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