一种清洁型燃煤及其制备方法与流程

本发明属于煤炭产品，具体涉及一种清洁型燃煤及其制备方法。

背景技术：

1、煤炭作为我国主要的能源，其燃烧产生的so2会造成严重的大气污染。因此如何清洁高效地利用煤炭资源，始终是一个重要的技术问题。

2、煤炭脱硫可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。

3、燃烧前脱硫是在煤炭燃烧前就脱去煤种的硫分，避免或减少其在燃烧过程中释放出so2，减轻对烟道的腐蚀和对环境的污染。例如煤炭物理洗选等方法就是燃烧前脱硫的技术，操作简单、成本低，但是往往只能脱除其中的大部分无机硫。

4、煤炭燃烧中脱硫(固硫)通常是煤炭在800-850℃燃烧过程中，向炉内加入固硫剂或固硫助剂，使煤炭燃烧产生的so2与固硫剂再次发生化学反应，生成难分解的固硫产物，从而以固态灰的形式排出。常用的固硫剂有caco3、cao、mgo等。该技术目前存在问题是易结渣、磨损和堵塞，成本较高且影响锅炉的使用效率。由于高温条件下的固硫效果不明显，因此针对特定煤种选择合适的固硫剂很有必要。

5、煤炭燃烧后脱硫是指对燃烧后产生的烟气进行脱硫，也称烟道气脱硫。该方法按产物是否回收可分为抛弃法和回收法。此方法脱硫率高，但工艺复杂且综合处理成本明显高于其它技术。

6、煤炭燃烧中使用固硫剂的固硫机理为：煤炭高温燃烧生成so2或so3，固硫剂高温条件下发生分解得到金属氧化物，采用钙基、镁基、钡基等固硫剂，其固硫反应发生在so2或so3与金属氧化物之间，最终生成硫酸盐或亚硫酸盐。

7、中国专利cn1699526a中公开了一种燃煤固硫复合添加剂，添加剂按质量百分比计，含有cao：36-74％，baco3：26-64％。此外，在该添加剂中还可另含有al2o3、kmno4、mno2中的一种或多种，该发明具有较好的高温固硫效率，在900-1100℃的温度范围内，固硫效率在70％以上，在1200-1300℃的高温下，固硫效率可达40％-70％；该固硫剂成分含有不溶性组分，其混合时会存在不均匀的问题，会使得固硫效果不佳，且会存在明显结焦，从而降低锅炉的导热效率。

8、中国专利cn108251174a中公开了一种环保固硫型煤及其制备方法，包括以下重量份数的物料：煤粉50-60份，煤泥15-20份，固硫添加剂10-20份，粘结剂5-10份；固硫添加剂包括电石渣粉45-50份，高锰酸钾1-10份，铁矿粉5-15份，氧化镁10-20份，氯化钠1-3份；粘结剂包括木质素50-60份，膨润土20-40份、淀粉5-10份。固硫添加剂以电石渣为主要原料，再佐以一定量的铁矿粉、氧化镁、氯化钠，增强电石渣的高温固硫稳定性能、提高固硫率，有效减少型煤燃烧的硫排放。首先，该发明请求保护的是一种型煤，即通过机械加工压制成具有一定的强度和尺寸及形状各异的煤成品，但是型煤不适用于电厂锅炉等大规模用煤场所，且存在燃烧效率低的问题。另外，该发明中采用的固硫剂含有不溶成分，无法很好的在煤粉中的分散，且淀粉在该发明中作为粘结剂使用，目的是将煤粉压制成各种性状。

9、但是现有的固硫剂大多为不溶性成分，与煤粉混合时会存在不均匀的问题导致固硫效果不佳，且不溶性固硫剂的加入会存在结焦的情况进而对锅炉产生负面作用，另外还会导致燃烧效率降低，因此需要开发一种固硫效果好、燃烧效率高且不会对锅炉产生负影响的清洁型燃煤及其制备方法。

技术实现思路

1、基于现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种清洁型燃煤及其制备方法，具体以淀粉糊化液溶解可溶性固硫剂，使可溶性固硫剂均匀吸附于燃煤中，燃煤中硫与吸附的可溶性固硫剂高效原位反应，可以有效提高固硫效果；另外本发明中的淀粉液原位吸附于煤炭颗粒中能够起到助燃的作用，从而有效提升燃煤的燃烧效率，本发明的清洁型燃煤不对锅炉产生负面作用。

2、为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

3、一方面，本技术提供了一种清洁型燃煤的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将淀粉分散于水中搅拌均匀，得到淀粉乳；将淀粉乳加热至70-100℃糊化10-60分钟，得到淀粉糊化液；

