一种高效节能消烟节煤剂及其制备方法与流程

本发明属于节煤剂技术领域，具体涉及一种高效节能消烟节煤剂及其制备方法。

背景技术：

节煤剂生产过程主要采用化学复合技术，化学组份由催化剂、改性剂、助燃剂、消烟剂、固硫剂、膨化剂等复合组成。节煤剂能够起到促进煤炭燃烧利用率，减少烟气中有害气体以及未燃碳粒含量的特点，目前节煤剂已经广泛使用，在现有技术文献cn101486939b中公开了一种环保节煤剂，其按重量百分比由5～10％催化剂、30～40％改性剂、5～10％消烟剂、5～10％份洁净剂、2～8％助燃剂、30～35％膨化剂和5～10％固硫剂组成；所述的催化剂为三氧化铬；所述的改性剂为镍；所述的消烟剂为高锰酸钾；所述的洁净剂为环戊二烯；所述的助燃剂为过硫酸铵；所述的膨化剂为氯化钠、氯化钾或二者混合物；所述的固硫剂为锰。其中采用的催化剂三氧化铬对环境具有严重毒性，并不适合长期使用，且其设计过程中，也未关注到催化剂不溶于水带来的难以在煤炭表面附着，导致催化剂的催化效果减弱的问题。

技术实现要素：

基于此，针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高效节能消烟节煤剂及其制备方法，来解决现有技术中节煤剂存在的节煤消烟效果差，原料不环保以及催化剂在煤炭表面不易附着的问题。

为了解决本发明提出的上述技术问题，提供一种高效节能消烟节煤剂，包括以下重量百分比的各组分：氯酸钾5-10％，硝酸钾6-9％，聚乙烯醇-氢氧化铁复合物7-12％，氧化钙3-5％，碳酸钠3-5％，氯化钾3-7％，烷基糖苷8-11％，丁醇1-2％，余量为水；

其中聚乙烯醇-氢氧化铁复合物的制备方法为将聚乙烯醇与水混合后，加入碱调节ph为9-11，向其中加入氯化铁，搅拌20-30min后，进行固液分离，干燥，粉碎即得聚乙烯醇-氢氧化铁复合物。

进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700-3500。

进一步地，所述聚乙烯醇的醇解度为99-100％。

进一步地，所述碱为氨水。

进一步地，在聚乙烯醇-氢氧化铁复合物的制备中，所述聚乙烯醇和所述水的质量之比为1：(20-30)。

进一步地，在聚乙烯醇-氢氧化铁复合物的制备中，所述氯化铁和所述聚乙烯醇的质量之比为(0.6-0.8):1。

进一步地，所述烷基糖苷为c8-c10的烷基糖苷。

本发明还提供一种制备如上所述高效节能消烟节煤剂的方法，包括以下步骤：

1)聚乙烯醇-氢氧化铁复合物的制备：将聚乙烯醇与水混合后，加入氨水调节ph为9-11，向其中加入氯化铁，搅拌20-30min后，进行固液分离，干燥，粉碎即得聚乙烯醇-氢氧化铁复合物；

2)节煤剂的制备：根据配方量，在水中加入c8-c10的烷基糖苷混合均匀后，升温至60-70℃，在搅拌下加入聚乙烯醇-氢氧化铁复合物，搅拌2-10min后加入氯酸钾、硝酸钾、氧化钙、碳酸钠和氯化钾，搅拌20-30min后，降温至35-50℃，加入丁醇，混匀即得。

本发明提供的节煤剂，适用于褐煤、烟煤和无烟煤等各煤种，能够在循环流化床炉、链条炉、窑炉、层状锅炉等炉型中使用，能够显著提高煤炭燃烧的热效率，具有很好的节煤效果。经试验证明，本发明最终制备获得的节煤剂具有高效节能、固硫作用，并且能够明显减少排烟中黑色碳粒的含量，使黑烟变白。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种高效节能消烟节煤剂，包括以下重量百分比的各组分：氯酸钾8％，硝酸钾7.5％，聚乙烯醇-氢氧化铁复合物10％、氧化钙4％，碳酸钠4％，氯化钾5.5％，烷基糖苷9.5％，丁醇1.5％，余量为水。

其制备方法为：

1)聚乙烯醇-氢氧化铁复合物的制备：将聚合度为1700，醇解度为99.5％聚乙烯醇与水按照质量之比为1:25混合后，加入氨水调节ph为10，向其中加入聚乙烯醇质量70％的氯化铁，搅拌25min后，过滤，于50℃下烘12小时粉碎至100目得聚乙烯醇-氢氧化铁复合物；

2)节煤剂的制备：根据上述配方，按照配方量，在水中加入c8-c10的烷基糖苷混合均匀后，升温至65℃，在200r/min搅拌下加入聚乙烯醇-氢氧化铁复合物，继续搅拌5min后加入氯酸钾、硝酸钾、氧化钙、碳酸钠和氯化钾，在350r/min下搅拌25min后，降温至40℃，加入丁醇，混匀即得。

