一种节能消烟固硫环保清洁型煤及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种用于发电和供热技术领域的节能环保清洁型能源及其制备方法，具体地，涉及一种节能消烟固硫环保清洁型煤及其制备方法。


背景技术：

2.能源是人类赖以生存的基础。虽然随着科技的变革，世界能源结构发生着变化，出现天然气、太阳能、风能、水能、核能等重要替代能源。但因替代能源规模有限，而煤炭储量巨大，在今后相当长的时间内，煤炭仍将是人类生产生活中的主导能源。
3.现实的问题是，燃煤锅炉能耗大、效率低且产生严重的空气污染。目前，随着节能环保已经成为国家经济社会发展的重要目标，提高燃煤品质，以实现煤炭充分燃是燃煤行业的重中之重。
4.提高燃煤节能效果的三种方法，一是改变燃煤锅炉燃烧方式，例如采用比较先进的流化床锅炉或者改进的各种燃烧器；二是降低煤粉的粒度；三是研究开发含有特殊添加剂的清洁燃煤。前两种方法需要引进新的燃烧设备或改造煤炭制粉系统，经济成本高，且对不同煤种适应性差。而通过在煤炭中加入少量添加剂制成新型燃煤，是更理想的办法。此类新型燃煤既可提高燃烧效率，实现节能，又可减少烟气污染的排放，实现环保，具有十分重要的现实意义。
5.有报道开发出一些促进煤炭燃烧、固硫、清焦等的新型煤炭，在节能环保方面取得了一些成果。但是，这些新型煤炭经济成本高，也没有很好地同时兼顾清焦、固硫消烟等环保作用，因此缺乏现实意义，所以就需要一种成本低效果好的节能消烟固硫环保的清洁燃煤。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种用于发电和供热领域的节能环保清洁型燃煤及其制备方法，能够解决现有技术中存在的缺陷，是一种通过提高燃烧效率和热传导效率而达到节能效果的环保清洁型燃煤产品。
7.为了达到上述目的，本发明提供了一种节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例准备煤炭原料；煤炭原料中包含普通碳煤、燃料油、生石灰粉、矿沥青、二茂铁、工业盐，以及助剂；步骤2，制备助剂；步骤3，将步骤2所得的助剂用过滤水稀释后，喷入普通煤炭，再加入生石灰粉和部分燃料油，混合均匀，放置；步骤4，向步骤3固温放置后所得的混合煤炭中加入矿沥青和剩余的原料油，以及二茂铁、工业盐，搅拌均匀，得到节能消烟固硫环保清洁型煤。
8.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，步骤1所述的煤炭原料中，燃料油与普通碳煤的质量比为(1-7)：100，生石灰粉与普通碳煤质量比为(6-9)：100，矿沥青与普通碳煤(10-20)：100，助剂与普通碳煤质量比为(0.8-1.2)：100。
9.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，步骤2所述的助剂中，按重
量份数计包含：氯化钠10-16份，氯化钾5-10份，三氧化二铝3-4份，二氧化锰28-40份，碳酸钠12-18份，氧化铁5-8份，高氯酸钾8-15份，高锰酸钾2-8份。
10.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，所述的步骤2中包含：步骤2.1，按比例准备助剂原料，并分别研磨至200目以下，过筛至合格；步骤2.2，按顺序将氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠放入搅拌机中，再加入过滤水搅拌均匀；步骤2.3，向步骤2.2所得的混合物中再次加入过滤水，然后加入高氯酸钾、高锰酸钾，并在搅拌机内持续搅拌；步骤2.4，将步骤2.3所得的搅拌均匀的混合物，放入到低压反应釜中，加温，加压，持续搅拌后，停止加压，继续搅拌至温度下降，最后经过停留放置，得到助剂。
11.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，所述的步骤2.2中，加入的助剂原料里，氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠的总量和过滤水的质量比为1：(8-12)，过滤水的温度为60℃，搅拌时间为20分钟。
12.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，所述的步骤2.3中，向搅拌机内再次加入过滤水，然后将高氯酸钾、高锰酸钾放入搅拌机内，持续搅拌15分钟；过滤水的温度为60℃，高氯酸钾、高锰酸钾的总量与过滤水的质量比为1：(8-12)。
