专利名称：液态煤浆组合物的制作方法
技术领域：
本发明系一种液态煤浆组合物，特别系关于一种具备高灰熔融点的液态煤浆组合物，其可降低燃烧时炉渣的形成，减少作业人员清理锅炉的频率以及延长锅炉的使用寿命。
背景技术：
近年来，随着世界原物料价格不断地飙涨，重油的成本亦不断地上升，迫使大部分的锅炉燃烧业者纷纷改用价格低廉的水煤浆取代重油作为燃料。众所皆知地，水煤浆为由约60至70%煤材、约30至40%水及微量用来均勻分散煤材于水中的分散剂混合制得。燃烧时，平均每公斤水煤浆产生的热量约为4，200至4，800 大卡，换而言之，平均约二公吨的水煤浆可以取代一公吨的重油。此外，水煤浆的燃烧温度比重油的燃烧温度低约100至200°C，可大幅地减少燃烧时二氧化硫及氮氧化物(NOx)的排放，降低环境污染。除了上述可减少燃烧时二氧化硫及氮氧化物排放的优势外，水煤浆的其它排放指标均能符合各国环境保护的规定，举例来说烟尘排放浓度小于中国大陆规定的200mg/ m3，烟气黑度为0-0. 5级(中国大陆规定标准的烟气黑度须低于1级)。但，惟水煤浆燃烧时会形成炉渣于锅炉，使得锅炉燃烧业者相当困扰。炉渣的形成除了造成燃烧效率低落外， 亦可能造成锅炉燃烧时受热传导不均勻而发生爆炸等意外，因此作业人员须经常清理锅炉避免意外的发生，造成人员的困扰以及人力、金钱等资源无谓的浪费。另一方面，炉渣的形成亦可能造成锅炉的使用寿命降低，因此锅炉业者须经常更换锅炉，造成金钱无谓的损失。根据研究指出，水煤浆燃烧时炉渣的形成主要成因在于(1)燃烧时，水煤浆产生雾化效果不佳，造成燃烧不完全，导致水煤浆快速干燥与焦化，而形成炉渣；( 水煤浆的燃烧温度高于灰熔融点，于达到燃烧温度前多数水煤浆早已呈现熔融态黏附于锅炉，而形成炉渣。根据研究更进一步地指出，前者的原因可透过改善水煤浆的煤材质量与燃烧雾化效果获致改善；然，后者的原因则须透过提高水煤浆的灰熔融点，才能获得改善。但是，对于锅炉业者而言，寻找一种提高水煤浆的灰熔融点的方案确实为一大课题。是以，如何提高水煤浆的灰熔融点确实为本发明技术领域的人士急需解决的问题，亦为本发明所欲解决的问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种液态煤浆组合物，其具有高灰熔融点，得以降低燃烧时炉渣的形成。本发明的另一目的在于提供一种液态煤浆组合物，其可取代习用的水煤浆、重油作为锅炉燃烧的燃料。为了实现上述此等或其它目的，本发明的液态煤浆组合物，系包括(1)煤材；(2)液体，系用以溶解该煤材；
(3)添加剂，系为含二氧化硅(SiO2)及三氧化二铝(Al2O3)的材料；以及(4)分散剂，系用以均勻地分散该煤材与该添加剂于该液体中。藉由本发明，当该液态煤浆组合物燃烧时，该添加剂中的二氧化硅及三氧化二铝会吸附该液态煤浆组合物受高温挥发的碱金属物质(如钠离子、钾离子)并发生化学反应，形成固态的碱化合物；然，关于前述化学反应系如下列反应式表示说明Al203+2Si02+2KCl+H20 — 2KAlSi04+2HClAl203+4Si02+2KCl+H20 - 2KAlSi206+2HCl 接着，利用吹灰即可去除前述固态的碱化合物。藉此，可避免该受高温挥发的碱金属物质与其它物质发生反应形成熔融态的碱化合物，进而提供该液态煤浆组合物高灰熔融点，不致于达到燃烧温度前呈现熔融态，黏附于锅炉形成炉渣。
具体实施例方式本发明的液态煤浆组合物系根据习用水煤浆的燃烧温度高于其灰熔融点，使得习用水煤浆燃烧时易形成炉渣，而提出的改良。是以，本发明的液态煤浆组合物，其包括(1)煤材；(2)液体，系用以溶解该煤材；(3)添加剂，系为含二氧化硅及三氧化二铝的材料；以及(4)分散剂，系用以均勻地分散该煤材与该添加剂于该液体中。根据本发明的概念，前述煤材系可购买自市面上，并可依实际需求研磨成具有适度网目(mesh)的煤粉。此外，据本发明技术领域的人士所知，该煤材系以生产国予以分类， 可分为澳洲煤、中国煤、美国煤以及印度尼西亚煤等。于一些实施例中，以该液态煤浆组合物的重量计，该煤材的重量百分比为55-65%。根据本发明的概念，该液体系可为水、含热值的液体或此等的组合。此外，前述含热值的液体系可取自于废水；其中，该废水系依据中国台湾水污染防治法第二条的定义，意指「事业于制造、操作、自然资源开发过程中或作业环境所产生含有污染物的水」，例如工业废水、农业废水，藉此达到资源再利用的目的。较佳地，前述热值系为50-2000kcal/kg。于一些实施例中，以该液态煤浆组合物的重量计，该液体的重量百分比为32. 8-42. 8%。根据本发明的概念，该添加剂系可选自于由云母石、高岭土、铝矾土、迪开石、埃落石、珍珠石以及分子筛所组成的矿物群组；较佳地，该添加剂系为高岭土。于一些实施例中， 以该液态煤浆组合物的重量计，该添加剂的重量百分比为2-8%。值得说明的是，一旦燃烧本发明的液态煤浆组合物，该煤材受高温后会挥发出碱金属物质，该挥发的碱金属物质会被该添加剂中的二氧化硅及三氧化二铝吸附而发生化学反应，形成固态的碱化合物，致使该挥发的碱金属物质无法与其它物质发生反应形成熔融态的碱化合物。因此，提供了本发明的液态煤浆组合物高灰熔融点，在达到燃烧温度前不能呈现熔融态黏附于锅炉形成炉渣。根据本发明的概念，该分散剂系可为萘磺酸(Naphthalenesulfonic acid)系列的分散剂。于一些实施例中，以该液态煤浆组合物的重量计，该分散剂的重量百分比为 0. 2-0. 8%。
