一种兰炭助燃剂的制作方法

1.本发明属于阻燃剂技术领域，更具体地涉及一种兰炭助燃剂。


背景技术：

2.我国自然资源的基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。与石油和天然气比较而言，煤炭的储存相对比较丰富，占世界储量的11.60％。我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的11％，成为世界上第一产煤大国。但由于人们不断的开采，煤炭的储存量越来越少，且煤炭是不可再生资源，怎样提高煤炭的燃烧率和利用率成为了研究重点。
3.兰炭是低变质煤中低温干馏梯级转化的固体产物，被认定是一种比较清洁的能源，具有固定碳高、化学活性高、低灰分、低铝、低硫、低磷等特点。兰炭不仅质量和燃烧性能均优于无烟煤，而且价格也低于无烟煤。我国低阶煤储量丰富，发展兰炭产业是国家能源优化战略的需求，兰炭的前景广阔、市场充足。基于以上的优良特性，兰炭作为一种替代燃料引起了国内外企业的高度重视，纷纷开始探索将价格低廉的兰炭作为替代燃料。虽然现在市场上的煤用添加剂、助燃剂的种类很多，但是并没有能够真正解决兰炭的燃烧问题的助燃剂，兰炭的燃烧着火点高、燃烧过程中极易燃烧不完全不充分，燃烧产生的氮氧化物和硫化物含量高，极易造成环境污染。
4.公布号为cn102229835a的发明专利，提出了煤用环保节能助燃剂，通过加入多种高硬度固态金属氧化物延长燃烧时间使燃烧更加完全；公布号为cn106336929a、cn105132076a、cn111534356a的发明专利，使用了纳米材料助燃，但这三个专利的配方组成成分均相对复杂，部分物质还易产生有毒物质、在燃烧过程中易爆炸，工业应用效果十分有限；公布号为cn102453583a、cn102888260a、cn103146456a的发明专利，将工业配方的助燃剂精简为四种组分，虽然具有工艺简便、费用低等特点，但其对兰炭的助燃效果十分有限；公布号为cn104987913a的发明专利，公布了一种添加活性炭作膨松剂和吸附剂的助燃剂，其中的添加的cacl2能提高钙硫比，能有效降低so2排放量，但是该配方并不能降低兰炭的燃烧着火点；公布号为cn104774671a、cn106753683a、cn108611155a的发明专利，在助燃剂配方中添加了不止一种氧化剂，但在经济上限制了其在工业上的应用；公布号为cn 102517119a的发明专利，助燃剂配方中添加了具有乳化作用的十二烷基苯磺酸钠，但其配方中，柴油和环戊二茂铁的工业应用性不大。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中所述的问题，本发明提供了一种兰炭助燃剂。
6.该兰炭助燃剂由以下重量比的组分混合而成：高锰酸钾1
‑
3份、硝酸铵3
‑
5份、氯化钙5
‑
9份、十二烷基苯磺酸钠1
‑
5份、碱式碳酸铜6
‑
10份、活性炭30
‑
50份。
7.进一步地，所述的兰炭助燃剂的各组分的粒度大小能过60目筛。
8.进一步地，所述的高锰酸钾为3份，所述的硝酸铵为5份，所述的氯化钙为9份，所述
的十二烷基苯磺酸钠为5份，所述的碱式碳酸铜为8
‑
10份，所述的活性炭为30
‑
50份。
9.进一步地，所述的高锰酸钾为3份，所述的硝酸铵为5份，所述的氯化钙为9份，所述的十二烷基苯磺酸钠为5份，所述的碱式碳酸铜为10份，所述的活性炭为30
‑
50份。
10.更进一步地，所述的高锰酸钾为3份，所述的硝酸铵为5份，所述的氯化钙为9份，所述的十二烷基苯磺酸钠为5份，所述的碱式碳酸铜为10份，所述的活性炭为30份。
11.该兰炭助燃剂在使用时，将其与兰炭按照重量比3:100进行混合即可。
12.本发明与现有技术相比，兰炭助燃剂的配方组分种类较少，配方组分产品易得，成本低；在助燃剂中加入的高锰酸钾具有分解产生氧气的特性，使得兰炭在燃烧时实现过氧燃烧，降低兰炭不完全燃烧的比例，提高燃尽率；在助燃剂中加入氯化钙、硝酸铵，能够降低兰炭着火点，缩短着火时间，氯化钙还能结合二氧化硫，起到降低硫化物的排放作用；在助燃剂中加入碱式碳酸铜，碱式碳酸铜在高温下分解产生氧化铜，能够促进一氧化氮还原成氮气和氧气，降低氮氧化物的排放；在助燃剂中加入十二烷基苯磺酸钠以及活性炭，十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂为活性炭提供更多的吸附位点吸附多余的氮氧化物和硫化物。本发明的兰炭助燃剂经实验验证，能大幅降低兰炭的着火点，减少兰炭的燃尽时间，使得兰炭燃烧完全充分，降低兰炭燃烧产生的氮氧化物和硫化物气体排放量，该兰炭助燃剂的应用效果好，使兰炭的燃烧效果以及燃烧后的清洁度都有所提高，实用性强，适合大规模应用。
附图说明
13.图1为兰炭燃烧的tg曲线图。
具体实施方式
14.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅做举例而已，同时通过说明，将更加清楚地理解本发明的优点。本领域的普通的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。实施例中所述的位置关系均与附图所示一致，实施例中其他未详细说明的部分均为现有技术。
15.实施例1
16.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛，得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低63℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少22min。
17.实施例2
18.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛，得到粉末状混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低66℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少22min。
19.实施例3
20.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵3重量份、氯化
钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低2％，燃尽时间平均减少25min。
21.实施例4
22.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低68℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少27min。
23.实施例5
24.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭30重量份加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低69℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低2％，燃尽时间平均减少25min。
25.实施例6
26.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低62℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少28min。
27.实施例7
28.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭40重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低60℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少25min。
29.实施例8
