專利名稱：一種粉煤固硫防凍粗化劑及其制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固硫防凍粗化劑及其制備方法和使用方法。
背景技術(shù)：
我國是煤炭能源的消耗大國，除電力用煤外，絕大多數(shù)的動力用煤應(yīng)用于層燃鍋爐。層燃鍋爐用煤一般為粉煤和塊煤混合物，其中，粉煤約占60%-70%。而在層燃鍋爐燃煤的粒度方面，國家有明確的標準。按照中華人民共和國《鏈條爐排鍋爐用煤技術(shù)條件》(GB/T18942— 2009)要求，粒度小于6mm以下的煤的限下率應(yīng)小于30%。在配煤生產(chǎn)過程中解決粉煤超限問題的專利技術(shù)未見報道。
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在燃煤硫分控制方面，環(huán)保部《城市環(huán)境質(zhì)量達標管理辦法》將禁燃含硫0.6%以上的原煤和配煤并添加固硫劑列為煤炭清潔利用的規(guī)定措施。配煤并添加固硫劑所有專利技術(shù)公開報道，但也未見在此過程中一并解決粉煤超限的專利技術(shù)報道。煤炭運輸?shù)姆纼鰟z索出公開號為CN1603380A，申請?zhí)枮?00410012507.5的發(fā)明專利申請公開說明書，其特征是大量加入有機防凍組分，造價和應(yīng)用成本偏高，且僅有單一的防凍功能，不易大規(guī)模推廣使用。所以現(xiàn)有技術(shù)存在不能同時實現(xiàn)粉煤固硫、防凍和粗化的問題，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)只能實現(xiàn)單一的固硫和防凍的目的，但粉煤超限的問題一直沒有得到解決，即粉煤粗化問題一直沒有得到解決，無法實現(xiàn)粉煤最佳的燃燒狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)存在不能同時實現(xiàn)粉煤固硫、防凍和粗化的問題，而提供一種粉煤固硫防凍粗化劑及其制備方法和使用方法。一種粉煤固硫防凍粗化劑由單獨包裝的復(fù)合固硫防凍劑和單獨包裝的粘結(jié)滲透劑組成；所述的單獨包裝的復(fù)合固硫防凍劑與單獨包裝的粘結(jié)滲透劑按質(zhì)量比100: (I
2)混合使用；其中所述的復(fù)合固硫防凍劑按重量份數(shù)由45 55份消石灰、33 43份膨潤土、10 15份氯化鈣和2 4份四硼酸鈉混合而成；其中所述的粘結(jié)滲透劑按重量份數(shù)由50 60份羧甲基淀粉鈉、40 50份腐殖酸鈉和0.2 0.6份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。一種粉煤固硫防凍粗化劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的:一、制備復(fù)合固硫防凍劑:首先按重量份數(shù)稱取45 55份消石灰、33 43份膨潤土、10 15份氯化鈣和2 4份四硼酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到復(fù)合固硫防凍劑；二、制備粘結(jié)滲透劑:首先按重量份數(shù)稱取50 60份羧甲基淀粉鈉、40 50份腐殖酸鈉和0.2 0.6份十二烷基苯磺酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到粘結(jié)滲透劑。一種粉煤固硫防凍粗化劑的使用方法，具體是按以下步驟完成的:首先將復(fù)合固硫防凍劑加入粉煤中，并混合均勻，得到混有復(fù)合固硫防凍劑的粉煤，然后在室溫下將粘結(jié)滲透劑溶于水配置成粘結(jié)滲透劑水溶液，并將粘結(jié)滲透劑水溶液加入到混有復(fù)合固硫防凍劑的粉煤中，再攪拌混勻(即完成將粉煤固硫防凍粗化劑添加到粉煤中)，即得到外水含量為10% 12%的待燃燒煤；所述的復(fù)合固硫防凍劑中Ca(OH)2與粉煤中S元素的摩爾比為(2 3):1 ;所述的復(fù)合固硫防凍劑與粘結(jié)滲透劑的質(zhì)量比100: (I 2)。