一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂
阅读说明：本技术 一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂 (Pulverized coal coke-inhibiting decoking combustion-supporting modified reinforced composite preparation ) 是由 张建辉 肖瑞莲 于 2020-05-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂,包括如下质量百分比的原料：5-20％的深化燃烧剂、6-15％的增氧催化剂、10-20％的裂解助燃剂、1-10％的引发剂、0.5-5％的渗透剂、3-10％的稳定剂、5-15％的解焦剂、2-10％的改性强化剂、0.5-8％的失活剂以及0.2-5％的调节剂。本发明的复合制剂可应用于电厂锅炉、炼铁高炉、水泥窑炉及炼焦炉生产,在原煤中配加入复合制剂后,达到改善煤粉特性,提高煤粉灰熔点,提高煤粉反应活性,加速煤粉燃烧效率和燃烧速率,该复合制剂具有对环境无害,对人体无害,能够降低能耗的特点。(The invention discloses a pulverized coal coking-inhibiting decoking combustion-supporting modified reinforced composite preparation, which comprises the following raw materials in percentage by mass: 5 to 20 percent of deepening combustion agent, 6 to 15 percent of oxygenation catalyst, 10 to 20 percent of cracking combustion improver, 1 to 10 percent of initiator, 0.5 to 5 percent of penetrating agent, 3 to 10 percent of stabilizing agent, 5 to 15 percent of decoking agent, 2 to 10 percent of modified reinforcing agent, 0.5 to 8 percent of deactivator and 0.2 to 5 percent of regulator. The composite preparation can be applied to the production of power plant boilers, iron-making blast furnaces, cement kilns and coke ovens, and can improve the characteristics of coal powder, improve the ash fusion point of the coal powder, improve the reaction activity of the coal powder and accelerate the combustion efficiency and the combustion rate of the coal powder after being added into raw coal.)
技术领域
本发明涉及燃煤和炼焦设备中煤粉处理技术领域，具体是一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂。
背景技术
我国煤炭资源储量丰富，在经济建设中发挥着极其重要的作用，在工业领域中，燃煤设备占比很大，但因我国煤种普遍存在灰熔点低、硫含量高、热值低、灰分大等实际问题，导致燃煤设备在生产运行中因煤种特性造成严重积渣、结焦、燃烧不完全、渣碳含量高，严重影响设备安全经济运行，资源严重浪费。随着我国钢铁产量逐年增加，产能已稳居世界第一，造成对冶金焦炭的需求量愈来愈大，但是我国优质炼焦资源匮乏，强黏性煤稀缺，弱黏煤和不黏煤等非炼焦煤资源比例很大，供需矛盾日益凸显，结合当前现状，对于改善炼焦配煤结构，使非炼焦煤资源经过改性处理，用于炼焦生产中具有重要的现实意义和战略意义。因而开发用于煤粉的抑焦除焦阻燃改性复合制剂前景广阔，可带来重大的环境效益和经济效益。
