本发明涉及一种助剂及其制备方法，特别是涉及一种燃煤清洁助剂及其制备方法。
背景技术：
我国是煤炭消费大国，煤炭占一次能源消费中的70％左右，其中，高达70％左右用于直接燃烧或发电。随着近几年环保压力的不断增大、风能、太阳能以及水能等清洁能源的推行，煤炭的使用量受到了一定的制约，但这没有动摇煤炭作为我国能源主要来源的地位。而且在北方农村冬季取暖季，仍以煤炭直接燃烧来炊事、取暖，散煤燃烧基本都属于低矮面源，排放高度非常低，产生的废气给人类和大气环境带来了较大危害。
我国商品煤平均硫分为1.01％，燃煤排放的主要大气污染物有烟尘、so2、nox、co2等，其中燃煤排放的so2占各类污染源总排放量的87％。鉴于我国主要的燃煤工业区、燃煤发电区等均进行了有组织的治理再排放，并且国内外重点对于有组织的燃煤污染处理技术进行了很深入的研究，而对于无组织的燃煤污染，尤其是散煤燃烧造成的污染治理却忽视了，而传统的采用电能替代燃煤的方式治理散煤污染时，需要对电网进行改造，投资大，仅适合经济发达且用户集中地区；并且目前天然气短缺，且主要集中在西北地区，输送距离远，投资大。因此气代煤主要是在气源充足的地区。而对于偏远农村、用户集中度不够高的地区以及起源不充足的地区，仍旧需要采用燃煤的方式来取暖以及炊事等。
因此，研制一种用于燃煤过程脱硫脱硝的处理方法或助剂是大有裨益的，以此来保证散煤燃烧过程中的有害气体的高效处理与排放，解决了目前偏远农村、用户集中度不高的地区采用的燃煤方式造成的空气污染，从燃烧源头解决燃煤的无组织排放污染问题，保障了人民群众身心健康和良好的环境。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种燃煤清洁助剂及其制备方法，本发明的助剂用于燃煤过程中具有脱硫脱硝作用，在不影响燃煤热值的同时起到脱硫脱硝的目的，且脱硫脱硝的去除率可达到80％以上，解决了传统煤炭燃烧造成的污染大，有害气体多，且无法进行有害气体处理的问题，在燃烧过程中即可同步进行脱硫脱硝，降低低空面源污染物排放，减少对大气环境的影响。
为实现上述目的，本发明提供了一种燃煤清洁助剂，所述燃煤清洁助剂包括8～15重量份的水、1～5重量份的氧化钙、2～4重量份醋酸钙镁、1～3重量份的尿素、0.5～1.5重量份的二氧化钛、0.5～1.5重量份的催化剂、0.5～1.5复合粘合剂。
优选地，所述醋酸钙镁为醋酸钙与醋酸镁以3:1的质量比混合均匀后，与质量浓度为1‰的氯化镁溶液混合，制成溶质质量分数为20％的溶液。
优选地，所述催化剂为化剂为氧化铁、氧化铜或二氧化锰。
优选地，所述复合粘合剂为复合变性淀粉或聚乙烯醇。
优选地，所述燃煤清洁助剂包括8重量份的水、1重量份的氧化钙、2重量份醋酸钙镁、1重量份的尿素、0.5重量份的二氧化钛、0.5重量份的催化剂、1.5重量份的复合粘合剂。
本发明的另一目的在于提供一种燃煤清洁助剂在清洁燃煤中的应用，包括在燃煤中添加占燃煤质量5～10％的燃煤清洁助剂，并将所述燃煤清洁助剂与煤粉均匀混合，经压制成型煤后在燃烧炉具内进行燃烧。
优选地，燃烧炉具内的燃烧温度控制在600～1200℃。
本发明的又一目的在于一种燃煤清洁助剂的制备方法，包括如下步骤：
a、将0.5～1.5重量份的复合粘合剂加入4～7重量份的水中，混合搅拌后加入0.5～1.5重量份的二氧化钛，充分混合均匀后得到液体a；
b、将2～4重量份的醋酸钙镁加入4～8重量份的水中，搅拌均匀后得到液体b；
c、将1～5重量份的氧化钙、1～3重量份的尿素、0.5～1.5重量份的催化剂混合均匀，得到粉料c；
d、将所述液体a与所述液体b混合，搅拌均匀后再加入所述粉料c，放入混料机搅拌1～2小时，得到燃煤清洁助剂。
优选地，所述醋酸钙镁为醋酸钙与醋酸镁以3:1的质量比混合均匀后，与质量浓度为1‰的氯化镁溶液混合，制成溶质质量分数为20％的溶液；所述催化剂为氧化铁、氧化铜或二氧化锰；所述复合粘合剂为复合变性淀粉或聚乙烯醇。
本发明还提供了一种通过所述制备方法制得的燃煤清洁助剂在清洁燃煤中的应用，在燃煤中添加占燃煤质量5～10％的所述燃煤清洁助剂，并将所述燃煤清洁助剂与煤粉均匀混合，经压制成型煤后在燃烧炉具内进行燃烧。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
