一种适用于水泥工业的燃煤添加剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及煤炭燃烧技术领域，公开了一种适用于水泥工业的燃煤添加剂及其制备方法与应用。该添加剂由以下质量百分含量的组分组成：硝酸钾1‑20％，硝酸铜10‑30％，硝酸铈1‑20％，硝酸镁1‑20％，硝酸锌10‑30％，其余组分为水，各组分之和为100％。该添加剂使用时通过水泵将添加剂从桶中抽出，再使用喷嘴将溶液均匀地喷洒在预磨煤炭的表面。本发明专利技术的燃煤添加剂提高水泥工业燃煤的利用率，有利于优化能源结构，降低污染物的排放，同时具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水泥工业的燃煤添加剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及煤炭燃烧
，更具体地，涉及一种适用于水泥工业的燃煤添加剂及其制备方法与应用。
技术介绍
环境保护已成为当今世界的共识，煤炭作为我国的主要能源之一，在使用过程中造成大量的污染。降低煤炭消费比重，优化能源结构，将有利于保障环境安全。建材行业作为煤炭行业的四大下行行业，每年需要消耗大量的煤炭资源，且建材行业煤耗集中在水泥生产过程中。水泥工业一般选用优质烟煤(干燥基灰分Aad≤25％，干燥基挥发分Vad＝18％-30％)为燃料。但为了合理利用煤炭资源，降低生产成本，我国水泥工业开始使用高灰分的烟煤及低挥发分的无烟煤。与优质烟煤相比，高灰分烟煤和无烟煤的着火温度较高，燃尽时间长，燃尽率低。实践证明，将高灰分的烟煤和无烟煤投入水泥生产，存在以下问题：(1)高灰分烟煤和无烟煤在分解炉中燃烧不充分，会进入下一级预热器，继续燃烧使预热器局部温度过高，使得结皮、堵塞严重；(2)过多的灰分进入到熟料中，改变熟料的化学成分和致密度，影响熟料质量；(3)在回转窑中煤粉不完全燃烧，会进入熟料中，影响熟料冷却效果。为解决劣质煤粉使用过程中出现的问题，水泥行业通过设备改造和生产工艺调整，已取得一定成效。由天津水泥工业设计院承担设计的山东丛林集团的2500t/d生产线，以低挥发分煤粉作为燃料，投入使用后运转情况良好，产品质量满足设计要求(赵俊强.低挥发分煤在2500t/d生产线的生产体会[J].水泥技术,2006(05):58-59.)。改造生产设备和调整生产工艺能够在一定程度上降低高灰分烟煤和无烟煤使用工程中的不良影响，但对于已建成水泥生产线进行改造成本巨大，不宜使用。燃煤添加剂能够改善劣质煤粉燃烧性能，且使用过程中无需对现有生产线进行改造。
技术实现思路
本专利技术为了解决的技术问题是针对现有劣质煤粉在水泥工业中燃烧不充分的缺陷，提供了一种适用于水泥工业的燃煤添加剂及其制备方法与应用。本专利技术提供的适用于水泥工业的燃煤添加剂是一种能过降低煤粉着火温度、提高煤粉燃尽率的燃煤添加剂。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术提供的一种适用于水泥工业的燃煤添加剂(液体燃煤添加剂)，其按照质量百分比计，包括：硝酸钾1-20％，硝酸铜10-30％，硝酸铈1-20％，硝酸镁1-20％，硝酸锌10-30％，余者为超纯水，各组分之和为100％。本专利技术提供的一种制备适用于水泥工业的燃煤添加剂的方法，包括如下步骤：将硝酸钾、硝酸铜、硝酸铈、硝酸镁、硝酸锌及水混合，搅拌，待硝酸盐完全溶解后，得到所述适用于水泥工业的燃煤添加剂。本专利技术提供的适用于水泥工业的燃煤添加剂作为干法水泥窑系统中催化助燃煤粉中的应用。本专利技术提供的适用于水泥工业的燃煤添加剂作为干法水泥窑系统中催化助燃煤粉中的应用，包括如下步骤：将燃煤添加剂通过高压水泵从桶中抽出，再使用喷嘴将溶液均匀喷洒在预磨煤炭的表面上，粉磨，经过粉磨可使添加剂中有效成分与煤粉充分混合后达到催化助燃的作用，得到混匀添加剂的煤炭。进一步地，所述燃煤添加剂与煤炭的质量比为1:20-1:40。进一步地，所述粉磨的时间为20-30min。进一步地，所述混匀添加剂的煤炭的粒径为1-20cm。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：本专利技术的燃煤添加剂中，硝酸钾，硝酸镁能够降低煤粉的反应活化能，使得煤粉的着火温度下降；其作用机理是金属离子在加热的条件下，能够被活化后而发生电子转移变成电子给予体，金属离子形成空穴，使得碳原子的电子结构发生变化，这种电荷的迁移将加速某些反应，从而降低了煤粉的燃焼的反应活化能，起催化作用；硝酸铜、硝酸铈、硝酸锌能够提高煤焦炭的燃烧速度，从而降低煤粉的燃烧时间，促进煤粉完全燃烧；其作用机理是金属离子在受热时首先被碳还原成金属，接着金属被氧气氧化成金属氧化物，随后又再次被碳还原成金属单质，这样金属就一直处于还原和氧化的循环中；从宏观上角度来看，即氧原子不停的通过金属传递到碳表面，进而加快了碳表面氧气的扩散速度，从而促进了煤粉的燃烧反应。