一种液态组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及煤炭燃烧，尤其是涉及一种液态组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、我国以煤炭为主的能源资源禀赋决定了煤炭的基础能源地位，煤炭燃烧释放热能满足了我国约65％的发电生产需求，也为钢铁、建材、化工等工业领域提供热能，煤炭是国家能源的“顶梁柱”。

2、受2021年起进口煤炭大幅减少，煤炭供应量紧缺，煤价上涨。因此，部分煤电企业在实际生产经营中，需掺烧偏离设计的低熔点、低劣质煤种，如山西大同煤、新疆准东煤等。以新疆准东煤为例，准东煤田是中国目前发现的最大整装煤田，预测煤炭资源储量3900亿吨，目前已探明储量2136亿吨，占全国储量的7％。以现在我国煤炭年消耗量计算，新疆准东煤田足够全国使用100年。但是，掺烧、使用这些低熔点煤、低劣质煤，锅炉易出现结焦的问题，从而形成危害。

3、目前，造成锅炉结焦的原因有以下三点：

4、一是煤炭与其灰分特性。低劣质煤中有大量的灰分，灰分沉积在受热面上，导致炉膛结焦，其中灰分的熔点是最重要的因素，灰分中包含的熔点较高的物质越多，灰分的整体熔点也就越高。灰的熔点和周围介质有较大关系，根据结焦的情况来看，如果周围介质的性质发生变化，灰的熔点也会发生变化，比如灰分为氧化铁，接触到还原性气体如一氧化碳后形成氧化亚铁，导致灰分整体的熔点下降。

5、二是炉内缺氧情况。在燃烧过程中，仍然存在炉膛内煤粉和空起混合不恰当、不充分，煤粉在炉内燃烧过程中出现缺氧、燃烧不充分的情况。炉膛中未燃烧殆尽的煤粉会与灰分粘附，形成焦垢。

6、三是炉内高负荷高温运行情况。当炉膛长时间高负荷运转的情况下，炉膛内温度增加，灰粒不能得到有效冷却，熔融软化的灰粘连起来无法清理从而结焦，严重情况下回导致喷燃器喷口被焦垢堵塞，更严重时焦垢会扩散到过热器的后屏、大屏区域，炉膛温度和出口温度会明显增加。

7、总之，结焦不仅降低锅炉炉效；当炉膛受热面出现严重的结焦，会导致锅炉砸焦、非停，给企业生产造成严重的负面影响；同时，锅炉受热面玷污结焦不仅会引起管束换热条件恶化，还会带来管壁腐蚀、超温，严重会导致爆管事故，严重威胁发电设备的安全运行。

8、现有技术主要包括以下四类：

9、第一类是通过除焦剂对焦垢进行直接处理，将除焦垢剂喷淋于焦垢上，通过引发成核晶体生长改变晶核结构降低表面张力、形成裂开面从而实现清焦。该方式从静态上能在一定程度清除焦垢，但在煤电企业实际运行中，锅炉持续运行时间长，炉膛中的焦垢持续形成，传统除焦剂无法抑制新焦垢“生长，”且物理除焦也存在掉焦而砸坏锅炉的风险。

10、第二类是对燃料进行预处理。比如针对准东煤，使其在燃烧前进行脱碱金属后再利用，包括采用制浆系统、升温加压系统和分离系统来除钠。但是，在煤电企业实际运行中，受市场影响，使用的煤种多样，预处理的方式也不同，若对各类煤种都进行不同方式的预处理，会给煤电企业造成占地面积较大、系统复杂、能耗高、经济成本高、加大生产控制难度等问题，大大降低技术的适应性。

11、第三类是燃烧时在燃料中掺入添加灰熔点的调节剂，通过掺烧高岭土、云母粉、石英砂、硅藻土等，改变了混和灰样各个灰分的组成比例，调节了各种元素含量的比例，使混合灰样的灰熔点升高，抑制焦垢形成。但是，该方法需将调节剂与煤粉在磨煤机中一同磨制，会占用磨煤机的出力，影响锅炉输入燃料量，从而影响锅炉出力。同时，该方法针对不同煤种，需配置不同的调节剂，这也大大加大了煤电企业的生产控制难度，降低技术的适应性。

12、第四类是生产组织优化与设备技改。包括对燃料进行科学调控，对煤粉细度进行严格管理，锅炉及时吹灰和清焦，对煤粉炉设备进行技改比如二次风箱配风技术改造等，很大程度改善了锅炉结焦的问题，但无法从根本上解决锅炉结焦的问题。

