本发明涉及燃料清洁
技术领域：
，尤其涉及一种环保型除焦剂及其制备方法。
背景技术：
：燃煤中灰分含量高，灰熔点低，是锅炉易结焦的原因之一。结焦是否产生还取决于燃煤的矿物质特性。正常情况下，熔渣离开锅炉燃烧中心碰到受热面以前已冷却成固体，这样只会引起磨损，不会导致结焦。若熔渣在与受热面碰撞时仍处于溶化状态，则粘附在管壁上，形成结焦。负荷高且燃用高硫煤时，炉膛温度升高，形成大量的熔融状流体，沿锅炉受热面流动，此时锅炉受热面结焦尤为严重，且形成致密、粘结性极强的焦块，焦块逐渐连接成片，形成巨大焦块后掉下，瞬间产生大量的水蒸气，破坏捞渣机的水封，同时使炉底漏入大量冷风，造成燃烧器区域（尤其是下排燃烧器区域）煤粉火焰着火状况的严重恶化，严重时可使炉膛负压产生剧烈波动（超限）而引起锅炉灭火。现有技术中，主要通过燃煤中加入除焦剂，来清除锅炉结焦和积灰。现有燃煤除焦剂多为粉体型也有部分液态型。粉体除焦剂主要作用成分为氯盐、金属氧化物、高岭土、铬盐、稀土氧化物等，现有的粉体除焦剂虽在防结焦方面具有一定的成效，但粉体型除焦剂存在的缺点首先是需要大量添加才能达到理想效果，其相对投加量大，这无疑增加了除焦成本；二是燃煤中添加粉体一般采用人工作业难以保证加药的均匀性，即使采用机械添加也需要配套先进复杂的设备，价格高昂，投加费力且麻烦，投加设备要求较高，额外又增加了成本；三是氯盐添加会加重锅炉腐蚀，铬盐毒性大不够安全。液态除焦剂用量少，成本低，喷射投加均匀相较于粉体投加更加可行。综合分析现有的的液体除焦剂，大都以硝酸盐为基本作用成分，利用其“微爆”效果及助燃特性促进焦渣松散脱落，其高温下分解会产生大量nox，但是大量硝酸盐分解产生的nox物会增加污染物排放，锅炉虽达到了除焦的目的但是nox排放增加，势必会增加脱硝的难度和脱销的成本。鉴于上述原因，有必要提出一种新的能够降低nox的排放的环保型除焦剂。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种环保型除焦剂及其制备方法，旨在解决除焦过程中no的排放问题。为实现上述目的，本发明提供的一种环保型除焦剂，所述除焦剂的组分及各组分的质量百分比包括如下：用于协助反应过程中还原产生的no的脱硝助剂，用于减缓结焦处的粘结力的氢氧化铝和/或氧化铝，用于提高除焦剂组分表面活性以提高燃烧率的表面活性剂，用于助燃的催化剂；其中，所述脱硝助剂的含量为：20%~50%；所述氢氧化铝和/或氧化铝的含量为：10%~20%；所述表面活性剂的含量为：3%~6%；所述催化剂的含量为：3%~6%；余量为水；所述脱硝助剂包括醋酸盐、硝酸沛、硝酸铜、硝酸铵。优选地，所述脱硝助剂包括：醋酸钙5%~25%、硝酸沛5%~10%、硝酸铜5%~10%、硝酸铵5%~15%。优选地，所述表面活性剂包括质量百分比为3.2%~4.3%的十二烷基苯环酸钠。优选地，所述催化剂包括：1.2%~3.5%二氧化钛、1.2%~3.5%钼酸钡、1.2%~3.5%硫酸钴和1.2%~3.5%五氧化二钒。优选地，所述除焦剂的组分及各组分的质量百分比包括如下：醋酸钙10%、硝酸沛5%、硝酸铜5%、硝酸铵5%、氢氧化铝10%、3.2%的十二烷基苯环酸钠、1.2%二氧化钛、1.2%钼酸钡、1.2%硫酸钴和1.2%五氧化二钒，余量为水。优选地，所述除焦剂的组分及各组分的质量百分比包括如下：醋酸钙17%、硝酸沛5.5%、硝酸铜5.2%、硝酸铵6.2%、氢氧化铝12%、3.8%的十二烷基苯环酸钠、1.5%二氧化钛、1.5%钼酸钡、1.5%硫酸钴和1.5%五氧化二钒，余量为水。