减少污物排放的粉煤燃烧方法技术

燃料组合物包含（ａ）粉煤；和（ｂ）含氧源，所述含氧源选自甘油、甘油衍生物、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、脂肪酸烷基酯、脂肪醇以及它们的混合物。减少由产热装置中粉煤燃烧所产生的ＮＯｘ排放物的方法，其中该方法包括以下步骤：（ａ）将粉煤引入产热装置的燃烧室；并且（ｂ）将粉煤与含氧源共燃烧，所述含氧源选自甘油、甘油衍生物、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、脂肪酸烷基酯、脂肪醇以及它们的混合物，其中含氧源燃烧所产生的热按热输入计占共燃烧产生总热的至少２．５％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少污物排放的粉煤燃烧方法专利
本专利技术涉及用于产生热和能量的燃烧煤的方法，该方法导致氮氧化物(NOx)的排放减少，该方法由共燃烧的粉煤与有效量的含氧有机化合物组成(优选在锅炉或燃炉系统中)。专利技术背景工业化社会的需求及其发展需要消耗燃料以产生能量，这种需求趋于危害空气质量。在锅炉系统和燃炉中燃烧以产生热和能量的现有燃料包括馏出燃料油、残渣(6号)燃料油、馏出燃料油与残渣燃料油的共混物以及煤。许多现有能源，尤其是化石燃料如石油和煤，在燃烧时释放大量的污染物质，比如氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳(CO)和颗粒物质(PM)。这些污染物质导致呼吸道疾病和其他人体疾病。这些污染物质也经由酸雨、地面臭氧和温室气体毒害环境。由于花费最少并且现储量相对丰富，煤在多数情况下是优选的燃料。然而不幸的是，煤的燃烧产生大量有害的污染物质，例如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和颗粒。除煤之外的燃料常对空气质量影响较小，但趋于更昂贵或比较短缺。许多国家颁布了环境立法，比如美国的净化大气法(Clean AirAct)，以控制排入大气中的多种化学物的量，努力保护人类健康和环境。在当地或地方水平上，工业典型地由国家的或地方的环保机构管理，这些部门就特定源排放的空气污染物的量规定限度。由于能量的需求增长，提供这些能量而不加剧这些健康和环境问题所涉及的压力、冲突和成本变得日益艰难。最近几年中，人们做了许多工作来寻找减少NOx和SOx以及其他污染物质从煤燃烧中排出的方法。减少NOx排放的最普通方法是使用选择性催化还原(SCR)技术。然而，这个方法需要昂贵的催化体系构造，以处理来自燃烧过程的废气。这种方法对于小的烧煤炉或锅炉可能不具备高性价比。-->另一种方法是使用分段燃烧来减少NOx，其中燃炉里存在不止一个互不相同的燃烧区域。虽然这项技术适用于新燃炉的构造，但对于改造现有燃炉而言并不容易或便宜。而另一种方法是在燃烧过程中使用添加剂以影响燃烧条件下的转化，从而减少排放。在一种方法中，将钙化合物比如CaO、CaCO3、CaF等加入燃烧区域，以实现NOx和SOx排放的减少。然而，这项技术和类似技术导致产生炉渣处理问题。减少NOx排放(靠近烟囱出口)的另一种方法是在燃炉或锅炉中组合使用另一种燃料(比如燃料油)与煤，此种燃料每加热单位值排放的NOx较少。这样的组合可减少总NOx排放，同时提供相同或相似的总加热值。尽管这种方法常使得燃煤设备符合空气质量规章，但它只是用较贵但NOx排放较少的燃料取代了煤。燃料油实际上不会减少煤本身的排放，而是减少加热体系本身的排放。简而言之，虽然以前尝试了解决与化石燃料(尤其是煤)燃烧有关的排放问题，但仍持续需要研发改善NOx排放的燃煤方法，这些方法可以高性价比改造现有的产热装置，比如燃炉和锅炉。专利技术概述已令人惊讶地发现，当将粉煤和有效量含氧物的组合作为燃料燃烧以产生热时，其从产热装置中提供的NOx排放减少将大于取代效果。因此，本专利技术涉及当燃烧时提供NOx排放减少的燃料组合物，其中该组合物包含：粉煤；和b)选自下列物质的含氧物：甘油、甘油衍生物、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、脂肪酸烷基酯、脂肪醇以及它们的混合物。本专利技术还涉及减少产热装置中粉煤燃烧所产生的NOx排放的方法，其中所述方法包括以下步骤：a)将粉煤引入产热装置的燃烧室中；和将粉煤与选自下列物质的含氧源共燃烧：甘油、甘油衍生物、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、脂肪酸烷基酯、脂肪-->醇以及它们的混合物；其中含氧源燃烧所产生的热按热输入计占共燃烧产生总热的至少2.5％。专利技术详述尽管本说明书以由特别指出并清楚地要求保护本专利技术的权利要求书作出结论，但据信通过以下说明可更好地理解本专利技术。除非另外指明，本文使用的所有百分比和比率均以总组合物的重量计，并且所有测量均在25℃进行。所有引用的参考文献均全文引入本文以供参考。本专利技术的组合物和方法可包括、由或基本上由本专利技术的组分以及本文所述的其他成分组成。本文所用的“基本上由...组成”是指组合物或组分可包括附加成分，只要所述附加成分不会在本质上改变本专利技术要求保护的组合物或方法的基本和新的特性。