30.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少32min。
31.实施例9
32.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾1重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低62℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少
27min。
33.实施例10
34.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭40重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低70℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低3％，燃尽时间平均减少27min。
35.实施例11
36.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低3％，燃尽时间平均减少30min。
37.实施例12
38.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低71℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少33min。
39.实施例13
40.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低63℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低2％，燃尽时间平均减少32min。
41.实施例14
42.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少32min。
43.实施例15
44.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭50重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少30min。
45.实施例16
46.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵5重量份、氯化
钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低68℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低2％，燃尽时间平均减少31min。
47.实施例17
48.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低69℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少34min。
49.实施例18
50.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾2重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭40重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低65℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少34min。
51.实施例19
52.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低68℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少30min。
53.实施例20
54.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低2％，燃尽时间平均减少33min。
55.实施例21
56.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵3重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少28min。
57.实施例22
58.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低72℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低6％，燃尽时间平均减少
28min。
59.实施例23
60.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵4重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低73℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低4％，燃尽时间平均减少33min。
61.实施例24
62.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低74℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少34min。
63.实施例25
64.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙5重量份、十二烷基苯磺酸钠1重量份、碱式碳酸铜6重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状助燃剂混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低62℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低5％，燃尽时间平均减少34min。
65.实施例26
66.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠3重量份、碱式碳酸铜8重量份、活性炭40重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低69℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低2％，燃尽时间平均减少34min。
67.实施例27
68.一种兰炭助燃剂由以下质量的配方组成：高锰酸钾3重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜10重量份、活性炭30重量份。加入粉碎机粉碎后过60目筛,得到粉末状混合物。与兰炭按照重量比3：100的比例混合使用。其燃烧着火点平均降低75℃，氮氧化物和硫化物气体排放平均降低6％，燃尽时间平均减少35min。
69.如上述的实施例24和实施例27所述，当助燃剂中的各组分为：高锰酸钾3重量份、硝酸铵5重量份、氯化钙9重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份、碱式碳酸铜8
‑
10重量份、活性炭30重量份，特别是碱式碳酸铜为10重量份时，兰炭的燃烧效果最好。
70.将添加了实施例27所述助燃剂的兰炭与兰炭原样进行燃烧测试，令实验组为添加了实施例27所述助燃剂的兰炭，对照组为兰炭原样，其tg曲线如图1所示，从图中可以看出添加了助燃剂后的兰炭着火点降低了约74℃，燃尽率大致提高了6％，明显改善了兰炭的燃烧效果。
71.以上结合附图及具体实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。