一种水泥工业用劣质煤催化固硫剂及其制备和使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无机非金属材料领域，特别涉及一种水泥工业用劣质煤催化固硫剂及其制备和使用方法。
【背景技术】
[0002]水泥工业生产中使用的主要燃料是煤炭，随着优质烟煤的日益短缺和煤炭价格的日益上涨，水泥工业正在向利用劣质燃料的方向发展。但是劣质煤在水泥生产中的使用会使燃烧特性变差，能耗变高、影响到熟料煅烧，最终影响产品质量。要使劣质煤能够满足水泥生产的要求，必须提高劣质煤的燃烧特性。
[0003]此外，有些劣质煤在燃烧过程中还会产生大量的硫化物，造成水泥窑烟气中502排放浓度严重超标(200-3800mg/Nm3)。根据国家相关标准规定，水泥窑烟气中502排放浓度应< 200mg/Nm3，单位产品排放量需低于0.6kg/t。有些南方城市如广东省、浙江省等地方标准规定水泥窑烟气中302浓度< 100mg/Nm3。
[0004]因此，为推动能源合理利用、经济结沟调整和产业升级，控制燃煤造成的二氧化硫大量排放、酸沉降污染恶化趋势，研制一种既能促进煤粉的燃烧，又能减少硫化物排放且对水泥熟料的性能没有任何负面影响的催化固硫剂十分必要。为了改善劣质煤的燃烧状况和减少硫化物的排放，国内外对燃煤助燃剂的研究和使用进行了一些研究工作，但大多数针对电厂或工业锅炉用煤的高效利用，当然由于生产原理与工艺的不同，生产使用的助燃剂一方面不能适应新型干法工艺中煤粉燃烧特性的需要，另一方面，有的还会对水泥生产和性能产生不利的影响，而不能被水泥行业所利用。
【发明内容】
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水泥工业用劣质煤催化固硫剂及其制备和使用方法，该催化固硫剂既能促进煤粉的燃烧，提高煤粉的燃尽率，又能减少硫化物排放且对水泥熟料的性能没有任何负面影响。
[0006]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第一个技术方案是:一种水泥工业用劣质煤催化固硫剂，以高氯酸钾作为增氧剂，以氯化钠作为膨松剂，以吐温作为分散剂，由碳酸钙、氧化铁、氧化硼和稀土尾矿组成催化剂，并且该催化固硫剂中各组分的质量百分比为:增氧剂30?36%，膨松剂8?17%，分散剂2?5%，催化剂48?55% ；
[0007]其中，催化剂中各组分的质量百分比为:碳酸钙10?18%，氧化铁6?17%，氧化硼I?2%，稀土尾矿68?83% ;稀土尾矿的组分及其质量百分比为:二氧化铺5?12%、氧化镧10?22%、氧化钕55?75%、硝酸铈5?12%。
[0008]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第二个技术方案是:上述水泥工业用劣质煤催化固硫剂的制备方法，将增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按照设定的质量百分比混合后，研磨成200微米以下的粉末状物料，得到催化固硫剂干粉，然后加入4?6倍质量百分比的水，水温在60?70°C，在高速搅拌机下充分混合，得到催化固硫剂母液。
[0009]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第三个技术方案是:上述水泥工业用劣质煤催化固硫剂的使用方法，将增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按照设定的质量百分比混合后，研磨成200微米以下的粉末状物料，得到催化固硫剂干粉，然后加入4?6倍质量百分比的水，水温在60?70°C，在高速搅拌机下充分混合，得到催化固硫剂母液，该催化固硫剂母液的添加量与燃煤掺混量的质量百分比为千分之二至千分之四。
[0010]本发明具有的优点和积极效果是:采用增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂来提高煤的活性，降低煤粉着火温度，加快煤的燃烧速率，提高煤粉燃尽度，并且提高分解炉和窑内温度，提高煤粉的发热强度，节省煤耗，并减少硫化物排放且对水泥熟料的性能没有任何负面影响，对解决水泥工业能源危机和环境污染具有重要的现实意义。同时产品生产简单，操作容易，并且对不同煤种适应性好，可用于多种新型干法水泥窑用煤。实践测试证明:将微量催化固硫剂加入燃煤中，该催化剂加入煤中可节煤3?8%，固硫效率70?90%。
【具体实施方式】
[0011]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下:
[0012]实施例1:
[0013]—种水泥工业用劣质煤催化固硫剂，以高氯酸钾作为增氧剂，以氯化钠作为膨松剂，以吐温作为分散剂，由碳酸钙、氧化铁、氧化硼和稀土尾矿组成催化剂，并且该催化固硫剂中各组分的质量百分比为:增氧剂32%，膨松剂15%，分散剂5%，催化剂48% ;其中，催化剂中各组分的质量百分比为:碳酸钙18%，氧化铁6%，氧化硼I %，稀土尾矿75% ;稀土尾矿的组分及其质量百分比为:二氧化铺5%，氧化镧10%，氧化钕75%，硝酸铺10%。
[0014]上述水泥工业用劣质煤催化固硫剂的制备方法是:
[0015]将增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按上述质量百分比混合，并研磨成200微米以下的粉末状物料，得到催化固硫剂干粉，然后加入4倍质量百分比的水，水温在60°C，在高速搅拌机下充分混合，得到催化固硫剂母液。