13.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，所述的步骤2.4中，将混合物放入到低压反应釜中，加温到70-75℃，加压到0.12-0.15mpa，持续搅拌20分钟后，停止加压，再继续搅拌至温度降到常温，停留放置36小时后，得到助剂。
14.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，所述的步骤3中，用20-30倍助剂质量的过滤水将助剂稀释，然后将混合液喷入普通煤炭，再加入生石灰粉和部分燃料油，混合均匀，持续放置，等待24小时；按质量百分比计，加入的燃料油为燃料油总量的60～80％。
15.上述的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其中，所述的步骤4中，加入的二茂铁、工业盐的用量与普通碳煤的质量比为(0.5-0.8)：(0.5-0.8)：100，二茂铁与工业盐的质量比为1:1。
16.本发明还提供了通过上述的方法制备的节能消烟固硫环保清洁型煤。
17.本发明提供的节能消烟固硫环保清洁型煤及其制备方法具有以下优点：
18.(1)本清洁型煤能促使煤炭充分燃烧，提高燃烧效率，达到节能消烟固硫以及降硫的效果。
19.(2)能够清除锅炉内系统的结焦，明显降低林格曼黑度，提高传热速度以及效率，锅炉运行效率得到改善，起到很好的节能降低成本效果。
20.(3)本清洁煤的制备方法可根据添加剂的配比可适用多个煤种，特别是根据低热值煤炭能够制备成高热值煤，使之燃烧充分，减少烟气污染，合理利用低热值的煤炭资源，起到环保作用，减少二氧化硫的排放，能够达到环保法中对二氧化硫排放量的指标。
21.(4)煤炭中含有0.5％-4.5％不等的硫元素，在燃烧过程中会反应成二氧化硫，本清洁型煤在燃烧过程中将硫元素反应成硫酸钙，固定在煤灰中，从而达到固硫的目的，可降低二氧化硫排放量。
22.(5)本清洁型煤能购充分燃烧，减少积碳，减少烟尘的排放量，同时降低林格曼黑度1级以上，直观感觉是烟气变白，降低烟尘排放量。
具体实施方式
23.以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
24.本发明提供的节能消烟固硫环保清洁型煤的制备方法，其包含：
25.步骤1，按比例准备煤炭原料；煤炭原料中包含普通碳煤、燃料油、生石灰粉、矿沥青、二茂铁、工业盐，以及助剂；步骤2，制备助剂；步骤3，将步骤2所得的助剂用过滤水稀释后，喷入普通煤炭，再加入生石灰粉和部分燃料油，混合均匀，放置；步骤4，向步骤3固温放置后所得的混合煤炭中加入矿沥青和剩余的原料油，以及二茂铁、工业盐，搅拌均匀，得到节能消烟固硫环保清洁型煤。
26.优选地，步骤1煤炭原料中，燃料油与普通碳煤的质量比为(1-7)：100，生石灰粉与普通碳煤质量比为(6-9)：100，矿沥青与普通碳煤(10-20)：100，助剂与普通碳煤质量比为(0.8-1.2)：100。
27.步骤2助剂中，按重量份数计包含：氯化钠10-16份，氯化钾5-10份，三氧化二铝3-4份，二氧化锰28-40份，碳酸钠12-18份，氧化铁5-8份，高氯酸钾8-15份，高锰酸钾2-8份。
28.步骤2中包含：步骤2.1，按比例准备助剂原料，并分别研磨至200目以下，过筛至合格；步骤2.2，按顺序将氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠放入搅拌机中，再加入过滤水搅拌均匀；步骤2.3，向步骤2.2所得的混合物中再次加入过滤水，然后加入高氯酸钾、高锰酸钾，并在搅拌机内持续搅拌；步骤2.4，将步骤2.3所得的搅拌均匀的混合物，放入到低压反应釜中，加温，加压，持续搅拌后，停止加压，继续搅拌至温度下降，最后经过停留放置，得到助剂。
29.步骤2.2中，加入的助剂原料里，氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠的总量和过滤水的质量比为1：(8-12)，过滤水的温度为60℃，搅拌时间为20分钟。
30.步骤2.3中，向搅拌机内再次加入过滤水，然后将高氯酸钾、高锰酸钾放入搅拌机内，持续搅拌15分钟；过滤水的温度为60℃，高氯酸钾、高锰酸钾的总量与过滤水的质量比为1：(8-12)。
