專利名稱：一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種能夠降低燃煤鍋爐燃燒過程中所產生的S02、CO、NOx、煙塵等排放，并提高鍋爐熱效率，降低煤耗的燃煤固硫、消煙、脫硝劑。
背景技術：
煤在燃燒過程中向人類提供了熱能，但同時也產生了 S02、NOx、煙塵等有害物，使中國大氣污染十分嚴重。中國燃煤產生的SA排放量占總排放量的90%，每年SA排放量為 2000萬噸左右；中國生產和生活活動產生的NOx達5000萬噸，由燃煤產生的NOx排放量占總排放量的60-80% ；中國燃煤產生的粉塵排放約占總排放量的70%，每年排放量約2000萬噸。隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，煤炭的消耗量將繼續(xù)增長，這將使S02、N0x、煙塵等對大氣的污染變得更加嚴峻。由于SO2、等酸性氣體在大氣化學物理作用下可以形成大面積酸雨，對水域、土壤、生物、農作物、森林等造成危害。NOx包括NO、NO2及隊0等是一類能造成大氣環(huán)境嚴重污染的氣體，N2O可導致溫室效應，使氣溫升高，NO及NO2可導致地面臭氧、光化學煙霧和酸雨形成。我國政府制定的環(huán)保法規(guī)要求研究開發(fā)先進的技術，以減少S02、NOx、煙塵等污染物排放?，F(xiàn)有技術在這方面已經(jīng)做過許多研究，取得不少成果。現(xiàn)行用于燃煤的固硫劑大多是單純以石灰石(CaCO3)或氧化鈣(CaO)為原料的鈣基固硫劑，主要利用鈣基材料吸收 SO2,生成CaSO4,達到降低SO2排放量的目的。但是CaSO4在1000°C以上高溫時，會發(fā)生分解反應二次釋放SO2，并且隨著溫度的升高，其CaSO4分解的反應更為劇烈。所以鈣基固硫劑在實際使用時固硫效率較低，一般均在20-40%左右，由于加入量較高，在CaSO4分解過程中要吸收一定量的熱量，還存在降低燃煤燃燒溫度的問題。在燃煤過程中控制NOx排放量， 通常為過量空氣燃燒，空氣分級燃燒，燃料分級燃燒或煙氣再循環(huán)法等等；這些方法雖然成本低，系統(tǒng)運行條件要求不高，但脫硝效率偏低，不能有效的降低NOx的排放。而燃煤燃燒后控制NOx的排放的方法是采用濕法化學吸收法或干法選擇性催化還原法等等，這種控制方法雖然脫硝效率高，但是成本過高，控制復雜，系統(tǒng)可靠性較差，很難推廣使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種集固硫、消煙、脫硝、節(jié)煤為一體的潔凈煤添加劑，無需增加任何設備，就能實現(xiàn)爐內脫硝。本發(fā)明一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，包括固硫劑、固硫助劑、消煙催化劑、改性燃燒促進劑，其中，固硫劑重量百分比為62 — 71%，固硫助劑重量百分比為2—18%，消煙催化劑重量百分比為1 一5%，脫硝劑重量百分比為5 — 8%，改性燃燒促進劑重量百分比為12— 對％，通過人工或粉料加劑裝置較為均勻地按重量比1一5%的比例，加入燃煤中。所述的固硫劑、固硫助劑由復式碳酸鹽、沸石、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅中的二種或多種組成。所述的消煙催化劑由二環(huán)戊烯基合鐵、氧化鋁、硝酸鍶中的一種或多種組成。
所述的脫硝劑由尿素、磷酸三鈉、碳酸鉀中的一種或多種組成。所述的改性燃燒促進劑由硝酸鉀、硝酸銨、碳酸鉀、氧化錳中的一種或多種組成。所述的組分配比是復式碳酸鹽重量百分比為40%、沸石重量百分比為22%、氧化鋁重量百分比為18%、二環(huán)戊二烯基合鐵重量百分比為1%、尿素重量百分比為7%、硝酸銨重量百分比為7%、硝酸鉀重量百分比為5%。所述的另一種組分配比是沸石重量百分比40%、氧化鎂重量百分比30%、氧化鋁重量百分比10%、磷酸鉀重量百分比7%、硝酸鉀重量百分比13%。