[发明专利]用于城市生活垃圾焚烧炉的除焦清灰剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于城市生活垃圾焚烧炉的除焦清灰技术，特别涉及一种用 于城市生活垃圾焚烧炉的除焦清灰剂及其制备方法，适用于以钙铝硅酸盐为 结渣和积灰主要成分的除焦清灰剂配方。

背景技术

随着中国城市化进程的不断加快，城市生活垃圾的数量越来越多，其增 长的速度也越来越快。而居民生活水平的提高，使得城市生活垃圾有机物含 量不断提高，相应的垃圾热值也随之提高。

垃圾焚烧发电技术由于可以实现城市生活垃圾的最大减容化、无害化处 理、除毒彻底、兼容效果好以及占地面积小等特点，现在已经成为发达国家 处理城市垃圾、资源回收的一种主要方式。垃圾作为燃料不同于煤、重油、 天然气等其它燃料，其成分复杂多变，发热值低而含水量和灰分含量高，质 地相当低劣；另外，垃圾的质量也随季节、年代和地区而变化，相应的热值 变化幅度较大，结果焚烧过程中烟气温度和成分波动也很大。因此，垃圾焚 烧炉是垃圾焚烧发电技术的核心。

焚烧炉与其他普通锅炉一样，其受热面的积灰和结焦是危害焚烧炉安全 运行的重要影响因素之一。由于灰污层的导热系数比金属管壁低数百倍，受 热面即使是轻度积灰，积灰层带来的附加热阻也将占汽水受热面内外总传热 热阻的1/3以上。炉膛中结焦积灰会造成受热面热阻增大、烟气流动阻力增大， 导致锅炉效率降低，排烟温度升高，甚至使燃烧工况恶化，影响锅炉运行的 安全性和经济性。

锅炉受热面产生结焦和积灰，主要是燃烧时燃料中的矿物成分发生作用 的结果，其燃烧特性直接影响到粘结性灰污在受热面上的生成情况。因此， 可以通过向炉内投入化学药品来改变矿物质在炉内的反应历程，从而改变其 灰污特性。上世纪六十年代，以铜为主要成分的添加剂开始用于解决炉膛积 灰、结焦，并已开发成产品在一些国家应用。八十年代我国清灰剂问世，现 已广泛用于清除锅炉受热面上的积灰和结渣。

目前，应用于锅炉的清灰剂或除焦剂一般通过以下四种方法来减轻积灰结 焦对受热面的影响：1、使用添加剂来提高灰熔点温度；2、用化学聚晶剂来 催化熔灰，使之从玻璃状熔融相变成结晶状；3、组织各种灰分相互结合，抑 制结焦；4、在渣内形成断裂层，并使积灰结焦自然碎裂脱落。目前，常见的 清灰剂或除焦剂主要有两大类：氧化型和盐型。前者的主要成分是硝酸盐，后 者则主要含有NaCl、Na₂CO₃等碱金属盐等。此外硼砂、氧化锌等也常作为除 焦剂的添加剂。

在锅炉除焦清灰剂的使用过程中，应首先认清其受热面结焦和积灰的形 式、成分及物理状态等。针对不同类型的积灰和结焦，应选用合适的除焦清 灰剂。如选用不当，不仅可能起不到除焦清灰效果，还有可能促进灰渣的形 成。通过对国家知识产权局专利检索，发现已公布的清灰除焦剂专利基本均 为针对常规燃煤锅炉的，并不适用于垃圾焚烧炉。然而，实际中垃圾焚烧炉 存在着更为严重的积灰和结焦现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于城市生活垃圾焚烧炉的除焦清灰剂及其 制备方法，用于抑制和清除城市生活垃圾焚烧炉受热面的结焦和积灰，从而 提高锅炉效率，降低排烟温度，减少因结焦积灰带来的停炉事故，减轻除焦 清灰时的人工劳动量，延长锅炉使用寿命，节能环保。

城市生活垃圾焚烧炉和常规燃煤锅炉的结焦和积灰成分不一样，其主要 是以钙铝硅酸盐为主要成分的一类结焦和积灰，灰分中硫元素含量极少。为 了达到上述目的，发明人经过理论分析和实践验证，采用以下技术方案予以 实现：

(1)一种用于城市生活垃圾焚烧炉的除焦清灰剂，其特征在于，包括以 下质量百分比组分：25-30％的纯碱、25-30％的氧化锌、20-25％的硝酸钠或硝 酸钾、5-10％硼砂、5-10％氯化钠、1-4％蛭石、1-4％氯氧化铜。

(2)上述用于城市生活垃圾焚烧炉的除焦清灰剂的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤：首先，按照重量百分比称取纯碱、氧化锌、硝酸钠或硝 酸钾、硼砂、氯化钠、蛭石、氯氧化铜，混合后进行破碎，过50目筛，然后 加入搅拌机内混合均匀，最后在100℃～150℃下干燥处理10～20分钟，即可。

本发明的除焦清灰剂成分及质量百分含量为：25-30％的纯碱、25-30％的 氧化锌、20-25％的硝酸钠或硝酸钾、5-10％硼砂、5-10％氯化钠、1-4％蛭石、 1-4％氯氧化铜，其反应机理和作用如下：