近几年在河北、四川、甘肃等地区，开发出具有与本发明功效相类似的产品，但都属于功效单一，有的有些作用，但效果不突出，配加量大，且造价高昂，难以在生产中推广应用，还有的对生产有安全隐患，目前国内外还没有同时具备抑焦除焦、助燃清灰、改性强化的多种功能于一体的复合制剂。
现有单一功能的煤粉添加剂有如下几种：
1、发明专利申请(申请号为201610276728.6，申请日为2016.04.29)公开了一种煤粉锅炉除焦剂，可实现除焦功能，但其只考虑除焦，功能单一，未从燃煤结焦机理深入剖析，不能从源头上综合控制煤粉灰熔点，减少焦渣生成量，达不到抑焦功能，不能标本兼治；
2、发明专利申请(申请号为02133147.2，申请日为2002.10.10)公开了高炉喷吹煤粉催化助燃剂及其生产工艺，该助燃剂虽有助燃作用，但因其配方中含有KMnO4，而KMnO4分解温度仅为240℃，对于配加该助燃剂后，在制粉系统存在安全隐患，另外，在炼铁高炉中忌讳K元素，可能会造成高炉内循环富集发生结瘤，影响炉况。
3、发明专利申请(申请号为201310026601.5，申请日为2013.01.24)公开了一种无烟煤煤粉改性剂和使用该改性剂的配煤炼焦方法，但未考虑助燃节能功效，改性操作也很繁琐，且配加用量大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂，特别是应用于电厂锅炉、炼铁高炉、水泥窑炉及炼焦炉生产的复合制剂，在原煤中配加入复合制剂后，达到改善煤粉特性，提高煤粉灰熔点，提高煤粉反应活性，加速煤粉燃烧效率和燃烧速率，该复合制剂具有对环境无害，对人体无害，能够降低能耗的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂，包括如下质量百分比的原料：5-20％的深化燃烧剂、6-15％的增氧催化剂、10-20％的裂解助燃剂、1-10％的引发剂、0.5-5％的渗透剂、3-10％的稳定剂、5-15％的解焦剂、2-10％的改性强化剂、0.5-8％的失活剂以及0.2-5％的调节剂。
作为本发明进一步的方案：具体包括如下质量百分比的原料：18％的深化燃烧剂、15％的增氧催化剂、20％的裂解助燃剂、7％的引发剂、5％的渗透剂、5％的稳定剂、15％的解焦剂、2％的改性强化剂、8％的失活剂以及5％的调节剂。
作为本发明进一步的方案：具体包括如下质量百分比的原料：5％的深化燃烧剂、14.5％的增氧催化剂、19.5％的裂解助燃剂、10％的引发剂、4.5％的渗透剂、10％的稳定剂、14.5％的解焦剂、10％的改性强化剂、7.5％的失活剂以及4.5％的调节剂。
作为本发明进一步的方案：具体包括如下质量百分比的原料：20％的深化燃烧剂、12％的增氧催化剂、15％的裂解助燃剂、9％的引发剂、0.5％的渗透剂、10％的稳定剂、15％的解焦剂、10％的改性强化剂、3.5％的失活剂以及5％的调节剂。
作为本发明进一步的方案：所述深化燃烧剂由活化硅、活性氧化镁、活性氧化铝中的一种或一种以上混合物组成；所述增氧催化剂由锰酸钡、氧化锰、二茂铁中的一种或一种以上混合物组成。
作为本发明进一步的方案：所述裂解助燃剂由硼镁粉、硼砂、丙烯酰胺中的一种或一种以上混合物组成；所述引发剂由烷氧基胺、卡巴肼、环己胺中的一种或一种以上混合物组成。
作为本发明进一步的方案：所述渗透剂由硝酸铜、硝酸铈、硝酸镧、氧化钕中的一种或一种以上混合物组成；所述稳定剂由二氧化钛、二氧化锰中一种或两种混合物组成。
作为本发明进一步的方案：所述解焦剂由活性氧化钙、硝酸钙、碳酸镁、丙酸钙中的一种或一种以上混合物组成；所述改性强化剂由硼酐、硼酸、氧化硼、羧甲基纤维素中的一种或一种以上混合物组成。
作为本发明进一步的方案：所述失活剂由硫酸钴、硫酸锰、磺化酞菁钴中的一种或一种以上混合物组成。
作为本发明进一步的方案：所述调节剂由精己二酸、柠檬酸、丁二酸、DBA中的一种或一种以上混合物组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在锅炉入炉原煤中加入本发明的复合制剂，能够有效提高煤粉灰熔点，显著抑制锅炉受热面发生结焦，同已形成的陈旧性焦渣发生化学反应，吸附并渗透至焦层内部解羟膨胀微爆，进行“靶向爆破”，在焦块上形成致密的孔穴，硬焦变酥、变粉，自行脱落，或借助吹灰装置、烟气剪切刀脱落，从而达到抑焦除焦功效；
