[发明专利]水泥工业用节煤脱硝助燃剂

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，特别涉及一种水泥工业用节煤脱硝助燃剂的生产和使用方法。

背景技术

水泥生产技术发展到今天，已经进入了以新型干法水泥生产线占主导地位的时代，而且该生产技术仍在继续发展和进一步完善中。近几年来，随着我国经济建设和社会的快速发展，对能源的需求量越来越大。在目前能源供应不足、煤炭(煤质)供应有时难以保证水泥生产情况下，大多数水泥厂积极寻求各种方法减少用煤量，减少能源消耗。与此同时，随着我国水泥工业的迅猛发展，水泥生产排放的氮氧化物总量，已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户，严重影响大气环境质量，成为水泥工业可持续发展的制约因素。实践证明催化燃烧可有效节省煤耗和降低污染物排放，但由于水泥生产过程中，煤燃烧灰渣也将参与水泥熟料的烧成过程，电厂或工业锅炉所用催化剂会对水泥性能产生不利影响，所以不能被水泥窑直接使用。为弥补此缺陷，本发明提出了一种适用于水泥生产的节煤脱硝助燃剂。

发明内容

本发明的目的是，为节省水泥生产能耗和减少氮氧化物的排放，提出一种适用于水泥工业的节煤脱硝助燃剂，该助燃剂能够提高煤的活性，降低煤粉着火温度，提高煤粉燃尽度和发热强度，可减少氮氧化物排放且对水泥熟料的性能没有任何负面影响。

为解决此问题本发明提出的水泥工业用节煤脱硝助燃剂，包括碳酸钡、硼泥、高氯酸钠、氯化钠、二茂铁、六偏磷酸钠、氧化锌、氧化钙、氧化锰、氧化铝。其中由高氯酸钠作为增氧剂；由氯化钠作为膨松剂；由六偏磷酸钠作为分散剂；由碳酸钡、硼泥、二茂铁、氧化锌、氧化钙、氧化锰、氧化铝组成催化剂，催化剂中各组分的质量百分比为：碳酸钡8～25％，硼泥5～10％，二茂铁0.1～2％，由氧化锌、氧化钙、氧化锰和氧化铝所组成混合物的质量百分比为15～25％。以所述混合物质量百分比100％为基准，其中氧化锌5～10％、氧化钙10～15％、氧化锰55～65％、氧化铝5～10％。

以所述水泥工业用节煤脱硝助燃剂为基准，增氧剂质量百分比15～42％，膨松剂质量百分比5～18％，分散剂质量百分比1～5％，催化剂质量百分比28.1～62％，各组分物质质量百分数之和为100％。

本发明由增氧剂、膨松剂、分散剂以及催化剂按照规定的比例组成节煤脱硝助燃剂，以提高煤的活性，降低煤粉着火温度，加快煤的燃烧速率，提高煤粉燃尽度，并且提高分解炉和窑内温度，促进煤的燃烧和燃尽。在燃烧过程中，NO化合物的形成基本在高温区，温度脉动越大，峰值温度越高，烟气中NO的浓度越大。加入助燃剂后，一方面加强燃烧稳定性，避免了窑内高温温度脉动，减少了窑内NO的形成量。另一方面使煤的燃烧速度加快，用吸附态氧和晶格氧对C进行氧化，减少了燃料N向NOx的转化。最终达到节煤助燃的效果。

节煤脱硝助燃剂中的增氧剂，当温度升高时发生分解反应产生O₂，使燃烧不完全的碳元素和CO充分燃烧，从而达到助燃、节煤作用；而其中的催化剂，能够加快反应速率，提高燃尽率，同时催化剂中含有的微量元素，一方面降低生料烧成熔点，使液相提前出现，大大降低熟料形成活化能，加快了熟料矿物的反应速度，使熟料中C₃S在低温下快速大量形成，另一方面由于微量元素的晶体诱导作用，促进熟料中新生C₃S的高活化性，从而降低水泥熟料的烧成热耗并提高熟料的强度。氯化钠既起到了催化作用，又起到了膨松剂的作用。在高温下，氯化钠使煤颗粒的内部热压超过外部热压，发生裂变，提高比表面积，增加供氧面，使煤完全燃烧；同时，在加热到800℃以上时熔化分解为钠和氯，钠和氯具有助燃和催化作用。此外，节煤脱硝助燃剂中还有少量的分散剂，可以使配方中其它助燃剂更好的分散在水中，有利于催化剂的均匀喷洒。

本发明具有的优点和积极效果是：对解决水泥工业能源危机和环境污染具有重要的现实意义。将微量节煤脱硝助燃剂加入燃煤中，既能节煤降耗，同时又能有效降低劣质煤向空气中排放氮氧化物，减小对空气的污染，同时对水泥熟料的性能没有任何负面影响。同时产品生产简单，操作容易，并且对不同煤种适应性好，可用于多种新型干法水泥窑用煤。实验测试证明：该催化剂加入煤中可节煤4～10％，氮氧化物减少5～19％。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的步骤以及制备方法做详细的说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的，不以此限定本发明所要保护的范围。

水泥工业用节煤脱硝助燃剂，包括碳酸钡、硼泥、高氯酸钠、氯化钠、二茂铁、六偏磷酸钠、氧化锌、氧化钙、氧化锰、氧化铝。其中：