專利名稱：節(jié)煤脫硫助燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種助燃劑，具體的說是一種節(jié)煤脫硫助燃劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
能源是國民經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)，目前我國能源供需矛盾尖銳，能源利用效率低。以煤為主的能源結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)的用煤方式、低水平燃燒效率同時直接導(dǎo)致了我國嚴(yán)重的燃煤型大氣污染。燃煤污染成為大氣環(huán)境中二氧化硫、氮氧化物、煙塵的主要來源。鑒于當(dāng)前國家能源、環(huán)境形勢面臨的嚴(yán)峻現(xiàn)實，國家已將節(jié)能和環(huán)保問題上升為國策，在國家“十二五”規(guī)劃中繼續(xù)對降低GDP能耗、二氧化硫減排提出了指令性要求。由于我國這種以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)格局在一段時間內(nèi)難以改變，因此，研究并應(yīng)用適合我國國情的各種清潔煤技術(shù)，提高煤炭利用效率，降低二氧化硫等有害氣體及煙塵的排放，將成為國家實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、解決大氣環(huán)境污染的有效措施之一。 除了改進燃燒設(shè)備和工藝外，節(jié)煤助燃劑也被公認(rèn)為是實現(xiàn)煤高效潔凈燃燒的有效措施之一。助燃劑能有效提高煤的活性，降低煤粉著火溫度，促進煤粉的燃燒，提高煤粉燃盡度和發(fā)熱強度，同時，還有優(yōu)良的脫硫作用，減少污染物的排放，從節(jié)能和環(huán)保的角度而言，都具有十分重要的現(xiàn)實意義。助燃劑的研究引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，進行了大量的理論和試驗研究，并且有少數(shù)燃煤催化劑走向市場，但是，并沒有受到廣泛的歡迎，究其原因，主要是由于助燃劑原料成本太高、價格昂貴、節(jié)煤不省錢。因此，助燃劑的發(fā)展在兼顧效果的同時，應(yīng)進一步尋找廉價的原料，特別是工業(yè)廢棄物。試驗證明，許多廢棄物具有明顯的催化燃燒作用，且具有環(huán)境保護的效能，但是工業(yè)廢料中除了可應(yīng)用的成分外，還可能含有影響助燃效果的成份，應(yīng)用作為助燃劑往往為單一成份，助燃效果不佳，或者需要人工添加其它成份以彌補其不足。如何選擇一種合適的成份及配比，盡可能多的使用工業(yè)廢料，減少工人添加成份，降低成本是目前研究人員極需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡單、成本低、節(jié)煤脫硫助燃效果好的節(jié)煤脫硫助燃劑的制備方法。本發(fā)明還提供一種由上述制備方法制得的節(jié)煤脫硫助燃劑。本發(fā)明方法將成分質(zhì)量比為鋼渣12% 25%，脫硫渣35% 46%，冷軋氧化鐵渣38% 45%的原料混合均勻、粉碎磨細至粒徑為Imm以下；然后向均勻混合磨細的粉末中加入酸性溶液進行酸化攪拌，PH值到4 4. 5，使粉末中可溶物溶解，加入堿性溶液調(diào)節(jié)pH值到5 6過濾，取過濾后的液體即為節(jié)煤脫硫助燃劑(簡稱助燃劑)。所述各組分含有的有效成分在該組分中的質(zhì)量百分比含量為鋼渣中，Al2O3為10% 15%，CaO為40% 50%，F(xiàn)e2O3為5% 10%，余量為雜質(zhì)；脫硫渣中，Na2O為 1% 5%，CaO 為 20% 30%，MnO 為 1% 2%，F(xiàn)e2O3 為 35% 45%，余量為雜質(zhì)；冷軋氧化鐵渣中，F(xiàn)e2O3為85% 96%，，余量為雜質(zhì)。所述酸性溶液為鹽酸溶液，優(yōu)選質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液；堿性溶液為氫氧化鈉溶液，優(yōu)選質(zhì)量分百數(shù)30%的氫氧化鈉溶液。所述酸化攪拌時間為4-6分鐘，攪拌速度為50-70轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明節(jié)煤脫硫助燃劑，上述制備方法制得。本發(fā)明煤脫硫助燃劑的原料全部采用鋼鐵行業(yè)中的工業(yè)廢料，這三種成份各有特點，有效成份含量高、雜質(zhì)對助燃影響小。