13、因此，如何解决焦垢的问题，来确保煤电企业在生产过程中设备的运行安全，提高煤电企业对低劣质、低熔点煤的适应性，提高低劣质低熔点煤掺烧比例，是必要解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种液态组合物，本发明提供的液态组合物可以通过与煤掺烧实现清焦和抑制焦垢形成。

2、本发明提供了一种液态组合物，包括如下重量份的原料：

3、

4、所述含镍化合物包括无机镍或有机镍；

5、所述燃烧促进剂为环烷酸铜。

6、优选的，所述无机镍选自氯化镍或硫酸镍；

7、所述有机镍为乙酰丙酮镍。

8、优选的，所述燃烧促进辅助剂为碳酸二甲酯。

9、优选的，所述分散悬浮剂为三羟甲基丙烷、有机硅油、有机硅烷或六偏磷酸钠中的一种或几种。

10、优选的，所述稳定处理剂为氯化铵或硫酸铵。

11、优选的，所述液态组合物包括如下重量份的原料：

12、

13、本发明提供了一种上述技术方案任意一项所述的液态组合物的制备方法，包括如下步骤：

14、a)将含镍化合物和水混合搅拌，而后加入分散悬浮剂，持续搅拌，得到第一混合液；

15、b)将燃烧促进剂和燃烧促进辅助剂混合搅拌，得到第二混合物；

16、c)将第二混合物加入第一混合液中，而后加入稳定处理剂，搅拌，即得。

17、优选的，步骤a)所述搅拌转速为80～100r/min；时间为40～50min；

18、所述持续搅拌的时间为40～50min；

19、步骤b)所述混合搅拌的温度为50～60℃；所述搅拌时间为20～30min；

20、步骤c)所述搅拌速度为50r/min以下；搅拌温度为20～30℃；所述搅拌时间为30～40min。

21、本发明提供了上述任意一项所述的液态组合物在煤炭除焦中的应用。

22、本发明提供了一种除焦方法，包括：将上述技术方案任意一项所述的液态组合物和煤炭混合掺烧；

23、所述上述技术方案任意一项所述的液态组合物的添加质量为煤炭质量的0.3～1‰。

24、与现有技术相比，本发明提供了一种液态组合物，包括如下重量份的原料：含镍化合物25～30份；燃烧促进剂6～9份；燃烧促进辅助剂1～2份；分散悬浮剂5～7份；稳定处理剂8～12份；水40～50份；所述含镍化合物包括无机镍或有机镍；所述燃烧促进剂为环烷酸铜。本发明通过含镍化合物的优异的催化性能，配合燃烧促进剂和燃烧促进辅助剂的助燃组分，以及搭配分散悬浮剂的分散作用等，最后通过引入稳定处理剂的含氨基团，迅速激发促进活性氧的形成，这使得它切断碳链链条且与碳结合的效率更高、速率更快。同时这种活性氧参与深度氧反应，在氧化分解chx为co2和h2o的过程中释放出大量热量，可降低煤粉燃烧的活化能，从而降低工况温度，不仅抑制了焦垢形成，也减少能耗，节约成本。

技术特征：

1.一种液态组合物，其特征在于，包括如下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述无机镍选自氯化镍或硫酸镍；

3.根据权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述燃烧促进辅助剂为碳酸二甲酯。

4.根据权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述分散悬浮剂为三羟甲基丙烷、有机硅油、有机硅烷或六偏磷酸钠中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述稳定处理剂为氯化铵或硫酸铵。

6.根据权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述液态组合物包括如下重量份的原料：

7.一种权利要求1～6任意一项所述的液态组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)所述搅拌转速为80～100r/min；时间为40～50min；

9.权利要求1～6任意一项所述的液态组合物在煤炭除焦中的应用。

10.一种除焦方法，其特征在于，包括：将权利要求1～6任意一项所述的液态组合物和煤炭混合掺烧；

技术总结本发明提供了一种液态组合物，包括如下重量份的原料：含镍化合物25～30份；燃烧促进剂6～9份；燃烧促进辅助剂1～2份；分散悬浮剂5～7份；稳定处理剂8～12份；水40～50份；所述含镍化合物包括无机镍或有机镍；所述燃烧促进剂为环烷酸铜。本发明通过含镍化合物的催化性能，配合燃烧促进剂和燃烧促进辅助剂的助燃组分，搭配分散悬浮剂的分散作用，通过引入稳定处理剂的含氨基团，迅速激发促进活性氧的形成，使得它切断碳链链条且与碳结合的效率更高、速率更快。这种活性氧参与深度氧反应，在氧化分解CHX为CO2和H2O的过程中释放出大量热量，降低煤粉燃烧的活化能，从而降低工况温度，抑制焦垢形成，减少能耗，节约成本。技术研发人员：吉南受保护的技术使用者：重庆积众吉昌新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/21