31.步骤2.4中，将混合物放入到低压反应釜中，加温到70-75℃，加压到0.12-0.15mpa，持续搅拌20分钟后，停止加压，再继续搅拌至温度降到常温，停留放置36小时后，得到助剂。
32.步骤3中，用20-30倍助剂质量的过滤水将助剂稀释，然后将混合液喷入普通煤炭，再加入生石灰粉和部分燃料油，混合均匀，持续放置，等待24小时；按质量百分比计，加入的燃料油为燃料油总量的60～80％。
33.步骤4中，加入的二茂铁、工业盐的用量与普通碳煤的质量比为(0.5-0.8)：(0.5-0.8)：100，二茂铁与工业盐的质量比为1:1。
34.本发明中采用的设备和其它工艺参数条件等均为本领域内技术人员已知的。
35.本发明还提供了通过该方法制备的节能消烟固硫环保清洁型煤。
36.下面结合实施例对本发明提供的节能消烟固硫环保清洁型煤及其制备方法做更进一步描述。
37.实施例1
38.制备一种消烟节能固硫环保清洁型煤，适用于发电厂规格燃煤，由以下配比的成分组成：1000公斤燃料油，8000公斤生石灰，800公斤助剂，12000公斤沥青，二茂铁600公斤，
工业盐600公斤100000公斤普通煤炭。按顺序其质量比为1：8：0.8：12：0.6：0.6：100。
39.制备过程如下：
40.将不同的助剂原料称重，并将各原料研磨至200目以下筛至合格。
41.取氯化钠15公斤、氯化钾5公斤、三氧化二铝4公斤、二氧化锰32公斤、氧化铁6公斤、碳酸钠17公斤，加入780公斤60℃过滤水，按顺序将研磨后的原料放入搅拌机中，搅拌均匀，搅拌时间20分钟。
42.再添加130公斤60℃过滤水，并将10公斤高氯酸钾、2公斤高锰酸钾放入搅拌机，搅拌均匀搅拌时间20分钟。
43.用专用泵输送至低压反应釜中，持续加温至70℃，加压至0.13mpa，搅拌20分钟，停止加压继续搅拌至常温，停留36小时后灌装，得到助剂。
44.用助剂与过滤水按1:22质量比例稀释，将所得的浆料喷入普通煤炭，按燃料油、生石灰粉、助剂，与普通煤炭的质量比为0.8：8：0.8：100进行混合，停留24小时，得到混合煤。
45.将剩余的燃料油、沥青、二茂铁、工业盐，按照与普通煤炭的质量比为0.2：12：0.6：0.6：100的比例，与混合煤进行混合，搅拌均匀，得到节能消烟固硫环保清洁型煤。
46.实施例2
47.一种节能消烟固硫环保清洁型煤，其制备方法如下：
48.步骤1，按比例准备煤炭原料；煤炭原料中包含普通碳煤、燃料油、生石灰粉、矿沥青、二茂铁、工业盐，以及助剂。
49.燃料油与普通碳煤的质量比为3：100，生石灰粉与普通碳煤质量比为3：50，矿沥青与普通碳煤1：10，助剂与普通碳煤质量比为1：100。
50.步骤2，制备助剂。
51.助剂中按重量份数计包含：氯化钠10份，氯化钾6份，三氧化二铝3份，二氧化锰28份，碳酸钠12份，氧化铁5份，高氯酸钾8份，高锰酸钾4份。
52.步骤2中包含：
53.步骤2.1，按比例准备助剂原料，并分别研磨至200目以下，过筛至合格。
54.步骤2.2，按顺序将氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠放入搅拌机中，再加入过滤水搅拌均匀。
55.氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠的总量和过滤水的质量比为1：8，过滤水的温度为60℃，搅拌时间为20分钟。
56.步骤2.3，向步骤2.2所得的混合物中再次加入过滤水，然后加入高氯酸钾、高锰酸钾，并在搅拌机内持续搅拌15分钟。过滤水的温度为60℃，高氯酸钾、高锰酸钾的总量与过滤水的质量比为1：8。
57.步骤2.4，将步骤2.3所得的搅拌均匀的混合物，放入到低压反应釜中，加温到72℃，加压到0.12mpa，持续搅拌20分钟后，停止加压，再继续搅拌至温度降到常温，停留放置36小时后，得到助剂。
58.步骤3，将步骤2所得的助剂，用20倍助剂质量的过滤水稀释，然后将混合液喷入普通煤炭，再加入生石灰粉和部分燃料油，混合均匀，持续放置，等待24小时。
59.按质量百分比计，加入的燃料油为燃料油总量的60％。
60.步骤4，向步骤3固温放置后所得的混合煤炭中加入矿沥青和剩余的原料油，以及
二茂铁、工业盐，搅拌均匀，得到节能消烟固硫环保清洁型煤。
61.加入的二茂铁、工业盐的用量与普通碳煤的质量比为0.5：0.5：100，二茂铁与工业盐的质量比为1:1。
62.实施例3
63.一种节能消烟固硫环保清洁型煤，其制备方法如下：
