專利名稱：一種鍋爐用燃煤固硫組配方法
技術領域：
本發明屬固硫技術領域，尤其是一種鍋爐用燃煤固硫組配方法。
背景技術：
隨著國民經濟的快速發展，我國煤炭的地下儲藏量也趨于迅速減少的勢頭，優質煤因超量開采和大量出口，其減少的勢頭尤為嚴重，而像石頭一樣的劣質高硫煤留在國內，由于其熱值低和污染嚴重給工業生產和人民生活帶來了嚴重困難，同時給大氣環境造成了嚴重危害。從發展和戰略眼光來看，環境污染和能源匱乏問題，已對國民的生存與發展構成了嚴重威脅，到了非解決不可的地步。市場上生產燃煤固硫劑種類甚多，但真正能解決煤炭燃燒過程中的環保、節能、固硫等問題的微乎其微，例如燃煤不充分，粉塵、結焦酸性有害氣體排放不徹底，不固硫等等，造成不能有效的提高熱效率及含硫氣體排入大氣。煤中硫是最有害的化學成分。煤燃燒時，其中硫生成二氧化硫，腐蝕金屬設備，污染環境。市場上的燃煤固硫劑成分為錳礦石、碳酸鈣和化學外加劑。錳礦石與化學外加劑共同作用，可以降低煤粉的燃點，提高煤粉灰分的熔點，并在高溫下調節燃燒氣氛，達到促進劣質煤的集中燃燒的目的；碳酸鈣和化學外加劑共同作用，遇煤燃燒后產生的二氧化硫起反應，將硫物質沉淀在煤渣中，從而減少了排入大氣的二氧化硫；但是所采用的化學外加劑在自然界比較難于獲取，而且在鍋爐用中對燃煤固硫的效果要求很高，因此，需要一種更理想的固硫組配方法，能夠進一步降低煤粉的燃點，提高煤粉的利用效率，更加節約用煤，進一步將煤燃燒時產生的二氧化硫中的硫元素沉淀在煤渣中，減少有害氣體的排放。鑒于上述原因，現有的燃煤固硫配方需要改進。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，原料在市場上容易購買，組配后能夠達到節煤13%以上，降低二氧化硫排放量90%以上效果。本發明為了實現上述目的，采用如下技術方案:一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，組配重量百分比為:石灰石40-60 %，碳酸鉀10-20 %，硅酸鈉5-20 %，高錳酸鉀10-20 %，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-30%，以上的各組份按重量配比之和為100%。石灰石40-50 %，碳酸鉀10-15%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-15 %，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-20%，以上的各組份按重量配比之和為100%。石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。助燃固硫物質為含鈷、鎘、鑭系稀土天然礦物其中的一種或組合。熟料助燒劑組配重量百分比為:氧化鈷55-70%,氧化鎘20-40%,鑭系稀土二氧化鑭5-10%的，以上的各組份按重量配比之和為100%。催化燃燒的特點是降低反應所需的活化能，使反應能在較低的溫度下進行。煤粉在著火階段，主要表現為揮發分的釋放和燃燒。隨著大部分揮發分釋放完畢，周圍的氧氣逐漸擴散到煤粉裂解后的焦炭表面并滲透到孔隙結構中，在一定的溫度作用下，氧氣和焦碳表面碳和氫作用形成二氧化碳和水為主的產物并往外擴散。在這個階段，促進氧氣與焦碳的充分接觸能提高煤粉的燃盡。特別是在煤粉燃燒的后期階段，由于有機碳的消耗，煤粉體積逐漸收縮，煤粉中的灰分逐漸覆蓋在外層，阻礙了氧氣往煤焦內部的進一步擴散，不可避免的造成難燃盡。上述組分中，硅酸鈉與熟料助燒劑在高溫下發生一系列的物理化學變化，硅酸鈉與熟料助燒劑形成二氧化鈉，金屬離子(如鉀、鈉)等等。氧化鈣可以起到增氧作用，改變煤燃燒時局部缺氧的狀況，且熱量集中，有助于煤的進一步燃燒，繼而提高煤的燃燒率，減小煤粒外排，降低空氣污染和能源浪費；而金屬離子與煤碳中含有的腐植酸鹽將進行鹽基交換而生成著火點較低的腐值酸鹽，當煤粉表面的這些氣態分子量的碳氫化合物質量分數達到一定值時，與氧氣化合反應放熱遠遠大于散熱，使反應迅速加快，形成著火，改變了煤碳的著火性能。同時，某些金屬鹽分解的斷裂分解，使氣態揮發分較快釋放出來，增加了易燃的揮發分含量，從而加快了煤的著火速度。煤在燃燒時產生高溫，硫與氧反應生成二氧化硫，氧化鈣與二氧化硫反應生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再和氧氣反應生成硫酸鈣，通過這個過程大多數的硫就被固定下來了，不會以二氧化硫的形式釋放到大氣中形成酸雨。鑭在高溫下對加快反應速度起到明顯的作用，鑭系稀土元素是以鑭為代表的一族元素，具有相似的外層電子結構，對熟料的煅燒均具有促進作用，鑭系稀土元素在熟料燒成固相反應階段可通過形成中間產物促進固相反應，在燒成階段對硅酸鹽礦物形成起催化作用，能使碳酸鹽分解溫度、固相反應溫度、阿特利形成溫度等下降10-35度，達到同樣燒成程度的時間縮短5-10秒，當在體系中添加鑭系稀土元素時，可奪取反應分子形成反應活化體，然后再轉變為產物分子，從而大大加快了礦物的形成速率，與此相應，礦物形成速[率的加快又促使氧化鈣粒子擴散遷移速度的加快，使新分解而產生的氧化鈣能快速地與酸性氧化物反應形成中間產物，并導致正在分解的碳酸鹽顆粒的產物層迅速變薄，進而又加快碳酸鹽分解反應的速度，加快二氧化硫與氧化鈣的反應生成亞硫酸鈣的速度，同時催化亞硫酸鈣在生成時迅速與氧氣發生反應生成硫酸鈣，并促使硫酸鈣固化成塊。