一種液體燃煤固硫劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃煤脫硫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液體燃煤固硫劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)是世界第一產(chǎn)煤大國(guó)，煤炭產(chǎn)量約占全世界的37 %，同時(shí)煤炭還是中國(guó)的主 要能源，在一次性能源消費(fèi)總量中所占比例為70%以上，并且在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，中國(guó) 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍將以煤炭為主導(dǎo)地位。煤炭中的有害成分包括硫、磷、氟、氯和砷等，其中以 硫最為重要。煤炭燃燒時(shí)絕大部分的硫被氧化成二氧化硫（S02)，隨煙氣排放，污染大氣，還 會(huì)在空氣中形成酸雨，危害動(dòng)、植物生長(zhǎng)及人類健康，腐蝕金屬設(shè)備。大量煤炭的燃燒導(dǎo)致 二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、粉塵等環(huán)境污染物的排放量逐年增大。目前，我國(guó)二氧化碳 的排放總量?jī)H次于美國(guó)居世界第二位，二氧化硫的排放量居世界第一，而我國(guó)二氧化碳排 放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的66. 7%均來(lái)自燃煤。中國(guó)政府已 對(duì)國(guó)際社會(huì)作出承諾，努力控制大氣污染和減緩溫室氣體排放，不斷提高適應(yīng)氣候變化的 能力，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，為改善全球氣候做出新的貢獻(xiàn)。
[0003] 但是，我國(guó)已探明煤炭資源中，小于0.5%的特低硫煤很有限，主要分布在東北的 黑龍江、吉林，華北的內(nèi)蒙古和西北的一些邊遠(yuǎn)省區(qū)，儲(chǔ)量和產(chǎn)量并不多，因此，大量開(kāi)采和 普遍使用特低硫煤顯然是不現(xiàn)實(shí)的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)大約有730億噸中、高硫煤儲(chǔ)量，約占煤 炭總量的8%，而且主要集中在西南區(qū)域。對(duì)于缺煤、交通不便、盛產(chǎn)高硫煤為主的地區(qū)，特 別是云南、貴州、四川，使用低硫煤要靠鐵路長(zhǎng)距離運(yùn)輸，且運(yùn)費(fèi)昂貴，因此這些地方的高硫 煤就顯得非用不可。正常高硫煤燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫氣體，若不采用固硫措施，會(huì)在燃煤窯 (爐）中發(fā)生內(nèi)、外循環(huán)富集，一方面降低燃煤窯（爐）工作效率，另一方面導(dǎo)致二氧化硫超 標(biāo)排放，造成環(huán)境污染。然而，煤炭資源的環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻使研究人員將越來(lái)越多的目 光投向如何高效的利用高硫煤資源并最大限度減少污染，燃煤固硫劑就應(yīng)運(yùn)而生。
[0004] 目前的燃煤固硫劑主要分為液體和固體兩種?，F(xiàn)有的固體燃煤固硫劑在大型鍋爐 電廠、水泥廠的使用上存在一些弊端，固體添加劑在使用過(guò)程中需要使用鏟車(chē)在煤料場(chǎng)摻 拌均勻，如果是大型煤場(chǎng)，這一工作相當(dāng)繁重，需要增加較大成本并且很容易造成不均勻摻 拌，工作現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵大，污染環(huán)境；最主要是使用不方便，添加不均勻，如此影響到固硫效果， 客戶也不愿意使用。而現(xiàn)有的液體固硫劑，不但生產(chǎn)成本高價(jià)格貴，而且固硫效果不高，一 般固硫率都在35% -55%。若采用現(xiàn)有技術(shù)的固硫劑，雖說(shuō)其金屬離子可以捕捉二氧化硫 氣體，并與之發(fā)生反應(yīng)，固化生成硫酸鹽或亞硫酸鹽產(chǎn)物；但其固化產(chǎn)物遇窯（爐）高溫環(huán) 境不穩(wěn)定，易發(fā)生可逆分解反應(yīng)，重新生成二氧化硫有害氣體，導(dǎo)致固硫劑固硫效率下降， 固硫效果不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型高效的液體燃煤 固硫劑及其制備方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0007] -種液體燃煤固硫劑，包括以下質(zhì)量百分比的原料：0. 5%~2%硝酸鈰或硝酸 鑭、1 %~3%氯化鈉、10%~30%硝酸鈉或硝酸鉀、10%~20%鉻酸鉀或鉻酸鈉，余量的去 離子水。
