技术领域本发明涉及煤炭添加剂技术领域，具体是一种节煤剂及其制备方法和应用。
背景技术：
煤炭是我国一项主要的能源和化工原料之一，尤其是作为能源，是现代工业中应用最普遍的能源原料。我国的煤炭资源相当丰富，已探明的储量位居世界前列，但它们在100年后将逐渐枯竭。然而，随着地球上煤炭资源的储备越来越少，煤炭的价格越来越高，就煤炭的质量看，我国煤的品质参差不齐，煤中含硫量达2％以上的中高硫煤和高硫煤约占总储量的1/3。煤炭在燃烧过程当中，由于其品质较差而使得燃烧不够充分，造成炉膛温度偏低、燃点高、不易着火、热容大、不易传热等等，加上随着燃煤所排放的SOX、NOX等有害气体和烟尘不断增多，其结果不仅是能源浪费，环境污染的问题也同样突出。如何提高煤炭的利用率，减少其带来的污染就成了一项重要的世界课题。节煤剂能有效的解决这些问题，然而现有的节煤剂只是初具雏形，效果不明显，而且存在着添加量大、污染环境、格林黑度不达标的缺点，远远没有达到期望的效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种无刺激性气味、无腐蚀性、无污染、添加量少、燃烧无毒的节煤剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾9-18份、聚合硅酸铝铁20-30份、硝酸钾2-8份、醋酸钠1-5份、硼砂10-18份。作为本发明进一步的方案：所述节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾12-16份、聚合硅酸铝铁22-28份、硝酸钾4-6份、醋酸钠2-4份、硼砂12-16份。作为本发明进一步的方案：所述节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾14份、聚合硅酸铝铁25份、硝酸钾5份、醋酸钠3份、硼砂14份。所述节煤剂的制备方法，由以下步骤组成：1)将硼砂与聚合硅酸铝铁混合破碎，过200目筛，再加入二者质量2-5倍的三乙醇胺，并在50-55℃温度下搅拌处理0.8-1h，即得预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物；2)将硝酸钾、醋酸钠混合后球磨30-40min，再加入高铁酸钾混合球磨30-40min，然后与预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物混合，然后在58-62℃下搅拌处理40-60min，再置于紫外灯下照射50-70min，降至室温即得。所述节煤剂在煤炭中的应用。作为本发明进一步的方案：所述节煤剂与煤炭的质量比为1:100-350。作为本发明进一步的方案：所述节煤剂与煤炭的质量比为1:200-300。作为本发明进一步的方案：所述节煤剂与煤炭的质量比为1:250。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在各原料的共同作用下具有显著的节煤、助燃、脱硫效果。能够显著的降低灰渣含碳量，减少有害气体的排放，节煤率13％以上，最高达24％，着火时间降低，最低为2.23s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数大为减少，并且未出现灰渣焦结现象，煤的热效率提高4-7％。本发明绿色安全，无毒、无刺激性气味、无腐蚀性、无污染，产品成分稳定，原料廉价易得，生产成本低，添加量少，燃烧无毒，能提高煤炭的燃烧效率，大幅度降低有害物质一氧化碳、二氧化硫的排放。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本发明实施例中，一种节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾9份、聚合硅酸铝铁20份、硝酸钾2份、醋酸钠1份、硼砂10份。将硼砂与聚合硅酸铝铁混合破碎，过200目筛，再加入二者质量2倍的三乙醇胺，并在50℃温度下搅拌处理0.8h，即得预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物。将硝酸钾、醋酸钠混合后球磨30min，再加入高铁酸钾混合球磨30min，然后与预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物混合，然后在58℃下搅拌处理40min，再置于紫外灯下照射50min，降至室温即得。实施例2本发明实施例中，一种节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾18份、聚合硅酸铝铁30份、硝酸钾8份、醋酸钠5份、硼砂18份。将硼砂与聚合硅酸铝铁混合破碎，过200目筛，再加入二者质量5倍的三乙醇胺，并在55℃温度下搅拌处理1h，即得预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物。将硝酸钾、醋酸钠混合后球磨40min，再加入高铁酸钾混合球磨40min，然后与预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物混合，然后在62℃下搅拌处理60min，再置于紫外灯下照射70min，降至室温即得。实施例3本发明实施例中，一种节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾12份、聚合硅酸铝铁22份、硝酸钾4份、醋酸钠2份、硼砂12份。将硼砂与聚合硅酸铝铁混合破碎，过200目筛，再加入二者质量4倍的三乙醇胺，并在52℃温度下搅拌处理1h，即得预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物。