5、(2)控制淀粉糊化液温度为30-60℃条件下，向其中加入固硫剂，离心去除不溶物，得到含有固硫剂的淀粉糊化液；

6、(3)将燃煤进行破碎处理，筛分后得到煤炭颗粒；

7、(4)将煤炭颗粒输送到流化床上，在悬浮状态下对其喷洒含有固硫剂的淀粉糊化液，干燥后得到吸附有固硫剂和糊化淀粉的煤炭颗粒。

8、其中，

9、步骤(1)中所述的淀粉乳的浓度为5-20g/l；优选为10-15g/l。

10、步骤(2)中所述的固硫剂为可溶性固硫剂；所述的可溶性固硫剂为ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2中的一种或几种；

11、优选地，所述的可溶性固硫剂为ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2的混合物。

12、再优选地，所述的ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2的质量比为1:2-5:1-3；

13、进一步优选地，所述的ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2的质量比为1:3-4:2-3；

14、再进一步优选地，所述的ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2的质量比为1:4:2。

15、本发明以ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2不同比例的混合物作为固硫剂，三种组分均为水溶性成分，将其溶于糊化淀粉液中能够形成溶解均匀的溶液，使用该溶液对燃煤颗粒进行喷洒能够使固化剂成分进行燃煤的孔隙中，从而增加固化剂与燃煤的接触面积，从而提高固硫效果；另外，本发明采用混合固硫剂，并通过控制ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2的质量比为1:2-5:1-3使得燃煤在燃烧的不同阶段均能对产生的so2或so3进行固化，使固硫效果更好。

16、步骤(2)中所述的可溶性固硫剂和淀粉糊化液的质量体积比为5-15：1(g/l)；

17、优选地，所述的可溶性固硫剂和淀粉糊化液的质量体积比为8-12：1(g/l)；

18、再优选地，所述的可溶性固硫剂和淀粉糊化液的质量体积比为10：1(g/l)。

19、步骤(3)中破碎处理后的煤炭颗粒粒径为5-200μm。

20、步骤(4)中将含有固硫剂的淀粉糊化液按照3‰-5‰比例，在室温条件下均匀的喷洒于燃煤上即可；

21、优选地，将含有固硫剂的淀粉糊化液按照4‰比例，在室温条件下均匀的喷洒于燃煤上即可。

22、步骤(4)中所述的干燥的温度为80℃以上。

23、作为一些优选实施方案，步骤(2)中还添加了淀粉酶，所述淀粉酶的加入量为淀粉质量的3-6％；优选为5％。

24、所述的淀粉酶选自α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶中的一种或几种；

25、优选地，所述的淀粉酶为β-淀粉酶或/和异淀粉酶；

26、再优选地，所述的淀粉酶为质量比1:1的β-淀粉酶或/和异淀粉酶。

27、所述的β-淀粉酶的酶活力为50-100u/g淀粉；所述的异淀粉酶的酶活力为50-100u/g淀粉。

28、本发明还在淀粉糊化液中添加了淀粉酶，淀粉酶的加入一方面可以使固硫剂分散于糊化淀粉液中，另一方面可以提高淀粉糊化液的流动速率，从而使含有固硫剂的淀粉糊化液能够快速进入煤炭颗粒的缝隙中。采用β-淀粉酶和异淀粉酶的混合物，并控制两者的质量比为1:1，能够使固硫剂各组分更好的分散于淀粉糊化液中，其次在喷洒过程中由于β-淀粉酶和异淀粉酶与糊化淀粉之间的作用能够保证淀粉糊化液的流动性和稳定性，使固硫剂各组分更好的渗透到煤炭的内部，从而提高固硫剂的固硫效果。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

30、(1)本发明以ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2不同比例的混合物作为固硫剂，三种组分均为水溶性成分，将其溶于糊化淀粉液中能够形成溶解均匀的溶液，使用该溶液对燃煤颗粒进行喷洒能够使固化剂成分有效吸附于燃煤的孔隙中，从而增加固化剂与燃煤的接触面积，从而提高固硫效果；另外，本发明采用混合固硫剂，并通过控制ba(oh)2、ca(hco3)2和mg(hco3)2的质量比为1:2-5:1-3使得燃煤在燃烧的不同阶段均能对产生的so2或so3进行固化，使固硫效果更好；

31、(2)本发明以淀粉糊化液溶解可溶性固硫剂，再将淀粉液原位吸附于煤炭颗粒中，使可溶性固硫剂均匀吸附于燃煤中，燃煤中硫与吸附的可溶性固硫剂高效原位反应，有效提升燃煤的燃烧效率、固硫效果，同时不对锅炉产生负面作用。

32、(3)本发明还在淀粉糊化液中添加了淀粉酶，淀粉酶的加入一方面调控淀粉糊化液的粘度和分子量，另一方面可以提高淀粉糊化液的流动速率，从而使含有固硫剂的淀粉糊化液能够快速进入煤炭颗粒的缝隙中，采用β-淀粉酶和异淀粉酶的混合物，并控制两者的质量比为1:1，能够使固硫剂各组分更好地分散于淀粉糊化液中，其次在喷洒过程中由于β-淀粉酶和异淀粉酶与糊化淀粉之间的作用能够保证淀粉糊化液的流动性和稳定性，使固硫剂各组分更好地渗透到煤炭的内部，从而提高固硫剂的固硫效果。