提高民用焦炭火焰长度的高岭土复合添加剂及制法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种提高民用焦炭火焰长度的高岭±复合添加剂及制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 煤炭作为我国的主导能源，其主要的利用方式为燃烧。大量煤炭直接燃烧导致气 候变化、碳循环、环境污染和健康危害等诸多问题。与工业和发电用煤相比，民用散烧煤尽 管消费量较低，但由于缺乏有效的烟气除尘、脱硫等装置，烟气属直排，成为我国大气污染 的主要排放源之一。因此W清洁、环保的燃料替代民用散烧原煤是改善大气环境的关键。
[0003] 民用焦炭是W燃料煤(动力煤)为主，并辅W少量焦煤、固硫剂、增碳剂、助燃剂等， 利用现有焦化厂生产设备，通过高溫干馈而得的洁净固体燃料。具有成块好、强度适中、低 挥发、低硫排放及不易结渣等优点，无需脱硫设施，尾气即可满足国家排放标准;而且易点 火、续火能力强、升溫速度快、燃烧持续时间长，是各种民用生活炉具理想的燃料。
[0004] 传统冶金焦主要用于高炉炼铁和有色金属冶炼，要求具有高强度和低反应活性。 配合煤在高溫干馈过程中，其挥发分等不断溢出，导致焦炭活性不断下降；同时，由于过程 是一个不断闭孔的高度石墨化过程，导致焦炭孔隙率急剧下降，致使其反应活性降低。而作 为燃料则要求其反应活性较高W利于燃烧。因此欲使焦炭作为一种合适的民用燃料，必需 提高民用焦炭的反应活性。此外，现有炉具大都燃烧挥发性较高的原煤，其火焰长度较长， 锅炉热效率高;然而传统焦炭燃烧过程基本没有火焰，如果将其作为燃料，仅靠福射热，现 有锅炉的热效率相对较低。因此民用焦炭作为一种燃料，必需借助添加剂的引入，提高其反 应活性，增加其火焰高度，方可满足作为一种合格民用燃料的要求。
[0005] 提高煤催化气化活性方面的专利，如CN201410548041.4公开了一种提高煤催化气 化活性和催化剂回收的方法，先将高灰煤酸洗脱灰，然后通过浸溃的方法在煤中添加2- lOwt%的碳酸钟催化剂，可显著提高煤的反应活性;CN201310439546.2公开了一种煤催化 气化催化剂及其制备方法和用途，W廉价的面离子金属盐为催化剂的前驱体，采用pH值调 节剂，通过离子交换技术将有效金属组份担载于煤基上，可有效提高煤炭转化率。运些催化 气化剂均是针对煤炭开发的产品，直接担载至煤中，且其反应产物为合成气，不经过高溫干 馈；由于民用焦炭需要经过高溫干馈的特殊工艺，其燃烧过程中必须增加反应活性W及火 焰长度。经检索，提高民用焦炭火焰长度的添加剂未见报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种反应活性好的提高民用焦炭火焰长度的高岭±复合添 加剂及其制备方法和应用。
[0007] 煤炭在民用炉具燃烧时，特别是民用取暖热水锅炉，需要有一定的火焰长度，因为 传统民用炉具多按高挥发烟煤燃料设计。烟煤着火溫度低与火焰较长均与其高挥发分有 关，烟煤升溫过程中，挥发分逸出，未达到燃点即逸出的挥发分即为黑烟，达到燃点后逸出 的挥发分燃烧形成火焰。烟煤在较低溫度下逸出的挥发分即为烟气，严重污染大气环境。
[0008] 冶金焦挥发分很低，仅为1 %左右，结构致密，反应性差，着火溫度较高且燃烧无明 显火焰，即火焰长度与烟煤相比短得多，无法在传统民用炉具正常使用。
[0009] 本发明民用洁净焦炭添加助剂后，民用洁净焦炭与冶金焦相比，具有更发达的微 孔结构与较大比表面（比表面由<lm2/g增至200m^g，气孔率由40 %提至55 % )，反应性也由 冶金焦的20%提至55% W上。民用洁净焦炭作为燃料使用时，改变了火焰形成机理，燃烧与 气化同时发生，将原来由挥发分产生火焰变为气化产生C0形成火焰，火焰拉长，可适用于各 种民用炉具。
[0010]为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
[0011] -种提高民用焦炭火焰长度的高岭±复合添加剂，其重量份组成为高岭±40~60 份、石灰石20~30份、赤泥10~20份、二氧化儘5~10份。
[0012] 本发明制备方法，包括如下步骤：
[0013] (1)将干燥后的高岭±、石灰石、赤泥及二氧化儘添加剂原料分别经粗破、细破至粒 度 < 3mm;