在高炉喷吹煤粉中加入本发明的复合制剂，能显著加快煤粉燃烧效率和燃烧速率，降低煤粉着火温度，促使煤粉在风口回旋区充分燃烧，避免结焦，有效解决烧损风口问题，降低未燃烧煤粉生成量，增强渣铁流动性，高炉透气透液性得以增强，促进炉况稳定运行；
在水泥行业回转窑生产燃用煤粉过程中，易形成结皮结焦现象，造成能耗高、生产效率低下，通过在分解炉工艺中的煤粉内加入本发明的复合制剂，可降低固体能耗，同时实现增产，减少环境污染，改善熟料品质，提高设备运行周期；
在焦化行业焦炭生产配煤环节中，通过将弱黏煤和不黏煤与本发明的复合制剂在常温下混匀，形成改性煤，增强其黏结性能，改性煤可占到炼焦配煤总量的20-60％，替代焦煤、肥煤、气煤，按常规工艺经炼焦炉炼焦，生产出的焦炭完全符合标准要求，从而大大降低了焦化企业的生产成本，拓宽了配煤炼焦的煤种资源。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂，具体包括如下质量百分比的原料：18％的深化燃烧剂、15％的增氧催化剂、20％的裂解助燃剂、7％的引发剂、5％的渗透剂、5％的稳定剂、15％的解焦剂、2％的改性强化剂、8％的失活剂以及5％的调节剂。
其中，所述深化燃烧剂由23％的活化硅以及77％的活性氧化镁组成；所述增氧催化剂由44％的锰酸钡以及56％的氧化锰组成。所述裂解助燃剂由硼镁粉组成；所述引发剂由烷氧基胺组成。所述渗透剂由33％的硝酸铜、24％的硝酸铈以及43％的氧化钕组成；所述稳定剂由二氧化钛组成。所述解焦剂由63％的活性氧化钙以及37％的硝酸钙组成；所述改性强化剂由34％的硼酐以及66％的硼酸组成。所述失活剂由硫酸钴组成。所述调节剂由精己二酸组成。
一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂的制备方法为：将深化燃烧剂、增氧催化剂、裂解助燃剂、引发剂、渗透剂、稳定剂、解焦剂、改性强化剂、失活剂以及调节剂按配方比例在聚合反应釜中，经混匀、离心脱水、烘干、研磨、筛分后形成的粉末状固体。粉末状固体经自动灌装包装成袋，形成成品包装，检验合格后，存放。
实施例2：一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂，具体包括如下质量百分比的原料：5％的深化燃烧剂、14.5％的增氧催化剂、19.5％的裂解助燃剂、10％的引发剂、4.5％的渗透剂、10％的稳定剂、14.5％的解焦剂、10％的改性强化剂、7.5％的失活剂以及4.5％的调节剂。
其中，所述深化燃烧剂由活性氧化镁组成；所述增氧催化剂由氧化锰组成。所述裂解助燃剂由硼砂组成；所述引发剂由卡巴肼组成。所述渗透剂由45％的硝酸镧以及55％的氧化钕组成；所述稳定剂由二氧化锰组成。所述解焦剂由53％的碳酸镁以及47％的丙酸钙组成；所述改性强化剂由63％的氧化硼以及37％的羧甲基纤维素组成。所述失活剂由磺化酞菁钴组成。所述调节剂由50％的柠檬酸以及50％的丁二酸组成。
一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂的制备方法为：将深化燃烧剂、增氧催化剂、裂解助燃剂、引发剂、渗透剂、稳定剂、解焦剂、改性强化剂、失活剂以及调节剂按配方比例在聚合反应釜中，经混匀、离心脱水、烘干、研磨、筛分后形成的粉末状固体。
实施例3：一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂，具体包括如下质量百分比的原料：20％的深化燃烧剂、12％的增氧催化剂、15％的裂解助燃剂、9％的引发剂、0.5％的渗透剂、10％的稳定剂、15％的解焦剂、10％的改性强化剂、3.5％的失活剂以及5％的调节剂。
其中，所述深化燃烧剂由21％的活化硅、35％的活性氧化镁以及44％的活性氧化铝组成；所述增氧催化剂由33％的锰酸钡、35％的氧化锰以及32％的二茂铁组成。
所述裂解助燃剂由11％的硼镁粉、38％的硼砂以及51％的丙烯酰胺组成；所述引发剂由39％的烷氧基胺、41％的卡巴肼以及20％的环己胺组成。
