多元掺烧剂及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种多元掺烧剂及其使用方法，多元掺烧剂由主料和核心料组成；其中，主料包括电石渣、纯碱渣、生石灰或石灰石的任意一种或任意组合；核心料包括矿化剂、盐熔介质和焦渣疏松剂。多元掺烧剂的使用方法，包括：将所述多元掺烧剂各组分进行破碎、配料和粉磨；将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混合物；煤料混合物在锅炉内进行燃烧和煅烧；冷却并收集水硬性胶凝材料改性灰。本发明专利技术降低了粉煤灰的含碳量，降低了锅炉煤耗，并在煤燃烧的同时实现了高效固结脱硫，且煤燃烧后产生的水硬性胶凝材料活性灰具有广泛的用途，实现了“一炉多用”，使流化床锅炉达到环保、节能和废物高效利用的良好效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锅炉燃煤领域，特别是涉及一种多元掺烧剂及其使用方法。
技术介绍
锅炉是广泛使用的生产热力的设备，特别是流化床锅炉(包括沸腾炉、循环流化床锅炉等)以其煤种适应性强、节约能源等优势愈来愈受到广大热力用户的青睐。但是，流化床锅炉也具有如下缺陷：(1)煤耗高，热效率最高为85％，相比煤粉炉、旋风炉热效率偏低。(2)锅炉磨损大，运行效率低。主要原因是入炉煤需为颗粒状，循环倍率为30左右，循环物料粒度平均在300μm左右，因此对热交换管道等磨损大。(3)粉煤灰烧失量高，一般为13-20％，最高达25％以上，很难利用。近年来，为了有效减小流化床锅炉烟气SO2的排放，人们通常采用向锅炉燃煤中添加石灰石粉的方法，以其石灰石粉在锅炉内煤的燃烧过程中脱除SO2。但是由于石灰石在锅炉炉膛内于900℃左右分解成CaO和CO2时吸收大量的热量，这将影响锅炉的正常燃烧及出力，甚至造成炉膛灭火的事故，因此石灰石的添加量只能很低，不但脱硫效率低而且得到的所谓高钙脱硫粉煤灰也没有得到改性，很难利用。此外，得到的粉煤灰中残碳(或通常称的烧失量)的不良作用影响了粉煤灰水泥制成品的质量性能。粉煤灰中的残碳多孔，具有很强的吸水性，残碳的存在增大了粉煤灰的需水量，降低了粉煤灰凝聚体的强度，从而降低了制成品的抗渗及抗冻性能；同时，在其表面形成一层憎水膜，阻碍了活性物质的水化反应，对粉煤灰的凝聚集结起着离散、破坏作用；残碳的存在还降低了煤的热值利用率和锅炉热效率。因此石灰石的利用-->范围较窄，既达不到预期的脱硫效果并且未从根本上解决粉煤灰的全部、高效利用问题。另外，由于石灰石的物化性能所限，还使得上述流化床锅炉的缺陷更为突出，造成入炉煤灰的熔点降低，易结焦。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多元掺烧剂及其使用方法，有效克服现有技术中燃煤设备的燃烧效率低，不能全部、高效利用粉煤灰等技术缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种多元掺烧剂，由主料和核心料组成；其中，主料包括电石渣、纯碱渣、生石灰或石灰石的任意一种或任意组合；核心料包括矿化剂、盐熔介质和焦渣疏松剂。优选地，所述核心料包括硅灰石、石膏、工业氯化钙和重晶石，或者硅灰石、石膏、工业废渣和重晶石。在上述技术方案的基础上，所述多元掺烧剂包括以下重量百分比的组成成分：主料70-95％、硅灰石0-10％、石膏0-10％、工业氯化钙0-20％和重晶石0-10％，或者主料70-95％、硅灰石0-10％、石膏0-10％、工业废渣0-20％和重晶石0-10％。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种多元掺烧剂的使用方法，包括：将所述多元掺烧剂各组分进行破碎、配料和粉磨；将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混合物；煤料混合物在锅炉内进行燃烧和煅烧；冷却并收集水硬性胶凝材料改性灰。将所述多元掺烧剂各组分进行破碎、配料和粉磨的步骤具体为：将多元掺烧剂各组分破碎，按设定的重量百分比配料成多元掺烧剂，并将多元掺烧剂粉磨到细度为0.08毫米方孔筛余小于50％。将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混合物的步骤具体为：将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤按重量百分比为1∶19-2∶8的比例进行混合，形成煤料混合物。-->将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混合物的步骤具体为：将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤按重量百分比为1∶19-2∶8的比例通过计量给料设备以气力输送方式喷入流化床锅炉；从所述流化床锅炉的下侧通入空气，带动所述多元掺烧剂和燃煤在流化和悬浮状态下形成煤料混合物。煤料混合物在锅炉内进行燃烧和煅烧的步骤具体为：煤料混合物在流化床锅炉内于850-1050℃的温度环境下进行燃烧和煅烧。煤料混合物在锅炉内进行燃烧和煅烧的步骤具体为：煤料混合物在流化床锅炉内于850-1050℃的温度环境下进行燃烧和煅烧，完成固结脱硫并将生成的粉煤灰改性成水硬性胶凝材料改性灰；将水硬性胶凝材料改性灰从流化床锅炉的出口端引出。在冷却并收集水硬性胶凝材料改性灰之后，还包括：将水硬性胶凝材料改性灰掺加重量百分比为0-5％的石膏和重量百分比为0-15％的硅酸盐水泥熟料，以用于直接生产国家现行标准12.5和22.5强度等级的砌筑水泥。