CN103773550A - 煤矸石发电用液体助燃剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤矸石液体助燃剂助燃剂，属于煤化工技术领域。该煤炭助燃剂质量百分比配方组成如下：一种煤矸石发电用液体助燃剂，其特征在于，组分包括纳米级二氧化钛粉、纳米级氧化镁粉、氧化铜、高锰酸钾、氯化锂、丙三醇、聚羧酸分散剂、片碱、木钙、乳化剂、稳定剂、水。本发明专利的优点在于，提高了煤矸石的利用，减少了环境污染，节约了大量的煤炭资源，采用本发明的助燃剂降低了煤矸石的使用成本。针对洗煤厂煤矸石发电厂，具有常温下稳定性好、不分层、不离析，催化燃烧效果显著，价格适中等优点，还可以减少由于使用煤矸石发电而造成的锅炉受热面的积灰、结渣和磨损问题，具有良好的市场应用前景。

Description

煤矸石发电用液体助燃剂

技术领域

    本发明涉及一种煤矸石液体助燃剂助燃剂，属于煤化工技术领域。 

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值，含碳20%～30%，有些含腐殖酸。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。近几年来，煤矸石不再仅仅被视为一种数量最大的工业固体废弃物,而作为一种资源，在化工、建材、冶金、轻工等领域得到了广泛的研究和应用,煤矸石资源化已成为煤矸石综合利用研究的重点。目前煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料，此外还可用于煤与矸石混烧发电。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。 

煤矸石的大量堆放，不仅压占土地，影响生态环境，矸石淋溶水将污染周围土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。解决煤矸石污染环境问题显得越来越突出，煤矸石发电是充分利用煤矸石的有效热成分，变废为宝，解决污染的有效途径。中国煤炭企业目前有煤矸石电厂120余座，装机容量184万kW，年发电量87亿kWh，主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物（发热量每公斤约2000大卡）发电。日本有10多座这种电厂，德意志联邦共和国和荷兰把煤矿自用电厂和选煤厂建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石发电。所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤发热量为3500大卡；火力不足时,常用重油助燃或者煤炭助燃剂助燃。 

煤矸石电厂用重油助燃的缺点:一是原材料（重油）受地域资源限制，二是易产生爆炉，使热力不均衡，炉壁炉膛受损。 

国内煤炭助燃剂种类有粉体和液体两类，以粉体为多。纵观国内煤炭助燃剂专利，其作用机理主要有以下组份：1）高温分解产生增氧组份，如高锰酸钾、氯酸钾、硝酸盐、重铬酸钾等；2）催化剂组份，如二氧化钛、氧化铁、氧化镁、稀土氧化物等；3）固硫组份，如氧化钙和二氧化硫起反应生成硫酸钙等；另外还有产品载体，如粉煤灰，水。   

粉体助燃剂有以下缺点：一是计量不方便，实际操作误差大；二是生产时粉尘大，劳动环境差；三是包装物流不方便，容易破损污染环境。国内的液体煤炭助燃剂专利不多，但是产品原料价格昂贵，部分产品常温下储存时还不稳定，容易出现分层、离析等现象，给正确计量使用带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矸石发电用液体助燃剂。该煤炭助燃剂质量百分比配方组成如下：一种煤矸石发电用液体助燃剂，其特征在于，组分包括纳米级二氧化钛粉、纳米级氧化镁粉、氧化铜、高锰酸钾、氯化锂、丙三醇、聚羧酸分散剂、片碱、木钙、乳化剂、稳定剂、水；所述各原料的质量分数为纳米级二氧化钛粉5-10%，纳米级氧化镁粉3-8%，氧化铜3-5%，高锰酸钾5-10%，氯化锂3-8%，丙三醇3-5%，聚羧酸分散剂5-10%，片碱1-2%，木钙5-10%，乳化剂5-10%，稳定剂10-15%，水为剩余质量部分。 

作为优选，所述聚羧酸分散剂浓度为40%。 

作为优选，所述乳化剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的至少一种。

作为优选，所述稳定剂为聚丙烯酰胺絮凝剂、羧甲基纤维素或有机膨润土中的至少一种。 

本发明专利的优点在于，提高了煤矸石的利用，减少了环境污染，节约了大量的煤炭资源，采用本专利的助燃剂降低了煤矸石的使用成本。针对洗煤厂煤矸石发电厂，具有常温下稳定性好、不分层、不离析，催化燃烧效果显著，价格适中等优点，还可以减少由于使用煤矸石发电而造成的锅炉受热面的积灰、结渣和磨损问题，具有良好的市场应用前景。 

具体实施例

一种煤矸石发电用液体助燃剂，其特征在于，组分包括纳米级二氧化钛粉、纳米级氧化镁粉、氧化铜、高锰酸钾、氯化锂、丙三醇、聚羧酸分散剂、片碱、木钙、乳化剂、稳定剂、水； 

所述各原料的质量分数为纳米级二氧化钛粉5-10%，纳米级氧化镁粉3-8%，氧化铜3-5%，高锰酸钾5-10%，氯化锂3-8%，丙三醇3-5%，聚羧酸分散剂5-10%，片碱1-2%，木钙5-10%，乳化剂5-10%，稳定剂10-15%，水为剩余质量部分。