本發(fā)明優(yōu)點:一、本發(fā)明制備的粉煤固硫防凍粗化劑可以成功實現(xiàn)對粉煤固硫、防凍和粗化的目的，且制備粉煤固硫防凍粗化劑的原料來源廣泛、價格低廉，且制備工藝簡單；二、使用本發(fā)明制備的粉煤固硫防凍粗化劑得到的外水含量為10% 12%的待燃燒煤貯存時不揚塵或少揚塵，冬季煤炭運輸過程中不與車輛廂體凍粘，使用于層燃鍋爐爐排上煤層疏松，通風良好，飛揚、落漏損失小，固硫減排，達到最佳的燃燒狀態(tài)，從而節(jié)煤和降低燃煤煙塵對大氣的污染。
具體實施例方式具體實施方式
一:本實施方式是一種粉煤固硫防凍粗化劑，粉煤固硫防凍粗化劑由單獨包裝的復(fù)合固硫防凍劑和單獨包裝的粘結(jié)滲透劑組成。本實施方式所述的單獨包裝的復(fù)合固硫防凍劑與單獨包裝的粘結(jié)滲透劑按質(zhì)量比100: (I 2)混合使用；其中所述的復(fù)合固硫防凍劑按重量份數(shù)由45 55份消石灰、33 43份膨潤土、10 15份氯化鈣和2 4份四硼酸鈉混合而成；其中所述的粘結(jié)滲透劑按重量份數(shù)由50 60份羧甲基淀粉鈉、40 50份腐殖酸鈉和0.2 0.6份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。本實施方式所述消石灰在復(fù)合固硫防凍劑中作為鈣系固硫劑，因為在煤燃燒時產(chǎn)生的SO2氣體與CaO發(fā)生固硫能發(fā)生反應(yīng)生成CaSO4,達到實現(xiàn)將硫固定在爐渣中的目的。本實施方式所述膨潤土在復(fù)合固硫防凍劑中作為吸水黏結(jié)劑，因為膨潤土具有強的吸濕性和膨脹性，可吸附8 15倍于自身體積的水量，體積膨脹可達數(shù)倍至30倍，在水介質(zhì)中能分散成膠凝狀，具有一定的黏滯性的特性，克服煤表面的疏水性，保持煤的外水含量，同時將固硫劑均勻地附著于煤的表面，給燃燒時固硫反應(yīng)創(chuàng)造良好的接觸條件。本實施方式所述氯化鈣在復(fù)合固硫防凍劑中作為防凍劑，這里利用氯化鈣吸濕性極強，水溶液凝固點底的特性，持水并防止煤炭堅固凍結(jié)。本實施方式所述四硼酸鈉在復(fù)合固硫防凍劑中作為金屬防蝕劑，這是利用四硼酸鈉對金屬具有優(yōu)良的緩蝕抑制作用的特點，防止氯化鈣對車輛廂體腐蝕。本實施方式所述羧甲基淀粉鈉在粘結(jié)滲透劑中作為黏結(jié)劑，這里利用羧甲基淀粉鈉水溶液粘結(jié)性強的特性，將包裹著固硫防凍劑的粉煤在粘結(jié)，增加粉煤粗化的粒度。本實施方式所述腐殖酸鈉在粘結(jié)滲透劑中作為黏結(jié)劑，這是利用腐殖酸鈉水溶液粘結(jié)性強的特性，將包裹著固硫防凍劑的粉煤再粘結(jié)，增加粉煤粗化的粒度。本實施方式所述十二烷基苯磺酸鈉在粘結(jié)滲透劑中作為滲透劑，這是利用十二烷基苯磺酸鈉潤濕、滲透性強的特性，強化固硫防凍粗化劑包裹粘結(jié)粉煤的效果。
具體實施方式
二:本實施方式與具體實施方式
一的不同點是:所述的復(fù)合固硫防凍劑按重量份數(shù)由47 53份消石灰、35 41份膨潤土、10 14份氯化鈣和2 3.5份四硼酸鈉混合而成。其他與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:本實施方式與具體實施方式
一或二之一不同點是:所述的粘結(jié)滲透劑按重量份數(shù)由52 58份羧甲基淀粉鈉、42 48份腐殖酸鈉和0.3 0.5份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。其他與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四:本實施方式是一種粉煤固硫防凍粗化劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的:一、制備復(fù)合固硫防凍劑:首先按重量份數(shù)稱取45 55份消石灰、33 43份膨潤土、10 15份氯化鈣和2 4份四硼酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到復(fù)合固硫防凍劑；二、制備粘結(jié)滲透劑:首先按重量份數(shù)稱取50 60份羧甲基淀粉鈉、40 50份腐殖酸鈉和0.2 0.6份十二烷基苯磺酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到粘結(jié)滲透劑。
