[发明专利]一种新型水基燃煤助燃剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型水基燃煤助燃剂及其合成方法。

背景技术

中国是世界第一煤炭消费大国，也是世界上少数能源消耗以煤为主的国家。改革开放以来，我国经济快速发展，但单位GDP能耗高和由此导致的污染物排放强度大的问题日益制约着我国社会经济的可持续发展，为此，节能减排已成为各级政府的约束性考核指标。作为重要的节能减排产品，燃煤助燃剂的开发和研究近十几年来比较活跃，一些产品已经在工业生产中使用；另外，随着煤价的日益升高，从节能的商业角度考虑，燃煤助燃剂也日益得到商家和燃煤用户的青睐。可以说，燃煤助燃剂在节能减排、商业领域具有广泛的潜力。

目前国内外对助燃剂的研究很多。但多数是注重于助燃剂对煤粉燃烧性能的研究。有学着如巨建涛、梁林旺、张朝晖等指出，随着喷煤比的不断提高，煤粉在高炉内的燃烧条件恶化，燃烧率降低，煤焦置换比有所下降。同时，大量未燃煤粉和碳黑滞留在软熔带和滴落带，降低了炉内的透气性和透液性，造成液泛现象提前出现，从而造成高炉下部矿料难行或悬料。为解决这些问题，就必须采取强化燃烧的措施，促使煤粉在高炉风口区快速燃烧。降低煤粉的着火点和提高燃烧效率都有利于煤粉在短时间内完全燃烧。为此，采取富氧喷煤和在煤粉中加入适量的助燃剂，可降低煤粉入炉的着火温度，提高燃烧效率，降低高炉的入炉焦比。

本发明针对现有的燃煤燃烧率不高的问题进行研发与设计，以获取能够很好的提高炉温、大幅度降低灰渣含碳率和大幅度提高锅炉热效率的燃煤助燃剂，提高煤的燃烧率，并且能够有效的降低环境污染。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种新型水基燃煤助燃剂及其合成方法，该新型水基燃煤助燃剂能够有效降低煤的着火温度、燃尽温度和相对燃尽时间，提高煤的燃烧率，从而很好的提高炉温、大幅度降低灰渣含碳率和大幅度提高锅炉热效率，起到节能减排的作用。该合成方法简便易于操作，对设备和人员操作要求较低，能够在较大范围内推广使用。

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：

一种新型水基燃煤助燃剂，按照重量份数计算，所述新型水基燃煤助燃剂由5～10份高锰酸钾、3～8份氯酸钾、8～12份的硼砂、5～10份二氧化锰、5～10份三氧化二铁、45～55份悬浮剂和10～30份水组成；所述悬浮剂由水、可溶性纤维素、氢氧化钠溶液和水玻璃反应制得。

为了使燃煤助燃剂取得最佳的助燃效果，提高燃煤燃烧效率，进一步的，按照重量份数计算，新型水基燃煤助燃剂由7份高锰酸钾、5份氯酸钾、10份的硼砂、8份二氧化锰、8份三氧化二铁、50份悬浮剂和12份水组成。

一种制备所述新型水基燃煤助燃剂的合成方法的步骤为：

第一步为制备悬浮剂：以使用675Kg水为比例，常温下向反应釜内加入675kg水，以120转/分钟的搅拌速度进行搅拌，然后向反应釜内加入75kg可溶性纤维素，将反应釜内反应物加热升温至80℃；然后向反应釜内缓慢加入200kg氢氧化钠水溶液，加入速度为每分钟20kg，氢氧化钠水溶液的质量分数为30%，氢氧化钠水溶液添加完毕后于80℃恒温反应1小时后，再向反应釜内加入50kg水玻璃，在80℃反应0.5小时后得到所述悬浮剂，水玻璃是质量分数为10%的硅酸钠水溶液。

第二步为合成新型水基燃煤助燃剂：按重量份数计算，向反应釜内加入10～30份水，以120转/分钟的搅拌速度进行搅拌，将反应釜升温到60℃，然后向反应釜内加入8～12份硼砂；待硼砂溶解后再向反应釜加入5～10份高锰酸钾、3～8份氯酸钾；待高锰酸钾和氯酸钾溶解后再向反应釜内加入45～55份悬浮剂，在60℃搅拌均匀后，向反应釜内加入5～10份二氧化锰和5～10份三氧化二铁，在60℃搅拌0.5小时后制得所述新型水基燃煤助燃剂。

进一步的，为了提高助燃剂的助燃效果，便于推广本发明的合成方法，合成新型水基燃煤助燃剂的优选方法为：

按重量份数计算，向反应釜内加入12份水，以120转/分钟的搅拌速度进行搅拌，将反应釜升温到60℃，然后向反应釜内加入10份硼砂；待硼砂溶解后再向反应釜加入7份高锰酸钾、5份氯酸钾；待高锰酸钾和氯酸钾溶解后再向反应釜内加入50份悬浮剂，在60℃搅拌均匀后，向反应釜内加入8份二氧化锰和8份三氧化二铁，在60℃搅拌0.5小时后制得所述新型水基燃煤助燃剂。

本发明所使用的无机固体原料的颗粒度要求在100～200目之间。