[发明专利]金属氧化物粉末与碳粉混合的成型体

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半水煤气锅炉或水煤气锅炉的金属氧化物粉末与碳粉 混合的成型体。

背景技术

直热式燃煤锅炉以块煤或型煤为燃料，尽管采用鼓风助燃，但仍然存在燃 烧不充分，燃料利用率低，排放物污染大气的缺陷。针对直热式燃煤锅炉存在 的种种不足，人们研制出了水煤气锅炉和半水煤气锅炉，如CN 2842209Y公告 的名称为“直热式半水煤气锅炉”。该锅炉既烧煤，又燃烧半水煤气。它借用锅 炉内的热源，生产饱和蒸汽和空气一起喷射到赤热的煤料上，加速气化、氧化 得到半水煤气，半水煤气又在炉内燃烧，从而提高了燃料的利用率，减少了有 害气体的排放。随着采煤机械化程度的提高，块煤采出率仅为20％左右，导致 供需矛盾突出，块煤价格逐年攀升。于是人们开始探索利用价格低廉的粉煤成 型来替代块煤。如CN 1160443C公告的名称为“工业型煤”的发明专利，该型 煤由无烟煤煤粉或焦炭粉与占总重量15-35％的有烟煤煤粉经搅拌加适量水压 制成型并经干馏制得，具有固定碳含量高，灰份含量少的优点，适用于工业造 气、城市煤气、冶炼等。又如CN 100360647C公告的名称为“水煤气发生炉用 气化型煤”，该型煤由无烟煤粉、烟煤粉、褐煤粉与粘接剂组成，主要解决现 有型煤反应活性明显低于块煤，燃烧不充分，灰渣残碳率高的技术问题。现有 的型煤大都是煤粉与粘接剂混合压制而成，其冷强度和热强度都不如块煤，在 炉内高温环境下容易破碎，导致炉内气流堵塞，影响气化反应进行，使气化效 率降低。将一些粉末状的金属氧化物掺入原煤中，可以起到促使碳完全燃烧、 并防止二氧化碳被灼热碳还原成一氧化碳的作用。但如果加入金属氧化物的量 太少、品种单一，既不能提高型煤的强度，也不能充分促使碳完全燃烧，降低 有害物质的排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属氧化物粉末与碳粉混合的成型体，它在低温 和高温下均有较好的强度，能持久保持型体之间的间隙，各型体表面与蒸汽接 触均匀；能促使碳完全燃烧，显著提高热效率，减少碳粉的消耗，降低有害物 质的排放。特别适用于半水煤气锅炉或水煤气锅炉。

本发明所述的金属氧化物粉末与碳粉混合的成型体，含有占总重量15％- 45％的碳粉，所述的碳粉为无烟煤粉、焦炭粉、石墨粉、烟煤粉、或者木炭粉， 或者为前面两种以上的混合碳粉，其特征在于：

它至少含有一种熔点高于1100℃的粉末状的高熔点金属氧化物，至少含有 一种熔点在600℃-1100℃之间的粉末状的中熔点金属氧化物，至少含有一种熔 点在300℃-600℃之间的粉末状的低熔点金属氧化物；

粉末状的高熔点金属氧化物、中熔点金属氧化物和低熔点金属氧化物与碳 粉充分混合后，再与粘接剂混合均匀制成直径为5-12cm的半球形、球形、或 者短圆柱形的成型体。

高熔点金属氧化物为氧化铁、二氧化钛、二氧化锰等；中熔点金属氧化物 为氧化铜、氧化镁等；低熔点金属氧化物为三氧化二铝、氧化锌等。它们与碳 粉充分混合，通过粘接剂制作成型体，在锅炉内燃烧，可以在低温、中温和高 温下具有较好的强度，能持久保持型体之间的间隙，使各型体表面与蒸汽接触 均匀。成型体的金属氧化物能有效地去除一氧化碳，提高可燃气体的热值。水 蒸气与空气混合一起进入锅炉内，与赤热的碳作用得到半水煤气，主要成分是 氢和一氧化碳。一氧化碳和进入锅炉内的水蒸气作用得到二氧化碳和氢，一氧 化碳和进入锅炉内空气中的氧作用得到二氧化碳；在锅炉内进行氧化、还原反 应的同时，水蒸气与二氧化碳在铁、铝等金属元素的催化作用下，变换为H₂和 CH₄，从而提高了可燃气体的热值。

所述的碳粉与金属氧化物粉末成型体，其特征在于：所述的粘接剂为糯米 浆糊、工业糖浆、或水玻璃。

所述的碳粉与金属氧化物粉末成型体，其特征在于：含有占总重量15％的 石墨粉、50％的粉末状氧化铁、15％的粉末状的三氧化二铝、15％的粉末状氧 化锌，经充分混合后再与5％的糯米浆混合，压制成直径8cm的半球形的成型体。

所述的碳粉与金属氧化物粉末成型体，其特征在于：含有占总重量5％的石 墨粉、18％的焦炭粉、54％的粉末状氧化铁、5％的粉末状氧化铜、8％的粉末 状的三氧化二铝、5％的粉末状氧化锌，经充分混合后再与5％的工业糖浆混合， 制成直径10cm的球形的成型体。