将制备获得的节煤剂按照褐煤质量的3％添加，在循环流化床炉中进行燃烧，经计算，热效率提高了28.3％，节煤率为29.4，排烟由黑变白，具有显著的节煤环保消烟效果。

实施例2

一种高效节能消烟节煤剂，包括以下重量百分比的各组分：氯酸钾5％，硝酸钾9％，聚乙烯醇-氢氧化铁复合物11％、氧化钙3％，碳酸钠5％，氯化钾6％，烷基糖苷11％，丁醇2％，余量为水。

其制备方法为：

1)聚乙烯醇-氢氧化铁复合物的制备：将聚合度为2000，醇解度为99.3％聚乙烯醇与水按照质量之比为1:30混合后，加入氨水调节ph为10，向其中加入聚乙烯醇质量60％的氯化铁，搅拌25min后，过滤，于50℃下烘12小时，粉碎至100目，得聚乙烯醇-氢氧化铁复合物；

2)节煤剂的制备：根据上述配方，按照配方量，在水中加入c8-c10的烷基糖苷混合均匀后，升温至65℃，在200r/min搅拌下加入聚乙烯醇-氢氧化铁复合物，继续搅拌5min后加入氯酸钾、硝酸钾、氧化钙、碳酸钠和氯化钾，在350r/min下搅拌25min后，降温至40℃，加入丁醇，混匀即得。

将制备获得的节煤剂按照褐煤质量的3％添加，在循环流化床炉中进行燃烧，经计算，热效率提高了26.4％，节煤率为26.9，排烟由黑变白，具有显著的节煤环保消烟效果。

实施例3

一种高效节能消烟节煤剂，包括以下重量百分比的各组分：氯酸钾10％，硝酸钾6％，聚乙烯醇-氢氧化铁复合物7％、氧化钙5％，碳酸钠3％，氯化钾6％，烷基糖苷8％，丁醇1％，余量为水。

其制备方法为：

1)聚乙烯醇-氢氧化铁复合物的制备：将聚合度为2000，醇解度为99.3％聚乙烯醇与水按照质量之比为1:20混合后，加入氨水调节ph为10，向其中加入聚乙烯醇质量80％的氯化铁，搅拌30min后，过滤，于50℃下烘12小时，粉碎至100目得聚乙烯醇-氢氧化铁复合物；

2)节煤剂的制备：根据上述配方，按照配方量，在水中加入c8-c10的烷基糖苷混合均匀后，升温至70℃，在200r/min搅拌下加入聚乙烯醇-氢氧化铁复合物，继续搅拌5min后加入氯酸钾、硝酸钾、氧化钙、碳酸钠和氯化钾，在350r/min下搅拌25min后，降温至40℃，加入丁醇，混匀即得。

将制备获得的节煤剂按照褐煤质量的3％添加，在循环流化床炉中进行燃烧，经计算，热效率提高了26.8％，节煤率为27.5％，排烟由黑变白，具有显著的节煤环保消烟效果。

对比例1

一种节煤剂，包括以下重量百分比的各组分：氯酸钾8％，硝酸钾7.5％，氢氧化铁4.2％、聚乙烯醇5.8％(聚合度为1700，醇解度为99.5％)，氧化钙4％，碳酸钠4％，氯化钾5.5％，烷基糖苷9.5％，余量为水。

其制备方法为：根据上述配方，按照配方量，在水中加入聚乙烯醇，升温溶解后，加入c8-c10的烷基糖苷混合均匀后，在200r/min搅拌下加入氢氧化铁，继续搅拌5min后加入氯酸钾、硝酸钾、氧化钙、碳酸钠和氯化钾，在350r/min下搅拌25min后，降至室温即得。

将制备获得的节煤剂按照褐煤质量的3％添加，在循环流化床炉中进行燃烧，经计算，热效率提高了19.1％，节煤率为19.8％。

本发明提供的节煤剂，适用于褐煤、烟煤和无烟煤等各煤种，能够在循环流化床炉、链条炉、窑炉、层状锅炉等炉型中使用，在本发明中，通过将氢氧化铁采用聚乙烯醇进行复合，并粉碎至80-120目，一方面，聚乙烯醇凝胶与煤炭之间具有非常好的亲附力，通过喷施能够均匀附着在煤炭表面，聚乙烯醇凝胶作为可燃物，在燃烧具有显著微爆效果，能够使得煤炭团粒被打碎，形成更大燃烧区域，对炉中的气流产生搅动作用，促进未燃游离碳粒的燃烧，减少烟气中黑色碳含量，另一方面，氢氧化铁作用催化剂，能够催化一氧化碳和二氧化硫的无害化转化，将氢氧化铁采用聚乙烯醇复合后，能够增强氢氧化铁与煤炭的吸附作用，在节煤剂添加氯酸钾和硝酸钾具有不同温度段的增氧作用，氧化钙和碳酸钠则能够协同发挥固硫效果，氯化钾具有消烟功能，添加丁醇和c8-c10的烷基糖苷能够使得聚乙烯醇-氢氧化铁复合物与各组分之间能够在水中保持良好的混合均匀性，使得该节煤剂能够通过喷洒的方式与煤炭混合，而不会导致喷头堵塞。经试验证明，本发明最终制备获得的节煤剂具有高效节能、固硫作用，并且能够明显减少排烟中黑色碳粒的含量，使黑烟变白。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。