采用往燃煤中添加燃煤质量的5～10％的上述环保燃煤清洁助剂，在经过助剂中的醋酸钙镁、催化剂以及多种物质的作用下，达到对燃烧煤炭中的硫分以及氮氧化物的有效吸收与分解，保证了燃煤后排出的气体的清洁性，降低了燃煤无组织排放对大气环境以及人们身体健康的危害，并且使用本发明的燃煤清洁助剂后，燃煤的热稳定性会有效提高，焦渣特征、粘结指数均可达到民用型煤标准对燃煤炉具无腐蚀。
本发明的燃煤清洁助剂环保无污染，使用的原料清洁无毒，制备方法较为简单，可大批量的生产制备并应用于市场，尤其对于民用散煤燃烧引起的低矮面源污染非常有效，降低环境污染，减少资源浪费，不仅如此，本发明的助剂也可用于一般的无组织排放的燃煤区域，从源头上解决燃煤对于环境的危害，并且不会产生二次污染的问题。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种燃煤清洁助剂，用于治理民用散煤燃烧引起的低矮面源污染，降低环境污染，减少资源浪费。所述燃煤清洁助剂包括8～15重量份的水、1～5重量份的氧化钙、2～4重量份醋酸钙镁、1～3重量份的尿素、0.5～1.5重量份的二氧化钛、0.5～1.5重量份的催化剂、0.5～1.5复合粘合剂。
优选地，所述醋酸钙镁为醋酸钙与醋酸镁以3:1的质量比混合均匀后，与质量浓度为1‰的氯化镁溶液混合，制成溶质质量分数为20％的溶液。
优选地，所述催化剂为氧化铁或氧化铜或二氧化锰；
优选地，所述复合粘合剂为复合变性淀粉或聚乙烯醇。
氧化钙、醋酸钙镁是固硫脱硝剂，能够所短燃煤在炉内高温条件下，生产硫酸盐及硝酸盐，并在催化剂的作用下，减少硫氧化物及氮氧化物气体的生成量；氧化铁、氧化铜、二氧化锰为有效的催化剂，在脱硝反应中发挥催化作用，减少氮氧化物气体的生成量，并有一定的助燃作用。而二氧化钛、尿素为有效的脱硝剂，是脱销反应原料。复合变性淀粉、聚乙烯醇为煤粉粘结剂。
优选地，所述燃煤清洁助剂包括8重量份的水、1重量份的氧化钙、2重量份醋酸钙镁、1重量份的尿素、0.5重量份的二氧化钛、0.5重量份的催化剂、1.5重量份的复合粘合剂。
本发明的另一目的在于提供一种燃煤清洁助剂在清洁燃煤中的应用，包括在燃煤中添加占燃煤质量5～10％的燃煤清洁助剂，并将所述燃煤清洁助剂与煤粉均匀混合，经压制成型煤后在燃烧炉具内进行燃烧。
本发明提供的环保燃煤清洁助剂，其应用为在燃煤中添加燃煤质量的8％上述环保燃煤清洁助剂，上述与煤粉均匀混合，经过压制制做型煤然后在燃烧炉具内燃烧，燃烧温度控制于600～1200℃。经过燃烧使用燃煤添加助剂的煤产品试验和测试，在使用相同的燃烧炉具时，二氧化硫和氮氧化物排放量分别降低90％和82％，热稳定性高、焦渣特征、粘结指数均符合民用型煤标准对燃煤炉具无腐蚀。
本发明的又一目的在于一种燃煤清洁助剂的制备方法，包括如下步骤：
a、将0.5～1.5重量份的复合粘合剂加入4～7重量份的水中，混合搅拌后加入0.5～1.5重量份的二氧化钛，充分混合均匀后得到液体a；
b、将2～4重量份的醋酸钙镁加入4～8重量份的水中，搅拌均匀后得到液体b；
c、将1～5重量份的氧化钙、1～3重量份的尿素、0.5～1.5重量份的催化剂混合均匀，得到粉料c；
d、将粉料c与液体b混合，再加入液体a，混合后，进入混料机搅拌1～2小时，即得到环保燃煤清洁助剂。
优选地，所述醋酸钙镁为醋酸钙与醋酸镁以3:1的质量比混合均匀后，与质量浓度为1‰的氯化镁溶液混合，制成溶质质量分数为20％的溶液；所述催化剂为氧化铁、氧化铜或二氧化锰；所述复合粘合剂为复合变性淀粉或聚乙烯醇。
在使用该助剂后二氧化硫与助剂中的醋酸钙镁、氧化钙等反应成稳定的硫酸盐并附着在燃烧后的碳灰中，降低了二氧化硫的排放。在使用该助剂后，助剂中的醋酸钙镁、二氧化钛、尿素等物质分解在催化剂的作用下加快为与氮氧化物反应，在燃烧炉内形成无污染的氮气排放到空气中，保证了燃煤后排出的气体的清洁性，降低了燃煤无组织排放对大气环境以及人身健康的危害。
