高钠煤改性助燃防结焦添加剂、制备方法及应用与流程

本发明涉及高钠煤防结焦，具体为高钠煤改性助燃防结焦添加剂、制备方法及应用。

背景技术：

1、高钠煤是指煤中钠含量(以灰分计)大于2％的煤种；高钠煤挥发分含量高，灰分少，易着火，易燃尽。但是，高钠煤中碱金属含量高，同时硫含量也比较高。碱金属及碱土金属的氯化物、硫酸盐熔点低，高温下可能呈气态或熔融态。气态的碱金属化合物或者低温共熔物，遇冷黏结在受热面上，烟气中的灰颗粒也逐渐被粘附在对流受热面的表面。这是一种成长性积灰，如不及时清除，将影响锅炉的安装、稳定、高效运行。另外高钠煤高水分、严重结渣积灰和沾污特性给已建电厂锅炉的安全运行带来了很大困难。

2、近年来，随着能源需求的增长，高钠煤的应用需求也在逐渐增加。然而，高钠煤存在着的助燃性差、结焦严重、硫排放高等诸多问题逐渐暴露，严重影响了其在工业生产中的应用。因此，研发提高高钠煤的燃烧效率和减少结焦等，解决高钠煤存在的各种问题具有重要意义。

3、公告号为cn106594780b，名称为一种高钠煤加热脱除炉与燃煤电站的集成装置及其方法的发明专利中，公开了利用专门系统设备前处理高钠煤的方案，虽然其高温脱钠能够解决问题，但是专门设备对于企业来说不仅需要规划用地新建厂房，而且还要延长生产周期，对于人员和能源的需求全部都要增加，并不能实际改变高钠煤的现状。

4、公开号为cn117165334a，名称为一种减少高碱煤中钠释放的方法的发明专利申请中，公开了将煤晒干破碎并混入添加剂颗粒后在高温平面火焰携带流反应器中气化的方法，该方法确实可以减少钠离子释放，其实施例也记载了可以在原基础上减少12％左右，效果较为明显，但是该方法需要预先处理部分煤原料，晾晒需要场地和延长生产时间，且该方法中的添加剂仅提供可采用二氧化硅、三氧化二铝、磷酸氢二铵、磷酸钙，有待拓宽可使用物料的种类，另外，仅仅减少钠离子释放相对上述高钠煤存在的各种问题也是杯水车薪。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高钠煤改性助燃防结焦添加剂、制备方法及应用，以解决上述背景技术中提到的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高钠煤改性助燃防结焦添加剂，原料中以重量百分比计包括：膨化剂13～32％，脱钠剂5～10％，消烟剂3～8％，脱焦剂15～30％，高温滞留剂3～13％，其余为助燃剂、增氧剂、催化剂。

3、优选的，膨化剂以重量百分比计包括：柠檬酸2～6％，焦磷酸钾2～6％，乳酸3～8％，苹果酸6～12％。

4、优选的，脱钠剂为硅酸铝钠，消烟剂为生石灰。

5、优选的，脱焦剂以重量百分比计包括：石英粉10～20％，活性炭5～10％。

6、优选的，高温滞留剂以重量百分比计包括：纳米二氧化钛1～5％、复合材料2～8％，复合材料中包括高黏土70～80％、硼砂8～15％、碘化钾8～15％。

7、优选的，助燃剂、增氧剂、催化剂以重量百分比计包括：氧化铝粉20～30％(具体原料宜选用棕刚玉)，氯化铁3～8％，石灰石3～8％，硫酸铵5～10％，氧化铁10～18％，生石灰3～8％，二氧化锰5～10％，氧化锌1～5％。

8、优选的，氧化铝粉和石英粉均为200目。

9、本发明提供的另一技术方案：高钠煤改性助燃防结焦添加剂的制备方法，包括以下步骤：

10、按重量百分比称取原料；

11、将柠檬酸2-6％、焦磷酸钾2-6％、乳酸3-8％、苹果酸6-12％混合搅拌均匀获得混料a；

12、将硅酸铝钠5-10％、氧化铝粉20-30％、氯化铁3-8％、石英粉10-20％混合搅拌均匀获得混料b；

13、将石灰石3-8％、硫酸铵5-10％混合搅拌均匀获得混料c；

14、将氧化铁10-18％、氧化钙3-8％、二氧化锰5-10％、氧化锌1-5％、活性炭5-10％混合搅拌获得混料d；

15、将纳米二氧化钛1～5％、复合材料2～8％混合搅拌获得混料e，其中复合材料中高黏土70～80％、硼砂8～15％、碘化钾8～15％；

16、将混料a、混料b、混料c、混料d、混料e混合搅拌后烘干，砂磨制得添加剂粉末产品。

17、本发明提供的还一技术方案：上述添加剂在高钠煤燃烧中的应用。

18、优选的，添加剂与高钠煤按重量比1～8:1000混合均匀后燃烧。

19、优选的，高钠煤混合添加剂后相比未混合添加剂直接燃烧，煤粉炉节煤1.5～3.5％，链条炉节煤3～8％；净化脱硫率提高10～30％。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、该高钠煤改性助燃防结焦添加剂、制备方法及应用，材料廉价易得，制备方法简单，仅需经过多次混料后干燥磨粉，使用方便，只要与高钠煤混合即可，总体使用效果好，可适用于燃煤锅炉、工业炉等应用高钠煤的领域，能够提高高钠煤的燃烧效率、减少设备结焦、降低污染排放。

