一种燃煤脱硫脱硝除焦增效添加剂及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种燃煤脱硫脱硝除焦增效添加剂及其制造方法。本发明涉及脱硫脱硝领域，尤其是在燃烧高硫煤，燃煤过程中具有脱硫、脱硝、除焦增效一体的添加剂制造方法。本发明中在原煤燃烧阶段，在燃煤中混入催化增效剂，催化增效剂占原煤总量1-8‰（重量比）；同时又在脱硫系统的浆液箱中加入催化活化增效剂，催化增效剂占脱硫浆液总量0.2-2‰（重量比）。使得在无需对现有装置进行任何改变的前提下，催化增效剂对高硫煤在锅炉中的燃烧具有节煤清灰除焦脱硫脱硝的功能。催化活化增效剂对石灰石浆液中石灰石的活性增强了，增大了脱硫效率，又增加了脱硝功能同时脱硫脱硝都能达到或超过国家标准，减少了选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)脱硝设备的投资，经济效益和环保效益巨大。
【专利说明】一种燃煤脱硫脱硝除焦增效添加剂及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及脱硫脱硝领域，尤其是在燃烧高硫煤，燃煤过程中具有脱硫、脱硝、除焦增效一体的添加剂制造方法。
【背景技术】
[0002]目前国内外还没有用于高硫煤同时具备助燃节煤，S02、NOx减排、清灰除焦等多种功能添加剂的制造方法，单一功能的脱硫技术有如下几种:
(I)燃烧前的脱硫:将原煤集中水洗、成型等方法进行脱硫。存在的主要问题是煤中的结构硫或称有机硫无法脱除，而且成本高。尤其是电厂用煤，更是无法采用。
[0003](2)烟气脱硫:主要是采用烟气脱硫装置。存在问题是耗资巨大、运行成本高，产生二次污染。
[0004]采用湿式石灰石-石膏法工艺和设备进行烟气脱硫，每处理一吨二氧化硫，要生产2吨石膏和0.7吨二氧化碳，而且不能同时脱硝。目前的脱硝方法包括:选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)脱硝。这些技术的特点是:一项技术仅针对一种污染物，通过一套专门的设备实现污染物的脱除。这种污染物分级治理方式，存在占地面积大、设备投资和运行费用及能耗高、烟气系统稳定性差等问题，严重影响燃煤污染控制的经济性和适用性。因此开展烟气多 污染物同时脱除的研究具有重要现实意义，已成为当前国内外新兴的研究领域。燃烧中单一的固脱硫技术，未能解决在900°C以上的高温区固硫又二次释放的问题，脱硫率较低，脱硫效果不佳。
[0005]对原煤燃烧过程中生成的NOx实施控制是一项复杂的技术，由于NOx的生成机理不同，影响其生成量的因素也各不相同，同一控制因素，对它们的影响程度也各有差异，甚至一项控制因素对某一类型NOx可以实施有效控制，而对另一类NOx的控制则完全无效，因此在商业中同时降低NOx、SO2, N2O排放是比较困难的。在提倡环保和效益的今天，在一些涉及煤炭燃烧的领域中，对同时具备助燃节煤，SO2, NOx、减排、清灰除焦的技术无疑是未来发展的需求。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题之一是提供一种燃煤中脱硫脱硝及清焦的方法，在原煤燃烧过程中加入催化增效剂，能够加快燃煤产生CO和SO发生放热反应，反应中生成的硫经燃烧变成SO2,部分SO2经催化作用氧化成SO3最后被具有吸附力极强的氧化物吸收。降低燃煤产生的NOx、节煤清灰除焦作用；在脱硫系统的浆液箱中加入催化活性增效剂，在对烟气中的SO2活性过程中，同时对浆液的石灰石进行催化活化，提高脱硫率10-15%，提高脱硝率达到50-80%使其活性增强，使得其与SO2反应的几率和强度大幅度提高。
