專利名稱：：捷燃清潔煤粉及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及煤粉領(lǐng)域，特別是一種具有環(huán)保意義的捷燃清潔煤粉及其生產(chǎn)方法。技術(shù)背景將原煤加工成煤粉己廣泛在工業(yè)上得到應(yīng)用，當(dāng)初主要是以提高燃燒效率為主。原煤中含有氮、硫，在煤的燃燒過程中原煤中的硫、氮會形成污染環(huán)境的硫化物和氮氧化物。譬如，氮是在煤中完全以有機(jī)狀態(tài)存在的元素，其主要由成煤植物中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，煤在燃燒時煤中的氮轉(zhuǎn)化為污染環(huán)境的氮氧化物(NOx);煤中的硫在燃煤后以二氧化硫排放到大氣中。隨著世界對環(huán)境保護(hù)的重視，各國對排放的標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格。目前，減小煤中硫、氮對環(huán)境的危害可分為在燃燒中和燃燒后進(jìn)行處理，它們均需要設(shè)置專門的處理裝置，從而加大了煤粉用戶的負(fù)擔(dān)，也不利于煤粉技術(shù)的推廣使用。如果能夠提供一種具有固硫、消氮功能的捷燃清潔煤粉，將會對煤的有效利用和環(huán)境保護(hù)有著積極的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)焦溫度高、發(fā)熱量大、且具有消氮、固硫功能的捷燃清潔煤粉及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的基本思路是在低溫下除去原煤的水分，使其符合煤粉含水量的要求，再加入適當(dāng)?shù)奶砑觿瑢υ夯曳种械腃aO、Ai203、MgAi204、MgO等元素進(jìn)行調(diào)節(jié)，使煤粉在燃燒時具有固硫、消氮的功能，并且改性后的煤粉的結(jié)焦溫度可以達(dá)到150(TC左右，發(fā)熱量可以達(dá)到27Mj/kg以上，使煤粉燃燒地更加充分，為后期處理C02、S02、NOx提供技術(shù)保障。解決上述問題的技術(shù)方案是所提供的一種捷燃清潔煤粉是在煤粉中添加有固硫劑、消氮劑、改性劑和助燃劑，其中固硫劑是氧化鈣、氫氧化鈣、白云石(CaMg(C03)2)和碳酸鈣中的一種；消氮劑是二環(huán)戊二烯基鐵(Fe(C5H5)2)和氯化鈉中的一種；改性劑是氧化鋁、鋁酸鎂(MgAl204)、氧化鎂和氧化鈣中的一種；助燃劑是藍(lán)炭。固硫劑的作用是在煤粉燃燒時進(jìn)行脫硫反應(yīng)，硫以硫酸鹽的形式存在，避免排放到大氣中，其反應(yīng)如下CaO+S02+l/202^CaS04△Ca(OH)2+S02+l/202二CaS04+H20CaMg(C03)2+2S02+02^CaS04+MgS04+2C02消氮劑的作用是在煤粉燃燒時進(jìn)行消氮反應(yīng)，其反應(yīng)如下-[(Na)HOH]+M~~>(Na)+OH+H+M(M表示金屬)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>由固硫劑、消氮劑的作用可知，固硫劑、消氮劑的加入量應(yīng)根據(jù)煤種的成分確定，保證上述脫硫、消氮反應(yīng)完全。改性劑的作用是提高結(jié)焦溫度。Y-Al203和MgAl204能夠耐高溫，在高溫下不易燒結(jié)，并且有比較大的比表面積，它們與煤粉均勻混合，在煤的燃燒過程中，起到了有效的分散、隔離作用，在同樣的溫度下使煤更不容易燒結(jié)，還可能與煤中的其他組分發(fā)生相互作用，使燃燒溫度比純煤有了提高，而且使得煤粉的結(jié)焦溫度(ST)有大幅度的提高，而由于Y-Al203和MgAb04的參與，又使得煤粉在燃燒時結(jié)焦點(diǎn)也有明顯的提高。改性劑的加入量應(yīng)保證煤粉在燃燒時的結(jié)焦溫度大于1450°C。助燃劑的作用是提高煤粉燃燒時的發(fā)熱量，藍(lán)炭是煤的半焦化形態(tài)。根據(jù)原煤高、低位發(fā)熱量(Qgr.d和Qnet.ar)和固定碳(C)含量加入適量的藍(lán)炭進(jìn)行調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)煤粉在充分燃燒時有足夠大的發(fā)熱量，譬如發(fā)熱量在2730Mj/kg。為了進(jìn)一步提高煤粉的脫硫、消氮效果，所說的煤粉是經(jīng)過生物酶降解轉(zhuǎn)化后的原煤制成的煤粉。