具體實施方式
五:本實施方式與具體實施方式
四的不同點是:步驟一中首先按重量份數(shù)稱取47 53份消石灰、35 41份膨潤土、10 14份氯化鈣和2 3.5份四硼酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到復(fù)合固硫防凍劑。其他與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六:本實施方式與具體實施方式
四或五之一不同點是:步驟二中首先按重量份數(shù)稱取52 58份羧甲基淀粉鈉、42 48份腐殖酸鈉和0.3 0.5份十二烷基苯磺酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到粘結(jié)滲透劑。其他與具體實施方式
四或五相同。

具體實施方式
七:本實施方式是一種粉煤固硫防凍粗化劑的使用方法，具體是按以下步驟完成的:首先將復(fù)合固硫防凍劑加入粉煤中，并混合均勻，然后在室溫下將粘結(jié)滲透劑溶于水配置成粘結(jié)滲透劑水溶液，再加入粘結(jié)滲透劑水溶液，并攪拌混勻(即完成將粉煤固硫防凍粗化劑添加到粉煤中)，即得到外水含量為10% 12%的待燃燒煤。本實施方式所述的復(fù)合固硫防凍劑中Ca(OH)2與粉煤中S元素的摩爾比為(2
3):1 ;本實施方式所述的復(fù)合固硫防凍劑與粘結(jié)滲透劑的質(zhì)量比100: (I 2)。本實施方式所述的復(fù)合固硫防凍劑在外水含量為10% 12%的待燃燒煤中起到的作用是固硫和防凍；其中起固硫作用的組分Ca (OH)2與煤燃燒時產(chǎn)生的S02&生固硫反應(yīng)生成CaSO4，將硫固定在爐渣中；其中起黏結(jié)吸水作用的組分膨潤土起到克服煤炭疏水性，保證固硫劑均勻包裹粉煤并有吸水、持水的作用；其中起防凍作用的組分氯化鈣在吸水后起防凍作用；其中起金屬緩蝕作用四硼酸鈉用來防止氯化鈣對車輛廂體腐蝕。本實施方式所述的粘結(jié)滲透劑在外水含量為10% 12%的待燃燒煤中起到的作用是通過吸水和持水來粗化粉煤；其中粘結(jié)劑組分羧甲基淀粉鈉和腐殖酸鈉的水溶液通過粘結(jié)性強的特性，將包裹著固硫防凍劑的粉煤再粘結(jié)，增加粉煤粗化的粒度；其中滲透劑組分十二烷基苯磺酸鈉通過潤濕、滲透性強的特性，進一步強化固硫防凍粗化劑包裹粘結(jié)粉煤的效果。本實施方式所述的復(fù)合固硫防凍劑用量根據(jù)粉煤中S元素含量確定，首先計算出粉煤的全硫含量確定S元素含量，再根據(jù)復(fù)合固硫防凍劑中Ca(OH)2與粉煤中S元素的摩爾比為(2 3):1將復(fù)合固硫防凍劑添加到粉煤中。本實施方式用來溶解粘結(jié)滲透劑的水的用量根據(jù)粉煤中外水含量確定，首先計算出粉煤的外水含量，確定達到待燃燒煤外水含量為10% 12%需要添加水的量，再按達到待燃燒煤外水含量為10% 12%的需要稱取水備用，然后按復(fù)合固硫防凍劑與粘結(jié)滲透劑的質(zhì)量比100: (I 2)準備粘結(jié)滲透劑，最后將準備好的粘結(jié)滲透劑溶于上述稱取的水中，得到粘結(jié)滲透劑水溶液。
