专利名称：新型低温除灰剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低温除灰剂，特别涉及一种用于废气锅炉的低温除灰剂。
以柴油机为船舶动力装置均装有废气锅炉，用于二次余热回收。由于现在石油精炼深度的提高，剩下的渣油质量很差。因此作为柴油机燃料，由于粘度很大，在燃烧前必须预热到100-120℃以上才能流动，渣油中硫、钙、钒等含量增加，烟气的酸露点温度很高，导致废气锅炉低温受热面产生积灰，堵管和腐蚀严重，影响了主机排气畅通、背压增大、排温升高、耗油量增加、热效率降低、主机不能发出正常功率，航速降低、营运率降低等。当废气锅炉受热面堵管严重时，主机被迫停机，船舶在海上漂泊中除灰，对船舶安全航行危害极大。由于废气锅炉炉膛狭窄，无法用机械除灰，用人工除灰条件极为艰苦，而且停机时间短，炉膛温度一般在80℃以上，烟灰含有大量的硫化物，给操作人员增加劳动强度和影响身体健康。有的船舶因堵的是硬烟垢，烟管无法除灰，只好割换新烟管;有的因长期积灰受热面腐蚀严重，整台锅炉报废换新，既增加了营运成本又减少了船舶在航率。一般清通一台废气锅炉，费用至少也要近万元人民币。尽管国外有低温清灰剂，但由于价格昂贵，如美国德鲁产品每公斤3.71美元，折合人民币20多元，就连远洋公司赚钱大户长期使用也用不起。
废气锅炉，余热锅炉等的工作温度为200-300℃，要使烟灰燃烧完全而随废气排出，不积在锅炉管道内，须研制一种把烟灰燃点降到250℃以下的低温除灰剂。同时，这种除灰剂还需具有良好的缓蚀效果，才能减缓低温受热面的腐蚀，延长设备使用寿命。
对比文献1中揭示了一种低温除灰剂，它只能把烟灰的燃点降到约300℃。因此，使用这种低温除灰剂时，必然仍会有许多烟灰不能燃烧而积聚在锅炉管道上，这种低温除灰剂清灰效果显然是不理想的。
本发明说明书中所述的“烟灰”，实质上是指积聚在锅炉及其管道低温受热面上烟灰中可以燃烧的“烟炱”;烟灰中的其余部分为不参加燃烧的钙、镁、钠等无机盐类和其它杂质的残留物。
本发明的目的是提供一种低温除灰剂，它能使烟灰的燃点降至250℃以下，使烟灰在炉中能够完全燃烧，避免了在锅炉上积灰。同时，这种低温除灰剂使硬垢疏松而易于脱落，并加强了锅炉的抗腐蚀性能。
本发明的低温除灰剂由30-80%的硝酸钠、0-10%的氧化镁、10-60%的氯化铵、3-10%的氧化锌和5-20%的氯化铜(重量百分比)混合粉磨而成。
在锅炉中使用本发明的低温除灰剂时，能降低烟灰的燃点，使之充分氧化，燃烧完全，减少在锅炉上的积聚;它与烟灰或燃料中的碳、硫在燃烧时产生不同程度的爆燃，有微量冲击力和火星喷出，使旧烟灰更易疏松脱落，熔融的无机盐类具有清除硬结物的作用，在本除灰剂中形成的催化剂络合物的作用下，加快了反应速度，使烟灰中可燃物在较低的温度下很容易烧尽，另外低温清灰剂中硝酸钠分解后还对锅炉金属管壁起到了钝化作用，碱性金属缓蚀刻氧化锌的加入，可有效中和烟气中的SO3，降低烟气酸露点，防止受热面上结露，不但可避免低温腐蚀，同时也可避免牢固性积灰，对金属管壁起到了缓蚀作用。即使用在高温区也可使烟灰改性，生成高熔点化合物，使在高温区受热面上的积灰变成松散状，从而可以避免或减轻高温积灰和腐蚀。而且，这种清灰剂合成简单，使用方便，安全可靠，价格低廉，成本不到5元/公斤。同时，由于使用了本除灰剂，使燃料燃烧完全，减少了碳粉末和一氧化碳在废气中的浓度;由于除灰剂中有碱性缓蚀剂，因而也减少了二氧化硫和三氧化硫的排放浓度。无疑，这对环境保护也是有益的。锅炉中积灰的排除也改善了主机工况，节省了能源。
由于锅炉的型号、类型、工况的不同，特别是由于燃料种类、成份、质量的变化很大，为了更好适应各种具体情况，充分发挥本除灰剂的除灰性能，它的成份应该有一如上已述的较大的变动范围。
本发明的低温除灰剂不仅可用于各类舰船以柴油机为动力装置的废气锅炉，也可用于内燃机电站余热锅炉和内燃机排气系统消音器，还可用于一般工业、生活锅炉和舰船辅锅炉系统及主锅炉低温区。这其中，特别适用于内燃动力装置的废气锅炉。
本发明的低温除灰剂依成份的不同有以下物理性能颜色为铁灰色、墨绿色或草绿色，密度0.92-1.25g/cm3，无挥发点，燃烧温度200-250℃，细度80-200目，呈可自由流动粉末状。
