本發(fā)明涉及節(jié)煤劑，具體涉及一種用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑及其制備工藝與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、水泥熟料是將生料經(jīng)過煅燒、磨細(xì)后得到，由于煅燒過程通常在高溫下進(jìn)行，為維持高溫狀態(tài)需要消耗大量的煤炭。研究顯示每燒制1噸水泥熟料需要消耗大約100kg的標(biāo)準(zhǔn)煤，而且還會(huì)排放出約0.8噸的二氧化碳以及硫氧化物、氮氧化物等污染氣體。因此，水泥生產(chǎn)行業(yè)是一個(gè)高能耗、高污染的行業(yè)。

3、為了提高煤炭的熱效率，?節(jié)能增效，在用于水泥熟料煅燒的煤炭/煤粉中添加節(jié)煤劑是一種常用的方式。由于減少煤的用量還能夠降低二氧化碳等氣體的排放，節(jié)煤劑的使用能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來同時(shí)帶來經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。目前的節(jié)煤劑主要是通過促進(jìn)煤的充分燃燒，提高其熱效率實(shí)現(xiàn)節(jié)煤的效果。但這種方式對(duì)煤炭的節(jié)省效果有限，尤其隨著優(yōu)質(zhì)煤資源的減少，傳統(tǒng)節(jié)煤劑的使用局限性越來越大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑及其制備工藝與應(yīng)用，該節(jié)煤劑不僅能夠有效減少煤的用量，而且還具有固硫的作用，從而有助于減少硫氧化物氣體的排放。具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案如下所示。

2、首先，本發(fā)明公開一種用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，其組成包括：滲透劑10~20重量份、分散劑7~15重量份、催化劑20~25重量份、膨松劑9~13重量份、供熱劑30~48重量份和雙氧水60~70重量份。其中：所述供熱劑是由鋁粉、鐵氧化物粉末、鎂粉和玻璃粉固結(jié)形成的粉體，所述鋁粉、鐵氧化物粉末的質(zhì)量比為1：4~7。所述鎂粉為鋁粉和鐵氧化物粉末總質(zhì)量的12~20%，所述玻璃粉為鋁粉和鐵氧化物粉末總質(zhì)量的14~16%。

3、進(jìn)一步地，所述滲透劑包括：異辛醇聚氧乙烯醚、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚等中的任意一種。

4、進(jìn)一步地，所述分散劑包括：聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉等中的任意一種。

5、進(jìn)一步地，所述催化劑包括：氯化鋅、三氯化鈦、硝酸鈰、硫酸鐵、硫酸銅等中的至少一種。

6、進(jìn)一步地，所述膨松劑包括：氯化鈉、氯化鉀、碳酸氫鈉、木質(zhì)素磺酸鈉等中的至少一種。

7、進(jìn)一步地，所述鐵氧化物包括三氧化二鐵、四氧化三鐵中的至少一種?？蛇x地，所述供熱劑的粒度為30~50目。

8、進(jìn)一步地，所述雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20~35%。

9、其次，本發(fā)明公開所述用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑的制備方法，包括如下步驟：

10、（1）在保護(hù)氣氛中將所述鋁粉、鐵氧化物粉末、鎂粉和玻璃粉按比例混合均勻后加熱至所述玻璃粉的熔融溫度以上，保溫后冷卻至室溫，然后將得到的產(chǎn)物與異丙醇混合后進(jìn)行粉磨，即得所述供熱劑。

11、（2）將所述滲透劑、分散劑、催化劑、膨松劑、供熱劑加入到雙氧水中進(jìn)行超聲分散，即得所述節(jié)煤劑。

12、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述保溫時(shí)間為10~20min。

13、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述產(chǎn)物與異丙醇的比例為1g：3~6ml。

14、進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述超聲分散的時(shí)間為5~10min。

15、最后，本發(fā)明公開所述用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑在煤粉中的應(yīng)用?？蛇x地，所述節(jié)煤劑的添加量不少于煤粉質(zhì)量的3%。

