专利名称：一种低热值燃煤增效剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种增效剂，具体 涉及ー种低热值燃煤增效剂。
背景技术：
随着经济的迅速发展，能源的消耗量也随之迅速増加，我国当前的能源构成仍以煤炭为主。在生产和使用过程中存在热效率低，燃料消耗量大，SO2、NOx及烟尘排放量超标等问题。我国是世界上最大的耗煤大国，由此产生的大气污染十分严峻。每年排放S0220 00万吨左右，NOx排放量达5000万吨，烟尘排放量约2000万吨。我国的层燃锅炉和エ业窑炉运行效率普遍偏低，其热效率均在55-75%。減少燃煤对环境的污染，较大提高煤炭燃烧的热效率，降低煤耗是亟待解决的问题。我国政府制定的节能减排法规定要求开发先进的节煤、减排技术,研究开发多功能高效率的降低煤耗、提高锅炉热效率、降低S02、NOx及烟尘排放，实现经济可持续发展。而热效率低，燃料消耗量大问题究其原因在于煤炭的燃烧不完全，煤炭燃烧时，煤中的可燃物质与氧气反应而产生热能。煤中主要成分为碳、氢元素以及两者的化合物，还含有少量硫元素也參与燃烧，其主要反应为C+02 = CO2 (放热)；H2+0. 502 = H2O (放热)；S+02 = SO2 (放热)。因此，煤的发热量的大小取决于煤炭燃烧的充分度。而影响煤炭能否充分燃烧的主要因素是煤炭中的矿物质和水分。在燃烧时，煤中的矸石和矿物质要转变成液体状态，使热量不能充分放出，或者减低热量的放出速度，影响燃烧过程。煤中所含矿物质越多，则单位重量或単位体积的煤所储存的热量就越少，锅炉的燃烧效率及燃烧速度也因此而降低。煤中存在水分，则同样要减少单位重量或单位体积的煤所储存的热量，同时使煤中的水分蒸发还要消耗ー些热量。但是，如果炉膛温度较高，煤中含有一定水分对燃烧过程并无影响。随着煤炭产量增长，发热量在3000-3500大卡/千克之间的低热值煤的产量持续増加，直接排弃不仅影响环境和占用土地，而且也直接造成了能源资源的浪费，这对于我国人均占有资源量低，以及环境资源和土地资源日趋紧张的国情来说，更加増大了资源和环境压力，低热值煤是不可再生的化石能源，为了缓解环境污染和生态处置压力，充分利用宝贵的煤炭资源，研发低热值燃煤的增效剂是十分有效的措施。目前，已有专利公开了燃煤的增效剂，如申请号为201110227148.5的中国发明专利申请公开了一种燃煤增效剂，主要由改性剂、催化剂、燃烧促进剂、高温固硫助剂、脱硝齐U、硝烟剂、除垢防焦剂经多元化复配组成，提高了锅炉热效率，降低了煤耗，提高了锅炉的运行寿命，达到节能减排的目的，但增效剂的成分复杂。
发明内容
针对煤炭燃烧过程中热效率低，燃料消耗量大，S02、N0x及烟尘排放量超标等问题，本发明提供一种成本低、效果好的低热值燃煤增效剂。
本发明ー种低热值燃煤增效剂，重量份组成为氢化钙30 40;氢化钠25 35;改性淀粉或改性纤维素5 10 ;活性白土 15 25;甲醇5 15 ;水600 800。本发明中改性淀粉或改性纤维素用于络合、吸附混合原料所产生的氢气，将氢气暂时吸附于混合原料体系中，燃烧时释放氢气，当氢气与氧气及煤炭中的C、S、等元素相遇时会产生爆燃现象，瞬间提高炉膛内的温度，也利于煤炭中的聚合物达到着火点，使煤炭充分燃烧，降低煤耗，利于节能环保。为了尽可能的络合、吸附混合原料所产生的氢气，在氢化钙、氢化钠重量不变的前提下，改性淀粉或改性纤维素用量可选择略高比例，考虑价格成本和分散性，作为优选，采用改性淀粉，所述低热值燃煤增效剂的重量份组成为氢化钙30 40 ;氢化钠25 35 ;改性淀粉7 10 ;活性白土 15 20;甲醇5 10 ;水630 770。所述的氢化钙、氢化钠与甲醇相遇，会发生反应产生大量的氢气；活性白土中含有铝元素，当活性白土与水相遇也会产生氢气，但这两个产生氢气的反应会相互促迸，达到更好的产氢效果。因此氢化钙、氢化钠与改性淀粉以及活性白土用量关系也对增效剂效果产生一定影响，作为进一歩的优选，所述低热值燃煤增效剂的重量份组成为氢化钙30 35;氢化钠30 35 ;改性淀粉8 10 ;活性白土 15 17;甲醇8 10;水670 730。为了提高氢气生成量以及络合、吸附效果，作为最优选，所述低热值燃煤增效剂的重量份组成为氢化钙35 ；氢化钠35 ；改性淀粉10 ；
活性白土 15;甲醇10 ;水700。水分是煤炭燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响很大；燃煤中适量含水也有其有利的一面，本发明中水与氢化钠、活性白土反应会产生大量的氢气，发生爆燃现象，促进燃煤的充分燃烧，而且燃煤过于干燥时会有爆炸的危险，故优选水的重量份组成为700，利于燃煤的充分燃烧。所述的改性淀粉为羟丙基淀粉、羟こ基淀粉、羧甲基淀粉或羧甲基淀粉钠。羟丙基淀粉是环氧丙烷在碱性条件下与淀粉起醚化反应而制得的一类非离子型改性淀粉，由于醚化淀粉取代醚键的稳定性高，羟丙基具有亲水性，能减弱淀粉颗粒结构的内部氢键强度，使其易于膨胀，稳定性高，且羟丙基淀粉颗粒表面凹凸不平，洞穴较多，有的呈蜂窝状，易于络合、吸附混合原料所产生的氢气，故优选羟丙基淀粉。