此外，为实现上述目的，本发明还提出一种环保型除焦剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：以氧化铝溶液为铝源，氨气为沉淀剂，经沉淀反应、陈华、冷藏、过滤、洗涤和干燥值得干燥氢氧化铝；按重量份计，将20%~50%的脱硝助剂、10%~20%的氢氧化铝、3%~6%的表面活性剂和3%~6%的催化剂加入到水中，搅拌混合记得环保型除焦剂；其中，所述脱硝助剂包括醋酸盐、硝酸沛、硝酸铜、硝酸铵。优选地，所述除焦剂各组分的质量百分比为：醋酸钙10%、硝酸沛5%、硝酸铜5%、硝酸铵5%、氢氧化铝10%、3.2%的十二烷基苯环酸钠、1.2%二氧化钛、1.2%钼酸钡、1.2%硫酸钴和1.2%五氧化二钒，余量为水。优选地，醋酸钙17%、硝酸沛5.5%、硝酸铜5.2%、硝酸铵6.2%、氢氧化铝12%、3.8%的十二烷基苯环酸钠、1.5%二氧化钛、1.5%钼酸钡、1.5%硫酸钴和1.5%五氧化二钒，余量为水。本发明环保型除焦剂的组分及各组分的质量百分比包括如下：用于协助反应过程中还原产生的no的脱硝助剂，用于减缓结焦处的粘结力的氢氧化铝，用于提高除焦剂组分表面活性以提高燃烧率的表面活性剂，用于助燃的催化剂；其中，所述脱硝助剂的含量为：20%~50%；所述氢氧化铝的含量为：10%~20%；所述表面活性剂的含量为：3%~6%；所述催化剂的含量为：3%~6%；余量为水；所述脱硝助剂包括醋酸盐、硝酸沛、硝酸铜、硝酸铵。本发明一方面利用了硝酸盐在锅炉除焦方面的良好效果，同时通过醋酸盐的参与显著降低了no排放量，避免了增加脱硝成本的问题，还协同氢氧化铝的渗透分散作用，增强了除焦的效果。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本发明的保护范围内。本发明实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本发明的实现可以没有这些具体细节。需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。本发明的主要目的在于提供一种环保型除焦剂，旨在解决除焦过程中no的排放问题。本发明实施例中所述除焦剂的组分及各组分的质量百分比包括如下：用于协助反应过程中还原产生的no的脱硝助剂，用于减缓结焦处的粘结力的氢氧化铝，用于提高除焦剂组分表面活性以提高燃烧率的表面活性剂，用于助燃的催化剂；其中，所述脱硝助剂的含量为：20%~50%；所述氢氧化铝的含量为：10%~20%；所述表面活性剂的含量为：3%~6%；所述催化剂的含量为：3%~6%；余量为水；所述脱硝助剂包括醋酸盐、硝酸沛、硝酸铜、硝酸铵。本发明中的醋酸钙主要起到提高灰熔点及协同脱硝的效果，具体的醋酸钙投加如炉膛后，高温作用下迅速分解生成纳米cao和烃基(chi)，cao自身具有高熔点，且可与灰渣中的低熔点化合物反应生成高熔点化合物，使灰渣不易结焦，同时生成的纳米cao可作为脱硝反应的催化载体促进chi脱硝；分解产生chi具有强还原性，可与no反应生成hcn，hcn进一步将no还原成n2。整个反应过程可简单描述为：醋酸钙高温分解生成chi和cao，羟基通过如下反应过程：将no还原，生成的cao则可作为还原反应的催化载体，促进还原反应进行。