所述渗透剂由16％的硝酸铜、14％的硝酸铈、30％的硝酸镧以及40％的氧化钕组成；所述稳定剂由50％的二氧化钛以及50％的二氧化锰组成。
所述解焦剂由活性33％的氧化钙、12％的硝酸钙、15％的碳酸镁以及40％的丙酸钙组成；所述改性强化剂由27％的硼酐、33％的硼酸、29％的氧化硼以及11％的羧甲基纤维素组成。
所述失活剂由55％的硫酸钴、24％的硫酸锰以及21％的磺化酞菁钴组成。
所述调节剂由11％的精己二酸、15％的柠檬酸、34％的丁二酸以及40％的DBA组成。
一种煤粉抑焦除焦助燃改性强化复合制剂的制备方法为：将深化燃烧剂、增氧催化剂、裂解助燃剂、引发剂、渗透剂、稳定剂、解焦剂、改性强化剂、失活剂以及调节剂按配方比例在聚合反应釜中，经混匀、离心脱水、烘干、研磨、筛分后形成的粉末状固体。
在锅炉入炉原煤中加入本发明的复合制剂，复合制剂的用量占原煤总量的万分之0.5-2，能够有效提高煤粉灰熔点，显著抑制锅炉受热面发生结焦，同已形成的陈旧性焦渣发生化学反应，吸附并渗透至焦层内部解羟膨胀微爆，进行“靶向爆破”，在焦块上形成致密的孔穴，硬焦变酥、变粉，自行脱落，或借助吹灰装置、烟气剪切刀脱落，从而达到抑焦除焦功效。
在高炉喷吹煤粉中加入本发明的复合制剂，复合制剂的用量占喷吹煤粉总量的千分之3-5，能显著加快煤粉燃烧效率和燃烧速率，降低煤粉着火温度，促使煤粉在风口回旋区充分燃烧，避免结焦，有效解决烧损风口问题，降低未燃烧煤粉生成量，增强渣铁流动性，高炉透气透液性得以增强，促进炉况稳定运行，实现高炉增铁1-3％，降低焦比5-15Kg/t.铁。
在水泥行业回转窑生产燃用煤粉过程中，易形成结皮结焦现象，造成能耗高、生产效率低下，通过在分解炉工艺中的煤粉内加入本发明的复合制剂，复合制剂的用量占煤粉总量的千分之0.5-2，可降低固体能耗5-10％，同时增产1-4％，减少环境污染，改善熟料品质，提高设备运行周期。
在焦化行业焦炭生产配煤环节中，通过将弱黏煤和不黏煤与本发明的复合制剂在常温下混匀，形成改性煤，复合制剂的用量占弱黏煤和不黏煤总量的0.5-3％，增强其黏结性能，改性煤可占到炼焦配煤总量的20-60％，替代焦煤、肥煤、气煤，按常规工艺经炼焦炉炼焦，生产出的焦炭完全符合标准要求，从而大大降低了焦化企业的生产成本，拓宽了配煤炼焦的煤种资源。
本发明复合制剂的配加方式为：将成品袋装的复合制剂倒入电磁振动给料机的料仓内，料仓的底部开口伸入电磁振动给料机的料槽内，料仓与料槽固定相连，且料仓的底部开口能够漏料，料槽底部安装有电磁减震器，通过控制箱电源同时控制电磁减震器和输煤皮带机的启停，从而保证按煤量均匀连续配加复合制剂，没有空窗，按生产设备所需的复合制剂用量，调整控制箱电源的电流频率，通过电流频率来控制电磁减震器的振动频率，进而连带料槽和料仓共振，电流频率的大小控制振动频率的大小，进而确定复合制剂的下料量，通过调整料槽端口角度，实现均匀、连续的配加复合制剂，复合制剂下落至输煤皮带机上输送的煤粉表层，配加有复合制剂的煤粉经过磨煤粉碎、制粉等环节，最终进入燃烧室内燃烧。
A采用本发明的复合制剂，对华电西塞山电厂、大唐华银金竹山电厂、国家电投漳山电厂的锅炉进行抑焦除焦处理，按万分之一的比例进行配加复合制剂，即每一万吨电煤配加一吨复合制剂，经过使用后，抑焦除焦效果明显，锅炉内喷燃器、水冷壁、卫燃带区域结焦清除，保障了机组的安全稳定运行。
B采用本发明的复合制剂，对山西安泰钢铁、唐钢不锈钢、日照钢铁的高炉喷吹煤进行配加处理，控制配加量为吨煤3Kg，即每吨喷吹煤配加3Kg复合制剂，入炉焦比吨铁降低10公斤，喷煤量吨铁增加8公斤，铁产量增加1.5％。
C采用本发明的复合制剂，用于唐山、山东某水泥厂的燃煤配加，燃耗降低了5.2个百分点，产量提高了1.5个百分点。
D采用本发明的复合制剂，用于邢台焦化、唐山焦化和左权焦化的配煤改性炼焦，生产出的焦炭抗碎强度(M25)90％，耐磨强度(M10)8.1％，焦炭反应性CRI28％，反应后强度CSR62％，焦炭各项指标均达到国家冶金焦炭质量标准GB/T1996-2003、GB/T4000-2008的标准。
由以上的应用实例充分说明，采用本发明的复合制剂进行煤粉处理，均取得了很好的效果，是实现节能减排、降低增效的有力措施。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。