高效脱硫节煤剂及其生产工艺的制作方法

作者:威廉亚洲 发布时间:2020-09-14 18:43

  本发明涉及一种由一定化合物和有机物经化学反应和物理混合而成的物质及生产工艺,所述物质为加至燃料煤中起脱硫节煤作用的添加材料。

  现有技术中,有一种解耦循环流化床燃烧系统及脱硫脱硝方法,它将煤燃烧分为隔绝空气干馏和半焦燃烧两个步骤,用分离器返回含有一定脱硫剂的高温灰来加热原煤。其不足之处是锅炉燃烧室要增设原煤干馏设备,不仅增加了设备成本,而且操作困难;同时,已进入高温炉灰中的脱硫剂再返回干馏区实现捕捉含硫气体的目的,其脱硫过程中放出的热能未被充分利用,此法在火力发电厂的大型粉煤炉中不便使用。此外,某文献提出了防治燃煤污染的若干技术措施,其中脱硫方法主要有干法和湿法两种;这两种方法都有许多无法克服的缺点,如干法脱硫效率低,固体吸附剂和副产物处理困难等,且脱硫装置庞大、投资费用大、运行成本高;而湿法脱硫则设备腐蚀严重,在脱硫过程中排出含硫化合物废水,造成二次污染。

  本发明的目的是,提供一种高效脱硫节煤剂及其生产工艺,脱硫节煤剂使用方便、脱硫效果好、不产生二次污染、运行成本低,且能显著节约燃煤。

  本发明的高效脱硫节煤剂的组成物及其重量百分比含量是NaOH0.5%-0.6%MgO 6%-8%KCl 6%-7%MnO24%-6%Fe2O38%-12%CaO 28%-32%酒糟水 35%-47.5%其中,酒糟水的重量百分比组成是,糖份10%-14%、甘油4%-6%、乙醇2%-4%、水76%-84%。

  本发明的脱硫节煤剂生产工艺的步骤是(1)将35%-47.5%(重量百分比)的酒糟水加入铁质反应罐中,加热升温至100℃;

  (2)加入6%-8%(重量百分比)的MgO并充分搅拌,继续升温至110-130℃,所加MgO粒度≤80目;(3)加入0.5%-0.6%(重量百分比)的NaOH进行苛化;(4)加入重量百分比为4%-6%、粒度≤60目的MnO2;(5)加入重量百分比为8%-12%、粒度≤40目的Fe2O3;(6)加入重量百分比为6%-7%的KCl粉;(7)继续搅拌并维持加热110-130℃之温度2.5-3小时,直至产品为糊状后出料;(8)将糊状物干燥至含水率≤20%;(9)加入重量百分比为28%-32%的CaO粉,混合均匀后粉碎至粒度≤18目,即获得成品。

  本发明的上述脱硫节煤剂及其生产工艺中所用酒糟水即为酿酒过程产生的酒糟水,其主要成分(重量百分比)是,糖分(C12H22O4)10%-14%、甘油[C3H5(OH)3]4%-6%、乙醇(C2H5OH)2%-4%、水76%-84%,及微量其它成分。

  本发明所述生产工艺制取的高效脱硫节煤剂,是由钾、钠、钙、镁、锰、铁等元素的化合物和有机质经加热产生化学反应并物理混合而成的一种固态粉状物质,其反应过程的生成物包括KOH、NaCl、K2MnO4等。

  本发明制取的高效脱硫节煤剂的使用方法是,按重量百分比之煤65%左右、炉渣32%左右、脱硫节煤剂3%左右配比并充分搅拌(可在锅炉输煤机入口处装一台拌和机,例如采用Φ5500×8000mm双搅拌和机)使之混合均匀后,投入锅炉燃烧室进行燃烧和脱硫。

  本发明的脱硫节煤作用原理是(1)所述脱硫节煤剂中含有碱土金属镁和钙的氧化物,它们能在高温下与SO2发生气固反应,生成高温下化学性能稳定的MgSO4和CaSO4,而且在反应中放出大量热能;脱硫节煤剂中的Fe2O3是SO2转化成SO3的催化剂,有利于吸收SO2的反应顺利进行。生成的MgSO4和CaSO4呈固态而随炉渣排出炉外,其反应式是以上反应式表明,氧化镁吸收1公斤硫可放出2838千卡热量,氧化钙吸收1公斤硫可放出3002千卡热量,通过以上二式反应,可脱除燃煤烟气中60%以上的SO2;(2)本发明的脱硫节煤剂中含有大量的碱金属和碱土金属元素,其化学活性很强,它们的原子最外层电子容易被激活产生跃迁,在跃迁过程中放出大量电子辐射能,且其释放速度快、温度高,极有利于提高锅炉温度。钾、镁、钙等元素的原子不仅释放出的辐射能更强烈,而且还参与放热化学反应,这两部分能量可以叠加,因而显著提高了热效率。