本发明的燃煤清洁助剂环保无污染，使用的原料清洁无毒，制备方法较为简单，可大批量的生产制备并应用于市场，尤其对于民用散煤燃烧引起的低矮面源污染非常有效，降低环境污染，减少资源浪费，不仅如此，本发明的助剂也可用于一般的无组织排放的燃煤区域，从源头上解决燃煤对于环境的危害，并且不会产生二次污染的问题。
实施例1
称取100g的复合变性淀粉加入600g的水中，混合搅拌后加入75g的二氧化钛，充分搅拌10min，混合均匀后得到液体a备用；
将200g的醋酸钙镁加入600g的水中搅拌5min后得到液体b备用；
将500g的氧化钙、300g的尿素、150g的催化剂进行充分混合，得到粉料c；
将粉料c与液体b混合，再加入液体a，混合后，进入混料机搅拌1～2小时，即得到环保燃煤清洁助剂。
在36kg燃煤中添加燃煤质量的7％(即2.52kg)上述环保燃煤清洁助剂，上述2.52kg清洁燃煤助剂与36kg煤粉均匀混合，经过压制成型煤，然后在燃烧炉具内燃烧，燃烧温度控制在900℃左右，经过燃烧试验和测试，在使用相同的燃烧炉具时，二氧化硫和氮氧化物排放量分别降低89％和85％，热稳定性高、焦渣特征、粘结指数均符合民用型煤标准对燃煤炉具无腐蚀。
在使用该助剂后二氧化硫与助剂中的醋酸钙镁、氧化钙等反应成稳定的硫酸盐并附着在燃烧后的碳灰中，降低了二氧化硫的排放。在使用该助剂后，助剂中的醋酸钙镁、二氧化钛、尿素等物质分解在催化剂的作用下加快为与氮氧化物反应，在燃烧炉内形成无污染的氮气排放到空气中，保证了燃煤后排出的气体的清洁性，降低了燃煤无组织排放对大气环境以及人身健康的危害。
实施例2
称取150kg的聚乙烯醇加入1000kg的水中，混合搅拌后加入150kg的二氧化钛，充分搅拌10min，混合均匀后得到液体a备用；
将500kg的醋酸钙镁加入300kg的水中搅拌5min后得到液体b备用；
将100kg的氧化钙、150kg的尿素、75kg的催化剂进行充分混合，得到粉料c；
将粉料c与液体b混合，再加入液体a，混合后，进入混料机搅拌1～2小时，即得到环保燃煤清洁助剂。
在1000kg燃煤中添加燃煤质量的10％(即10kg)上述环保燃煤清洁助剂，上述10kg清洁燃煤助剂与1000kg煤粉均匀混合，经过压制成型煤，然后在燃烧炉具内燃烧，燃烧温度控制于1000℃，经过燃烧试验和测试，在使用相同的燃烧炉具时，二氧化硫和氮氧化物排放量分别降低94％和81.5％，热稳定性高、焦渣特征、粘结指数均符合民用型煤标准对燃煤炉具无腐蚀。
在使用该助剂后二氧化硫与助剂中的醋酸钙镁、氧化钙等反应成稳定的硫酸盐并附着在燃烧后的碳灰中，降低了二氧化硫的排放。在使用该助剂后，助剂中的醋酸钙镁、二氧化钛、尿素等物质分解在催化剂的作用下加快为与氮氧化物反应，在燃烧炉内形成无污染的氮气排放到空气中，保证了燃煤后排出的气体的清洁性，降低了燃煤无组织排放对大气环境以及人身健康的危害。
实施例3
称取100kg的聚乙烯醇加入800kg的水中，混合搅拌后加入50kg的二氧化钛，充分搅拌10min，混合均匀后备用；
将400kg的醋酸钙镁加入600kg的水中搅拌5min后备用；
将200kg的氧化钙、300kg的尿素、50kg的催化剂进行充分混合，得到混合粉料；
将粉料c与液体b混合，再加入液体a，混合后，进入混料机搅拌1～2小时，即得到环保燃煤清洁助剂。
在500kg燃煤中添加燃煤质量的5％(即25kg)上述环保燃煤清洁助剂，上述25kg清洁燃煤助剂与500kg煤粉均匀混合，经过压制成型煤，然后在燃烧炉具内燃烧，燃烧温度控制于800℃，经过燃烧试验和测试，在使用相同的燃烧炉具时，二氧化硫和氮氧化物排放量分别降低83％和80％，热稳定性高、焦渣特征、粘结指数均符合民用型煤标准对燃煤炉具无腐蚀。
在使用该助剂后二氧化硫与助剂中的醋酸钙镁、氧化钙等反应成稳定的硫酸盐并附着在燃烧后的碳灰中，降低了二氧化硫的排放。在使用该助剂后，助剂中的醋酸钙镁、二氧化钛、尿素等物质分解在催化剂的作用下加快为与氮氧化物反应，在燃烧炉内形成无污染的氮气排放到空气中，保证了燃煤后排出的气体的清洁性，降低了燃煤无组织排放对大气环境以及人身健康的危害。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。