[发明专利]电厂锅炉用纳米复合节煤剂

说明书

技术领域

本发明属于燃煤添加剂技术领域，具体涉及一种电厂锅炉用纳米复合节煤剂。

背景技术

燃煤锅炉在煤燃烧过程中，由于煤质灰分大，发热量低，锅炉经常出现结焦，结焦严重时，锅炉喷燃口被堵塞，掉焦卡在冷灰斗部位，引起积灰，结焦最为严重时，锅炉逼迫停运，给生产和生活带来不便。同时，煤在燃烧过程中产生SO₂和少部分的SO₃排放到大气中，严重污染大气环境。

为大力开展清洁生产，减少污染物排放，目前，一般采用对燃煤锅炉安装烟气脱硫装置，虽然给燃煤锅炉安装这种脱硫装置对脱硫有些作用，但是需改变现有燃烧工艺和设备，并且脱硫效果不是很明显，对锅炉燃煤的燃烧也起不到助燃的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种固硫、脱硫效果明显，节能助燃，降低排烟黑度，清灰除焦的电厂锅炉用纳米复合节煤剂。该纳米复合节煤剂能加快煤燃烧中产生的CO和SO发生放热反应，反应中生成的硫经燃烧变成SO₂和极少部分SO₃，最后被节煤剂中吸附力极强的吸附剂活性炭固定并生成熔点较高的炉渣，即使在1300℃以上固硫也会减缓重新释放的速度，脱硫效率可达60％。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电厂锅炉用纳米复合节煤剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：氢氧化钙25％～50％，纳米钛晶2％～5％，硝酸钠5％～15％，硝酸铵5％～15％，氧化铁5％～12％，氧化铝5％～25％，活性炭5％～30％，碳酸钠5％～20％；所述纳米钛晶是指纳米级金红石相TiO₂粉末。

上述的电厂锅炉用纳米复合节煤剂，由以下重量百分比的原料组成：氢氧化钙30％～40％，纳米钛晶3％～4％，硝酸钠8％～15％，硝酸铵7％～12％，氧化铁6％～11％，氧化铝8％～15％，活性炭8％～15％，碳酸钠7％～10％。

上述的电厂锅炉用纳米复合节煤剂，由以下重量百分比的原料组成：氢氧化钙35％，纳米钛晶3.5％，硝酸钠12％，硝酸铵9.5％，氧化铁10％，氧化铝11％，活性炭10％，碳酸钠9％。

本发明的电厂锅炉用纳米复合节煤剂的制备方法为：按上述重量百分比称取各原料后混合，然后将混合后的原料粉碎至粒度为80～100目的粉末，最后将粉末放入搅拌器中搅拌均匀，经检验合格后包装成成品。

本发明配方中的氢氧化钙和碳酸钠为固硫剂，纳米钛晶、硝酸钠和硝酸铵为催化剂，氧化铁(Fe₂O₃)和氧化铝为助燃剂即还原剂，活性炭为吸附剂。在常用的氢氧化钙中增加碳酸钠作为固硫剂，缩短了在炉内高温条件下生成高熔点硫酸盐的时间，延缓并控制了SO₂的二次释放，提高了脱硫效果。硝酸钠、硝酸铵和纳米钛晶作为催化剂，氧化铁和氧化铝作为助燃剂即还原剂，使炉内结焦分解速度加快，膨化、活化、氧化还原反应充分，使煤的燃点降低，达到充分燃烧，使炉膛温度提高100℃～300℃，有利于活性离子的交换与结合，炉膛内结的煤焦变成多孔、酥松，最终脱落，改善了锅炉热传导，提高了锅炉热效率。活性炭作为吸附剂，在煤燃烧过程中促进了离子交换和氧化还原反应，煤在燃烧中产生的二氧化硫和三氧化硫被吸附剂固定并生成熔点较高的炉渣。

本发明配方中引入纳米钛晶，通过纳米钛晶与硝酸钠和硝酸铵协同催化，催化活化效率高，同时增大了比表面积，使煤的燃烧速率加快，燃烧更充分。

本发明产品在不改变现有燃烧工艺和设备的前提下，按每吨煤添加3公斤节煤剂的添加量将本发明的节煤剂均匀地掺入燃煤中，一起投入锅炉内燃烧，通过催化、活化、促进氧化、离子交换等物理、化学反应，可达到脱硫、节能助燃、降低排烟黑度和清灰除焦的作用。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的纳米复合节煤剂能加快煤燃烧中产生的CO和SO发生放热反应，反应中生成的硫经燃烧变成SO₂和极少部分SO₃，最后被节煤剂中吸附力极强的吸附剂活性炭固定并生成熔点较高的炉渣，一般情况下固硫在900℃以上高温区时又重新释放，而本发明的节煤剂所产生的催化还原作用，即使在1300℃以上固硫也会减缓重新释放的速度，脱硫效率可达60％。

2、本发明的纳米复合节煤剂可将煤燃烧过程中产生的其它有色金属离子化合物固定在炉渣中，从而达到固硫脱硫的目的。