[0007]本发明所要解决的技术问题之二是提供一种制备催化增效剂的工艺，通过简单的方法获得催化增效剂，在不改变原有锅炉设备的情况下，加入该催化增效剂，从而达到脱硫、脱硝、清焦的目的。[0008]本发明所要解决的技术问题之三是提供一种制备催化活化增效剂的工艺，通过简单的方法获得催化活化增效剂，在不改变原有脱硫脱硝设备的情况下，加入该催化活化增效剂，进一步提高催化活化增效剂的脱硫、脱硝、的效果。
[0009]本发明的技术方案是:
一种燃煤脱硫脱硝除焦增效添加剂及其制造方法，在原煤燃烧阶段，在燃煤中混入催化增效剂，催化增效剂占原煤总量1_8%。(重量比)，同时又在脱硫系统的浆液箱中加入催化活化增效剂，催化活化增效剂占脱硫浆液总量0.2-2%。(重量比);所述的催化增效剂含质量百分比:
硝酸铜8-20%
高锰酸钾 5-15%
二氧化锰 5-10%
硝酸钾5-10%
硝酸铈1-10%
二氧化钛 10-30%
高氯酸钠 5-20%
六次甲基四胺3-20%
硝酸铵10-50%.所述催化活化增效剂含质量百分比:
硼砂10-30%
醋酸钠20-30%
亚氯酸钠10-70%
高锰酸钾5-20%
己二酸钠5-30%
十二烷基苯磺酸钠 2-10%
氧化钴0.2-5%
在不改变现在的排烟工艺及设备，只从原煤的燃烧环节入手，根据用户燃煤的理化指标，以0.1-0.8% (重量比)的催化增效剂混入原煤中饭，投入锅炉中燃烧。根据原煤在燃烧过程中的低温、中温和高温段所需催化、氧化、疏松、净化等不同的作用，降低煤的着火点，加快碳的燃烧进度，提高炉膛温度、强化传热过程；促进煤炭在锅炉炉膛充分燃烧，明显改善燃烧小环境，强化煤炭的氧化作用，在升温和加热过程中放出新生态氧气，这种化学反应对原煤在炉膛中的燃烧环境、可燃气体的充分利用起到了促进作用，使烟气中的可燃气体、含氧量和灰粉得到进一步降低，从而降低煤炭的消耗和排烟黑度。
[0010]催化增效剂的某些成分在高温下分解。气体和产生微爆，搅动煤粉和煤粉中的气体，使板结的煤层疏松，通气性改善，使氧气在煤粉中的分布均匀，供应充分，易于使燃煤分散，表面活性增大，以利于原煤的充分燃烧。还一定程度上增加热传导，降低原煤的热熔度，并通过化学反应疏松煤层，促使被包裹的煤粒充分燃烧，减少炉渣、灰中的碳含量。
[0011]催化增效剂能加快原煤燃烧中产生的CO和SO发生热反应，，反应中生成的硫经燃烧变成SO2,部分SO2经催化作用氧化成SO3最后被具有吸附力极强的氧化物固定并生成熔点较高的炉渣灰。催化增效剂中的氧化物还能将煤炭燃烧过程中产生的其他有色金属离子化合并固定在炉渣中，从而达到固硫、脱硫、脱硝的目的。
[0012]在脱硫系统的浆液箱中加入催化活化剂，在对烟气中的SO2活化过程中，同时对浆液的石灰石进行催化活化，使其活性增强，使得其与SO2反应的几率和强度大幅度提高，该催化活化剂能够改变浆液的PH值，相对来讲，石灰石的活性增强了，利用率被提高了 ；原石灰石的用量不变时，允许排放的SO2浓度增大了，即燃煤中含硫量可增高了，而脱硫率保持不变。
[0013]本发明的技术方案是:
一种制备催化增效剂的工艺，先将硝酸铜、高锰酸钾、氧化硅、二氧化锰、硝酸钾、硝酸铈、二氧化钛、六次甲基四胺、依次加入并搅拌20-60分钟，然后在加入硝酸铵、高氯酸钠并搅拌10-30分钟混合均匀而成，装 入包装袋，其质量百分比是:
硝酸铜8-20%
高锰酸钾 5-15%
二氧化锰 5-10%
硝酸钾5-10%
硝酸铈1-10%
二氧化钛 10-30%
高氯酸钠 5-20%
六次甲基四胺3-20%
硝酸铵10-50%.本发明的技术方案是:
一种制备催化活化增效剂的工艺，先将硼砂、醋酸钠、高锰酸钾、己二酸钠混合搅拌20-30分钟后再将十二烷基苯磺酸钠、亚氯酸钠、氧化钴搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，其质量百分比是:
硼砂10-30%
醋酸钠10-30%
亚氯酸钠10-70%
高锰酸钾5-20%
己二酸钠5-30%
十二烷基苯磺酸钠 2-10%
氧化钴0.2-5%
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:
在原高硫煤燃烧过程中加入催化增效剂，能够加快燃煤产生CO和SO发生放热反应，反应中生成的硫经燃烧变成SO2,部分SO2经催化作用氧化成Scb最后被具有吸附力极强的氧化物吸收；降低氨氮排放，清灰除焦节煤作用有利于环保节能，给高硫煤有效利用开辟了一个绿色环保通道，在脱硫系统的浆液箱中加入催化活化增效剂，在对烟气中的SO2活化过程中，同时对浆液的石灰石进行催化活化，使其活性增强，使得其与SO2反应的几率和强度大幅度提高，石灰石的活性增强了，利用率被提高了 ；原石灰石的用量不变时，增大了脱硫效率，又增加了脱硝功能同时脱硫脱硝都能达到或超过国家标准，减少了选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)脱硝设备的投资，经济效益和环保效益巨大。[0014]【具体实施方式】:
实施例1
一种催化增效剂的制备方法，先将硝酸铜、高锰酸钾、二氧化锰、硝酸钾、硝酸铈、二氧化钛、六次甲基四胺、依次加入并搅拌20-60分钟，然后在加入硝酸铵、高氯酸钠并搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，。其中催化增效剂组分含质量百分比:硝酸铜18%、高锰酸钾12%、二氧化锰5%、硝酸钾10%、硝酸铈5% 二氧化钛30%六次甲基四胺15%、硝酸铵10%、高氯酸钠8%。
[0015]在不改变现在的排烟工艺及设备，只从原煤的燃烧环节入手，根据用户燃少高硫煤(硫含量2.5%)，以3.0%。(重量比)的催化增效剂混入原煤中，投入锅炉燃烧。运行30天经检测脱硫率42%，脱硝率28%，并且提高了锅炉炉膛温度50-100°C ；明显降低排烟黑度；清灰除焦达90%以上；节煤2.5%。
[0016]一种催化活化增效剂的制备方法一种制备催化活化增效剂的工艺，先将硼砂、醋酸钠、高锰酸钾、己二酸钠混合搅拌20-30分钟后再将十二烷基苯磺酸钠、亚氯酸钠、氧化钴搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，催化活化增效剂的组分质量百分比是:硼砂15%、醋酸钠15%、己二酸钠10%、高锰酸钾10%十二烷基苯磺酸钠5%亚氯酸钠44.5%、氧化钴0.5%。
[0017]在脱硫系统的浆液箱中加入0.08%。(重量比)催化活化增效剂，烟气入口浓度S027500ppm,，NO入口浓度为800ppm四台浆液循环泵，吸收塔内ph值为5.8时。停用一台浆液循环泵，脱硫效率增至98%，脱硝65%。
[0018]实施例2
一种催化增效剂的制备方法，先将硝酸铜、高锰酸钾、二氧化锰、硝酸钾、硝酸铈、二氧化钛、六次甲基四胺、依次加入并搅拌20-60分钟，然后在加入硝酸铵、高氯酸钠并搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，。其中催化增效剂组分含质量百分比:硝酸铜15%、高锰酸钾10%、二氧化锰8%、硝酸钾10%、硝酸铈5% 二氧化钛25%六次甲基四胺10%、硝酸铵7%、高氯酸钠10%。
[0019]在不改变现在的排烟工艺及设备，只从原煤的燃烧环节入手，根据用户燃少高硫煤(硫含量2.8%)，以3.8%。(重量比)的催化增效剂混入原煤中，投入锅炉燃烧。运行30天经检测脱硫率45%，脱硝率32%，并且提高了锅炉炉膛温度50-100°C ；明显降低排烟黑度；清灰除焦达95%以上；节煤2.8%。