为了让审查委员更容易地了解本发明的内容，特举关于本发明的液态煤浆组合物的实施例兹以说明。
國实施例1本实施例的制造过程，系如下所述首先，取澳洲煤作为本实施例的煤材，并将该澳洲煤研磨成煤粉。接着，混合该煤粉以及型号为ZDFS-798的萘磺酸(Naphthalenesulfonic acid)系列的分散剂。然后，将该混合后的煤粉以及萘磺酸系列的分散剂置入一装有水及工业废水的搅拌球磨机均勻混合， 该工业废水的热值约为170kcal/kg。最后，再添加高岭土至均勻混合后的液体，便得到本实施例的液态煤浆组合物。其中，以本实施例的液态煤浆组合物的重量计，本实施例的煤粉、 萘磺酸系列的分散剂、水、工业废水、高岭土的重量百分比分别为57.2^^0.8^^16.5 ^ 23. 5 %、2 % ο实施例2本实施例的制造过程与前述实施例1的制造过程相似，惟以本实施例的液态煤浆组合物的重量计，本实施例的煤粉、萘磺酸系列的分散剂、水、工业废水、高岭土的重量百分比分别为:57. 2%,0. 8%,16%,22%,4%0实施例3本实施例的制造过程与前述实施例1的制造过程相似，惟以本实施例的液态煤浆组合物的重量计，本实施例的煤粉、萘磺酸系列的分散剂、水、工业废水、高岭土的重量百分比分别为:60. 2%,0. 8%,13%,20%,6%0比较例本比较例的制造过程与前述实施例1的制造过程相似，惟以本比较例的液态煤浆组合物的重量计，本比较例的煤粉、萘磺酸系列的分散剂、水、工业废水、高岭土的重量百分比分别为:59. 2%,0. 8%,15%,25%,0%0
为了解上述该等实施例及比较例的液态煤浆组合物的灰熔融点，利用测定灰熔融测定仪(智能灰熔融性测试仪，型号5E-AFIII)进行测量，亦即可测得上述该等实施例及比较例的液态煤浆组合物的变形温度、软化温度、半球温度、流动温度。值得说明的是，根据欧洲的规定，软化温度为判断灰熔融点的依据；根据中国大陆的规定，半球温度为判断灰熔融点的依据。因此，根据表1所示，上述该等实施例的液态煤浆组合物具有高于比较例的液态煤浆组合物的灰熔融点。表权利要求
1.一种液态煤浆组合物，系包括 煤材；液体，系用以溶解该煤材；添加剂，系为含二氧化硅及三氧化二铝的材料；以及分散剂，系用以均勻地分散该煤材与该添加剂于该液体中。
2.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中该液体系为水、含热值的液体或此等的组合。
3.如权利要求2所述的液态煤浆组合物，其中该热值系为50-2000kcal/kg。
4.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中以该液态煤浆组合物的重量计，该煤材的重量百分比为55-65%。
5.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中以该液态煤浆组合物的重量计，该液体的重量百分比为32. 8-42.8%。
6.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中该添加剂系选自于由云母石、高岭土、铝矾土、迪开石、埃落石、珍珠石以及分子筛所组成的矿物群组。
7.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中该添加剂系为高岭土。
8.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中以该液态煤浆组合物的重量计，该添加剂的重量百分比为2-8%。
9.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中该分散剂系为萘磺酸系列的分散剂。
10.如权利要求1所述的液态煤浆组合物，其中以该液态煤浆组合物的重量计，该分散剂的重量百分比为0. 2-0.8%。
全文摘要
本发明系关于一种液态煤浆组合物，其包括(1)煤材；(2)液体，系用以溶解该煤材；(3)添加剂，系为含二氧化硅(SiO2)及三氧化二铝(Al2O3)的材料；以及(4)分散剂，系用以均匀地分散该煤材与该添加剂于该液体中。藉此，得以提供该液态煤浆组合物高灰熔融点，而降低燃烧时炉渣的形成，取代习用的水煤浆。
文档编号C10L1/10GK102504895SQ20111033482
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者王瑜玮 申请人:新能工业股份有限公司, 王瑜玮