硝酸铜、硝酸铵等硝酸盐起到了强氧化剂和助燃剂的作用，具体的硝酸盐所带入的铜可以降低既成碳化合物的着火点，起到催化其燃烧的作用，从而提高燃煤利用率；而硝酸盐可在炉膛中受高温分解，在气流的作用下，与焦层中的炭沫、硫磺和其它可燃物质碰撞、摩擦，在焦面产生“微爆”作用，使焦层松化崩解具有类似机械打焦的效果；同时热解的氧与焦渣内的可燃物充分燃烧，使焦层黏结性降低不易结成大焦块掉落使锅炉意外灭火或捞渣机堵塞断链造成非计划停运，同时还可以降低炉渣可燃物含量。硝酸铈主要起到助燃催化燃烧的作用，具体的硝酸铈分解生成稀土氧化铈能有效的降低固定碳的着火点，从而起到助燃效果，既可以促进煤粉的充分燃烧，又可以使焦层中未燃尽碳充分燃烧使焦层变得疏松。硝酸铵为脱硝剂，具有脱硝作用，能在高温作用下分解放出氨气，氨气在二氧化钛、钼酸钡、硫酸钴和五氧化二钒的催化剂的作用下，铵盐的氨基官能团与nox反应，将活性较低的no氧化反应生成活性较高的no2，氮氧化物与氨气反应生成氮气与水，达到了脱硝的效果。二氧化钛、钼酸钡、硫酸钴和五氧化二钒为催化剂，催化剂的加入可以增加燃煤的活性，强化燃煤的燃烧，起到强烈的助燃，增能、脱硝的作用。加入催化剂后，使碳的晶格发生扭曲变化，碳-金属络合物容易从晶格中脱离出来，碳的活性就提高了。十二烷基苯环酸钠为表面活性剂，当其与液体载体相混合喷洒在燃煤上时，能很快地在煤的颗粒间分散，使燃煤颗粒相互吸附，增加了新的燃烧点，扩大了燃煤的燃烧区域。氧化铝为硫酸钙的抑制剂，本发明实施例通过添加醋酸钙来提高对no的还原，但是在反应过程中，钙离子可能与锅炉中残留的硫酸根离子在高温下结合成硫酸钙，进而可能在高温下分解成so2，为了抑制硫酸钙的生成，加入氧化铝。以下通过实施例对本发明方案进行详细介绍：实施例1：配制100kg除焦剂，组分及配方为：醋酸钙10kg、硝酸沛5kg、硝酸铜5kg、硝酸铵5kg、氢氧化铝10kg、3.2kg的十二烷基苯环酸钠、1.2kg二氧化钛、1.2kg钼酸钡、1.2kg硫酸钴和1.2kg五氧化二钒，余量为水。制备过程如下：配备搅拌桶，桶顶设有立式液体搅拌机；在搅拌桶中按制备比例加入水，加入硝酸铈、硝酸铜、硝酸铵搅拌至各组分完全溶解，在加入氢氧化铝、二氧化钛、钼酸钡、硫酸钴和1五氧化二钒，最后加入醋酸钙，搅拌至完全溶解，制得液态锅炉除焦剂。将除焦剂倒入压力喷罐中，在压力喷罐中接入压缩空气，再将喷枪与压力喷罐连接，将喷枪插入炉膛看火口或者打焦口中，打开喷枪利用压缩空气将除焦剂雾化喷射投加于燃煤锅炉中。本实施例以100mw煤粉炉为例，除焦剂按每天三次投加，每次投加25kg，每次投加持续时间控制在30min，本品添加量为燃煤量的0.5‰。若没有使用过除焦剂的锅炉在使用的第一周添加次数翻倍，亦可根据炉膛结焦情况进一步增加或相应减少投加次数。本品除焦剂能有效清除结焦，提升锅炉热效率，降低排烟温度，同时还具有脱硝效果，能有效抑制nox初始排放量。本品除焦剂在75t/h煤粉炉上进行了定投测试，测试周期为30天，前15天未投加，后15投加，每天投加三次每次25kg投加30min。经过30天持续测试结果表明：本品除焦剂能有效抑制结焦，配合炉膛吹灰后，观火口可直观观测炉内约90％的结焦被清除，除焦效果明显；本品除焦剂同时促进了煤粉的充分燃烧，提升了炉膛传热效率，降低了排烟温度，排烟温度降低能够体现炉内燃烧较为充分，热效率高。