一種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑及其制備方法，該添加劑由以下重量份的原料配比而成：高嶺土：40–50份；硅線石：30–40份；鋁礬土：5–10份；石英：15–30份，研磨混合而得。本發(fā)明燃煤添加劑的使用可以有效控制粉煤燃燒過程中堿金屬化合物的釋放，進而減少鍋爐的積灰、結渣以及壁面腐蝕等問題，可以提高鍋爐的傳熱效率，延長鍋爐使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。此外，氣態(tài)堿金屬化合物的減少也會降低亞微米顆粒的排放量，有助于緩減目前嚴峻的環(huán)境問題。該添加劑的配方簡單，成分穩(wěn)定，無毒無害，易于儲存，各礦物質(zhì)均來源廣泛，便宜易得。
【專利說明】一種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤炭清潔燃燒【技術領域】，更具體地涉及一種控制堿金屬釋放的燃煤添 加劑及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 多煤、貧油、少氣的能源結構特點決定了煤炭在未來的一段時間內(nèi)仍是我國最主 要的能源支撐?；痣姀S無疑是用煤大戶，根據(jù)有關規(guī)定，電力等行業(yè)的動力用煤為低階煤， 在煤燃燒過程中，其中含有的大量的堿金屬化合物會揮發(fā)出來。釋放出來的堿金屬蒸汽會 沉積到鍋爐對流管壁上，造成嚴重的積灰；堿金屬化合物還會與其它成灰物質(zhì)（如二氧化 硅、氧化鈣）形成低熔點的化合物或共晶體，粘結在鍋爐換熱面上，形成大面積的結渣。這 會造成鍋爐傳熱效率下降，局部高溫爆管，導致計劃外的停車檢修，大大縮短了鍋爐的使用 壽命，增加了生產(chǎn)成本，降低了企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，在整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC) 系統(tǒng)或其他潔凈煤發(fā)電技術中，高溫煙氣中的堿金屬蒸汽會造成氣輪機葉片的嚴重腐蝕， 極大地影響了設備的利用效率。而且，堿金屬化合物往往富集于較小的（亞微米級）顆粒物 中，這些顆粒物不能被集灰系統(tǒng)所捕集而被釋放到大氣環(huán)境中，造成嚴重的環(huán)境污染（如 霧霾），對人的身心健康構成巨大的威脅。因此，實現(xiàn)粉煤燃燒過程中對堿金屬化合物釋放 的控制是一個亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑 及其制備方法，克服現(xiàn)有技術中燃用高堿金屬含量煤過程中堿金屬的釋放造成的鍋爐嚴重 積灰、結渣、換熱面腐蝕以及環(huán)境污染等問題。
[0004] 本發(fā)明的技術方案是：一種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑，該添加劑由以下重量 份的原料配比而成：
[0005] 高嶺土： 40 - 50份 桂線石,：30 - 40份 鋁礬土： 5 - 10份 石英：15 - 30份
[0006] 優(yōu)選的，該添加劑由以下重量份的原料配比而成：高嶺土50份，硅線石30份，鋁礬 土5份，石英15份。
[0007] -種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑的制備方法，首先，取高嶺土40-50份，硅線石30-40份，鋁礬土5-10份，石英15-30份；其次，將這些原料分別投入磨粉機中粉碎，并研磨 至過300目篩；最后，將研磨后的粉末混合加入攪拌機中攪拌均勻，得到控制堿金屬釋放的 燃煤添加劑。