在冷却并收集水硬性胶凝材料改性灰之后，还包括：将水硬性胶凝材料改性灰掺加重量百分比为45-55％的硅酸盐水泥熟料和重量百分比为0-5％的石膏，以用于生产国家现行标准大于或等于32.5强度等级的粉煤灰或复合硅酸盐水泥。所述水硬性胶凝材料改性灰用于生产混凝土或建材制品。本专利技术提供了一种多元掺烧剂及其使用方法，具有以下优点：1、多元掺烧剂能加速矿物形成和固结脱硫的化学反应过程，给以秒计的炉内物料反应争取了宝贵时间，创造了有利条件：于600-700℃时CaO与SiO2、Al2O3等开始形成低温共熔物，从而促进了CaO与SiO2、Al2O3等发生反应形成CA、C2S等矿物雏晶及一些过渡性矿物，随着温度的升高，这些矿物的雏晶逐渐发育长大，含量也逐渐增加，温度达到800-850℃时C12A7等矿物开始形成，当温度达到900℃左右时，硅酸盐、铝酸盐等矿物大量-->形成；同时伴随硅酸盐等矿物的形成，也完成了烟气脱硫的反应过程，而且由于炉内燃烧温度比较低，不会发生脱硫逆反应，因此综合脱硫率比较高。2、由于Ba2+等阳离子的介入，对硅酸二钙等矿物起到了稳定高活性晶型及晶格保持较多缺陷的作用，从而提高了该矿物乃至整体水硬性胶凝材料的水硬活性；3、多元掺烧剂能改善灰渣熔融特性并具有疏松焦渣的作用，因此有利于床料流化和流态化燃烧。4、粉煤灰改性时有未化合的游离CaO出现。但由于流化床锅炉内燃烧温度比较低，未化合的钙、硅、铝等氧化物未经1000℃以上高温煅烧，仍保持有较高的反应活性，它们虽未能形成硅铝酸盐等矿物对粉煤灰改性做出直接贡献，但在水化过程中(特别是后期水化过程中)会逐步发生水化反应，形成水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化胶凝产物，对产品后期强度和耐久性的增加发挥有益作用。5、鉴于多元掺烧剂形成硅酸盐等矿物及脱硫形成硫酸盐矿物等均是放热反应，及时给锅炉内补充了部分热量，缓解了煤灰组分分解耗热的负荷冲击，有利于煤的燃烧，提高了燃烧效率，减少了机械不完全燃烧，从而降低了粉煤灰的含碳量；同时，由于多元掺烧剂的加入增加了火焰的黑度，提高了辐射传热效率，加之上述放热反应热效率及粉煤灰含碳量降低等综合因素的影响，还取得了降低锅炉煤耗的良好效果。6、多元掺烧剂的使用，可以有效地解决流化床锅炉的缺点，使流化床锅炉达到环保、节能和废物高效利用的目的，创造较好的经济效益、环保效益和社会效益。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术多元掺烧剂的使用方法流程图；-->图2为本专利技术将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混合物流程图；图3为本专利技术煤料混合物在锅炉内进行燃烧和煅烧流程图图4为本专利技术多元掺烧剂的具体使用方法流程图。具体实施方式本专利技术多元掺烧剂第一实施例多元掺烧剂由主料和核心料组成；其中，主料包括电石渣、纯碱渣、生石灰或石灰石；核心料包括矿化剂、盐熔介质和焦渣疏松剂，核心料可以具体包括硅灰石、石膏、工业氯化钙和重晶石。多元掺烧剂包括以下重量百分比的组成成分：电石渣70％、硅灰石5％、石膏5％、工业氯化钙10％和重晶石10％。本专利技术多元掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元掺烧剂，其特征在于，由主料和核心料组成；其中，主料包括电石渣、纯碱渣、生石灰或石灰石的任意一种或任意组合；核心料包括矿化剂、盐熔介质和焦渣疏松剂。

【技术特征摘要】
1、一种多元掺烧剂，其特征在于，由主料和核心料组成；其中，主料包括电石渣、纯碱渣、生石灰或石灰石的任意一种或任意组合；核心料包括矿化剂、盐熔介质和焦渣疏松剂。2、根据权利要求1所述的多元掺烧剂，其特征在于，所述核心料包括硅灰石、石膏、工业氯化钙和重晶石，或者硅灰石、石膏、工业废渣和重晶石。3、根据权利要求1或2所述的多元掺烧剂，其特征在于，所述多元掺烧剂包括以下重量百分比的组成成分：主料70-95％、硅灰石0-10％、石膏0-10％、工业氯化钙0-20％和重晶石0-10％，或者主料70-95％、硅灰石0-10％、石膏0-10％、工业废渣0-20％和重晶石0-10％。4、一种权利要求1-3中任一权利要求所述的多元掺烧剂的使用方法，其特征在于，包括：将所述多元掺烧剂各组分进行破碎、配料和粉磨；将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混合物；煤料混合物在锅炉内进行燃烧和煅烧；冷却并收集水硬性胶凝材料改性灰。5、根据权利要求4所述的多元掺烧剂的使用方法，其特征在于，将所述多元掺烧剂各组分进行破碎、配料和粉磨的步骤具体为：将多元掺烧剂各组分破碎，按设定的重量百分比配料成多元掺烧剂，并将多元掺烧剂粉磨到细度为0.08毫米方孔筛余小于50％。6、根据权利要求4所述的多元掺烧剂的使用方法，其特征在于，将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混合物的步骤具体为：将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤按重量百分比为1∶19-2∶8的比例进行混合，形成煤料混合物。7、根据权利要求4或6所述的多元掺烧剂的使用方法，其特征在于，将粉磨后的多元掺烧剂与燃煤形成煤料混...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢克强，李弘涛，尚德忠，蔡德良，
申请(专利权)人：中科院科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]