64.步骤1，按比例准备煤炭原料；煤炭原料中包含普通碳煤、燃料油、生石灰粉、矿沥青、二茂铁、工业盐，以及助剂。
65.燃料油与普通碳煤的质量比为7：100，生石灰粉与普通碳煤质量比为9：100，矿沥青与普通碳煤1：5，助剂与普通碳煤质量比为1.2：100。
66.步骤2，制备助剂。
67.助剂中按重量份数计包含：氯化钠16份，氯化钾10份，三氧化二铝3.5份，二氧化锰40份，碳酸钠18份，氧化铁8份，高氯酸钾15份，高锰酸钾8份。
68.步骤2中包含：
69.步骤2.1，按比例准备助剂原料，并分别研磨至200目以下，过筛至合格。
70.步骤2.2，按顺序将氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠放入搅拌机中，再加入过滤水搅拌均匀。
71.氯化钠、氯化钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠的总量和过滤水的质量比为1：12，过滤水的温度为60℃，搅拌时间为20分钟。
72.步骤2.3，向步骤2.2所得的混合物中再次加入过滤水，然后加入高氯酸钾、高锰酸钾，并在搅拌机内持续搅拌15分钟。过滤水的温度为60℃，高氯酸钾、高锰酸钾的总量与过滤水的质量比为1：12。
73.步骤2.4，将步骤2.3所得的搅拌均匀的混合物，放入到低压反应釜中，加温到75℃，加压到0.15mpa，持续搅拌20分钟后，停止加压，再继续搅拌至温度降到常温，停留放置36小时后，得到助剂。
74.步骤3，将步骤2所得的助剂，用30倍助剂质量的过滤水稀释，然后将混合液喷入普通煤炭，再加入生石灰粉和部分燃料油，混合均匀，持续放置，等待24小时。
75.按质量百分比计，加入的燃料油为燃料油总量的70％。
76.步骤4，向步骤3固温放置后所得的混合煤炭中加入矿沥青和剩余的原料油，以及二茂铁、工业盐，搅拌均匀，得到节能消烟固硫环保清洁型煤。
77.加入的二茂铁、工业盐的用量与普通碳煤的质量比为0.8：0.8：100，二茂铁与工业盐的质量比为1:1。
78.采用本发明各实施例制备的节能消烟固硫环保清洁型煤进行测试，结果如下：
79.1.能够清除锅炉内系统的结焦，明显降低林格曼黑度，提高传热速度以及效率，综合节能3％-6％左右。
80.2.在燃烧过程中可降低35％左右的二氧化硫排放量。
81.3.能够减少积碳，减少烟尘的排放量，同时降低林格曼黑度1级以上，降低烟尘排放量30％左右。
82.本发明的节能消烟固硫环保清洁型煤及其制备方法，是一种通过提高燃烧效率和热传导效率而节能的环保清洁型燃煤产品，其由燃料油、生石灰粉、氯化钠、氧化钾、高氯酸
钾、高锰酸钾、三氧化二铝、二氧化锰、氧化铁、碳酸钠、矿沥青、硼砂、二茂铁、工业盐等原料组成。同时还公开其制备方法，其通过称重、研磨过筛、混合溶解、稳定灌装等工艺步骤实现成品添加剂后，与普通煤炭混合而成。工业盐和矿沥青和二茂铁在反应可以起到固硫的作用，使燃煤中二氧化硫反应生成硫酸镁和硫酸钙存留在灰渣中，降低原煤燃烧时二氧化硫的排放量。二茂铁，生石灰和矿沥青可以起到消烟的作用，加入工业盐，可以使消烟固硫环保清洁型煤在燃烧过程中燃烧充分，使原煤燃烧的黑烟变青烟或白烟，更加符合环保理念。其原料价格低廉，制备方法简单、安全、成本低，具有很好的经济效益和环保效益。
83.本发明将普通煤炭按照专业流程喷洒助剂，混合添加剂等制成消烟固硫环保清洁型燃煤，有效成分能干迅速渗透到原煤内部，其中的氧化剂成分如高锰酸钾因热分解放出的活性氧加快着火初期的火焰传播速度，并提供燃烧段所需的活性氧，促使煤炭在燃烧过程中释放的挥发份和碳粒充分燃烧，提高了煤粉的燃烧率。膨松剂成分如碳酸钠在炉膛高温区的燃煤中受热“微爆”，搅动煤层内气流，使碳粒的表面灰烬或co脱离而充分燃烧。同时其中的催化剂成分，如二氧化锰能够降低燃煤燃烧反应的活化能，降低着火温度，改善煤的燃烧特性，并与氧化剂成分一起进一步提高燃烧效率。
84.同时清洁煤炭中的有效成分在固硫反应中起促进作用，降低固硫反应的活化能，使反应更容易进行，并加快caso3的氧化反应，同时通过提高caso4的分解温度和覆盖、包裹caso4晶体表面，抑制caso4的分解，提高了固硫效果，起到清洁清焦的目的，从而提高了锅炉的热传递效率，延长使用寿命，降低维修费用。由此，本清洁燃煤最终可达到节能、固硫降尘、节约运行成本的作用。
85.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。