除非另外指明，所有的百分比、份数和比率均以本专利技术组合物的总重量计。除非另外指明，当它们与所列的成分有关时，所有这类重量均基于活性物质的含量，因此不包括可能包含在市售原料中的载体或副产物。现已发现，粉煤与所选的含氧源在燃烧区域中的共燃烧可用于减少通常与煤燃烧有关的NOx排放。不受理论的限制，据信含氧物与燃煤协合反应导致NOx排放的减少，其中NOx是由煤结构中的氮所产生的。粉煤非受控燃烧所排放的NOx大约80％来源于和燃料结合的氮。不受理论的限制，据信煤与含氧物的共燃烧可用于降低与燃料结合的氮向NOx的转化。据信含氧燃料比煤更快热解，从而消耗氧并且在燃烧源周围产生局部的富含燃料区域。在这个富含燃料区域中，据推测从煤中释放出含氮分子，并且在没有过剩氧的情况下，这些氮化合物被还原为N2。依照本专利技术，当粉煤与所选的含氧源共燃烧时，就实现了NOx和颗粒排放的减少。本文减少NOx的燃料组合物和方法也可包括许多种其他成分/步骤。本专利技术的组合物和方法将在下文中详细描述。-->A)粉煤本文所用的“粉煤”是指褐煤、无烟煤和/或生煤，它们或者已经足够小，或者已经受过机械粒度减小，使得所得的“粉”物质可以经空气流化通过管道送入燃炉或锅炉的燃烧室中。优选地，可用于本专利技术的粉煤至少50％在200目(74微米)以下，更优选地，可用于本专利技术的煤至少60％在200目以下，并且甚至更优选地，至少70％在200目以下。B)含氧源本专利技术的燃料组合物包含含氧源。本文所用的“含氧源”是指主要由氢、碳和氧原子组成的有机化合物。可用于本专利技术的含氧源包括甘油和/或甘油衍生物、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、天然脂肪和油的甲基酯(生物柴油)、天然脂肪和油的脂肪醇以及它们的混合物。天然脂肪和油自身和/或衍生自这些脂肪和油的脂肪酸可作为第二含氧源任选加入到一种或多种含氧源中。依照本专利技术，当粉煤结合有效量的含氧源在比如燃炉或锅炉的燃烧室中共燃烧时，可实现NOx排放的减少。优选地，含氧源物质与粉煤共燃烧，使得按热输入量计含氧源物质占所产生热输出量的约2.5％至约40％。更优选地，按热输入量计含氧源物质占所产生热输出量的约10％至约20％。可通过在粉碎之前、期间和/或之后将含氧源与煤共混，或可经不同的喷嘴注入到燃烧区域中，来产生共燃烧。1.甘油和/或甘油衍生物本专利技术的含氧源可选自甘油和/或甘油衍生物。本文所用术语“甘油”或“丙三醇”可交替使用，并且是指1，2，3-三羟基丙烷或1，2，3-丙三醇。甘油典型地作为生产皂、脂肪酸、脂肪醇和烷基酯的副产物产生。得自这些来源的甘油通常被称为“天然甘油”。天然甘油的另一个可能来源是由葡萄糖、山梨醇或其他糖氢化或酶转化为甘油和其他多元醇。而天然甘油的另一个来源是从乙醇发酵的废品再生而得来。“合成”甘油产自丙烯，典型地通过烯丙基氯化物转化为环氧氯丙烷的过程而得，如Dow Chemical所实现的。本文可使用得自任何来源或来源组合的甘油。可用于本文的优选甘油衍生物包括醚，其中1个至3个甘油羟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧时减少ＮＯｘ排放的燃料组合物，所述组合物包含：ａ）粉煤；和ｂ）含氧物，所述含氧物选自甘油、甘油衍生物、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、脂肪酸烷基酯、脂肪醇以及它们的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-7-2 10/612,3541.一种燃烧时减少NOx排放的燃料组合物，所述组合物包含：a)粉煤；和b)含氧物，所述含氧物选自甘油、甘油衍生物、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、脂肪酸烷基酯、脂肪醇以及它们的混合物。2.如权利要求1所述的燃料组合物，其中所述组合物在产热装置中的共燃烧产生热输入，并且其中约2.5％至约40％的热输入由所述含氧物的燃烧产生。3.如权利要求2所述的燃料组合物，其中所述热输入的约10％至约20％由所述含氧物的燃烧产生。4.如权利要求1所述的燃料组合物，其中所述燃料组合物还包含第二含氧物，所述第二含氧物选自油、脂肪、脂肪酸以及它们的混合物。5.如权利要求1所述的燃料组合物，其中所述甘油衍生物选自甘油醚，其中所述1至3个甘油羟基被醚化。6.如权利要求1所述的燃料组合物，其中所述甘油衍生物选自二叔丁基甘油醚、三叔丁基甘油醚、1，2-O-异亚丙基甘油以及它们的混合物。7.如权利要求1所述的燃料组合物，其中所述含氧物选自脂肪酸的甲基酯以及它们的混合物。8.一种减少由产热装置中粉煤燃烧所产生的NOx排放的方法，其中所述方法包括以下步骤：a)将粉煤引入到所述产热装置的燃烧室中；和b)将所述粉煤与含氧源共燃烧，所述含氧源选自甘油、丙二醇、丙二醇衍生物、乙二醇、乙二醇衍生物、脂肪酸烷基酯、脂肪醇以及它们的混合物；其中所述含氧源燃烧产生的热按热输入计占所述共燃烧产生总热的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：DB阿普尔拜，JK斯普纳怀曼，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]