煤的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)目前已得到應(yīng)用，利用煤微生物(菌株)轉(zhuǎn)化原理，原煤在硝酸預(yù)處理和經(jīng)微生物作用過程中，原煤的氧含量升高，碳含量有所降低；微生物在生長繁殖過程中，需要大量的氮作為其營養(yǎng)物質(zhì)，它們消化吸收了原煤中大量的氮，結(jié)果使得在轉(zhuǎn)化的水溶性產(chǎn)物中，氮含量發(fā)生了一定程度的下降；微生物的作用過程是氫化水解過程，煤中高聚物的鍵被打斷，水中有大量氫離子，發(fā)生氫化作用，使得轉(zhuǎn)化的殘渣及轉(zhuǎn)化物中的氫都有所增加；硫含量在轉(zhuǎn)化的剩余殘渣中非常低，而在轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中卻有所升高，說明微生物對煤中硫有一定的脫除作用。本發(fā)明所提供的捷燃清潔煤粉生產(chǎn)方法包括以下步驟1)將固硫劑、消氮劑、改性劑和助燃劑加入原煤中進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁渲泄塘騽┦茄趸}、氫氧化鈣、白云石(CaMg(C03)2)和碳酸韓中的一種；消氮劑是二環(huán)戊二烯基鐵(Fe(C5H5)2)和氯化鈉中的一種；改性劑是氧化鋁、鋁酸鎂(MgAl204)、氧化鎂和氧化鈣中的一種；助燃劑是藍(lán)炭；2)將上述加入固硫劑、消氮劑、改性劑和助燃劑的原煤在10030(TC下進(jìn)行低溫烘干處理，使原煤中的水分小于5%，通常情況下烘干溫度可在11020(TC，烘干后原煤中的水分最好等于或小于4%，過高的溫度會導(dǎo)致原煤的品質(zhì)發(fā)生變化；3)將混合好的上述煤料送入磨機(jī)研磨，使其粒度達(dá)到200目以上；4)將研磨好的煤粉包裝。本發(fā)明還可以在上述步驟1)之前對原煤進(jìn)行生物酶降解轉(zhuǎn)化處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不需要爐內(nèi)噴鈣脫硫設(shè)備與系統(tǒng)，以及對燃燒器和二次風(fēng)系統(tǒng)的改造即可實現(xiàn)脫硫、消氮，而且煤粉燃燒時的發(fā)熱量大、且不結(jié)焦，從而降低了環(huán)保方面的成本，有利于在各類煤燃燒設(shè)備上的推廣應(yīng)用。具體實施方式實施例1原煤為陜西神木煤，利用煤微生物(菌株)轉(zhuǎn)化原理對原煤進(jìn)行生物酶處理，原煤在生物酶(菌株)的作用下，產(chǎn)生降解作用，在降解的同時也進(jìn)行脫硫和消氮。1)脫硫反應(yīng)a.無機(jī)硫:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>b.有機(jī)硫<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中DszA、DszB、DszC為生物酶。2)煤的降解生物在生長過程中，釋放出各種降解酶，攻擊煤大分子結(jié)構(gòu)，使之轉(zhuǎn)變成小分子有機(jī)溶劑或水溶性物質(zhì)。微生物生長過程中產(chǎn)生的堿性中間物的作用，首先，由于真菌的吐水作用在煤粒周圍形成一個緊貼煤粒的液泡，煤的溶解就在這一液泡中發(fā)生，培養(yǎng)基中的硝酸鹽被還原為NH4+,氨基酸能夠轉(zhuǎn)化為氨基堿或是相應(yīng)的酮酸和NH4+，除了堿性物質(zhì)，螯合劑以及其他的未知因素也在溶解過程中發(fā)揮著作用。以木質(zhì)素過氧化酶(Lip)為例，植物是形成煤的主要原料，煤中還存留著木質(zhì)素的一些典型的結(jié)構(gòu)，胞外木質(zhì)素降解酶也能夠降解煤。其催化氧化有機(jī)物(AH)的機(jī)理為催化反應(yīng)的第一步是Lip與&02反應(yīng)，生成失去兩個電子的中間產(chǎn)物L(fēng)ipl，接著Lipl與一個底物分子反應(yīng)，得到一個電子，生成Lip2和一個自由基產(chǎn)物，最后Lip2在得到一個電子還原成Lip，同時再將一個底物分子變成一個自由基產(chǎn)物。因為煤的降解即是煤在酶以及微生物的作用下的發(fā)生的大分子的氧化解聚反應(yīng)，Lip對煤中特定有機(jī)物的降解更好的說明了煤生物降解的可行性。3)煤的消氮煤中的氮完全以有機(jī)氮的形式存在，消氮其實是選擇性的降解煤。一些特定的微生物使煤中含氮有機(jī)大分子轉(zhuǎn)變成可溶解的小分子。取1噸經(jīng)過生物酶處理過的原煤，向原煤添加添加劑，在攪拌器中與煤粉充分?jǐn)嚢?