一種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑及其制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑及其制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥工業(yè)生產(chǎn)中使用的主要燃料是煤炭，隨著優(yōu)質(zhì)煙煤的日益短缺和煤炭?jī)r(jià)格的日益上漲，水泥工業(yè)正在向利用劣質(zhì)燃料的方向發(fā)展。但是劣質(zhì)煤在水泥生產(chǎn)中的使用會(huì)使燃燒特性變差，能耗變高、影響到熟料煅燒，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。要使劣質(zhì)煤能夠滿足水泥生產(chǎn)的要求，必須提高劣質(zhì)煤的燃燒特性。
[0003]此外，有些劣質(zhì)煤在燃燒過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的硫化物，造成水泥窯煙氣中502排放濃度嚴(yán)重超標(biāo)(200-3800mg/Nm3)。根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥窯煙氣中502排放濃度應(yīng)< 200mg/Nm3，單位產(chǎn)品排放量需低于0.6kg/t。有些南方城市如廣東省、浙江省等地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥窯煙氣中302濃度< 100mg/Nm3。
[0004]因此，為推動(dòng)能源合理利用、經(jīng)濟(jì)結(jié)溝調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，控制燃煤造成的二氧化硫大量排放、酸沉降污染惡化趨勢(shì)，研制一種既能促進(jìn)煤粉的燃燒，又能減少硫化物排放且對(duì)水泥熟料的性能沒有任何負(fù)面影響的催化固硫劑十分必要。為了改善劣質(zhì)煤的燃燒狀況和減少硫化物的排放，國(guó)內(nèi)外對(duì)燃煤助燃劑的研究和使用進(jìn)行了一些研究工作，但大多數(shù)針對(duì)電廠或工業(yè)鍋爐用煤的高效利用，當(dāng)然由于生產(chǎn)原理與工藝的不同，生產(chǎn)使用的助燃劑一方面不能適應(yīng)新型干法工藝中煤粉燃燒特性的需要，另一方面，有的還會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)和性能產(chǎn)生不利的影響，而不能被水泥行業(yè)所利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑及其制備和使用方法，該催化固硫劑既能促進(jìn)煤粉的燃燒，提高煤粉的燃盡率，又能減少硫化物排放且對(duì)水泥熟料的性能沒有任何負(fù)面影響。
[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的第一個(gè)技術(shù)方案是:一種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑，以高氯酸鉀作為增氧劑，以氯化鈉作為膨松劑，以吐溫作為分散劑，由碳酸鈣、氧化鐵、氧化硼和稀土尾礦組成催化劑，并且該催化固硫劑中各組分的質(zhì)量百分比為:增氧劑30?36%，膨松劑8?17%，分散劑2?5%，催化劑48?55% ；
[0007]其中，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比為:碳酸鈣10?18%，氧化鐵6?17%，氧化硼I?2%，稀土尾礦68?83% ;稀土尾礦的組分及其質(zhì)量百分比為:二氧化鋪5?12%、氧化鑭10?22%、氧化釹55?75%、硝酸鈰5?12%。
[0008]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的第二個(gè)技術(shù)方案是:上述水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑的制備方法，將增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑按照設(shè)定的質(zhì)量百分比混合后，研磨成200微米以下的粉末狀物料，得到催化固硫劑干粉，然后加入4?6倍質(zhì)量百分比的水，水溫在60?70°C，在高速攪拌機(jī)下充分混合，得到催化固硫劑母液。
