化剂为FeO与CuO的混合物,其中FeO与CuO的重量比为1.5:1 ;
将相当于燃煤重量洲的复合除硫除硝助燃剂加入煤块中(煤块含硫量为洲),一同粉碎,另外再加入10%糊精,机压成Φ 20mm的型煤,共制作50吨,加入室式炉内燃烧,用于燃烧烟叶,经测试,除硫率为93%,脱硝率为85%,提高燃烧效率达18%。实施例2
本实施例复合除硫除硝助燃剂由以下重量百分比的组分构成白云石粉70%,碳酰二胺12%,氧化剂4%,金属燃烧粉4%,造孔剂 6%,催化剂4% ;
所述白云石粉中,MgO的质量含量为21. 5% ;所述氧化剂为KClO4 ;所述金属粉燃烧剂为 Be粉;所述造孔剂为NaHCO3 ;所述催化剂为F%03。将相当于燃煤重量3%的复合除硫除硝助燃剂加入煤块中(煤块含硫量为4. 9%)— 同粉碎,另外再加入相当于煤炭重量30%的软质粘土(高岭石质黄土),手工制成蜂窝煤,装于隧道式火炉中,用于烟叶烘烤,经测试,除硫率为92%,脱硝率为78. 6%,提高燃烧效率达 20%。实施例3
本实施例复合除硫除硝助燃剂由以下重量百分比的组分构成白云石粉72%,碳酰二胺13%,氧化剂5%,金属燃烧粉2%,造孔剂 5%,催化剂3% ;
所述白云石粉中,MgO的质量含量为21. 2% ;所述氧化剂为LiClO4 ;所述金属粉燃烧剂为Mg粉;所述造孔剂为NH4HCO3 ;所述催化剂为V205。将本实施例之复合除硫除硝助燃剂,与水混合,配成20%质量浓度的混合液,喷施于含硫量为5. 1%的层煤燃料中,在室内燃烧炉中燃烧,除硫率为92. 5%,脱硝率为82%,提高燃烧效率达22%。实施例4
本实施例复合除硫除硝助燃剂由以下重量百分比的组分构成白云石粉71%,碳酰二胺14%,氧化剂4%,金属燃烧粉4%,造孔剂 4%,催化剂3% ;
5所述白云石粉中,MgO的质量含量为21. 8% ;所述氧化剂为2Na2C(V3H2A ;所述金属粉燃烧剂为Mg粉;所述造孔剂为秸秆;所述催化剂为Μη02。 将本实施例之复合除硫除硝助燃剂以3%的比例(煤块中含硫量为4. 9%)加入煤块中一同粉碎,另加相当煤炭重量32%的软质粘土(高岭石质黄土 ),手工制成蜂窝煤,装于隧道式火炉中,用于烟叶烘烤,经测试,除硫率为92%,除硝率为80%,提高燃烧效率达25%。
权利要求
1.一种复合除硫除硝助燃剂,其特征在于,由以下重量百分比的组分构成白云石粉 70-75%、碳酰二胺10-15%、氧化剂3-5%、金属粉燃烧剂2_4%、造孔剂4_8%、催化剂3_7%。
2.根据权利要求1所述的复合除硫除硝助燃剂,其特征在于,由以下重量百分比的组分构成白云石粉75%、碳酰二胺10%、氧化剂3%、金属粉燃烧剂3%、造孔剂4%、催化剂5%。
3.根据权利要求1或2所述的复合除硫除硝助燃剂,其特征在于,所述白云石粉中,MgO 的质量含量> 21%。
4.根据权利要求1或2所述的复合除硫除硝助燃剂,其特征在于,所述氧化剂为选自 KClO4, LiClO4,2Na2C03*3H202 中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的复合除硫除硝助燃剂,其特征在于,所述金属粉燃烧剂为选自Be粉、Al粉、Mg粉中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的复合除硫除硝助燃剂,其特征在于,所述造孔剂为选自 NaHC03、NH4HCO3或秸秆中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的复合除硫除硝助燃剂,其特征在于,所述催化剂为选自 FeO^MnO2或CuO中的至少一种。
全文摘要
一种复合除硫除硝助燃剂,该除硫除硝助燃剂由以下重量百分比的原料制成白云石粉70-75%、碳酰二胺10-15%、氧化剂3-5%、金属粉燃烧剂2-4%、造孔剂4-8%、催化剂3-7%。本发明之复合除硫除硝剂固硫率≥90%,除硝率≥78%,除尘消烟效果良好,同时有效回收和利用了城市废弃物。
文档编号C10L9/10GK102408934SQ201110317928
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者何阳, 曾中, 汪耀富, 肖春生, 肖汉乾, 邓世雄, 邓学锋, 陆中山 申请人:中国烟草中南农业试验站, 邓学锋
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