[发明专利]一种火电厂用煤粉助燃剂

说明书

技术领域

本发明属助燃剂技术领域，特别涉及一种火电厂用煤粉助燃剂。

背景技术

现在市场上生产煤用添加剂、助燃剂的种类甚多，但真正能解决煤炭燃烧过程中的环保、节能等问题的微乎其微，例如燃煤不充分，粉尘、结焦酸性有害气体排放不给力等等，造成不能有效的提高热效率。申请号为200910066215.2的发明专利申请公开了一种水泥窑用煤粉助燃剂，其组成及重量百分比为：锰矿石50～80％，化学激发剂10～40％，熟料助烧剂5％～15％，水分含量小于2％；其采用的化学激发剂为硝酸钾、碳酸钾、硅酸钠的一种或组合。其通过锰矿石和化学外加剂的共同作用，降低煤粉的燃点，提高煤粉灰分的熔点，并在高温下调节燃烧气氛，达到促进劣质煤的集中燃烧的目的，实现在水泥窑中使用劣质煤时煅烧合格水泥熟料的要求。但是其采用的化学激发剂在自然界比较难于获取，而且在火电厂中对燃煤的燃烧效果要求更高，因此需要一种更理想的助燃剂，能够进一步降低煤粉的燃点，提高煤粉的利用效率，更加节约用煤。

发明内容

基于上述原因，本发明的目的在于，提供一种在自然界比较容易获取，能够达到节煤13％以上效果的火电厂用煤粉助燃剂。本发明采用的技术方案是，一种火电厂用煤粉助燃剂，其组成及重量百分比为：锰矿石50～80％，化学激发剂10～40％，熟料助烧剂5％～15％，其中化学激发剂为铝硅酸钠或铝硅酸钾；

进一步，火电厂用煤粉助燃剂组成及重量百分比为：锰矿石50～70％，化学激发剂20～40％，熟料助烧剂5％～15％；

进一步，所述的锰矿石中锰含量以MnO2计质量比含量不低于40％；

进一步，所述助烧剂为含Cu、Cr、镧系稀土元素天然矿物其中的一种或组合；

进一步，所述的熟料助烧剂组成及重量百分比为：CuO 55％～70％，Cr2O3 20％～40％，镧系稀土LaO2 5％～10％。

催化燃烧的特点是降低反应所需的活化能，使反应能在较低的温度下进行。煤粉在着火阶段，主要表现为挥发分的释放和燃烧。随着大部分挥发分释放完毕，周围的氧气逐渐扩散到煤粉裂解后的焦炭表面并渗透到孔隙结构中，在一定的温度作用下，氧气和焦碳表面碳和氢作用形成二氧化碳和水为主的产物并往外扩散。在这个阶段，促进氧气与焦碳的充分接触能提高煤粉的燃尽。特别是在煤粉燃烧的后期阶段，由于有机碳的消耗，煤粉体积逐渐收缩，煤粉中的灰分逐渐覆盖在外层，阻碍了氧气往煤焦内部的进一步扩散，不可避免的造成难燃尽。

上述组分中，锰矿石与化学激发剂在高温下发生一系列的物理化学变化，锰矿石中的MnO2与化学激发剂形成固体氧化剂(如KMnO4)、金属离子(如K+、Na+等)等。固体氧化剂可以起到增氧作用，改变煤燃烧时局部缺氧的状况，且热量集中，有助于煤的进一步燃烧，继而提高煤的燃烧效率，减小煤粒外排，降低空气污染和能源浪费；而金属离子与煤炭中含有的腐植酸盐(一般是不溶性的腐植酸钙)将进行盐基交换而生成着火点较低的腐植酸盐，当煤粉表面的这些气态低分子量的碳氢化合物质量分数达到一定值时，与氧气化合反应放热远远大于散热，使反应迅速加快，形成着火，改变了煤炭的着火性能。同时，某些金属盐分解的氧化物或直接添加进去的金属氧化物促进了煤炭中长链脂肪族烷烃的C-C键的断裂分解，使气态挥发分较快释放出来，增加了易燃的挥发分含量，从而加快了煤的着火速度。金属离子促进C＝O键的形成和加强，削弱煤中C-C键使之易断裂，且C＝O键作为电子给予体与具有未满d能带的过渡金属形成络合物CO-M+(M+为催化剂的金属离子)，该络合物担负着反应活性中心的作用，其反应式为：

M+-CO+O2→MO+CO2

4MO+C→2M2O+CO2

M2O+1/2O2→2MO

中间络合物氧化分解成金属氧化物MO，MO被碳还原成金属或低价金属氧化物，然后依靠金属或低价金属氧化物吸附氧气，便又得到金属氧化物，就这样金属一直处于氧化-还原的循环中。由于氧气不断从金属向碳原子传递，加快了氧气的扩散速度，有利于加速碳的燃烧，增加煤的燃烬率，但金属离子也会与煤中的氧基官能团结合，同时在燃烧中也会与煤中矿物质作用，因此在使用火电厂用煤粉助燃剂时应注意含量对催化效果的影响，并不是掺量越多越好。