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燃煤添加剂

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【发布日期：2018-12-03】

燃煤添加剂

0、关键词

锅炉燃煤添加剂

1、概述

据预测，在未来20年内，我国能源需求仍将以较快速度持续增长，其中国内煤炭需求2005年为14亿吨，2010年达到15.5亿吨，2020年为20亿吨。在未来相当长的时期，煤炭仍然是我国的主要能源。据统计，在我国消耗的炭基燃料总量中，直接用于火力发电、工业锅炉、工业窑炉和家庭炉灶等直接燃烧的炭基燃料高达85%以上。据统计，2005年燃烧煤炭排放的二氧化硫和烟尘分别占全国总排放量的90%和70%左右，二氧化碳和氮氧化物排放量也分别占到全国总排放量的80%和65%左右。

随着我国政府对环境保护的重视，国内现有燃煤锅炉均为煤燃烧催化剂的潜在客户，市场巨大，具有非常大的产业化前景。

2、节能原理

燃煤添加剂主要由氧化剂、固硫剂、催化剂及助燃剂等成分组成。煤在燃烧过程中与添加剂的各种组份同时燃烧和气化，形成混合气体。在氧化剂的作用下生成大量的氧气，使火焰的内焰得到充氧，并改变内焰和中焰不能完全燃烧的状态，提高火焰温度100℃左右。

由于添加了特殊的催化剂，使之产生催化、活化、离子交换作用?⺁佣⺁岣呙旱娜忌涨慷取Ｔ诟呶绿跫⺁拢⺁呋⺁炼悦褐械乃⺁肿咏⺁写呋⺁纸猓⺁佣⺁⺁⺁淄椤⑶馄⺁脱跗⺁＜淄槭歉吣芰咳剂希⺁⑷戎捣浅８撸⺁馄⺁忌盏娜攘渴瞧⺁偷娜⺁叮⺁跗⺁⺁迹⺁箍扇计⺁寰缌胰忌铡４佣⺁刮醇犹砑蛹林⺁暗脑⺁褐胁灰兹忌崭删坏拿嚎椤⒚毫５玫匠沟兹忌眨⺁⑹共糠钟泻ζ⺁遄⺁⺁尚碌哪芰拷⺁⺁龈呗⺁拢⺁⺁⺁隽Φ玫教岣撸⺁钪沾锏浇谑∪济翰⒓跎倩蚪档陀泻ζ⺁迮欧诺哪康摹?

燃煤添加剂主要化学成分由增氧剂、改性剂、催化剂、助燃剂、消烟剂、膨胀剂、固硫剂等多种化工原料配成。在煤炭和立窑生料中加入微量的增效剂后，能使煤炭中的一切可燃成分与该剂中的有效化学成分产生新的燃烧气体，在催化剂、改性剂的作用下产生离子交换燃烧反应，使传统的煤炭（或立窑生料）由表及里的燃烧方式改变为内外一起燃烧，有效地克服了立窑内还原气氛严重的弊端，提高了煤炭燃烧的燃烬度，减少了窑内燃煤的化学不完全燃烧和机械不完全燃烧带走的热损失，增加了窑内的热力强度，降低了废气中烟尘和有害气体的排放量，因而能较大幅度地降低熟料烧?扇群模⺁岣呤炝喜⺁柿浚⺁纳粕⺁⺁肪场Ｍ⺁保⺁墒共灰兹忌盏牧又拭捍锏接胖拭旱娜忌招Ч⺁⺁懿⺁⺁用河庞谩⒂琶荷儆玫木⺁眯б妫⺁迪置禾康淖酆侠⺁茫⺁档兔禾康淖酆鲜褂贸杀尽?

利用金属离子在高温下与二氧化硫发生固化反应，生成硫酸盐固体物的特性，将催化剂、膨化剂、氧化剂、极性溶剂、表面活性剂科学配伍，依据燃烧动力学、量子化学理论，结合纳米技术，以及燃烧过程的氧吸附、反应、产物分解的扩散控制、动力控制模型，运用“微爆”和碰撞机理，使炉膛内温度和氧分布更加均匀，并使燃煤中的可燃物迅速、充分燃烧，通过降低燃煤着火点，实现延长燃烧时间，达到助燃、提高燃烧效率，节煤目的。