，添加劑為CaO、MgAl204、Fe(C5H5)2分別占原煤灰分重量的38.53%、33.36%、4%，藍(lán)炭占原煤質(zhì)量的11%。將混合均勻的煤料送入滾筒式干燥器，在11(TC進(jìn)行烘干脫水處理，使煤料中的水分等于或小于4%。將烘千脫水后的煤料送入立式磨機(jī)進(jìn)行研磨，從磨機(jī)出來的煤粉經(jīng)風(fēng)選器對煤顆粒進(jìn)行截選，其截選通過精度為74微米(200目)，即大于74微米的煤顆粒被風(fēng)選器送回磨機(jī)再研磨，小于74微米的煤顆粒被送到下一工序進(jìn)行包裝。選用風(fēng)選器作為煤粉的輸送工具，不僅可以提高功效而且還可以降低一些自然天氣帶來的不利因素及有關(guān)對產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)品精度的影響，減少和降低生產(chǎn)過程中煤塵對空氣環(huán)境的污染。經(jīng)檢測，本實例研磨出的煤粉主要技術(shù)指標(biāo)如下煤粉顆粒度35pm，煤粉細(xì)度R75<25%，全水分S4%,分析基揮發(fā)份>30%，ST>1500°C，固定碳>50%，灰分A:$1113%,硫分<0.5%，含鐵量0.07%，低位發(fā)熱量Qnet.ar:27.4129.50MJ/Kg實施例2工藝過程與實施例1相同，所加入的添加劑為Ca(OH)2、Al203、Fe(C5H5)2和藍(lán)炭。實施例3工藝過程與實施例l相同，所加入的添加劑為CaCo3、MgO、CaO、Fe(C5Hs)2和藍(lán)炭。實施例4工藝過程與實施例1相同，所加入的添加劑為CaMg(Co3)2、MgO、Fe(CsH5)2和藍(lán)炭。實施例5工藝過程與實施例1相同，所加入的添加劑為CaCo3、MgO、Fe(C5H5)2和藍(lán)炭。上述各實施例中添加劑的加入量如下表所示，捷燃清潔煤粉的重量為1000kg。如果煤粉需存放較長時間，可加入適量的防霉劑。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種捷燃清潔煤粉，其特征是在煤粉中添加有固硫劑、消氮劑、改性劑和助燃劑，其中固硫劑是氧化鈣、氫氧化鈣、白云石和碳酸鈣中的一種；消氮劑是二環(huán)戊二烯基鐵和氯化鈉中的一種；改性劑是氧化鋁、鋁酸鎂、氧化鎂和氧化鈣中的一種；助燃劑是藍(lán)炭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉，其特征是所說的煤粉是經(jīng)過生物酶降解轉(zhuǎn)化后的原煤制成的煤粉。3.一種捷燃清潔煤粉的生產(chǎn)方法，包括以下步驟1)將固硫劑、消氮劑、改性劑和助燃劑加入原煤中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，其中固硫劑是氧化鈣、氫氧化鈣、白云石和碳酸鈣中的一種；消氮劑是二環(huán)戊二烯基鐵和氯化鈉中的一種；改性劑是氧化鋁、鋁酸鎂、氧化鎂和氧化轉(zhuǎn)中的一種；助燃劑是藍(lán)炭；2)將上述加入固硫劑、消氮劑、改性劑和助燃劑的原煤在10030(TC下進(jìn)行低溫烘干處理，使原煤中的水分小于5%。3)將混合好的上述煤料送入磨機(jī)研磨，使其粒度達(dá)到200目以上；4)將研磨好的煤粉包裝。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是在步驟l)之前對原煤進(jìn)行生物酶降解轉(zhuǎn)化處理。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是烘干溫度在11020(TC，烘干后原煤中的水分等于或小于4%。全文摘要本發(fā)明涉及煤粉領(lǐng)域，特別是一種捷燃清潔煤粉及其生產(chǎn)方法。它是將固硫劑、消氮劑、改性劑和助燃劑加入原煤中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、低溫脫水、研磨而成，其中固硫劑是氧化鈣、氫氧化鈣、白云石和碳酸鈣中的一種；消氮劑是二環(huán)戊二烯基鐵和氯化鈉中的一種；改性劑是氧化鋁、鋁酸鎂、氧化鎂和氧化鈣中的一種；助燃劑是藍(lán)炭。本發(fā)明提供的煤粉結(jié)焦溫度高、發(fā)熱量大、且在燃燒過程中就具有消氮、固硫功能，避免產(chǎn)生有害物質(zhì)。文檔編號C10L9/00GK101397514SQ20071001878公開日2009年4月1日申請日期2007年9月30日優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日發(fā)明者向西成,孟小平,趙國凌申請人:孟小平;趙國凌;向西成