[0020]一种催化活化增效剂的制备方法一种制备催化活化增效剂的工艺，先将硼砂、醋酸钠、高锰酸钾、己二酸钠混合搅拌20-30分钟后再将十二烷基苯磺酸钠、亚氯酸钠、氧化钴搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，催化活化增效剂的组分质量百分比是:硼砂10%、醋酸钠10%、己二酸钠10%、高锰酸钾10%十二烷基苯磺酸钠5%亚氯酸钠54.5%、氧化钴
0.5%。
[0021]在脱硫系统的浆液箱中加入0.9%。(重量比)催化活化增效剂，烟气入口浓度
S0282 00ppm,，NO入口浓度为800ppm四台浆液循环泵，吸收塔内ph值为5.6时。停用一台浆液循环泵，脱硫效率增至98%，脱硝68%。
[0022]实施例3
一种催化增效剂的制备方法，先将硝酸铜、高锰酸钾、二氧化锰、硝酸钾、硝酸铈、二氧化钛、六次甲基四胺、依次加入并搅拌20-60分钟，然后在加入硝酸铵、高氯酸钠并搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，。其中催化增效剂组分含质量百分比:硝酸铜10%、高锰酸钾10%、二氧化锰8%、硝酸钾10%、硝酸铈5% 二氧化钛15%六次甲基四胺10%、硝酸铵22%、高氯酸钠10%。
[0023]在不改变现在的排烟工艺及设备，只从原煤的燃烧环节入手，根据用户燃少高硫煤(硫含量2.0%)，以3%。(重量比)的催化增效剂混入原煤中，投入锅炉燃烧。运行25天经检测脱硫率48%，脱硝率29.5%，并且提高了锅炉炉膛温度50-100°C ；明显降低排烟黑度；清灰除焦达95%以上；节煤2.3%。
[0024]一种催化活化增效剂的制备方法一种制备催化活化增效剂的工艺，先将硼砂、醋酸钠、高锰酸钾、己二酸钠混合搅拌20-30分钟后再将十二烷基苯磺酸钠、亚氯酸钠、氧化钴搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，催化活化增效剂的组分质量百分比是:硼砂20%、醋酸钠20%、己二酸钠20%、高锰酸钾10%十二烷基苯磺酸钠9%亚氯酸钠20%、氧化钴
1% 。
[0025]在脱硫系统的浆液箱中加入0.9%。(重量比)催化活化增效剂，烟气入口浓度
S0295 00ppm,，NO入口浓度为860ppm四台浆液循环泵，吸收塔内ph值为5.8时。停用一台浆液循环泵，脱硫效率增至97%，脱硝66.8%。
[0026]实施例4
一种催化增效剂的制备方法，先将硝酸铜、高锰酸钾、二氧化锰、硝酸钾、硝酸铈、二氧化钛、六次甲基四胺、依次加入并搅拌20-60分钟，然后在加入硝酸铵、高氯酸钠并搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，。其中催化增效剂组分含质量百分比:硝酸铜10%、高锰酸钾10%、二氧化锰8%、硝酸钾10%、硝酸铈8% 二氧化钛20%六次甲基四胺10%、硝酸铵24%、高氯酸钠10%。
[0027]在不改变现在的排烟工艺及设备，只从原煤的燃烧环节入手，根据用户燃少高硫煤(硫含量2.8%)，以3.8%。(重量比)的催化增效剂混入原煤中，投入锅炉燃烧。运行28天经检测脱硫率52%，脱硝率35.2%，并且提高了锅炉炉膛温度50-100°C ;明显降低排烟黑度；清灰除焦达95%以上；节煤3.42%。
[0028]一种催化活化增效剂的制备方法一种制备催化活化增效剂的工艺，先将硼砂、醋酸钠、高锰酸钾、己二酸钠混合搅拌20-30分钟后再将十二烷基苯磺酸钠、亚氯酸钠、氧化钴搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，催化活化增效剂的组分质量百分比是:硼砂15%、醋酸钠25%、己二酸钠10%、高锰酸钾15%十二烷基苯磺酸钠8%亚氯酸钠26.5%、氧化钴