鋼渣中主要含有CaO和Fe2O3，脫硫渣中主要含有Na2O, CaO、Mn0、Fe203，冷軋氧化鐵渣中含有Fe2O3, CaO具有吸附脫硫作用，Na2O具有催化助燃的作用，MnO具有強氧化助燃的作用，這幾種成份在鹽酸溶液的作用下，基本轉(zhuǎn)化為氯化 物，其催化作用增強，同時，形成的氯化鈉，既起到了助燃催化劑，又起到了膨松劑的作用。在高溫下，氯化鈉使煤顆粒的內(nèi)部熱壓超過外部熱壓，發(fā)生裂變，提高比表面積，增加供氧面，使煤完全燃燒；同時，在加熱到800°C以上時熔化分解為鈉和氯，鈉和氯具有助燃和催化作用。因此，所制的液體催化劑中各種化合物共同作用，在燃煤燃燒過程中，為煤提供并傳遞二次供氧，使燃煤表面活性增大、易燃燒，并能起到固硫、除污作用。為了達到最佳的脫硫助燃效果，這幾種成份在助燃劑中的比例也應(yīng)嚴(yán)格控制。進一步的，作為固態(tài)助燃劑為了達到期望的助燃效果，其顆料度要求極細(通常為200目以下)，而作為工業(yè)廢料的鋼渣不同于普通助燃劑，其具有強度大、難以粉碎磨細至要求顆粒度、固態(tài)下催化活性低的問題，據(jù)此發(fā)明人考慮先將原料初步磨細至Imm以下，提高比表面積，以有利于后序酸化步驟的溶解(無需磨至現(xiàn)有粉末助燃劑要求的顆粒度)，然后通過加鹽酸酸化處理，可將原料中可溶成份即有利于助燃的成份溶入溶劑中，然后再調(diào)節(jié)PH值過濾，使不溶物析出，即將原料中大部分不利于助燃的物質(zhì)(濾渣)分離出來。另一方面，以液態(tài)形式存在助燃劑加入煤中分散性好，催化活性高、大大提高了噴灑和助燃效果，解決了鋼鐵工業(yè)廢渣在作為助燃劑利用時存在著顆粒大、難以粉碎，且催化活性低的問題。使用時，可將該液態(tài)助燃劑與水按照1:2 1:4的質(zhì)量比進行混合攪拌得到混合液，然后將混合液以原煤質(zhì)量I 5%。的比例加入原煤中即可。有益效果I)、本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)成本及設(shè)備投資低，經(jīng)濟效益高，易于推廣；2)、煤種適應(yīng)性好，還可適應(yīng)于多種鍋爐和其它燃煤設(shè)備；3)、本發(fā)明使用的助燃劑添加量少，不會對鍋爐帶來損害；4)、本發(fā)明助燃劑為液體劑型，使用方便、分散均勻；5)、本發(fā)明的助燃劑的原料為鋼鐵工業(yè)廢棄物，大大降低了原料采購成本，節(jié)能環(huán)保;6)、具有節(jié)煤同時，還能減少污染物排放，較現(xiàn)有助燃劑節(jié)煤5% 10%，SO2減少
6% 20%ο
具體實施例方式各成份中的有效成份含量為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，鋼渣中，Al2O3為10% 15%，CaO為40% 50%，F(xiàn)e2O3為5% 10%，余量為雜質(zhì)；
脫硫渣中，Na2O為 1% 5%，CaO 為 20% 30%，MnO 為 1% 2%，F(xiàn)e2O3 為 35% 45%，余量為雜質(zhì)；冷軋氧化鐵渣中，F(xiàn)e2O3為85% 96%，，余量為雜質(zhì)。上述成分均采自武漢鋼鐵(集團)公司實施例I 原料鋼渣25%，脫硫渣35%，冷軋氧化鐵渣40%方法將上述原料按比例混合均勻、粉碎磨細至粒徑為Imm以下；然后向均勻混合磨細的粉末中加入的30%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的鹽酸溶液進行酸化攪拌，調(diào)節(jié)pH值為4，使粉末中可溶物 溶解，酸化攪拌時間為5分鐘，攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分鐘，然后用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)30%的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值到6后過濾，取過濾后的液體即得節(jié)煤脫硫助燃劑I。實施例2原料鋼渣12%，脫硫渣46%，冷軋氧化鐵渣42%方法將上述原料按比例混合均勻、粉碎磨細至粒徑為Imm以下；然后向均勻混合磨細的粉末中加入的30%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)鹽酸酸化攪拌，使粉末中可溶物溶解，調(diào)節(jié)pH值為4. 5，，酸化攪拌時間為4分鐘，攪拌速度為70轉(zhuǎn)/分鐘，然后用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值到5后過濾，取過濾后的液體即得節(jié)煤脫硫助燃劑2。