[0008] 上述的液體燃煤固硫劑，優(yōu)選的，所述鉻酸鉀或鉻酸鈉中含有2個(gè)結(jié)晶水。
[0009] 上述的液體燃煤固硫劑，優(yōu)選的，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：2%硝酸鈰或硝 酸鑭、2 %氯化鈉、18 %硝酸鈉或硝酸鉀、15 %鉻酸鉀或鉻酸鈉，余量的去離子水。
[0010] 上述的液體燃煤固硫劑，優(yōu)選的，液體燃煤固硫劑與煤混合使用時(shí)質(zhì)量比為1 : 800~900。使用過(guò)程中只需要一臺(tái)液體計(jì)量栗，利用塑料軟管在原煤輸送皮帶上注入液體 燃煤固硫劑。這種使用方法既方便簡(jiǎn)單，又準(zhǔn)確、均勻、可靠；對(duì)使用現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有揚(yáng)塵污染。 [0011] 作為一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的液體燃煤固硫劑的制備方法： 將硝酸鈰或硝酸鑭、氯化鈉、硝酸鈉或硝酸鉀、鉻酸鈉或鉻酸鉀依次加入去離子水中，攪拌 45~60分鐘即得到所述的液體燃煤固硫劑。
[0012] 本發(fā)明的液體燃煤固硫劑中，硝酸鈰、硝酸鑭能夠降低煤的燃燒活化能，起催化作 用，提高固硫轉(zhuǎn)化速率。硝酸鈉、硝酸鉀起到助燃降解作用。氯化鈉起到助燃、膨松作用，可 以使金屬氧化物晶格重排，形成有利于固硫劑的孔分布和孔徑尺寸，而且氯化鈉本身也起 固硫作用。鉻酸鈉、鉻酸鉀的鉻離子處于絡(luò)合穩(wěn)定狀態(tài)，能消解和抑制煤炭燃燒產(chǎn)生的二氧 化硫氣體，并穩(wěn)定固硫產(chǎn)物在高溫下不發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，起到催化、抑制、穩(wěn)定固硫以及提 高固硫劑固硫效果作用。
[0013] 本發(fā)明的燃煤固硫劑采用鉻酸鈉、鉻酸鉀，與其他化合物復(fù)配活化、改質(zhì)而成，用 于高硫煤中在高溫下迅速反應(yīng)，催化燃料充分燃燒，與燃煤中生成的二氧化硫氣體反應(yīng)，在 固硫劑中起抑制劑作用，其在高溫下和固硫產(chǎn)物形成硅酸鹽熔體，阻止了固硫產(chǎn)物的復(fù)分 解，提高固硫劑固硫效率，從而達(dá)到催化、抑制、穩(wěn)定固硫的作用。固硫劑脫硫過(guò)程在燃煤窯 (爐）堿性氛圍中進(jìn)行，鉻酸鈉或鉻酸鉀中Cr+6具有強(qiáng)氧化性，吸收二氧化硫，將其氧化成 單質(zhì)硫，同飛灰一同收集下來(lái)，再入窯（爐）中煅燒，在固硫劑中催化劑作用下，金屬離子絡(luò) 合二氧化硫及氧氣，固化生成硫酸鹽或亞硫酸鹽產(chǎn)物，借助鉻酸鈉或鉻酸鉀抑制劑作用，在 窯（爐）高溫下，和固硫產(chǎn)物形成硅酸鹽熔體，阻止了固硫產(chǎn)物的復(fù)分解，實(shí)現(xiàn)提高固硫效 率目的。
[0014] 本發(fā)明中幾種原料配合使用，同時(shí)發(fā)生固硫作用，且相互間促進(jìn)提速固化，發(fā)揮固 硫疊加效果，不僅能固硫環(huán)保，而且可以幫助煤炭充分燃燒，提高固硫率。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0016] (1)本發(fā)明的液體燃煤劑固硫率達(dá)到65 %~75%，大大減少了燃煤對(duì)環(huán)境的污 染。
[0017] (2)本發(fā)明的新型高效液體燃煤固硫劑適應(yīng)于燃煤電廠、新型干法水泥廠，使用方 便，噴涂均勻，沒(méi)有揚(yáng)塵，不污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述， 但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0019] 除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義 相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0020] 除有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的商品或 者可以通過(guò)公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0021] 實(shí)施例1 :
[0022] -種本發(fā)明的液體燃煤固硫劑，由質(zhì)量含量2%的硝酸鈰、2%的氯化鈉、18%的硝 酸鈉、15%的鉻酸鈉（含2個(gè)結(jié)晶水）和63%的去離子水組成。