煤燃烧催化剂的组分按在煤炭催化燃烧过程中的功能可以分为4大类：

渗透类组分。主要是帮助催化剂在煤炭中渗透分散，尤其是在煤核的大量空隙中分散，能保证催化剂更大程度上与煤炭内外表面接触，最大程度地发挥产品催化作用。

含氧游离基类组分。在较低温度下就能开始释放出大量的含氧游离基，与煤中的可燃物结合，降低反应活化能，促进燃烧、改善工况和降低污染物排放。

催化裂解类组分。主要是一些过渡金属有机螯合物，随着燃烧的进行，煤中大分子的有机物越来越不容易燃烧，而过渡金属有机化合物作为催化裂解的催化剂能够快速让大分子碳链发生裂解，同时利用煤中固有水分提供氢原子，完成加氢过程，最后产生较多低分子量或小分子量的碳氢化合物（类似煤变油的中间态），使煤核继续爆裂、燃烧更加容易、从而提高燃烧效率；不仅如此，在温度大于 350℃ 的气氛中，该组分还能催化裂解省煤器等位置的类焦油类物质，达到除焦的目的，提高换热效率。催化裂解类组分是促进劣质煤高效燃烧的关键技术。

功能表面类组分。此功能表面类组分的存在保证了燃烧过程中使煤核保持高的空隙率和高的比表面积，在燃烧过程中热量能及时扩散均匀，避免了炉内局部温度过高，从而保证了碱土金属氧化物的活性，使得能够最大限度地和SOx 进行反应，并最终使其以硫酸根的形式固化在灰渣中，达到脱除SOx 的目的。

硫氧化物（SO_X）的去除：由于燃煤中所含的硫在燃烧过程中会产生污染大气环境的硫氧化物，燃煤添加剂以活性大金属强氧化剂作为脱硫剂，通过化学反应达到固硫、脱硫的目的。

氮氧化物（NO_X）的去除：氮氧化物为一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂）的总称，烟气中NO占95%左右，燃煤添加剂将氮氧化物转化成无污染的氮气，同时，以还原及吸收方式去除氮氧化物。

一氧化碳和碳氢化物的去除：燃煤添加剂能促进完全燃烧的方式，减少一氧化碳及碳氢化合物的排放量??

烟尘的去除：加入燃煤添加剂后，使炉内燃烧状况改善，煤炭的可燃成分充分燃烧，不冒黑烟，鼓风或风机开得小，气流速度小，带来的尘粒相应减少，使炉渣呈膨松状，尘粒不易扬散，另外，细硫酸盐粒子和凝结的硫酸气溶胶固化渣等因素，达到了去除烟尘的效果。

燃煤添加剂中的强氧化剂，可将硬焦烟垢充分氧化烧掉；添加剂中的碱性物质作为熔融剂，可与烟垢微粒发生化学反应生成低熔点珠状易脱落产物，遗下的空穴使烟垢变酥松，粉化后随烟气排走；添加剂中的改性剂可以破坏焦的分子结构，使已形成的坚硬结焦疏松改性脱落。一般情况下，烟垢4天发白，7天龟裂，并部分脱落，15天全部脱落。以后只要坚持使用燃煤添加剂，即可保证锅炉不再结焦。只要解决了结焦问题，仅就这一点而言，即可提高锅炉热效率5%~15%，节能率5.5%~16%。这是因为相同厚度的焦垢（结焦）和钢板（钢管）相比，其热阻前者（焦垢）是后者（钢板）的大约400倍。

锅炉本体是由钢板和管道组成，由于在空气氧化环境中，与酸和锡、铜等金属接触发生电化学反应，使锅炉内钢铁构件生锈，不断脱落，不断锈蚀，从而使锅炉本体发生损耗，降低使用寿命。

燃煤添加剂能脱除烟气中的硫氧化物、氮氧化物50%以上，降低了炉内的酸性气氛，且利用活性较大的金属，使铁的电化学反应中变成阴极，不失去电子而受到保护，避免锈蚀。

煤炭在高温燃烧中遇到水蒸气，则形成水煤气，其中一氧化碳作为还原剂，可将氧化铁还原为铁。烟垢中的硫酸盐能吸收烟气中的SOx，而生成酸性很强的焦硫酸盐和硫酸铁钠复盐。烟垢的清除，就杜绝了这一主要的腐蚀源。

因此，在燃煤中加了添加剂，不但对锅炉没有任何不良影响，而且可以延长锅炉的使用寿命，并提高锅炉的热效率。

3、节能效果

有催化助燃、减少污染物排放、清洁设备三重作用。

经济性显著。节省燃煤，节煤率取决于燃烧器得类型，链条炉8%~25%，流化床炉10%。

延长锅炉寿命。

降低有害气体排放，CO含量约减少20%~30%，NOx 含量约减少15%~20%，SO₂含量约减少20%~30%。

针对不同的锅炉、煤种和燃烧方式，使用煤燃烧催化剂还可以不同程度地降低炉渣和粉煤灰中的可燃物含量：炉渣中可燃物含量约减少1%~3%，粉煤灰中可燃物含量约减少3%~6%。

减少烟气排放，烟雾黑度下降约30%~50%。

4、适用领域