  (3)本发明的脱硫节煤剂中含有大量的过渡金属元素锰和铁的含氧化合物。所述过渡金属原子在反应过程中,氧化态可以从0到+7,故其含氧化合物具有很强的氧化性能,这些物质与煤混合在一起,参与氧化放热反应并放出原子氧,使煤中的碳充分氧化燃烧。

  (4)上述三方面中的放热反应,可显著提高锅炉温度。根据水煤气生产原理,在高温下,碳可以分解水蒸汽生成CO和H2,而CO和H2又可进一步氧化燃烧放出更高的热能,这实际上是改变了碳的燃烧途径,使热效率显著提高。众所周知,碳的燃烧有二种途径,其一是碳直接氧化燃烧生成CO2,其二是碳先与水蒸汽反应生成CO和H2,接着CO和H2继续氧化放出更多的热量。经相关计算可知,煤的第二种燃烧途径比第一种燃烧途径可提高热效率10.9%。

  事实上,本发明的脱硫节煤剂在多个用户的蒸汽锅炉燃煤中使用,经检测,脱硫率达60%;节煤率达25%以上,最高可达32%,提高锅炉热效率10-15%。

  由以上可知,本发明提供了一种高效脱硫节煤剂及其生产工艺,所述脱硫节煤剂使用方便、脱硫效果好、不产生二次污染,运行成本低,节约燃煤显著,还提高了锅炉热效率。这对减轻城市大气污染和节约能源将产生积极作用。

  实施例1高效脱硫节煤剂的一种组成物及其重量百分比是NaOH 0.5%,MgO 6%,KCl 6%,MnO24%,Fe2O38%,CaO 28%,酒糟水47.5%。

  实施例2高效脱硫节煤剂的一种组成物及其重量百分比是NaOH 0.6%,MgO8%,KCl 7%,MnO26%,Fe2O312%,CaO 32%,酒糟水35%。

  实施例4本发明的生产工艺过程是(1)将重量分为41份的酒糟水加入Φ1200×1500mm铁质反应罐中,罐底用Φ1100煤炉加热升温至100℃;酒糟水成份是(重量百分比)糖分12%、甘油5%、乙醇3%、水80%;(2)加入含MgO量为80%的氧化镁粉(粒度≤80目)8.75份(重量份),采用转速为18r/min的犁头式搅拌机充分搅拌罐内物,继续升温至120℃;(3)加入含NaOH量为95%的烧碱0.58份(重量份)进行苛化;(4)加入粒度≤60目、MnO2含量为26%的二氧化锰粉料19.23份(重量份);(5)加入粒度≤40目、Fe2O3含量为55%的三氧化二铁粉料18.8份(重量份);(6)加KCl含量为82%的氯化钾粉7.93份(重量份);(7)继续搅拌并维持加热120℃3小时,直至产品为糊状后出料;(8)将糊状物自然风干至含水率20%;(9)加入CaO78%的氧化钙粉38.46份(重量份),在桶径Φ1400×400mm混合机上均匀混合后,用工作效率为4T/H的锤击式粉碎机粉碎料至粒度≤18目,获得脱硫节煤剂成品,包装出厂。

  1.一种高效脱硫节煤剂,其特征是,它的组成物及其重量百分比含量是,NaOH0.5%-0.6%MgO 6%-8%KCl 6%-7%MnO24%-6%Fe2O38%-12%GaO 28%-32%酒糟水 35%-47.5%其中,酒糟水的重量百分比组成是,糖份10%-14%、甘油4%-6%、乙醇2%-4%、水76%-84%。

  2.一种高效脱硫节煤剂的生产工艺,其特征是,它的工艺步骤是(1)将重量百分比为35%-47.5%的酒糟水加入铁质反应罐中,加热升温至100℃;(2)加入重量百分比为6%-8%且粒度≤80目的MgO并充分搅拌,继续升温至110-130℃;(3)加入重量百分比为0.5%-0.6%的NaOH进行苛化;(4)加入重量百分比为4%-6%、粒度≤60目的MnO2;(5)加入重量百分比为8%-12%、粒度≤40目的Fe2O3;(6)加入重量百分比为6%-7%的KCl粉;(7)继续搅拌并维持加热110-130℃之温度2.5-3小时,直至产品为糊状后出料;(8)将糊状物干燥至含水率≤20%;(9)加入重量百分比为28%-32%的CaO粉,混合均匀后粉碎至粒度≤18目,即获得成品。

  一种高效脱硫节煤剂及生产工艺,将35%-47.5%的酒糟水(各组分均为重量分)加至反应罐中并升至100℃,加入6%-8%的MgO粉并搅拌,升温至110—130℃,依次加入0.5%-0.6%NaOH、4%-6%的MnO


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