将硝酸钾、醋酸钠混合后球磨35min，再加入高铁酸钾混合球磨35min，然后与预处理后的硼砂与聚合硅酸铝铁混合物混合，然后在60℃下搅拌处理50min，再置于紫外灯下照射60min，降至室温即得。实施例4本发明实施例中，一种节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾16份、聚合硅酸铝铁28份、硝酸钾6份、醋酸钠4份、硼砂16份。制备过程与实施例3一致。实施例5本发明实施例中，一种节煤剂，由以下按照重量份的原料组成：高铁酸钾14份、聚合硅酸铝铁25份、硝酸钾5份、醋酸钠3份、硼砂14份。制备过程与实施例3一致。对比例1除不含有聚合硅酸铝铁外，其配方及制备过程与实施例5一致。对比例2仅含有高铁酸钾与聚合硅酸铝铁，其配方及制备过程与实施例5一致。实施例6节煤剂的添加比例将实施例5制得的节煤剂，与煤炭按质量比不同的比例混合后燃烧，与不加节煤剂的煤炭相比较。当节煤剂与煤炭按质量比1:150混合后燃烧，灰渣含碳量由18.45％降至9.35％，有害气体减少60％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率20.8％。当节煤剂与煤炭按质量比1:200混合后燃烧，灰渣含碳量由18.45％降至8.73％，有害气体减少70％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率22.9％。当节煤剂与煤炭按质量比1:250混合后燃烧，灰渣含碳量由18.45％降至8.62％，有害气体减少70％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率24.7％。当节煤剂与煤炭按质量比1:300混合后燃烧，灰渣含碳量由18.45％降至10.83％，有害气体减少50％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率16.7％。当节煤剂与煤炭按质量比1:350混合后燃烧，灰渣含碳量由18.45％降至15.27％，有害气体减少40％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率8.2％。综上，节煤剂与煤炭的质量比优选为1:250。实施例7将上述实施例1-5以及对比例1-2中制得的节煤剂，混入煤炭中，与煤炭按质量比1:250混合后燃烧，结果如下所述。实施例1与不加节煤剂的煤炭相比较，灰渣含碳量由18.45％降至10.85％，有害气体减少60％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率13.8％，着火时间由3s降至2.55s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数大为减少，并且未出现灰渣焦结现象。实施例2与不加节煤剂的煤炭相比较，灰渣含碳量由18.45％降至10.42％，有害气体减少60％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率14.9％，着火时间由3s降至2.51s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数大为减少，并且未出现灰渣焦结现象。实施例3与不加节煤剂的煤炭相比较，灰渣含碳量由18.45％降至9.51％，有害气体减少65％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率16.5％，着火时间由3s降至2.43s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数大为减少，并且未出现灰渣焦结现象。实施例4与不加节煤剂的煤炭相比较，灰渣含碳量由18.45％降至9.13％，有害气体减少70％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率20.7％，着火时间由3s降至2.35s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数大为减少，并且未出现灰渣焦结现象。实施例5与不加节煤剂的煤炭相比较，灰渣含碳量由18.45％降至8.62％，有害气体减少70％以上，林格曼黑度小于1级，节煤率24.7％，着火时间由3s降至2.23s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数大为减少，并且未出现灰渣焦结现象。对比例1与不加节煤剂的煤炭相比较，灰渣含碳量由18.45％降至14.38％，有害气体减少20％，林格曼黑度小于2级，节煤率6.8％，着火时间由3s降至2.85s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数减少1-2次，并且出现灰渣焦结现象。对比例2与不加节煤剂的煤炭相比较，灰渣含碳量由18.45％降至17.95％，有害气体未减少，林格曼黑度小于4级，节煤率1.5％，着火时间3s。同时，添加节煤剂后，锅炉清灰渣次数未减少，并且出现灰渣焦结现象。由上述可知，本发明实施例具有显著的节煤、助燃效果，实施例3-5较好，实施例5最优。与对比例1-2相比可知，本发明是在各原料的共同作用下起到显著效果。动物实验:将本发明分别喂给10只兔子食用，食用后一年内10只兔子均无产生任何不良反应。近距离闻后，无刺激性气味。常温下撞击、研磨后无反应，产品稳定，安全。长期存放后受潮不妨碍使用，不会失效。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。