所述的再一種組分配比是復式碳酸鹽重量百分比46%、氧化鎂重量百分比20%、 氧化鋅重量百分比5%、硝酸鍶重量百分比3%、氧化鋁重量百分比2%、碳酸鉀重量百分比8%、 硝酸銨重量百分比10%、氧化錳重量百分比6%。本發(fā)明適合添加至層燃鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐、沸騰爐、煤粉爐、水煤漿鍋爐的型煤、粉末煤或動力配煤中，達到固硫、消煙塵、脫硝、節(jié)煤等目的。本發(fā)明的原料來源豐富，使用操作方便，不需對熱工設備進行任何改動，只需將本發(fā)明通過人工或粉料加劑裝置較為均勻的加入燃煤中一起入爐燃燒，使燃煤在不同溫度段充分活化，迅速分解，加速燃燒，從而提高火焰和爐膛溫度，同時，抑制和降低SO2、煙塵、NOx等多種有害氣體的排放，并能夠消除爐膛內壁焦狀物，提高鍋爐熱效率，延長鍋爐使用壽命。
具體實施例方式本發(fā)明一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，主要由固硫劑、固硫助劑、消煙催化劑、脫硝劑、改性燃燒促進劑組成，其中固硫劑重量百分比為62—71%，固硫助劑重量百分比為2— 18%，消煙催化劑重量百分比為1 一5%，脫硝劑重量百分比為5— 8%，改性燃燒促進劑重量百分比為12—對％。所述的固硫劑、固硫助劑由復式碳酸鹽、沸石、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋁中的二種或多種組成。所述的消煙催化劑由二環(huán)烯基合鐵、氧化鋁、硝酸鍶中的一種或多種組成。所述的脫硝劑由尿素、磷酸三鈉、碳酸鉀中的一種或多種組成。所述的改性燃燒促進劑由硝酸鉀、硝酸銨、碳酸鉀、氧化錳中的一種或多種組成。實施例一復式碳酸鹽[CaMg(CO3)2] 40% 沸石2
氧化鋁18% 二環(huán)戊二烯基合鐵1% 尿素7% 硝酸銨7% 硝酸鉀5%
實施例二 沸石40% 氧化鎂30% 氧化鋁10% 磷酸鉀7% 硝酸鉀13%實施例三復式碳酸鹽46%
氧化鎂20%
氧化鋅5%
硝酸鍶3%
氧化鋁
碳酸鉀8%
硝酸銨10%
氧化錳6%
將上述各組份制成本發(fā)明的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑的方法是
(1)取各原料為細小顆粒狀，粒度為100-200目；
(2)取各原料粉末按上述組份比例混合均勻，制成松散粉劑；
(3)根據(jù)需要也可在粉劑中加入水，攪拌均勻制得液劑，根據(jù)燃煤含水率，其粉劑與水的比例為1 :2-3 (重量比)；
(4)本發(fā)明在使用時，按重量比1一5%的比例均勻的摻入到燃煤中，若對于塊煤可使用液劑，均勻噴涂在煤塊表面，與燃煤一起在鍋爐爐膛內燃燒，達到固硫、消煙、脫硝、節(jié)煤的功能。本發(fā)明的工作原理如下 1、固硫機理
本發(fā)明的固硫劑與固硫助劑均采用復式碳酸鹽(CaMg (C03)2)、沸石、氧化鎂等鈣、鎂原料及氧化鋁、氧化鋅等金屬化合物，其中，復式碳酸鹽在高溫條件下分解為MgO和CaO與煤炭中的碳反應，生成碳化鎂與硅酸鹽礦物沸石反應，在固硫助劑的作用下，促使燃煤的高溫產物生成不易分解的含硫復鹽，即在高溫度段生成復合硅酸鹽，可包裹早期生成的CaSO4, 使其不再發(fā)生分解，達到很高的固硫效果。同時，沸石可與反應，生成復合硫硅鋁酸鹽。、脫硝機理
本發(fā)明在燃煤中加入脫硝的金屬化合物復合而成的催化劑，使NOx催化還原為N2,是降低NOx排放最有效、最經(jīng)濟的方法。催化劑能促使N2的生成而抑制HCN、NH3、半焦氮和焦油氮的形成，催化劑分散于焦微孔中改善了(X)2氣化反應，使焦中碳和氮分別被催化成CO和 N2。摻混脫硝劑的煤炭NO釋放結果具有明顯下降的特性，使得釋放的峰值濃度也有很大程度的降低，從而導致NO前驅物釋放峰值提前到達，使得不良含氮氣體物生成減少，達到了燃煤在爐膛內脫硝的目的。、消煙機理
鍋爐在燃煤過程所排放的黑煙，其主要含量為可燃碳分子，其粉塵基本上為沒有燒透的煤炭小顆粒。在煤炭中加入消煙催化劑，其消煙催化劑與煤炭同時燃燒，同時氣化形成混合氣體，經(jīng)化學反應產生離子交換，將原來應當排放出去的煙氣形成極易燃燒的煤氣并參與燃燒，消滅了黑煙的排放。由于黑煙參與了燃燒，增大了火焰面積和火焰長度，增加了供熱能量。、節(jié)煤機理