0.5%。
[0029]在脱硫系统的浆液箱中加入1.1%0 (重量比)催化活化增效剂，烟气入口浓度S027200ppm，，NO入口浓度为800ppm四台浆液循环泵，吸收塔内ph值为5.5时。停用两台浆液循环泵，脱硫效率增至98%，脱硝74.2%。 [0030]实施例5
一种催化增效剂的制备方法，先将硝酸铜、高锰酸钾、二氧化锰、硝酸钾、硝酸铈、二氧化钛、六次甲基四胺、依次加入并搅拌20-60分钟，然后在加入硝酸铵、高氯酸钠并搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，。其中催化增效剂组分含质量百分比:硝酸铜15%、高锰酸钾10%、二氧化锰5%、硝酸钾10%、硝酸铈7% 二氧化钛20%六次甲基四胺15%、硝酸铵8%、高氯酸钠10%。
[0031]在不改变现在的排烟工艺及设备，只从原煤的燃烧环节入手，根据用户燃少高硫煤(硫含量3.1%)，以4.8%。(重量比)的催化增效剂混入原煤中，投入锅炉燃烧。运行30天经检测脱硫率43%，脱硝率31%，并且提高了锅炉炉膛温度50-100°C ；明显降低排烟黑度；清灰除焦达95%以上；节煤2.7%。
[0032]一种催化活化增效剂的制备方法一种制备催化活化增效剂的工艺，先将硼砂、醋酸钠、高锰酸钾、己二酸钠混合搅拌20-30分钟后再将十二烷基苯磺酸钠、亚氯酸钠、氧化钴搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋，催化活化增效剂的组分质量百分比是:硼砂10%、醋酸钠20%、己二酸钠15%、高锰酸钾12%十二烷基苯磺酸钠5%亚氯酸钠37.2%、氧化钴
0.8%。
[0033]在脱硫系统的浆液箱中加入0.08%。(重量比)催化活化增效剂，烟气入口浓度S028 5 00ppm,，NO入口浓度为870ppm四台浆液循环泵，吸收塔内ph值为5.4时。停用两台浆液循环泵`，脱硫效率增至98%，脱硝7`2.2%。
【权利要求】
1.一种燃煤脱硫脱硝除焦增效添加剂及其制造方法，其特征在于:在原煤烧阶段，在燃煤中加入催化增效剂，催化增效剂占原煤总量得广8%。(重量比)，同时又在脱硫系统的浆液箱中加入催化活化剂，催化活化增效剂占脱硫浆液总量的0.2-2.0%。(重量比)。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤脱硫脱硝除焦增效添加剂制造方法，其特征在于: (1)所述催化增效剂含质量百分比: 硝酸铜8-20% 高锰酸钾 5-15% 二氧化锰 5-10% 硝酸钾5-10% 硝酸铈1-10% 二氧化钛 10-30% 高氯酸钠 5-20% 六次甲基四胺3-20% 硝酸铵 10-50%.(2)所述催化活化增效剂含质量百分比: 硼砂10-30% 醋酸钠20-30% 亚氯酸钠10-70% 高锰酸钾5-20% 己二酸钠5-30% 十二烷基苯磺酸钠 2-10% 氧化钴0.2-5% (3)所述的催化增效剂的制造工艺，先将硝酸铜、高锰酸钾、氧化硅、二氧化锰、硝酸钾、硝酸铈、二氧化钛、六次甲基四胺、依次加入并搅拌20-60分钟，然后在加入硝酸铵、高氯酸钠并搅拌10-30分钟混合均匀而成，装入包装袋； (4)所述的催化活化增效剂的制造工艺，先将硼砂、醋酸钠、高锰酸钾、己二酸钠混合搅拌20-30分钟后再将十二烷基苯磺酸钠、亚氯酸钠、氧化钴搅拌10-30分钟混均匀而成，装入包装袋。
【文档编号】C10L9/10GK103725347SQ201410024558
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】高同柱, 路艳霞 申请人:高同柱