所述的改性纤维素为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧こ基纤维素、羟丙基甲基纤维素或聚阴离子纤维素。作为优选，采用羧甲基纤维素时，低热值燃煤增效剂的重量份组成为氢化钙30 35 ;氢化钠30 35 ;羧甲基纤维素8 10;活性白土 15 17;甲醇8 10;水670 730。本发明还提供了所述的低热值燃煤增效剂的制备方法，包括按比例混合除水以外的原料得混合原料，向所述混合原料中加入水，搅拌均匀后即得所述低热值燃煤增效剂。作为优选，所述混合原料和水在纳米剪切机中进行搅拌混合，可获得纳米级的液滴和颗粒，从而获得分散度更好的低热值燃煤增效剂，利于氢气的生成，提高增效剂的效果。本发明低热值燃煤增效剂可用于エ业生产及民用锅炉的燃煤添加剂，具体使用时的燃煤与所述的低热值燃煤增效剂的重量比为1000 :3_5，即每1000公斤燃煤使用低热值燃煤增效剂3-5公斤。本发明低热值燃煤增效剂根据煤炭燃烧机理及大量氢气可使硫化物爆燃的原理，促进煤中不易燃烧的硫化物、聚合物充分燃烧，具有降低煤耗、提高低热值燃煤的发热量、降低S02、NOx及烟尘排放的效果。
具体实施例方式实施例1将氢化I丐30kg、氢化钠25kg、轻丙基淀粉5kg、活性白土 15kg、甲醇5kg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使含量用低热值燃煤增效剂可节煤6.5%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低12%。实施例2将氢化I丐30kg、氢化钠25kg、轻こ基淀粉7kg、活性白土 15kg、甲醇8kg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使用低热值燃煤增效剂可节煤6.7%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低13%。实施例3将氢化I丐30kg、氢化钠30kg、轻こ基淀粉8kg、活性白土 15kg、甲醇8kg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使用低热值燃煤增效剂可节煤7. 2%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低13%。实施例4将氢化I丐35kg、氢化钠35kg、轻丙基淀粉10kg、活性白土 15kg、甲醇IOkg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使用低热值燃煤增效剂可节煤12%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低22%。实施例5将氢化钙35kg、氢化钠35kg、羧甲基纤维素10kg、活性白土 15kg、甲醇8kg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使用低热值燃煤增效剂可节煤8.8%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低14%。实施例6将氢化钙30kg、氢化钠30kg、羧こ基纤维素10kg、活性白土 15kg、甲醇8kg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使用低热值燃煤增效剂可节煤8%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低14%。实施例7 将氢化I丐40kg、氢化钠35kg、轻丙基淀粉10kg、活性白土 25kg、甲醇15kg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使用低热值燃煤增效剂可节煤10. 2%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低17%。实施例8将氢化I丐40kg、氢化钠35kg、轻丙基淀粉10kg、活性白土 17kg、甲醇IOkg混合得混合原料，向混合原料中加入蒸馏水700kg，混合后即得低热值燃煤增效剂。燃煤破碎成粉后送入煤粉炉的炉膛中悬浮燃烧，其中每IOOOkg燃煤中添加4kg制备得到的低热值燃煤增效剂，连续运行I个月后，以未添加低热值燃煤增效剂的同等燃煤作为对比，在同等的供热效果下，使用低热值燃煤增效剂可节煤10. 5%。通过尾气检测，使用低热值燃煤增效剂后尾气中S02、NOx含量降低17%。对比例I方案I采用的燃煤A按重量比含有50%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和50%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤。为了达到与方案I同等的供热效果且燃煤总重量不变的前提下，方案2燃煤中按重量比含有20%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和80%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤，且每IOOOkg燃煤中添加4kg实施例I制备得到的低热值燃煤增效齐U。由此可见通过添加本发明的低热值燃煤增效剂可提高低热值燃煤使用比例，降低供热成本。对比例2方案I采用的燃煤A按重量比含有50%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和50%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤。为了达到与方案I同等的供热效果且燃煤总重量不变的前提下，方案2燃煤中按重量比含有13%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和87%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤，且每IOOOkg燃煤中添加4kg实施例7制备得到的低热值燃煤增效齐U。由此可见通过添加本发明的低热值燃煤增效剂可提高低热值燃煤使用比例，降低供热成本。对比例3方案I采用的燃煤A按重量比含有50%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和50%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤。为了达到与方案I同等的供热效果且燃煤总重量不变的前提下，方案2燃煤中按重量比含有10%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和90%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤，且每IOOOkg燃煤中添加4kg实施例4制备得到的低热值燃煤增效齐U。由此可见通过添加本发明的低热值燃煤增效剂可提高低热值燃煤使用比例，降低供热成本。对比例4方案I采用的燃煤A按重量比含有50%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和50%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤。
为了达到与方案I同等的供热效果且燃煤总重量不变的前提下，方案2燃煤中按重量比含有15%的发热量为5000大卡/千克的高热值燃煤和85%的发热量为3000大卡/千克的低热值燃煤，且每IOOOkg燃煤中添加4kg实施例5制备得到的低热值燃煤增效齐U。 由此可见通过添加本发明的低热值燃煤增效剂可提高低热值燃煤使用比例，降低供热成本。
权利要求
1.一种低热值燃煤增效剂，其特征在于，重量份组成为 氢化钙30 40 ; 氢化钠25 35 ; 改性淀粉或改性纤维素5 10 ; 活性白土 15 25 ; 甲醇5 15 ; 水 600 800。
2.如权利要求I所述的低热值燃煤增效剂，其特征在于，重量份组成为 氢化钙30 40 ; 氢化钠25 35 ; 改性淀粉7 10 ; 活性白土 15 20 ; 甲醇5 10 ; 水 630 770。
3.如权利要求I所述的低热值燃煤增效剂，其特征在于，重量份组成为 氢化钙30 35 ; 氢化钠30 35 ; 改性淀粉8 10 ; 活性白土 15 17 ; 甲醇8 10 ; 水 670 730。
4.如权利要求3所述的低热值燃煤增效剂，其特征在于，重量份组成为 氢化韩35 ； 氢化钠35 ； 改性淀粉10 ； 活性白土 15 ； 甲醇10 ； 水 700。
5.如权利要求I 4任一项所述的低热值燃煤增效剂，其特征在于，所述的改性淀粉为羟丙基淀粉。
6.如权利要求I所述的低热值燃煤增效剂，其特征在于，所述的改性纤维素为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧こ基纤维素、羟丙基甲基纤维素或聚阴离子纤维素。
7.如权利要求6所述的低热值燃煤增效剂，其特征在于，重量份组成为 氢化钙30 35 ; 氢化钠30 35 ; 羧甲基纤维素8 10; 活性白土 15 17 ; 甲醇8 10 ; 水 670 730。
8.如权利要求I 7任一 项所述的低热值燃煤增效剂的制备方法，其特征在于，包括按比例混合除水以外的原料得混合原料，向所述混合原料中加入水，搅拌均匀后即得所述低热值燃煤增效剂。
全文摘要
本发明公开了一种低热值燃煤增效剂，重量份组成为氢化钙30～40；氢化钠25～35；改性淀粉或改性纤维素5～10；活性白土15～25；甲醇5～15；水600～800。本发明低热值燃煤增效剂根据煤炭燃烧机理及氢气可使硫化物爆燃的原理，促进煤中不易燃烧的硫化物、聚合物充分燃烧，具有降低煤耗、提高低热值燃煤的发热量、降低SO2、NOx及烟尘排放的效果。
文档编号C10L10/02GK102618347SQ20121011185
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者周雁, 易会球, 易志凌, 易琳琛, 易际越 申请人:易会球