實施例3原料鋼渣15%，脫硫渣40%，冷軋氧化鐵渣45%方法將上述原料按比例混合均勻、粉碎磨細至粒徑為Imm以下；然后向均勻混合磨細的粉末中加入的30%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)鹽酸酸化攪拌，調(diào)節(jié)pH值為4，酸化攪拌時間為6分鐘，攪拌速度為50轉(zhuǎn)/分鐘，然后用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)20%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值到5后過濾，取過濾后的液體即得節(jié)煤脫硫助燃劑3。實施例4原料鋼渣22%，脫硫渣40%，冷軋氧化鐵渣38%方法將上述原料按比例混合均勻、粉碎磨細至粒徑為Imm以下；然后向均勻混合磨細的粉末中加入的30%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)鹽酸酸化攪拌，調(diào)節(jié)pH值為4. 5，酸化攪拌時間為5分鐘，攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分鐘，然后用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)25%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值到5后過濾，取過濾后的液體即得節(jié)煤脫硫助燃劑4。配制方法將助燃劑1-4分別和水按照助燃劑水為1:2 4的質(zhì)量比進行混合、攪拌得到混合液1-4。向四份原煤中分別加入原煤質(zhì)量4%。、2%。、1%和5%?；旌弦?-4，得到摻有助燃劑的原煤1-4。比較例比較助燃劑成份(質(zhì)量比)NaClO4 =MnO2 =NaCl :廢渣=1:1:1:7，其中廢渣=2份鋼渣+1份冷軋氧化鐵渣，顆粒度為200目。添加方法為將比較助燃劑以原煤質(zhì)量比為O. 5%o加入原煤中，得到比較原煤I。將添加有混合液1-4的原煤1-4與添加有比較助燃劑的比較原煤I以及未添加助燃劑的原煤在實驗室小型流化床以及熱重分析儀上進行燃燒實驗，結(jié)果如下表表I煤燃燒著火溫度與煙氣中氣體含量的平均值
權(quán)利要求
1.一種節(jié)煤脫硫助燃劑的制備方法，其特征在于，將成分質(zhì)量比為鋼渣12% 25%，脫硫渣35% 46%，冷軋氧化鐵渣38% 45%的原料混合均勻、粉碎磨細至粒徑為Imm以下；然后向均勻混合磨細的粉末中加入酸性溶液進行酸化攪拌，PH值到4 4. 5，使粉末中可溶物溶解，加入堿性溶液調(diào)節(jié)PH值到5 6過濾，取過濾后的液體即為節(jié)煤脫硫助燃劑。
2.如權(quán)利要求I所述的節(jié)煤脫硫助燃劑的制備方法，其特征在于，所述各組分含有的有效成分在該組分中的質(zhì)量百分比含量為 鋼渣中，Al2O3為10% 15%，CaO為40% 50%，F(xiàn)e2O3為5% 10%，余量為雜質(zhì)； 脫硫渣中，Na2O 為 1% 5%，CaO 為 20% 30%，MnO 為 1% 2%，F(xiàn)e2O3 為 35% 45%，余量為雜質(zhì)； 冷軋氧化鐵渣中，F(xiàn)e2O3為85% 96%，，余量為雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的節(jié)煤脫硫助燃劑的制備方法，其特征在于，所述酸性溶液為鹽酸溶液，堿性溶液為氫氧化鈉溶液。
4.如權(quán)利要求I或2所述的節(jié)煤脫硫助燃劑的制備方法，其特征在于，所述酸化攪拌時間為4-6分鐘，攪拌速度為50-70轉(zhuǎn)/分鐘。
5.一種節(jié)煤脫硫助燃劑，其特征在于，由權(quán)利要求1-4任一項所述的制備方法制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)煤脫硫助燃劑及其制備方法，解決了現(xiàn)有節(jié)煤脫硫助燃劑成本高、助燃效果有待提高的問題。制備方法包括將成分質(zhì)量比為鋼渣12%～25%，脫硫渣35%～46%，冷軋氧化鐵渣38%～45%的原料混合均勻、粉碎磨細至粒徑為1mm以下；然后向均勻混合磨細的粉末中加入酸性溶液進行酸化攪拌，pH值到4～4.5，使粉末中可溶物溶解，加入堿性溶液調(diào)節(jié)pH值到5～6過濾，取過濾后的液體即為節(jié)煤脫硫助燃劑。本發(fā)明助燃劑由上述方法制得，具有工藝簡單、成本低、節(jié)煤脫硫助燃效果好的優(yōu)點。
文檔編號C10L9/10GK102827665SQ20121033326
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者吳高明, 王世杰, 周章華, 陳慧娟 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司