[0009]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的第三個(gè)技術(shù)方案是:上述水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑的使用方法，將增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑按照設(shè)定的質(zhì)量百分比混合后，研磨成200微米以下的粉末狀物料，得到催化固硫劑干粉，然后加入4?6倍質(zhì)量百分比的水，水溫在60?70°C，在高速攪拌機(jī)下充分混合，得到催化固硫劑母液，該催化固硫劑母液的添加量與燃煤摻混量的質(zhì)量百分比為千分之二至千分之四。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:采用增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑來提高煤的活性，降低煤粉著火溫度，加快煤的燃燒速率，提高煤粉燃盡度，并且提高分解爐和窯內(nèi)溫度，提高煤粉的發(fā)熱強(qiáng)度，節(jié)省煤耗，并減少硫化物排放且對(duì)水泥熟料的性能沒有任何負(fù)面影響，對(duì)解決水泥工業(yè)能源危機(jī)和環(huán)境污染具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)簡(jiǎn)單，操作容易，并且對(duì)不同煤種適應(yīng)性好，可用于多種新型干法水泥窯用煤。實(shí)踐測(cè)試證明:將微量催化固硫劑加入燃煤中，該催化劑加入煤中可節(jié)煤3?8%，固硫效率70?90%。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，詳細(xì)說明如下:
[0012]實(shí)施例1:
[0013]—種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑，以高氯酸鉀作為增氧劑，以氯化鈉作為膨松劑，以吐溫作為分散劑，由碳酸鈣、氧化鐵、氧化硼和稀土尾礦組成催化劑，并且該催化固硫劑中各組分的質(zhì)量百分比為:增氧劑32%，膨松劑15%，分散劑5%，催化劑48% ;其中，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比為:碳酸鈣18%，氧化鐵6%，氧化硼I %，稀土尾礦75% ;稀土尾礦的組分及其質(zhì)量百分比為:二氧化鋪5%，氧化鑭10%，氧化釹75%，硝酸鋪10%。
[0014]上述水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑的制備方法是:
[0015]將增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑按上述質(zhì)量百分比混合，并研磨成200微米以下的粉末狀物料，得到催化固硫劑干粉，然后加入4倍質(zhì)量百分比的水，水溫在60°C，在高速攪拌機(jī)下充分混合，得到催化固硫劑母液。
[0016]按照催化固硫劑母液的添加量與燃煤摻混量的質(zhì)量百分比為千分之二，在湖南湘潭某5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線上使用，煤粉燃燒情況得以好轉(zhuǎn)，有效促進(jìn)了煤粉的燃燒，提高了煤的活性，將煤粉的著火溫度降低至18°C，提高了煤粉的燃盡度和發(fā)熱強(qiáng)度，并使窯尾結(jié)皮減少，SO2排放濃度從350mg/Nm3降低到100mg/Nm3，固硫效率為71.4%，節(jié)煤率為4%，且對(duì)水泥熟料的性能沒有任何負(fù)面影響。
[0017]實(shí)施例2:
[0018]—種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑，以高氯酸鉀作為增氧劑，以氯化鈉作為膨松劑，以吐溫作為分散劑，由碳酸鈣、氧化鐵、氧化硼和稀土尾礦組成催化劑，并且該催化固硫劑中各組分的質(zhì)量百分比為:增氧劑30%，膨松劑17%，分散劑4%，催化劑49% ;其中，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比為:碳酸鈣13%，氧化鐵17%，氧化硼2%，稀土尾礦68% ;稀土尾礦的組分及其質(zhì)量百分比為:二氧化鋪12%，氧化鑭21%，氧化釹55%，硝酸鋪12%。
[0019]上述水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑的制備方法是:
[0020]將增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑按上述質(zhì)量百分比混合，并研磨成200微米以下的粉末狀物料，得到催化固硫劑干粉，然后加入5倍質(zhì)量百分比的水，水溫在65°C，在高速攪拌機(jī)下充分混合，得到催化固硫劑母液。