[0014] 间分别称取破碎好的添加剂原料，并将其混合，揽拌均匀；
[001引间揽拌均匀的混合料经干式研磨，使原料粒度。50目（0.1mm);然后在260~300 °C条件下般烧1~2小时，冷却至常溫，即为高岭±复合添加剂。
[0016] 本发明高岭±复合添加剂的应用，包括如下步骤：
[0017] 按高岭±复合添加剂:配合煤重量比为0.2~1.0 :100，将高岭±复合添加剂添加 到配合煤中，在干馈炉中隔绝空气加热至900~1100°C，持续加热16~24h，然后将红热炉料 出炉后经焰焦工序降至常溫，再经筛分，即得到含有高岭±复合添加剂的民用焦炭。
[001引如上所述配合煤的质量指标为:FCd ^0 %，Vadf >化％，Ad。5%，Std< 1.5 %。
[0019] 如上所述筛分是将降至常溫的炉料筛分为25-80mm粒度。
[0020] 本发明现有技术相比，其直接带来的和必然产生的优点与积极效果如下：
[0021] 在本发明方法中，所采用的高岭±复合添加剂，原料来源广泛而丰富，价格低廉， 直接添加至配合煤中，通过高溫干馈制得含有高岭±复合添加剂的民用焦炭，其火焰长度 可从100~200mm增加至450~670mm，提高幅度达350~470mm，效果显著。
[0022] 在本发明方法中生产的民用焦炭与直接燃烧焦炭相比，在不改变现有炉具的前提 下，显著提高民用焦炭燃烧火焰长度及反应活性;可提高民用焦炭的燃烧效率，使民用焦炭 充分燃烧，从而减少了废弃物的排放量，有利于环境保护。
【具体实施方式】
[0023] 下面对本发明的【具体实施方式】作出进一步地说明。
[0024] 实施例1
[0025] (1)将干燥后的高岭±、石灰石、赤泥及二氧化儘添加剂原料分别经粗破、细破至粒 度 < 3mm;
[00%]间依次分别称取破碎好的高岭±60kg，石灰石20kg、赤泥10kg、二氧化儘化g，并将 其混在一起，揽拌均匀；
[0027]间揽拌均匀的混合料经干式研磨，使原料粒度< 150目（0.1mm);然后在260°C条件 下般烧2小时，冷却至常溫，即为高岭±复合添加剂；
[002引（4)入炉煤料由20wt %的长焰煤、15wt %的贫煤、30wt %的焦煤、20wt %的肥煤 和15wt%的主焦煤配合而成配合煤；其配合煤的质量指标为：Vadf 30.0%，Adl3.5%， FCd60.6%，St,d0.67%;粘结指数G = 74，细度（<3mm) = 73.6%;
[0029] 间按高岭±复合添加剂:配合煤重量比为0.2:100，将制好的高岭±复合添加剂添 加到配合煤中，在干馈炉中隔绝空气加热至1100°C，持续加热16h，然后将红热炉料出炉后 经焰焦工序降至常溫，再经筛分，即得到粒度为25-80mm的含有高岭±复合添加剂的民用焦 炭。
[0030] 对比例:配合煤中不添加任何添加剂，在干馈炉中隔绝空气加热至1100°C，持续加 热16h，然后将红热炉料出炉后经焰焦工序降至常溫，再经筛分，所得粒度为25-80mm的焦炭 作为对照用焦。
[0031] 在北京创字炉具有限公司生产的NS18-2型150m2民用反射炉中分别对所得民用焦 及对照用焦进行燃烧试验，用0-500mm钢板尺测试火焰高度，测试结果如表1所示。
[0032] 表1添加复合添加剂与未添加复合添加剂焦炭的火焰长度对比
[0033]
[0034] 实施例2
[0035] (1)将干燥后的高岭±、石灰石、赤泥及二氧化儘添加剂原料分别经粗破、细破至粒 度 < 3mm;
[0036] 间依次分别称取破碎好的高岭±55kg，石灰石22.5kg、赤泥12.5kg、二氧化儘 6.3kg，并将其混在一起，揽拌均匀；
[0037] 间揽拌均匀的混合料经干式研磨，使原料粒度。50目（0.1mm);然后在270°C条件 下般烧1.8小时，冷却至常溫后包装，即为高岭±复合添加剂；
[003引（4)入炉煤由30wt %的弱粘煤、40wt %的长焰煤、20wt %的气肥煤和lOwt %的不粘 煤配合而成配合煤;其质量指标(wt% ):Vadf 35.0%，Adl3.5%，FCd56.2%，St,dO.84%，粘结 指数G = 40,细度（<3mm)=86.5%;
[0039] 间按高岭±复合添加剂:配合煤重量比为0.4:100，将制好的高岭±复合添加剂添 加到配合煤中，在干馈炉中隔绝空