阅读说明：本技术 一种阻焦剂及其制备方法和用途 (Coke inhibitor and preparation method and application thereof ) 是由 陈艳 丁勇 徐春生 熊义根 张小明 严心富 佟沐春 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种阻焦剂及其制备方法和用途。阻焦剂由重量比为40～50∶10～20∶15～20∶10～20的碳酸钙、氧化铝、氢氧化钙和二氧化硅组成。危废物料成分复杂,含有氟、氯、硫、磷以及金属元素等,容易在高温焚烧条件下形成酸性氛围,从而形成低熔点盐类。有机物燃尽的熔融物料与高熔点阻焦剂结合后,阻焦剂将熔融物料包裹,且阻焦剂与低熔点物料螯合或者结晶的方式提高物料的熔点,同时与熔融物料形成夹心层及疏松结构,从而有效抑制大的焦块的形成。制备方法包括将上述各个组分按照比例通过常压反应釜搅拌混合。阻焦剂应用于回转窑焚烧处置危险废物过程中,可有效抑制窑内物料结焦、结圈等,从而延长回转窑焚烧处置周期。(The invention discloses a coke inhibitor and a preparation method and application thereof. The anti-coking agent consists of calcium carbonate, aluminum oxide, calcium hydroxide and silicon dioxide in a weight ratio of 40-50: 10-20: 15-20: 10-20. The hazardous waste material has complex components, contains fluorine, chlorine, sulfur, phosphorus, metal elements and the like, and is easy to form an acid atmosphere under the high-temperature incineration condition, thereby forming low-melting-point salts. After the melted materials burnt out by the organic matters are combined with the high-melting-point coke inhibitor, the molten materials are wrapped by the coke inhibitor, the melting point of the materials is improved in a manner that the coke inhibitor is chelated with the low-melting-point materials or crystallized, and meanwhile, a sandwich layer and a loose structure are formed with the melted materials, so that the formation of large coke blocks is effectively inhibited. The preparation method comprises the steps of stirring and mixing the components in proportion through a normal pressure reaction kettle. The coke inhibitor is applied to the process of burning and disposing hazardous wastes in the rotary kiln, and can effectively inhibit the materials in the kiln from coking, ring formation and the like, thereby prolonging the burning and disposing period of the rotary kiln.)

一种阻焦剂及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及危废焚烧处理工艺技术领域，特别涉及一种用于危废焚烧回转窑在焚烧危废物料时抑制结焦的阻焦剂，本发明还涉及这种阻焦剂的制备方法和用途。

背景技术

目前焚烧处置仍是处置危废物料的主要途径和手段，通过焚烧可以将大多数的危废物料进行降容处理，但利用回转窑对工业危险废物进行处理时会产生结焦问题，据了解这种结焦主要有两种形式，一是因为危废物料中含有的硫、氯、氟、磷以及碱金属类的物料在高温环境下形成低熔点盐类结焦，二是回转窑尾部因为温差变化导致局部出现结焦现象。无论哪种类型的结焦，其形成原理均是在工业危险废物焚烧处理时产生的，具体而言就是危险废物遇到高温而分解，产生的元素又重新组合在一起，最终形成了一些低熔点盐类物质。这些低熔点盐类在回转窑内经过不同温度区间，经过高温及中低温变化很容易造成结焦挂壁。焚烧窑结焦需要停车检修，影响危废物料的处置，严重影响危废处置企业的营收及利润，并且检修过程花费高昂，同样造成大量的资金浪费。焚烧窑炉特别是窑尾结焦是行业性问题，目前无较好的解决方法。

目前国内外研究人员开始关注焚烧过程中窑内的结焦问题，并对结焦机理进行研究。但无有效的解决方法，目前普遍采用的是降低低熔点物料配伍以及提高结焦处温度烧融方法进行处置，处置效果不是很理想。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种在焚烧危废物料时能够有效抑制焦体形成的阻焦剂，以及这种阻焦剂的制备方法和用途。

为此，本发明提供了一种阻焦剂，由重量比为40～50∶10～20∶15～20∶10～20的碳酸钙、氧化铝、氢氧化钙和二氧化硅组成。

危废物料成分复杂，含有氟、氯、硫、磷以及金属元素等，容易在高温焚烧条件下形成酸性氛围，从而形成低熔点类盐类，有机物燃尽的熔融物料与高熔点阻焦剂结合后，阻焦剂将熔融物料包裹，且阻焦剂与低熔点物料螯合或者结晶的方式提高物料的熔点，与熔融物料形成夹心层及疏松结构，从而有效抑制大的焦块的形成。