16、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有以下方面的有益效果：

17、本發(fā)明的節(jié)煤劑不僅含有滲透劑、催化劑和膨松劑，其可以有效促進(jìn)煤粉的燃燒，提高煤粉的熱效率，而且本發(fā)明以雙氧水作為節(jié)煤劑的分散介質(zhì)，其可以充分滲透到煤粉顆粒中，在高溫下分解后形成氧氣和水分，這些氧氣可以使煤粉的燃燒更加充分，?減少不完全燃燒造成的熱損失，?同時(shí)也減少了煙塵的排放。同時(shí)，所述水分和煤粉提供的碳質(zhì)反應(yīng)形成水煤氣，其燃燒后可放出大量熱量，而且雙氧水分解后形成的氧氣和水分均為清潔物質(zhì)，在促進(jìn)了煤粉的熱效率的同時(shí)還不會(huì)造成額外的污染。除此之外，本發(fā)明的節(jié)煤劑中還具有鋁粉、鐵氧化物粉末、鎂粉和玻璃粉形成的供熱劑粉，其和煤粉顆?；旌虾?，在高溫下所述鎂粉燃燒后產(chǎn)生的高熱量進(jìn)一步引發(fā)所述鋁粉和鐵氧化物粉末發(fā)生鋁熱反應(yīng)，其可以放出大量的熱量，其熱值顯著高于煤粉，從而可在減少煤粉用量的情況下維持高溫狀態(tài)。而且上述的鋁熱反應(yīng)形成的噴發(fā)作用還會(huì)促進(jìn)煤粉顆粒的分散，破壞固結(jié)的煤粉，使其與氧氣接觸燃燒，提高煤粉的燃燒效率。同時(shí)，鋁熱反應(yīng)形成的鐵具有固硫作用，減少煤粉燃燒造成的硫氧化物氣體的排放。而鋁熱反應(yīng)形成的另一種產(chǎn)物氧化鋁具有促進(jìn)固硫效果的作用，這是由于氧化鋁的酸性位特點(diǎn)能夠吸附硫氧化物氣體，而且由于所述鐵和氧化鋁是伴生關(guān)系，從而使鐵更容易捕集這些硫氧化物氣體進(jìn)行反應(yīng)，將硫氧化物氣體轉(zhuǎn)換為硫酸根進(jìn)行固定。另外，所述鐵氧化物粉末也具有固硫作用。因此，本發(fā)明的所述供熱劑不僅可以降低煤粉的用量，而且還可以利用其產(chǎn)物以及反應(yīng)物減少硫氧化物氣體的排放，減少造成的環(huán)境污染。另外，由于本發(fā)明的供熱劑通過熔融后再冷卻固化的玻璃粉將各組分固結(jié)在一起，從而有效減小了鋁熱反應(yīng)的烈度，使所述鋁粉和鐵氧化物粉末之間的反應(yīng)持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，提高供熱劑的利用效率，更有利于減少煤粉的使用量。

技術(shù)特征：

1.一種用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，其特征在于，包括如下組分：滲透劑10~20重量份、分散劑7~15重量份、催化劑20~25重量份、膨松劑9~13重量份、供熱劑30~48重量份和雙氧水60~70重量份；其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，其特征在于，所述滲透劑包括：異辛醇聚氧乙烯醚、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，其特征在于，所述分散劑包括：聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，其特征在于，所述催化劑包括：氯化鋅、三氯化鈦、硝酸鈰、硫酸鐵、硫酸銅中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，其特征在于，所述膨松劑包括：氯化鈉、氯化鉀、碳酸氫鈉、木質(zhì)素磺酸鈉中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，其特征在于，所述鐵氧化物包括三氧化二鐵、四氧化三鐵中的至少一種；

7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

8.權(quán)利要求7所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述產(chǎn)物與異丙醇的比例為1g：3~6ml；可選地，步驟（1）中，所述保溫時(shí)間為10~20min。

9.權(quán)利要求7或8所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述超聲分散的時(shí)間為5~10min。

10.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑，或者權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的制備方法得到的節(jié)煤劑在煤粉中的應(yīng)用；可選地，所述節(jié)煤劑的添加量不少于煤粉質(zhì)量的3%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種用于水泥熟料燒制的高效節(jié)煤劑及其制備工藝與應(yīng)用。所述節(jié)煤劑包括：滲透劑10~20重量份、分散劑7~15重量份、催化劑20~25重量份、膨松劑9~13重量份、供熱劑30~48重量份和雙氧水60~70重量份。其中：所述供熱劑是由鋁粉、鐵氧化物粉末、鎂粉和玻璃粉固結(jié)形成的粉體，所述鋁粉、鐵氧化物粉末的質(zhì)量比為1：4~7。所述鎂粉為鋁粉和鐵氧化物粉末總質(zhì)量的12~20%。所述玻璃粉為鋁粉和鐵氧化物粉末總質(zhì)量的14~16%。本發(fā)明的上述節(jié)煤劑不僅能夠有效為減少煤的用量，而且還具有固硫的作用，從而減少硫氧化物氣體的排放。

技術(shù)研發(fā)人員：吳振,吳瓊,黃永波,郭慶鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東潤(rùn)昌建材科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9