[0016]按照催化固硫剂母液的添加量与燃煤掺混量的质量百分比为千分之二，在湖南湘潭某5000t/d新型干法水泥生产线上使用，煤粉燃烧情况得以好转，有效促进了煤粉的燃烧，提高了煤的活性，将煤粉的着火温度降低至18°C，提高了煤粉的燃尽度和发热强度，并使窑尾结皮减少，SO2排放浓度从350mg/Nm3降低到100mg/Nm3，固硫效率为71.4%，节煤率为4%，且对水泥熟料的性能没有任何负面影响。
[0017]实施例2:
[0018]—种水泥工业用劣质煤催化固硫剂，以高氯酸钾作为增氧剂，以氯化钠作为膨松剂，以吐温作为分散剂，由碳酸钙、氧化铁、氧化硼和稀土尾矿组成催化剂，并且该催化固硫剂中各组分的质量百分比为:增氧剂30%，膨松剂17%，分散剂4%，催化剂49% ;其中，催化剂中各组分的质量百分比为:碳酸钙13%，氧化铁17%，氧化硼2%，稀土尾矿68% ;稀土尾矿的组分及其质量百分比为:二氧化铺12%，氧化镧21%，氧化钕55%，硝酸铺12%。
[0019]上述水泥工业用劣质煤催化固硫剂的制备方法是:
[0020]将增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按上述质量百分比混合，并研磨成200微米以下的粉末状物料，得到催化固硫剂干粉，然后加入5倍质量百分比的水，水温在65°C，在高速搅拌机下充分混合，得到催化固硫剂母液。
[0021]按照催化固硫剂母液的添加量与燃煤掺混量的质量百分比为千分之三，在湖南株洲某5000t/d新型干法水泥生产线上使用，使窑的稳定性增强，燃烧器端面结焦现象减少，有效促进了煤粉的燃烧，提高了煤的活性，节煤效果明显，SO2的排放浓度从450mg/Nm3降低到100mg/Nm3，固硫效率为77.8%,节煤率为3 %，且对水泥熟料的性能没有任何负面影响。
[0022]实施例3:
[0023]—种水泥工业用劣质煤催化固硫剂，以高氯酸钾作为增氧剂，以氯化钠作为膨松剂，以吐温作为分散剂，由碳酸钙、氧化铁、氧化硼和稀土尾矿组成催化剂，并且该催化固硫剂中各组分的质量百分比为:增氧剂31 %，膨松剂16 %，分散剂5 %，催化剂48 % ;其中，催化剂中各组分的质量百分比为:碳酸钙15%，氧化铁7%，氧化硼I %，稀土尾矿77% ;稀土尾矿的组分及其质量百分比为:二氧化铺7%，氧化镧22%，氧化钕65%，硝酸铺6%。
[0024]上述水泥工业用劣质煤催化固硫剂的制备方法是:
[0025]将增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按上述质量百分比混合，并研磨成200微米以下的粉末状物料，得到催化固硫剂干粉，然后加入6倍质量百分比的水，水温在70°C，在高速搅拌机下充分混合，得到催化固硫剂母液。
[0026]按照催化固硫剂母液的添加量与燃煤掺混量的质量百分比为千分之三，在河北某热电厂75t/h煤粉炉上使用，能有效促进煤粉的燃烧，提高煤的活性，降低煤粉着火温度250C，提高煤粉燃尽度和发热强度，可使SO2的排放浓度从450mg/Nm3降低到120mg/Nm3，固硫效率为73.3%,节煤率为6.2%,且对设备没有任何负面影响。
[0027]实施例4:
[0028]—种水泥工业用劣质煤催化固硫剂，以高氯酸钾作为增氧剂，以氯化钠作为膨松剂，以吐温作为分散剂，由碳酸钙、氧化铁、氧化硼和稀土尾矿组成催化剂，并且该催化固硫剂中各组分的质量百分比为:增氧剂33 %，膨松剂14%，分散剂4%，催化剂49 % ;其中，催化剂中各组分的质量百分比为:碳酸钙10%，氧化铁6%，氧化硼I %，稀土尾矿83% ;稀土尾矿的组分及其质量百分比为:二氧化铺7%，氧化镧12%，氧化钕74%，硝酸铺7%。
[0029]上述水泥工业用劣质煤催化固硫剂的制备方法是:
[0030]将增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按上述质量百分比混合，将混合物研磨成200微米以下的粉末状物料，得到催化固硫剂干粉，然后加入4倍质量百分比的水，水温在65°C，在高速搅拌机下充分混合，得到催化固硫剂母液。
[0031]按照催化固硫剂母液的添加量与燃煤掺混量的质量百分比为千分之三，在四川某2500t/d新型干法水泥生产线上使用，可使煤的活性增加，能有效促进煤粉的燃烧，降低煤粉着火温度17°C，提高煤粉燃尽度和发热强度，吨熟料标煤耗用量减少，SO2的排放浓度从600mg/Nm3降低到100mg/Nm3，固硫效率为83.3%,节煤率为4.8%。
[0032]实施例5:
[0033]—种水泥工业用劣质煤催化固硫剂，以高氯酸钾作为增氧剂，以氯化钠作为膨松剂，以吐温作为分散剂，由碳酸钙、氧化铁、氧化硼和稀土尾矿组成催化剂，并且该催化固硫剂中各组分的质量百分比为:增氧剂34%，膨松剂13%，分散剂2%，催化剂51% ;其中，催化剂中各组分的质量百分比为:碳酸钙11%，氧化铁7%，氧化硼1%，稀土尾矿81%;稀土尾矿的组分及其质量百分比为:二氧化铺5%，氧化镧10%，氧化钕75%，硝酸铺10%。
[0034]上述水泥工业用劣质煤催化固硫剂的制备方法是:
[0035]将增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按上述质量百分比混合，将混合物研磨成200微米以下的粉末状物料，得到催化固硫剂干粉，