实施例2：配制100kg除焦剂，组分及配方为：醋酸钙17kg、硝酸沛5.5kg、硝酸铜5.2kg、硝酸铵6.2kg、氢氧化铝12kg、3.8kg的十二烷基苯环酸钠、1.5kg二氧化钛、1.5kg钼酸钡、1.5kg硫酸钴和1.5kg五氧化二钒，余量为水。其制备方法和应用方法以及添加量、添加次数通实施例1。实施例3：配制100kg除焦剂，组分及配方为：醋酸钙15kg、硝酸沛5.5kg、硝酸铜5.2kg、硝酸铵6.2kg、氢氧化铝20kg、3.8kg的十二烷基苯环酸钠、1.5kg二氧化钛、1.5kg钼酸钡、1.5kg硫酸钴和1.5kg五氧化二钒，余量为水。其制备方法和应用方法以及添加量、添加次数通实施例1。实施例4：配制100kg除焦剂，组分及配方为：醋酸钙20kg、硝酸沛5.5kg、硝酸铜5.2kg、硝酸铵6.2kg、氢氧化铝15kg、3.8kg的十二烷基苯环酸钠、1.5kg二氧化钛、1.5kg钼酸钡、1.5kg硫酸钴和1.5kg五氧化二钒，余量为水。其制备方法和应用方法以及添加量、添加次数通实施例1。实施例5：配制100kg除焦剂，组分及配方为：醋酸钙25kg、硝酸沛5.5kg、硝酸铜5.2kg、硝酸铵6.2kg、氢氧化铝20kg、3.8kg的十二烷基苯环酸钠、1.5kg二氧化钛、1.5kg钼酸钡、1.5kg硫酸钴和1.5kg五氧化二钒，余量为水。其制备方法和应用方法以及添加量、添加次数通实施例1。实施例6:配制100kg除焦剂，组分及配方为：醋酸钙17kg、硝酸沛5.5kg、硝酸铜5.2kg、硝酸铵6.2kg、氢氧化铝12kg、氧化铝6.5kg、十二烷基苯环酸钠3.8kg、1.5%二氧化钛、1.5%钼酸钡、1.5%硫酸钴和1.5%五氧化二钒，余量为水。其制备方法和应用方法以及添加量、添加次数通实施例1。对比例1配制100kg除焦剂，组分及配方为：硝酸沛5kg、硝酸铜5kg、硝酸铵5kg、氢氧化铝10kg、3.2kg的十二烷基苯环酸钠、1.2kg二氧化钛、1.2kg钼酸钡、1.2kg硫酸钴和1.2kg五氧化二钒，余量为水。对比例2配制100kg除焦剂，组分及配方为：醋酸钙15kg、硝酸沛5.5kg、硝酸铜5.2kg、硝酸铵6.2kg、3.8kg的十二烷基苯环酸钠、1.5kg二氧化钛、1.5kg钼酸钡、1.5kg硫酸钴和1.5kg五氧化二钒，余量为水。对比例3配制100kg除焦剂，组分及配方为：硝酸沛5kg、硝酸铜5kg、硝酸铵5kg、3.2kg的十二烷基苯环酸钠、1.2kg二氧化钛、1.2kg钼酸钡、1.2kg硫酸钴和1.2kg五氧化二钒，余量为水。实验结果分析：序号除焦率no排放量/ppm排烟温度实施例191%85165实施例293.4%65163实施例391.8%81164实施例490%82167实施例586.2%78163实施例693%70165对比例165%95172对比例268%88175对比例350%98170从实验结果可以看出，采用本发明实施例的除焦剂的除焦效果较对比例1~3的效果均好，并且在本发明实施例中，尤以实施例2的除焦效果最佳。反复实验发现，实施例2的配方下得到的除焦剂较其他组分下得到的除焦剂的除焦效果佳。对比例中没有使用本发明实施例中的氢氧化铝和醋酸钙，影响了除焦过程中的除焦效果以及对no的还原，致使其除焦率比本发明实施例低，而no排放量均比本发明实施例高。此外，本发明实施例还采用了表面活性剂、催化剂等可以助燃的物料，进而降低了排烟温度。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3