加入改性燃燒促進劑的煤炭在燃燒過程中，火焰性狀發(fā)生了質的變化，火焰在改性燃燒促進劑的作用下，使火焰內焰獲得充足氧，促使火焰內焰溫度聚增[提高300°C以上]，帶動整體火焰溫度的提高，整體火焰溫度提高100°c以上，火焰溫度的提高及火焰量的增大， 勢必增大了供熱能量，降低了煤耗，提高了鍋爐熱效率與出力。
本發(fā)明固硫、消煙、脫銷、節(jié)煤測試結果如下表
權利要求
1.一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于包括固硫劑、固硫助劑、消煙催化劑、改性燃燒促進劑，其中，固硫劑重量百分比為62—71%，固硫助劑重量百分比為2 —18%，消煙催化劑重量百分比為1 一5%，脫硝劑重量百分比為5 — 8%，改性燃燒促進劑重量百分比為，通過人工或粉料加劑裝置較為均勻地按重量比1一5%的比例，加入燃煤中。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于所述的固硫劑、固硫助劑由復式碳酸鹽、沸石、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅中的二種或多種組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于所述的消煙催化劑由二環(huán)戊烯基合鐵、氧化鋁、硝酸鍶中的一種或多種組成。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于所述的脫硝劑由尿素、磷酸三鈉、碳酸鉀中的一種或多種組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于所述的改性燃燒促進劑由硝酸鉀、硝酸銨、碳酸鉀、氧化錳中的一種或多種組成。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于所述的組分配比是復式碳酸鹽重量百分比為40%、沸石重量百分比為22%、氧化鋁重量百分比為18%、二環(huán)戊二烯基合鐵重量百分比為1%、尿素重量百分比為7%、 硝酸銨重量百分比為7%、硝酸鉀重量百分比為5%。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于所述的組分配比是沸石重量百分比40%、氧化鎂重量百分比30%、氧化鋁重量百分比10%、磷酸鉀重量百分比7%、硝酸鉀重量百分比13%。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，其特征在于所述的組分配比是復式碳酸鹽重量百分比46%、氧化鎂重量百分比20%、氧化鋅重量百分比5%、硝酸鍶重量百分比3%、氧化鋁重量百分比2%、碳酸鉀重量百分比8%、硝酸銨重量百分比10%、氧化錳重量百分比6%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃煤固硫、消煙、脫硝劑，主要由固硫劑、消煙催化劑、脫硝劑、改性燃燒促進劑等經(jīng)多元化復配組成，使用時按燃煤的1-5%加入，使燃煤充分活化，迅速分解，實施改性、催化燃燒，從而極大的降低SO2、CO、NOX等有害氣體排放，降低煙氣黑度，提高鍋爐熱效率，達到節(jié)煤、減排的目的，具有顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。
文檔編號C10L9/10GK102311834SQ20111022714
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權日2011年8月9日
發(fā)明者商敏, 孫福剛, 張培枝, 李燕玲, 李翊瑄 申請人:廈門市三泰合投資有限公司, 廈門市圣永業(yè)能源研究所有限公司, 圣永業(yè)(廈門)能源集團股份有限公司, 福建圣永業(yè)能源科技有限公司