一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂 |
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| 申请号 | CN201710143287.7 | 申请日 | 2017-03-11 | 公开(公告)号 | CN106833803A | 公开(公告)日 | 2017-06-13 |
| 申请人 | 湖南七纬科技有限公司; | 发明人 | 朱社凤; 邓颖; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于节能环保技术领域，公开了一种用于生产 水 泥熟料的助燃固硫剂，是由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸 钙 2％～5％、六 铝 酸盐5％～10％、补 氧 剂25％～40％、固硫增效剂20％～30％、分散剂1％～3％、余量为载体。本发明用于生产 水泥 熟料的助燃固硫剂，一方面可以提高 煤 的利用率，减少 煤粉 使用量；另一方面可使大量的硫固留在熟料中，减少二氧化硫的排放，保护环境，并可减少生产水泥时的 石膏 用量，节约成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，其特征在于，由以下重量百分数的原料组成： |
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| 说明书全文 | 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂技术领域背景技术[0002] 煤炭是我国的主要能源，在我国的耗煤行业中，水泥行业是仅次于火力发电的用煤大户。煤在水泥生产成本中约占35％～40％，水泥厂耗煤普遍存在煤炭燃烧不完全、热效率低的现象。未燃尽的煤粉落入熟料会影响熟料质量，且会使液相提前出线，造成结皮、堵塞，影响正常运行，有的未燃尽煤粉甚至会流动到排风机、收尘器处燃烧，造成设备损坏、产生安全事故。提高燃煤的燃烧效率、减少熟料生产单位煤耗一直是水泥行业技术进步的重大关键课题。具有助燃节煤作用的助燃剂在水泥生产中具有十分重要的应用价值。 [0003] 煤炭燃烧产生的SO2是主要的大气污染物，可形成酸雨，污染土壤、水域，影响动植物的正常生长，破坏生态环境。2014年新颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》对SO2、NOX等污染物的排放要求更为严格。在水泥生产过程中，石膏是必不可少的调凝剂，把燃煤中的硫用钙基吸收剂吸收并反应生成硫酸钙，不但可以减少SO2的排放，还能进一步减少水泥生产时石膏的用量，因此把燃煤中的硫固溶进水泥熟料是一种行之有效的方法。 发明内容[0004] 本发明根据上述问题，提供一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，本发明由多种化合物组成，在高温下通过催化、氧化及金属离子交换来提高煤的燃烧强度，使燃煤在富氧条件下充分燃烧，并燃烧过程中生成的SO2在固硫剂、固硫增效剂的作用下生成硫酸盐类固体物质，固溶进水泥熟料中，减少水泥生产用燃煤量和排放的SO2量。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案： [0005] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成： [0006] 木质素磺酸钙：2％～5％ [0008] 补氧剂：25％～40％ [0009] 固硫增效剂：20％～30％ [0010] 分散剂：1％～3％ [0011] 载体：余量 [0012] 所述的六铝酸盐化学式为MAl12O19(MO·6Al2O3)，其中M表示碱金属，能够催化促进煤炭的燃烧，提高燃烧效率。 [0014] 优选的，所述补氧剂由高铁酸钠和铋酸钠按重量比1～5:1组成。 [0015] 所述固硫增效剂是由三氧化二铁和氟化钠组成； [0016] 优选的，所述固硫增效剂是由三氧化二铁和氟化钠按照重量比1～6:1组成。 [0017] 所述分散剂是由氢化牛脂胺和甘油按照重量比1:1组成的。 [0018] 所述载体为腐植酸钠或石英砂粉中的一种或两者的组合。 [0019] 本发明中木质素磺酸钙可以防止燃煤焦结，增加反应面积，有利于通风和燃烧过程的加速。补氧剂可分解生成活泼的氧气，形成富氧氛围，同时可使煤和燃煤产生的煤渣保持蓬松多孔，增加与氧的接触面积，使燃烧更为充分。固硫增效剂中的氟化钠可吸附在生料中的CaCO3上，随CaCO3分解进入到CaO晶格里，导致CaO晶格扭曲变形，CaO晶格重排，形成利于固硫反应的多孔结构。固硫增效剂中的Fe2O3可作为催化剂促进煤中硫元素燃烧产生的SO2向SO3转化，提高固硫剂的利用率，降低钙硫比，提高CaSO4的生成量，减少CaSO3含量，分散剂能够增加体系的流动度，使助燃固硫组分尽快与煤粉混合，均匀燃煤固硫剂在煤粉表面的分布。 [0020] 本发明助燃固硫剂应用于水泥干法窑的固硫机理，主要从高温区部分实现助燃固硫，即熟料烧成段，煤粉进入窑内直接燃烧，煤中的硫在高温下主要生成SO2，固硫增效剂n+Fe2O3可作为催化剂中的可以将SO2催化氧化成SO3，然后同生料中的金属离子Me 反应生成硫酸盐(MeSO4)，固定在熟料中，反应方程式如式(1)和式(2)所示： [0021] [0022] SO3+Men+MeSO4 (2) [0023] 本发明的有益效果在于，用于生产水泥熟料的助燃固硫剂的一个作用是降低煤粉的着火点，促进煤燃烧完全，提高煤的利用率，减少煤粉使用量；另一个作用是固硫，可使大量的硫固留在熟料中，一方面减少二氧化硫的排放，保护环境，另一方面因为熟料中固留大量三氧化硫，可减少生产水泥时的石膏用量，节约成本。 具体实施方式[0024] 实施例1 [0025] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙2％、六铝酸盐5％、补氧剂25％、固硫增效剂20％、分散剂1％、余量为腐植酸钠。 [0026] 所述补氧剂由高铁酸钠和铋酸钠按重量比1:1组成。 [0027] 所述固硫增效剂是由三氧化二铁和氟化钠按照重量比1:1组成。 [0028] 所述分散剂是由氢化牛脂胺和甘油按照重量比1:1组成。 [0029] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了20℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量8kg，减少烟气中二氧化硫排放35％。 [0030] 实施例2 [0031] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙5％、六铝酸盐10％、补氧剂40％、固硫增效剂30％、分散剂3％、余量为载体。 [0032] 所述补氧剂由高铁酸钠和铋酸钠按重量比5:1组成。 [0033] 所述固硫增效剂是由三氧化二铁和氟化钠按照重量比6:1组成。 [0034] 所述分散剂是由氢化牛脂胺和甘油按照重量比1:1组成的。 [0035] 所述载体由腐植酸钠和石英砂粉按照重量比2:1组成。 [0036] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了50℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量12kg，减少烟气中二氧化硫排放65％。 [0037] 实施例3 [0038] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙3％、六铝酸盐8％、补氧剂35％、固硫增效剂26％、分散剂2％、余量为载体。 [0039] 所述补氧剂由高铁酸钠和铋酸钠按重量比3:1组成。 [0040] 所述固硫增效剂是由三氧化二铁和氟化钠按照重量比3:1组成。 [0041] 所述分散剂是由氢化牛脂胺和甘油按照重量比1:1组成的。 [0042] 所述载体由腐植酸钠和比表面积为300～500m2/kg的石英砂粉按重量比1:1组成。 [0043] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了50℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量11kg，减少烟气中二氧化硫排放50％。 [0044] 实施例4 [0045] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙4％、六铝酸盐8％、补氧剂32％、固硫增效剂26％、分散剂1.5％、余量为腐植酸钠。 [0046] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了42℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量10kg，减少烟气中二氧化硫排放45％。 [0047] 实施例5 [0048] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙3％、六铝酸盐7％、高铁酸钠18％、铋酸钠10％、三氧化铁20％、氟化钠10％、氢化牛脂胺1％、甘油1％、余量为比表面积为300～500m2/kg的石英砂粉。 [0049] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了55℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量11kg，减少烟气中二氧化硫排放60％。 [0050] 相对于上述具体实施例，发明人进行了一系列对比试验，从下述对比例中可以明显看到本发明的有益效果，使之在高温下通过催化、氧化及金属离子交换实现最佳的效果，显著提高煤的燃烧强度，并使燃烧过程中生成的SO2尽可能转化为硫酸盐类固体物质，固溶进水泥熟料中。 [0051] 对比例1 [0052] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙3％、补氧剂35％、固硫增效剂26％、分散剂2％、余量为腐植酸钠。 [0053] 所述补氧剂由高铁酸钠和铋酸钠按重量比3:1组成。 [0054] 所述固硫增效剂是由三氧化二铁和氟化钠按照重量比3:1组成。 [0055] 所述分散剂是由氢化牛脂胺和甘油按照重量比1:1组成的。 [0056] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了20℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量2kg，减少烟气中二氧化硫排放35％。 [0057] 对比例2 [0058] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙3％、六铝酸盐8％、固硫增效剂26％、分散剂2％、余量为腐植酸钠。 [0059] 所述固硫增效剂是由三氧化二铁和氟化钠按照重量比3:1组成。 [0060] 所述分散剂是由氢化牛脂胺和甘油按照重量比1:1组成的。 [0061] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了28℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量2.5kg，减少烟气中二氧化硫排放38％。 [0062] 对比例3 [0063] 一种用于生产水泥熟料的助燃固硫剂，由以下重量百分数的原料组成：木质素磺酸钙3％、六铝酸盐8％、补氧剂35％、分散剂2％、余量为腐植酸钠。 [0064] 所述补氧剂由高铁酸钠和铋酸钠按重量比3:1组成。 [0065] 所述分散剂是由氢化牛脂胺和甘油按照重量比1:1组成的。 [0066] 将所得助燃固硫剂按煤粉重量的万分之五均匀喷撒于煤粉表面，加入该助燃固硫剂后，测得煤的着火点降低了35℃，煅烧1吨熟料减少煤粉用量7kg，减少烟气中二氧化硫排放10％。 |
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