在燃燒過程中，氧氣不斷從金屬向碳原子傳遞，加快了氧氣的擴散速度，有利于加速碳的燃燒，增加煤的燃燼率，但金屬離子也會與煤中的氧基官能團結合，同時在燃燒中也會與煤中礦物質作用，因此在使用鍋爐用燃煤固硫組配方法時應注意含量對催化效果的影響，并不是摻量越多越好。本發明的有益效果是:原料在市場上容易購買，能夠達到節煤13%以上，降低二氧化硫排放量90%以上效果。加入氧化鎘可提高生料的活性和穩定性，適量的氧化鎘加入后能顯著提高熟料質量，但是摻加過量則使得熟料游離氧化鈣增加，熟料質量下降。固硫配方內含有大量的活性金屬氧化物，除了和二氧化硫發生化學反應之外，還起到助燃和催化燃燒的作用，改變了原來燃燒不充分的狀況。固硫配方內還有相當數量的單質金屬高能燃料，燃燒時和強氧化劑發生置換反應釋放出大量的熱能，使燃燒溫度提高50-100度以上，把劣質煤中原來不能燃燒的成份，如煤矸石也能充分燃燒，使燃燒后爐渣含量下降5-10%。加入固硫粉后，使爐膛內的燃燒溫度提高50-100，把那些微細煤粉面及懸浮顆粒物充分燃燒轉化成熱能。因此，提高煤的燃燒熱效率，同時又大大地降低了煙塵污染，使煙塵格曼黑度達到國家要求和控制的標準。解決了環境污染問題，不會給天空排放黑煙和灰塵，減少了對大氣質量的破壞，大大降低煙氣中二氧化硫排量，提高燃燒溫度，使燃料燃燒充分，消除黑煙，凈化空氣，減少對環境的污染。燃煤固硫組配方法中各組分對煅燒設備無損害，通過節煤固硫可有效減少硫氣體排放，因此，具有重大經濟、社會、環保效益，可廣泛用于鍋爐用生產中。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明:實施例1組配重量百分比為:石灰石40-60%，碳酸鉀10-20%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-20%，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-30%，以上的各組份按重量配比之和為100% ;石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。實施例2石灰石40-50 %，碳酸鉀10-15%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-15 %，硼粉10-20%，熟料助燒劑10-20%，以上的各組份按重量配比之和為100% ;石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。實施例3助燃固硫物質為含鈷、鎘、鑭系稀土天然礦物其中的一種或組合。實施例4熟料助燒劑組配重量百分比為:氧化鈷55-70%,氧化鎘20-40%,鑭系稀土二氧化鑭5-10%的， 以上的各組份按重量配比之和為100%。
權利要求
1.一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:組配重量百分比為:石灰石40-60%，碳酸鉀10-20%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-20%，硼粉10_20%，熟料助燒劑10-30%，以上的各組份按重量配比之和為100%。
2.根據權利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:石灰石40-50%，碳酸鉀10-15%，硅酸鈉5-20%，高錳酸鉀10-15%，硼粉10-20 %，熟料助燒劑10-20%，以上的各組份按重量配比之和為100%。
3.根據權利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:石灰石中氧化鈣的含量不低于60%。
4.根據權利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:助燃固硫物質為含鈷、鎘、鑭系稀土天然礦物其中的一種或組合。
5.根據權利要求1所述的一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，其待征在于:熟料助燒劑組配重量百分比為:氧化鈷55-70%, 氧化鎘20-40%,鑭系稀土二氧化鑭5-10%的，以上的各組份按重量配比之和為10 0%。
全文摘要
本發明公開了一種鍋爐用燃煤固硫組配方法，組配重量百分比為石灰石40-60％，碳酸鉀10-20％，硅酸鈉5-20％，高錳酸鉀10-20％，硼粉10-20％，熟料助燒劑10-30％，以上的各組份按重量配比之和為100％；石灰石中氧化鈣的含量不低于60％。本發明中的原料在市場上容易購買，組配后能夠達到節煤13％以上，降低二氧化硫排放量90％以上的效果。
文檔編號C10L9/12GK103146458SQ20131006326
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月7日 優先權日2013年2月7日
發明者張亞南, 吳迪 申請人:洛陽大澤節能環保科技有限公司