作为本发明阻焦剂的一个优选方案，其中碳酸钙、氧化铝、氢氧化钙和二氧化硅重量比为45∶15∶20∶20。

本发明还提供了一种制备上述阻焦剂的方法，包括下列步骤：

将碳酸钙、氧化铝、氢氧化钙和二氧化硅按照40～50∶10～20∶15～20∶10～20的重量比通过常压反应釜搅拌混合，制得所述的阻焦剂。

本发明还提供了一种上述阻焦剂在危废焚烧回转窑中抑制危废物料焚烧结焦的应用。

作为本发明的阻焦剂在危废焚烧回转窑中处理危废物料的应用的一个优选方案，其中将阻焦剂与危废物料进行混合并搅拌均匀，然后借助危废焚烧回转窑的喷射装置将其喷射进危废焚烧回转窑中进行焚烧处理，焚烧温度为600℃～1100℃，阻焦剂的喷射量为危废物料的量的0.5％～2％。

当焚烧物料在高温熔融后进入到中低温的危废焚烧回转窑窑尾时，有机物燃尽的熔融物料与高熔点阻焦剂结合后，阻焦剂将熔融物料包裹，且阻焦剂与低熔点物料螯合或者结晶的方式提高物料的熔点，与熔融物料形成夹心层及疏松结构，从而有效抑制大的焦块的形成。并配合相关焚烧运行操作或者人工清理方式，熔融物质很容易从窑尾脱落，防止结焦，大大提高危废焚烧回转窑的运行周期。

具体实施方式

为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例予以详细说明。以下的实施例只是用于详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。

实施例1：制备阻焦剂Ⅰ

将碳酸钙、氧化铝、氢氧化钙和二氧化硅按照45∶15∶20∶20的重量比通过常压反应釜搅拌混合，制得所述的阻焦剂。

实施例2：制备阻焦剂Ⅱ

将碳酸钙、氧化铝、氢氧化钙和二氧化硅按照40∶20∶20∶20的重量比通过常压反应釜搅拌混合，制得所述的阻焦剂。

实施例3：制备阻焦剂Ⅲ

将碳酸钙、氧化铝、氢氧化钙和二氧化硅按照50∶15∶15∶20的重量比通过常压反应釜搅拌混合，制得所述的阻焦剂。

利用上述实施例1至3中得到的阻焦剂与危废物料进行配比，结果示于下列表1中。

其中，危废物料为农药行业、医药行业、炼油行业等产生的蒸馏残渣、釜残、油泥等危废物料，对危废物料配伍，经检测物料指标如下：

①热值3400kcal/kg，硫含量为2.5％，氯含量为3.4％，氟含量0.05％，磷含量0.4％，碱金属总量0.2％；

②热值3750kcal/kg，硫含量为2.5％，氯含量为1.9％，氟含量0.1％，磷含量0.5％，碱金属总量0.1％；

③热值4000kcal/kg，硫含量为3.1％，氯含量为2.1％，氟含量0.1％，磷含量0.6％，碱金属总量0.5％。

表1阻焦剂与危废物料配比表

利用上述实施例1至3中得到的阻焦剂与危废物料进行配比后，进行焚烧实验，阻焦剂的使用情况示于下列表2至表4中。

实验方法是：通过向危废物料中分别加入实施例1-3的阻焦剂，在搅拌均匀后，正常进料通过喷射装置进入回转窑窑尾，其中回转窑长13米，内径3.5米，日处理量50吨，焚烧温度600-1100℃，停留时间1小时，开车即投加阻焦剂，添加阻焦剂量为焚烧物料的1.5％，定期观察窑尾结焦情况，运行周期判定标准：根据窑尾结圈及窑尾物料流动状态现象判定窑尾是否结焦，结焦则判定结束。同时，以未添加阻焦剂作为对照组，其他条件相同。

表2阻焦剂使用情况Ⅰ

表3阻焦剂使用情况Ⅱ

表4阻焦剂使用情况Ⅲ

综上所述，由以上表2、3、4可以看出，添加实施例1至3的阻焦剂的回转窑的运行周期要显著高于没有添加阻焦剂的对照组的运行周期，可以看出，危废物料中添加阻焦剂后能够有效抑制、阻止或减少结焦物形成，大大提高危废焚烧炉运行周期。降低检修成本投入，给危废处置企业带来直接的经济利益。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。