[0008] 本發(fā)明控制堿金屬釋放的燃煤添加劑的作用機理為：在煤燃燒過程中，煤中的堿 金屬化合物的存在形態(tài)大致有兩種：一種是以水合離子形式和有機形式存在于煤中的堿金 屬，在燃燒過程中會揮發(fā)釋放出來，以氣態(tài)的形式存在于高溫煙氣中，這部分堿金屬化合物 對鍋爐的結渣、積灰以及換熱面的腐蝕有很大影響；另一部分堿金屬是以硅鋁酸鹽的形式 存在于煤基質(zhì)中，這部分堿金屬不會釋放出來，以固體的形式進入灰渣中而排出爐外，因而 對鍋爐的危害較小。本發(fā)明燃煤添加劑的主要成分為含有鋁、硅氧化物的礦物質(zhì)，在燃燒過 程中不同礦物質(zhì)的合理配比有助于其以化學方式吸附堿金屬蒸汽生成高熔點的堿金屬的 鋁硅酸鹽，使堿金屬化合物進入灰渣中隨之排出爐外。這樣，燃燒過程中堿金屬的排放量就 得到了有效的控制，降低了氣態(tài)堿金屬化合物的含量，進而減少了積灰與結渣問題，而且也 減少了細小顆粒的排放。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明燃煤添加劑的使用可以有效控制粉煤燃燒過程中堿 金屬化合物的釋放，進而減少鍋爐的積灰、結渣以及壁面腐蝕等問題，可以提高鍋爐的傳熱 效率，延長鍋爐使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。此外，氣態(tài)堿金屬化合物的減少也 會降低亞微米顆粒的排放量，有助于緩減目前嚴峻的環(huán)境問題。該添加劑的配方簡單，成分 穩(wěn)定，無毒無害，易于儲存，各礦物質(zhì)均來源廣泛，便宜易得。

【具體實施方式】
[0010] 下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0011] 實施例1:本實施例的控制堿金屬釋放燃煤添加劑由如下重量份的原料配比組 成：高嶺土45份，硅線石30份，鋁礬土10份，石英15份。
[0012] 本實施例添加劑的制備方法為：將高嶺土、硅線石、鋁礬土、石英這些原料分別投 入磨粉機中粉碎，并研磨至過300目篩，然后將研磨后的粉末混合加入攪拌機中攪拌均勻， 得到控制堿金屬釋放的燃煤添加劑。
[0013] 實施例2:本實施例的控制堿金屬釋放燃煤添加劑由如下重量份的原料配比組 成：高嶺土45份，硅線石35份，鋁礬土5份，石英15份。
[0014] 本實施例添加劑的制備方法與實施例1相同。
[0015] 實施例3:本實施例的控制堿金屬釋放燃煤添加劑由如下重量份的原料配比組 成：高嶺土50份，硅線石30份，鋁礬土5份，石英15份。
[0016] 本實施例添加劑的制備方法與實施例1相同。
[0017] 實施例4:本實施例的控制堿金屬釋放燃煤添加劑由如下重量份的原料配比組 成：高嶺土40份，硅線石35份，鋁礬土5份，石英20份。
[0018] 本實施例添加劑的制備方法與實施例1相同。
[0019] 實施例5:本實施例的控制堿金屬釋放燃煤添加劑由如下重量份的原料配比組 成：高嶺土50份，硅線石40份，鋁礬土10份，石英30份。
[0020] 本實施例添加劑的制備方法與實施例1相同。
[0021] 本發(fā)明控制堿金屬釋放的燃煤添加劑的使用方法為：將添加劑預先與煤粉混合均 勻后加入爐膛內(nèi)燃燒或者將添加劑按一定的比例噴入煤粉爐中。本發(fā)明控制堿金屬釋放的 燃煤添加劑的添加量需根據(jù)煤中灰含量以及灰中的堿金屬含量來確定。
[0022] 以上5個實施例針對新疆哈密煤燃燒時的堿金屬移除效率為：
[0023]

【權利要求】
1. 一種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑，其特征在于，該添加劑由以下重量份的原料配 比而成： 高嶺土 ：40 - 50份 硅線石：30 - 40份 鋁礬土 ：5 - 10份 石英：15 - 30份。
2. 根據(jù)權利要求1所述控制堿金屬釋放的燃煤添加劑，其特征在于：該添加劑由以下 重量份的原料配比而成：高嶺土 50份，硅線石30份，鋁礬土 5份，石英15份。
3. -種控制堿金屬釋放的燃煤添加劑的制備方法，其特征在于：首先，按權利要求1的 原料配比分別取高嶺土、硅線石、鋁礬土、石英；其次，將這些原料分別投入磨粉機中粉碎， 并研磨至過300目篩；最后，將研磨后的粉末混合加入攪拌機中攪拌均勻，得到控制堿金屬 釋放的燃煤添加劑。
【文檔編號】C10L10/04GK104327903SQ201410578028
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】康勇, 徐林林, 王濤濤, 武婷婷 申請人:天津大學, 國電燃料有限公司