[0021]按照催化固硫劑母液的添加量與燃煤摻混量的質(zhì)量百分比為千分之三，在湖南株洲某5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線上使用，使窯的穩(wěn)定性增強(qiáng)，燃燒器端面結(jié)焦現(xiàn)象減少，有效促進(jìn)了煤粉的燃燒，提高了煤的活性，節(jié)煤效果明顯，SO2的排放濃度從450mg/Nm3降低到100mg/Nm3，固硫效率為77.8%,節(jié)煤率為3 %，且對(duì)水泥熟料的性能沒有任何負(fù)面影響。
[0022]實(shí)施例3:
[0023]—種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑，以高氯酸鉀作為增氧劑，以氯化鈉作為膨松劑，以吐溫作為分散劑，由碳酸鈣、氧化鐵、氧化硼和稀土尾礦組成催化劑，并且該催化固硫劑中各組分的質(zhì)量百分比為:增氧劑31 %，膨松劑16 %，分散劑5 %，催化劑48 % ;其中，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比為:碳酸鈣15%，氧化鐵7%，氧化硼I %，稀土尾礦77% ;稀土尾礦的組分及其質(zhì)量百分比為:二氧化鋪7%，氧化鑭22%，氧化釹65%，硝酸鋪6%。
[0024]上述水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑的制備方法是:
[0025]將增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑按上述質(zhì)量百分比混合，并研磨成200微米以下的粉末狀物料，得到催化固硫劑干粉，然后加入6倍質(zhì)量百分比的水，水溫在70°C，在高速攪拌機(jī)下充分混合，得到催化固硫劑母液。
[0026]按照催化固硫劑母液的添加量與燃煤摻混量的質(zhì)量百分比為千分之三，在河北某熱電廠75t/h煤粉爐上使用，能有效促進(jìn)煤粉的燃燒，提高煤的活性，降低煤粉著火溫度250C，提高煤粉燃盡度和發(fā)熱強(qiáng)度，可使SO2的排放濃度從450mg/Nm3降低到120mg/Nm3，固硫效率為73.3%,節(jié)煤率為6.2%,且對(duì)設(shè)備沒有任何負(fù)面影響。
[0027]實(shí)施例4:
[0028]—種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑，以高氯酸鉀作為增氧劑，以氯化鈉作為膨松劑，以吐溫作為分散劑，由碳酸鈣、氧化鐵、氧化硼和稀土尾礦組成催化劑，并且該催化固硫劑中各組分的質(zhì)量百分比為:增氧劑33 %，膨松劑14%，分散劑4%，催化劑49 % ;其中，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比為:碳酸鈣10%，氧化鐵6%，氧化硼I %，稀土尾礦83% ;稀土尾礦的組分及其質(zhì)量百分比為:二氧化鋪7%，氧化鑭12%，氧化釹74%，硝酸鋪7%。
[0029]上述水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑的制備方法是:
[0030]將增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑按上述質(zhì)量百分比混合，將混合物研磨成200微米以下的粉末狀物料，得到催化固硫劑干粉，然后加入4倍質(zhì)量百分比的水，水溫在65°C，在高速攪拌機(jī)下充分混合，得到催化固硫劑母液。
[0031]按照催化固硫劑母液的添加量與燃煤摻混量的質(zhì)量百分比為千分之三，在四川某2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線上使用，可使煤的活性增加，能有效促進(jìn)煤粉的燃燒，降低煤粉著火溫度17°C，提高煤粉燃盡度和發(fā)熱強(qiáng)度，噸熟料標(biāo)煤耗用量減少，SO2的排放濃度從600mg/Nm3降低到100mg/Nm3，固硫效率為83.3%,節(jié)煤率為4.8%。
[0032]實(shí)施例5:
[0033]—種水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑，以高氯酸鉀作為增氧劑，以氯化鈉作為膨松劑，以吐溫作為分散劑，由碳酸鈣、氧化鐵、氧化硼和稀土尾礦組成催化劑，并且該催化固硫劑中各組分的質(zhì)量百分比為:增氧劑34%，膨松劑13%，分散劑2%，催化劑51% ;其中，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比為:碳酸鈣11%，氧化鐵7%，氧化硼1%，稀土尾礦81%;稀土尾礦的組分及其質(zhì)量百分比為:二氧化鋪5%，氧化鑭10%，氧化釹75%，硝酸鋪10%。
[0034]上述水泥工業(yè)用劣質(zhì)煤催化固硫劑的制備方法是:
[0035]將增氧劑、膨松劑、分散劑以及催化劑按上述質(zhì)量百分比混合，將混合物研磨成200微米以下的粉末狀物料，得到催化固硫劑干粉，