[發(fā)明專利]提高民用焦炭火焰長(zhǎng)度的高嶺土復(fù)合添加劑及制法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610102995.1
• 申請(qǐng)日: 2016-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN105670728B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張智聰;杜文廣;劉守軍;楊頌;上官炬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué);太原科瑞康潔凈能源有限公司
• 主分類號(hào): C10L5/04
• 分類號(hào): C10L5/04;C10L9/10
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

一種提高民用焦炭火焰長(zhǎng)度的高嶺土復(fù)合添加劑的重量份組成為高嶺土40～60份、石灰石20～30份、赤泥10～20份、二氧化錳5～10份。本發(fā)明原料來源廣泛而豐富，價(jià)格低廉，直接添加至配合煤中，通過高溫干餾制得含有鋁礬土復(fù)合添加劑的民用焦炭，火焰長(zhǎng)度可從100～200mm增加至450～670mm，提高幅度達(dá)350～470mm，效果顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高民用焦炭火焰長(zhǎng)度的高嶺土復(fù)合添加劑及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

煤炭作為我國(guó)的主導(dǎo)能源，其主要的利用方式為燃燒。大量煤炭直接燃燒導(dǎo)致氣候變化、碳循環(huán)、環(huán)境污染和健康危害等諸多問題。與工業(yè)和發(fā)電用煤相比，民用散燒煤盡管消費(fèi)量較低，但由于缺乏有效的煙氣除塵、脫硫等裝置，煙氣屬直排，成為我國(guó)大氣污染的主要排放源之一。因此以清潔、環(huán)保的燃料替代民用散燒原煤是改善大氣環(huán)境的關(guān)鍵。

民用焦炭是以燃料煤(動(dòng)力煤)為主，并輔以少量焦煤、固硫劑、增碳劑、助燃劑等，利用現(xiàn)有焦化廠生產(chǎn)設(shè)備，通過高溫干餾而得的潔凈固體燃料。具有成塊好、強(qiáng)度適中、低揮發(fā)、低硫排放及不易結(jié)渣等優(yōu)點(diǎn)，無需脫硫設(shè)施，尾氣即可滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)；而且易點(diǎn)火、續(xù)火能力強(qiáng)、升溫速度快、燃燒持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，是各種民用生活爐具理想的燃料。

傳統(tǒng)冶金焦主要用于高爐煉鐵和有色金屬冶煉，要求具有高強(qiáng)度和低反應(yīng)活性。配合煤在高溫干餾過程中，其揮發(fā)分等不斷溢出，導(dǎo)致焦炭活性不斷下降；同時(shí)，由于過程是一個(gè)不斷閉孔的高度石墨化過程，導(dǎo)致焦炭孔隙率急劇下降，致使其反應(yīng)活性降低。而作為燃料則要求其反應(yīng)活性較高以利于燃燒。因此欲使焦炭作為一種合適的民用燃料，必需提高民用焦炭的反應(yīng)活性。此外，現(xiàn)有爐具大都燃燒揮發(fā)性較高的原煤，其火焰長(zhǎng)度較長(zhǎng)，鍋爐熱效率高；然而傳統(tǒng)焦炭燃燒過程基本沒有火焰，如果將其作為燃料，僅靠輻射熱，現(xiàn)有鍋爐的熱效率相對(duì)較低。因此民用焦炭作為一種燃料，必需借助添加劑的引入，提高其反應(yīng)活性，增加其火焰高度，方可滿足作為一種合格民用燃料的要求。

提高煤催化氣化活性方面的專利，如CN201410548041.4公開了一種提高煤催化氣化活性和催化劑回收的方法，先將高灰煤酸洗脫灰，然后通過浸漬的方法在煤中添加2-10wt％的碳酸鉀催化劑，可顯著提高煤的反應(yīng)活性；CN201310439546.2公開了一種煤催化氣化催化劑及其制備方法和用途，以廉價(jià)的鹵離子金屬鹽為催化劑的前驅(qū)體，采用pH值調(diào)節(jié)劑，通過離子交換技術(shù)將有效金屬組份擔(dān)載于煤基上，可有效提高煤炭轉(zhuǎn)化率。這些催化氣化劑均是針對(duì)煤炭開發(fā)的產(chǎn)品，直接擔(dān)載至煤中，且其反應(yīng)產(chǎn)物為合成氣，不經(jīng)過高溫干餾；由于民用焦炭需要經(jīng)過高溫干餾的特殊工藝，其燃燒過程中必須增加反應(yīng)活性以及火焰長(zhǎng)度。經(jīng)檢索，提高民用焦炭火焰長(zhǎng)度的添加劑未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)活性好的提高民用焦炭火焰長(zhǎng)度的高嶺土復(fù)合添加劑及其制備方法和應(yīng)用。

煤炭在民用爐具燃燒時(shí)，特別是民用取暖熱水鍋爐，需要有一定的火焰長(zhǎng)度，因?yàn)閭鹘y(tǒng)民用爐具多按高揮發(fā)煙煤燃料設(shè)計(jì)。煙煤著火溫度低與火焰較長(zhǎng)均與其高揮發(fā)分有關(guān)，煙煤升溫過程中，揮發(fā)分逸出，未達(dá)到燃點(diǎn)即逸出的揮發(fā)分即為黑煙，達(dá)到燃點(diǎn)后逸出的揮發(fā)分燃燒形成火焰。煙煤在較低溫度下逸出的揮發(fā)分即為煙氣，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。

冶金焦揮發(fā)分很低，僅為1％左右，結(jié)構(gòu)致密，反應(yīng)性差，著火溫度較高且燃燒無明顯火焰，即火焰長(zhǎng)度與煙煤相比短得多，無法在傳統(tǒng)民用爐具正常使用。

本發(fā)明民用潔凈焦炭添加助劑后，民用潔凈焦炭與冶金焦相比，具有更發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)與較大比表面(比表面由<1m²/g增至200m²/g，氣孔率由40％提至55％)，反應(yīng)性也由冶金焦的20％提至55％以上。民用潔凈焦炭作為燃料使用時(shí)，改變了火焰形成機(jī)理，燃燒與氣化同時(shí)發(fā)生，將原來由揮發(fā)分產(chǎn)生火焰變?yōu)闅饣a(chǎn)生CO形成火焰，火焰拉長(zhǎng)，可適用于各種民用爐具。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：