本發(fā)明要求待燃燒煤外水含量為10% 12%的目的在于粒度3 25mm的塊煤最適于燃燒。粉煤如果能均勻和適當?shù)丶有┧郑訌娂毭悍鄣膱F聚力，細粉可以被粗化，形成較大的顆粒狀；而煤塊的表面也因為加水后被濕潤，易于粘結(jié)細粉，煤粉也等于被塊狀化，燃煤的堆積比重可以達到最小，水分的汽化也能疏松煤層，爐排上的煤層孔隙度會相對增大，便于均勻通風，從而能提高入爐煤的燃盡度。同時，水蒸汽可以增加火焰及煙氣的輻射放熱強度，強化燃燒。煤中摻水對熱量的增加雖無所裨益，但適當?shù)乃衷谌紵瘜W反應(yīng)過程中能起到催化和媒介作用，籍以加速完成煤的燃燒過程，因此具有重要的實際意義。采用下述試驗驗證本發(fā)明效果:試驗一:一種粉煤固硫防凍粗化劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的:一、制備復(fù)合固硫防凍劑:首先按重量份數(shù)稱取50份消石灰、38份膨潤土、10份氯化鈣和2份四硼酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到復(fù)合固硫防凍劑；二、制備粘結(jié)滲透劑:首先按重量份數(shù)稱取55份羧甲基淀粉鈉、44.6份腐殖酸鈉和0.4份十二烷基苯磺酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到粘結(jié)滲透劑。試驗二:一種粉煤固硫防凍粗化劑的使用方法:具體是按以下步驟完成的:首先將復(fù)合固硫防凍劑加入粉煤中，并混合均勻，然后在室溫下將粘結(jié)滲透劑溶于水配置成粘結(jié)滲透劑水溶液，再加入粘結(jié)滲透劑水溶液，并攪拌混勻，完成將粉煤固硫防凍粗化劑添加到粉煤中，即得到外水含量為11%的待燃燒煤。本試驗所述的復(fù)合固硫防凍劑中Ca(OH)2與粉煤中S元素的摩爾比為2:1 ;本試驗的復(fù)合固硫防凍劑與粘結(jié)滲透劑的質(zhì)量比100:1.5。本試驗所述的粉煤固硫防凍粗化劑是試驗一制備的粉煤固硫防凍粗化劑，本試驗所述的復(fù)合固硫防凍劑是試驗一步驟一制備的復(fù)合固硫防凍劑，本試驗所述的粘結(jié)滲透劑是試驗一步驟二制備的粘結(jié)滲透劑。試驗二的實際操作過 程 如下:一、計算:粉煤總量為I噸，通過測量可知粉煤中全硫含量為6公斤，外水含量為45公斤，按復(fù)合固硫防凍劑中Ca (OH)2與粉煤中S元素的摩爾比為2:1確定復(fù)合固硫防凍劑的投加量為55.85公斤，按待燃燒煤外水含量為11%計算可知需要補充外水65公斤，按復(fù)合固硫防凍劑與粘結(jié)滲透劑的質(zhì)量比為100:1.5計算出粘結(jié)滲透劑加加量為0.84公斤；二、混合:首先將55.85公斤復(fù)合固硫防凍劑加入I噸粉煤中，并混合均勻，然后在室溫下將0.84公斤粘結(jié)滲透劑溶于65公斤水配置成粘結(jié)滲透劑水溶液，再加入粘結(jié)滲透劑水溶液，并攪拌混勻，完成將粉煤固硫防凍粗化劑添加到粉煤中，即得到外水含量為11%的待燃燒煤。檢測本試驗所述的粉煤和本試驗得到外水含量為11%的待燃燒煤的散密度，通過檢測可知，本試驗所述的粉煤的散密度為1.35g/cm3，本試驗得到外水含量為11%的待燃燒煤的散密度0.93g/cm3，通過對比可知本試驗得到外水含量為11%的待燃燒煤與本試驗所述的粉煤相比散密度下降31%，為爐排上煤層通風提供了空間。采用艾氏卡法測定本試驗所述的粉煤和本試驗得到外水含量為11%的待燃燒煤，通過檢測可知試驗二的固硫率為60.24%ο在零下30°C的環(huán)境下對本試驗得到的外水含量為11%的待燃燒煤露天堆放，并進行裝卸運輸實驗，檢驗添加粉煤固硫防凍粗化劑的煤炭與作業(yè)機械的凍結(jié)粘連情況。觀察實驗表明，煤垛表層輕微凍結(jié)10cm，鏟車開垛無大阻力，裝車時鏟車鏟斗不沾煤，且停留3小時后自動卸車，車 廂板壁不沾煤。
權(quán)利要求