实施例1分别称量8公斤氯化铜，5公斤氧化锌(锌灰)、42公斤硝酸钠和45公斤氯化铵。分别在SF315粉碎机中粉碎氯化铵、氯化铜、硝酸钠、氧化锌至80-200目。先把磨细的氯化铵与氯化铜混合均匀，再加入磨细的硝酸钠混合均匀，最后加入磨细的氧化锌，混合均匀成自由流动粒状粉末。所有过程都在干燥环境(湿度＜90%)室温、室压下进行。
实施例2分别称量5公斤氯化铜，10公斤氧化锌、36公斤硝酸钠、42公斤氯化铵和6公斤氧化镁，分别在SF315粉碎机中粉碎氯化铵、氯化铜、硝酸钠、氧化锌、氧化镁至80-200目。先把磨细的氯化铵与氯化铜混和均匀，再加入磨细的硝酸钠混和均匀，最后加入磨细的氧化锌和氧化镁，混合均匀成自由流动粉末。所有过程都在干燥环境(湿度＜90%)室温、室压下进行。
实施例3-8分别称量下表各项化合物，采用与实施例2相同的方法和条件来得到本发明的低温除灰剂。
性能试验(样品采用实施例1所生产的低温除灰剂)一、试验方法根据物质燃烧三要素，选定用于实验室或工厂作为分析测定金相研究、高温灼烧与金属热处理等工作之用的SRJX系列箱式高温电炉作为燃烧的试验装置。此装置基本满足了物质燃烧的三个要素。第一，燃烧要具备一定的温度。废气锅炉烟道温度一般在200-300℃范围内，而本装置最高温度可控制在950℃范围内因而是适用的。第二，燃烧要具备一定的可燃物质，而本装置在试验中所采用的可燃物就是舰船废气锅炉和燃油锅炉的烟灰以及活性炭等可燃物质，因而模型与原型的燃烧物质是一样的。第三，燃烧要具备足够的空气，在这一点上，实炉燃烧时可能要比本装置好些，因为本装置炉膛容积仅275×150×100mm，炉门关闭后没有流动空气补充，因而在燃烧时可能比实炉差。它所表征的燃烧温度可能比实炉要高些，也就是说，实炉在使用低温清灰剂时，烟灰可能在更低一些的温度下即可燃烧。
试验中，药剂与烟灰在坩埚内按一定比例混合放入炉内燃烧。空白试验时，坩埚中只放烟灰，不放低温除灰剂来测其燃点。
表2为采用松河轮，潮河轮上废气锅炉烟灰按上述实验方法测得的除灰数据。
由表2可见，只要保持一定的用量，本发明的低温除灰剂效果是显著的。
表3为废气锅炉烟灰在使用本发明的低温除灰剂前后的腐蚀试验结果。
试片先放入上述的试验装置中的中空托板上进行空白试验，以测定热空气条件下对试片的腐蚀影响，其次在试片上覆盖烟灰以及烟灰与本发明低温清灰剂在与实际环境相似条件下燃烧后得到的残渣的混和物，以测定对试片的腐蚀影响。
由表3可见，根据美国标准评定，因为腐蚀速度均小于1密尔(即2.54mm/年)，故均属“极好”。
此外，本除灰剂进行机械感度试验，药剂静电感度试验、爆发点试验、差热分析试验、枪击试验、雷管起爆感度试验，火焰感度试验时均合格，安全性良好。
本发明的除灰剂不仅在实验中测出性能是良好的，而且在实船使用中也取得了良好效果。
对“杉河”、“潮河”、“香河”、“惠河”、“玉河”、“冰河”等1700TEU的集装箱船上试用的结果，也证明本发明的低温除灰剂的除灰性能是优良、可靠安全、实用的。
本发明的低温除灰剂不仅适于低温锅炉，而且也可用于其它形式的锅炉，如电厂锅炉的经济器及空气预热器等。
权利要求
1.一种低温除灰剂，其特征在于其成分为(重量百分比)硝酸钠30-80%；氧化镁0-10%；氯化铵10-60%；氧化锌3-10%；氯化铜5-20%。
2.一种生产权利要求1所述的低温除灰剂的方法，其特征在于它按照下列程序进行(1)分别称量权利要求1中所述的除灰剂各成份化合物;(2)分别粉碎上述化合物;(3)先把磨细的氯化铵与氯化铜混和均匀，再加入磨细的硝酸钠混合均匀;(4)最后加入磨细的氧化锌，混和均匀成自由流动粒状粉末，得到本发明的除灰剂。
3.如权利要求2所述的低温除灰剂的生产方法，其特征是在最后加入磨细的氧化锌的同时，加入磨细的氧化铜一起混合均匀而得到本发明的除灰剂。
4.如权利要求2或3所述的低温除灰剂的方法，其特征是除灰剂各组份化合物被粉碎到细度为80-200目再混和。
5.如权利要求2或3所述的低温除灰剂的生产方法，其特征是生产在干燥环境(湿度＜90%)、常温、常压下进行。
全文摘要
一种新型低温除灰剂，其特征在于其成分为(重量百分比)硝酸钠30-80％；氧化镁0-10％；氯化铵10-60％；氧化锌3-10％；氯化铜5-20％。能把锅炉烟灰的燃点降到250℃以下，从而使之燃尽随废气排出。
文档编号C10L10/04GK1070677SQ9211059
公开日1993年4月7日 申请日期1992年9月11日 优先权日1992年9月11日
发明者邱金顺, 门振镒 申请人:邱金顺, 门振镒