22、2、该高钠煤改性助燃防结焦添加剂减少设备结焦的原理是，通过化学作用，先使结焦松化并使之完全燃烧，最后化成轻灰，由烟道排出，不仅能够阻止结焦形成，而且可以附吸在炉壁上渗入已形成的焦层，使结焦逐渐疏松脱落；添加剂组分还具有优异的助燃和增氧功能，可以进一步确保高钠煤燃烧充分，提高煤粉燃烧效率，利于改善煤炭燃烧过程，降低燃料消耗，从而同时获得了节煤的效果，减少资源和能源浪费。

23、3、该高钠煤改性助燃防结焦添加剂，由于解决了结焦问题，可间接减少设备停机维护维修频率和费用，利于节约生产时间和成本，利于提高设备可靠性和稳定性，同时可降低设备结焦受损和腐蚀程度，利于延长设备寿命。

24、4、该高钠煤改性助燃防结焦添加剂，由于使高钠煤燃烧效率提升，辅以添加剂中的成分还能同时起到减排的作用，利于减少二氧化硫和氮氧化物排放，提高净化脱硫率，助力煤炭清洁高效利用，有效保护环境与生态。

技术特征：

1.高钠煤改性助燃防结焦添加剂，其特征在于，所述添加剂的原料中，以重量百分比计包括：膨化剂13～32％，脱钠剂5～10％，消烟剂3～8％，脱焦剂15～30％，高温滞留剂3～13％，其余为助燃剂、增氧剂、催化剂。

2.根据权利要求1所述的高钠煤改性助燃防结焦添加剂，其特征在于，所述膨化剂以重量百分比计包括：柠檬酸2～6％，焦磷酸钾2～6％，乳酸3～8％，苹果酸6～12％；所述脱钠剂为硅酸铝钠，消烟剂为生石灰。

3.根据权利要求1所述的高钠煤改性助燃防结焦添加剂，其特征在于，所述脱焦剂以重量百分比计包括：石英粉10～20％，活性炭5～10％。

4.根据权利要求1所述的高钠煤改性助燃防结焦添加剂，其特征在于，所述高温滞留剂以重量百分比计包括：纳米二氧化钛1～5％、复合材料2～8％，复合材料中包括高黏土70～80％、硼砂8～15％、碘化钾8～15％。

5.根据权利要求1所述的高钠煤改性助燃防结焦添加剂，其特征在于，所述助燃剂、增氧剂、催化剂以重量百分比计包括：氧化铝粉20～30％，氯化铁3～8％，石灰石3～8％，硫酸铵5～10％，氧化铁10～18％，生石灰3～8％，二氧化锰5～10％，氧化锌1～5％。

6.根据权利要求5所述的高钠煤改性助燃防结焦添加剂，其特征在于：所述氧化铝粉和石英粉均为200目。

7.高钠煤改性助燃防结焦添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

8.权利要求1至6任意一项所述的添加剂或权利要求7制得的添加剂在高钠煤燃烧中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述添加剂与高钠煤按重量比1～8:1000混合均匀后燃烧。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：高钠煤混合添加剂后相比未混合添加剂直接燃烧，煤粉炉节煤1.5～3.5％，链条炉节煤3～8％；净化脱硫率提高10～30％。

技术总结本发明公开了高钠煤改性助燃防结焦添加剂、制备方法及应用，涉及高钠煤防结焦技术领域；本发明包括将柠檬酸2‑6％、焦磷酸钾2‑6％、乳酸3‑8％、苹果酸6‑12％混合搅拌均匀获得混料A；将硅酸铝钠5‑10％、氧化铝粉20‑30％、氯化铁3‑8％、石英粉10‑20％混合搅拌均匀获得混料B；将石灰石3‑8％、硫酸铵5‑10％混合搅拌均匀获得混料C；将氧化铁10‑18％、氧化钙3‑8％、二氧化锰5‑10％、氧化锌1‑5％、活性炭5‑10％混合搅拌获得混料D；将纳米二氧化钛1～5％、复合材料2～8％混合搅拌获得混料E；将五种混料混合搅拌后烘干，砂磨制得添加剂粉末产品；本发明的添加剂材料廉价易得，制备方法简单，可减少设备结焦，利于延长设备寿命，利于提高高钠煤的燃烧效率，降低成本、节约能源，可降低污染排放，有效保护环境。技术研发人员：戴亚洲,陈晨,鲁雪峰,孙积文受保护的技术使用者：四川陆亨能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11