1.一種粉煤固硫防凍粗化劑，其特征在于粉煤固硫防凍粗化劑由單獨包裝的復(fù)合固硫防凍劑和單獨包裝的粘結(jié)滲透劑組成；所述的單獨包裝的復(fù)合固硫防凍劑與單獨包裝的粘結(jié)滲透劑按質(zhì)量比100: (I 2)混合使用；其中所述的復(fù)合固硫防凍劑按重量份數(shù)由45 55份消石灰、33 43份膨潤土、10 15份氯化鈣和2 4份四硼酸鈉混合而成；其中所述的粘結(jié)滲透劑按重量份數(shù)由50 60份羧甲基淀粉鈉、40 50份腐殖酸鈉和0.2 0.6份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤固硫防凍粗化劑，其特征在于所述的復(fù)合固硫防凍劑按重量份數(shù)由47 53份消石灰、35 41份膨潤土、10 14份氯化鈣和2 3.5份四硼酸鈉混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種粉煤固硫防凍粗化劑，其特征在于所述的粘結(jié)滲透劑按重量份數(shù)由52 58份羧甲基淀粉鈉、42 48份腐殖酸鈉和0.3 0.5份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種粉煤固硫防凍粗化劑的制備方法，其特征在于粉煤固硫防凍粗化劑的制備方法是按以下步驟完成的:一、制備復(fù)合固硫防凍劑:首先按重量份數(shù)稱取45 55份消石灰、33 43份膨潤土、10 15份氯化鈣和2 4份四硼酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到復(fù)合固硫防凍劑；二、制備粘結(jié)滲透劑:首先按重量份數(shù)稱取50 60份羧甲基淀粉鈉、40 50份腐殖酸鈉和0.2 0.6份十二烷基苯磺酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到粘結(jié)滲透劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種粉煤固硫防凍粗化劑的制備方法，其特征在于步驟一中首先按重量份數(shù)稱取47 53份消石灰、35 41份膨潤土、10 14份氯化鈣和2 3.5份四硼酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到復(fù)合固硫防凍劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所 述的一種粉煤固硫防凍粗化劑的制備方法，其特征在于步驟二中首先按重量份數(shù)稱取52 58份羧甲基淀粉鈉、42 48份腐殖酸鈉和0.3 0.5份十二烷基苯磺酸鈉，并在室溫條件下攪拌混合均勻，然后單獨包裝即得到粘結(jié)滲透劑。
7.如權(quán)利要求1所述的一種粉煤固硫防凍粗化劑的使用方法，其特征在于粉煤固硫防凍粗化劑的使用方法是按以下步驟完成的:首先將復(fù)合固硫防凍劑加入粉煤中，并混合均勻，得到混有復(fù)合固硫防凍劑的粉煤，然后在室溫下將粘結(jié)滲透劑溶于水配置成粘結(jié)滲透劑水溶液，并將粘結(jié)滲透劑水溶液加入到混有復(fù)合固硫防凍劑的粉煤中，再攪拌混勻，即得到外水含量為10% 12%的待燃燒煤；所述的復(fù)合固硫防凍劑中Ca(OH)2與粉煤中S元素的摩爾比為(2 3):1 ;所述的復(fù)合固硫防凍劑與粘結(jié)滲透劑的質(zhì)量比100: (I 2)。
全文摘要
一種粉煤固硫防凍粗化劑及其制備方法和使用方法，它涉及一種固硫防凍粗化劑及其制備方法和使用方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)存在不能同時實現(xiàn)粉煤固硫、防凍和粗化的問題。一種粉煤固硫防凍粗化劑由單獨包裝的復(fù)合固硫防凍劑和單獨包裝的粘結(jié)滲透劑組成；方法一、制備單獨包裝即得到復(fù)合固硫防凍劑；二、制備單獨包裝即得到粘結(jié)滲透劑；使用方法，具體是按以下步驟完成的先加入復(fù)合固硫防凍劑，并將粘結(jié)滲透劑溶于水配置成粘結(jié)滲透劑水溶液，然后再加入粘結(jié)滲透劑水溶液攪拌混勻。本發(fā)明主要用于制備粉煤固硫防凍粗化劑和粉煤固硫防凍粗化劑的應(yīng)用。
文檔編號C10L9/10GK103113952SQ20131006590
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者趙志文, 張大康 申請人:趙志文