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的具体实施作进一步说明，但本专利技术的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。实施例1按下列配比(按质量百分比计)称取原料：硝酸钾10％，硝酸铜15％，硝酸铈5％，硝酸镁5％，硝酸锌15％，水50％。将上述原料加入搅拌器中搅拌，待硝酸盐完全溶解后即可装桶入库。将本实例应用在5000t/d的水泥窑(标准煤耗为105kg/t)，添加剂在使用时与煤的比例(按重量比计算)为1:30，通过高压水泵将添加剂从桶中抽出，再使用喷嘴将溶液均匀地喷洒在预磨煤炭(颗粒粒径为5-10cm)的表面，经过粉磨(粉磨时间为25min)可使添加剂中有效成分与煤粉充分混合，得到混匀添加剂的煤炭(80μm筛余＜8％)。加入添加剂后，根据生产数据统计单位熟料实际煤耗，并根据GB/T2589-2008《综合能耗计算通则》计算标准煤耗，水泥窑单位熟料标准煤耗下降1.6kg/t。实施例2按下列配比(按质量百分比计)称取原料：硝酸钾15％，硝酸铜10％，硝酸铈10％，硝酸镁5％，硝酸锌10％，水50％。将上述原料加入搅拌器中搅拌，待硝酸盐完全溶解后即可装桶入库。将本实例应用在5000t/d的水泥窑(标准煤耗为105kg/t)，添加剂在使用时与煤的比例(按重量比计算)为1:30，通过高压水泵将添加剂从桶中抽出，再使用喷嘴将溶液均匀地喷洒在预磨煤炭(颗粒粒径为5-10cm)的表面，经过粉磨(粉磨时间为25min)可使添加剂中有效成分与煤粉充分混合，得到混匀添加剂的煤炭(80μm筛余＜8％)。加入添加剂后，根据生产数据统计单位熟料实际煤耗，并根据GB/T2589-2008《综合能耗计算通则》计算标准煤耗，水泥窑单位熟料标准煤耗下降1.5kg/t。实施例3按下列配比(按质量百分比计)称取原料：硝酸钾5％，硝酸铜20％，硝酸铈10％，硝酸镁5％，硝酸锌10％，水50％。将上述原料加入搅拌器中搅拌，待硝酸盐完全溶解后即可装桶入库。将本实例应用在5000t/d的水泥窑(标准煤耗为105kg/t)，添加剂在使用时与煤的比例(按重量比计算)为1:30，过高压水泵将添加剂从桶中抽出，再使用喷嘴将溶液均匀地喷洒在预磨煤炭(颗粒粒径为5-10cm)的表面，经过粉磨(粉磨时间为25min)可使添加剂中有效成分与煤粉充分混合，得到混匀添加剂的煤炭(80μm筛余＜8％)。加入添加剂后，根据生产数据统计单位熟料实际煤耗，并根据GB/T2589-2008《综合能耗计算通则》计算标准煤耗，水泥窑标准熟料标准煤耗下降1.9kg/t。以上实施例仅为本专利技术较优的实施方式，仅用于解释本专利技术，而非限制本专利技术，本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于水泥工业的燃煤添加剂，其特征在于，按照质量百分比计，包括：硝酸钾1-20％，硝酸铜10-30％，硝酸铈1-20％，硝酸镁1-20％，硝酸锌10-30％，余者为水，各组分之和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于水泥工业的燃煤添加剂，其特征在于，按照质量百分比计，包括：硝酸钾1-20％，硝酸铜10-30％，硝酸铈1-20％，硝酸镁1-20％，硝酸锌10-30％，余者为水，各组分之和为100％。


2.一种制备权利要求1所述的适用于水泥工业的燃煤添加剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将硝酸钾、硝酸铜、硝酸铈、硝酸镁、硝酸锌及水混合，搅拌，待硝酸盐完全溶解后，得到所述适用于水泥工业的燃煤添加剂。


3.权利要求1所述的适用于水泥工业的燃煤添加剂作为干法水泥窑系统中催化助燃煤粉中的应用。


4.根据权利要求3所述的适用于水泥工业的燃煤添加剂作为干法水泥窑系统中催化助燃煤粉中的应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦江雄，吴停，余其俊，张同生，曾正祥，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44