所述的煤矸石发电用液体助燃剂，其特征是，所述聚羧酸分散剂浓度为40%。 

所述的煤矸石发电用液体助燃剂，其特征是，所述乳化剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的至少一种。 

所述的煤矸石发电用液体助燃剂，其特征是，所述稳定剂为聚丙烯酰胺絮凝剂、羧甲基纤维素或有机膨润土中的至少一种。 

纳米级二氧化钛粉、纳米级氧化镁粉、氧化铜粉都是效果显著的煤矸石燃烧催化剂；高锰酸钾遇热分解，释放氧气同时氧化锰也是燃烧催化剂；氯化锂，在煤矸石燃烧初期起降低着火点的作用；聚羧酸分散剂、丙三醇使助燃剂中粉体颗粒充分混合均匀，充分润湿；乳化剂、稳定剂和木钙可以起到稳定浆体匀质性的作用，可以保持助燃剂浆体30d内稳定均匀。少量的片碱，可以使浆体保持一定的碱度(调pH为7-9)，有助于保持浆体的稳定性，也有利于产品的储存。 

本专利成品的性能参数如下： 

（1）  外观（颜色）：棕褐色液体

（2）  比重：1.05-1.10之间，根据配方定。

（3）  pH：8.5 

（4）  浆体稳定性（7d）：良好

（5）  浆体稳定性（28d）：良好

（6）  掺量：煤矸石用量的0.5‰-0.8‰。

实施例1 

煤矸石发电用液体助燃剂质量百分比配方组成：

   纳米级二氧化钛粉              5%

   纳米级氧化镁粉                5%

   氧化铜                        5%

高锰酸钾                      5%

   氯化锂                        6%

   丙三醇                        5%

   聚羧酸分散剂（浓度40%）       5%

   片碱                          1%

   木钙                          5%

乳化剂                        5%

稳定剂                        10%

水                            余量

其中：乳化剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚；稳定剂为：有机膨润土。

实施例2 

煤矸石发电用液体助燃剂质量百分比配方组成：

   纳米级二氧化钛粉              10%

   纳米级氧化镁粉                5%

   氧化铜                        3%

高锰酸钾                      5%

   氯化锂                        3%

   丙三醇                        3%

   聚羧酸分散剂（浓度40%）       8%

   片碱                           2%

   木钙                          5%

乳化剂                        5%

稳定剂                        15%

水                            余量

其中：乳化剂为脂肪胺聚氧乙烯醚；稳定剂为：羧甲基纤维素。

实施例3 

煤矸石发电用液体助燃剂质量百分比配方组成：

纳米级二氧化钛粉              8%

纳米级氧化镁粉                 8%

氧化铜                             3%

高锰酸钾                          5%

氯化锂                             3%

丙三醇                             3%

聚羧酸分散剂（浓度40%）  5%

片碱                                 1%

木钙                                 5%

乳化剂                              10%

稳定剂                              10%

水                                    余量

其中：乳化剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚；稳定剂为：羧甲基纤维素。

实施例4 

煤矸石发电用液体助燃剂质量百分比配方组成：

纳米级二氧化钛粉            6%

纳米级氧化镁粉               3%

氧化铜                           5%

高锰酸钾                        5%

氯化锂                           6%

丙三醇                           5%

聚羧酸分散剂（浓度40%）     6%

片碱                               1%

木钙                               5%

乳化剂                            5%

稳定剂                            13%

水                                  余量

其中：乳化剂为脂肪胺聚氧乙烯醚；稳定剂为：有机膨润土。

使用时，将以上各实施例的质量百分比含量的组分混合在一起，强力搅拌，混合均匀即可。 

以下是本发明的洗煤厂煤矸石发电用煤炭助燃剂的有关实验数据。 

表1 助燃剂（实施例1）掺量与煤矸石发热量的关系 

表2 助燃剂（实施例2）掺量与煤矸石发热量的关系

表3助燃剂（实施例3）掺量与煤矸石发热量的关系

Claims (4)

1.一种煤矸石发电用液体助燃剂，其特征在于，组分包括纳米级二氧化钛粉、纳米级氧化镁粉、氧化铜、高锰酸钾、氯化锂、丙三醇、聚羧酸分散剂、片碱、木钙、乳化剂、稳定剂、水；

所述各原料的质量分数为纳米级二氧化钛粉5-10%，纳米级氧化镁粉3-8%，氧化铜3-5%，高锰酸钾5-10%，氯化锂3-8%，丙三醇3-5%，聚羧酸分散剂5-10%，片碱1-2%，木钙5-10%，乳化剂5-10%，稳定剂10-15%，水为剩余质量部分。

2.根据权利要求1所述的煤矸石发电用液体助燃剂，其特征是，所述聚羧酸分散剂浓度为40%。

3.根据权利要求1所述的煤矸石发电用液体助燃剂，其特征是，所述乳化剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的煤矸石发电用液体助燃剂，其特征是，所述稳定剂为聚丙烯酰胺絮凝剂、羧甲基纤维素或有机膨润土中的至少一种。