[发明专利]一种可部分替代煤炭的聚合添加材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于煤炭能源技术领域，公开了一种可部分替代煤炭的聚合添加材料及其制备方法与应用。

背景技术

中国目前是全球经济发展速度最快的国家之一，对能源的需求量也在逐年递增，其中煤炭在能源消费结构中约占70%，是中国大气的主要污染来源。节能减排，特别是煤炭燃烧过程中的节能减排工作，是当今我国节能减排工作的重中之重。2012年中国煤炭产量为36.6亿吨，比上年增长约4％，煤炭燃烧过程中所产生的大量污染物是影响我国公众健康的重要危险因素之一。燃煤大气污染物虽然排放浓度不高，但排放量巨大，在我国几种最主要能源的大气污染物排放总量中都占到了七成以上，每年给中国造成相当大的健康经济损失和疾病负担。同时，煤炭的大量使用还引起了我国酸雨、生物多样性破坏等环境及与之相关的人类健康问题。

联合国绿色和平组织的计算显示，中国每燃烧1吨煤炭就要付出44.8元的健康经济损失。中国70%的能源来自于燃烧煤炭，而且消费量在逐年上升。因此，中国必须尽快出台计划，大力减少煤炭的使用，否则仅仅因为火力发电导致的健康隐患就将成为中国经济和社会发展的一笔沉重的负担，而这还不包括燃煤释放二氧化碳导致的气候灾难带来的人员伤亡和经济损失。

随着全社会对环境与健康问题的关注度日益提高，减轻大气污染物水平，其中关键就是降低煤炭依赖，找出低成本替代材料，实现节能减排。同时，煤炭作为一种不可再生化石燃料，为了实现可持续发展和给子孙后代留下宝贵的财富，也需要我们不断的研究新的替代技术，实现煤炭用量的下降。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可部分替代煤炭的聚合添加材料。

本发明的另一目的在于提供上述聚合添加材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述聚合添加材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种可部分替代煤炭的聚合添加材料，该聚合添加材料是由以下按重量计份的组分组成：氧化铝厂废渣20～40份、铁尾矿0～20份、脱硫石膏0～30份、磷石膏10～30份、电石渣10～20份、锰尾矿10～20份、铜尾矿0～20份及外加剂5～10份。

其中，上述外加剂由萤石、NaF、Na₂SiF₆、CaSiF₆、MgSiF₆、MnSO₄、冰晶石、重晶石、CaC1₂、NaCl、钠长石、钾长石及稀土尾矿中的一种或几种组成。

上述的聚合添加材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化铝厂废渣20～40重量份、铁尾矿0～20重量份、脱硫石膏0～30重量份、磷石膏10～30重量份、电石渣10～20重量份、锰尾矿10～20重量份、铜尾矿0～20重量份及外加剂5～10重量份，粉碎研磨成粉状原料；

（2）将步骤（1）所述组分的粉状原料均匀混合，即得到聚合添加材料。

步骤（1）所述外加剂由萤石、NaF、Na₂SiF₆、CaSiF₆、MgSiF₆、MnSO₄、冰晶石、重晶石、CaC1₂、NaCl、钠长石、钾长石及稀土尾矿中的一种或几种组成。

步骤（1）所述粉状原料粒径为80～200目。

所述的聚合添加材料在各类燃煤锅炉或制备型煤中部分替代煤炭的应用。

上述聚合材料在各类燃煤锅炉及制备型煤中可以等量替代煤炭5～15wt%。

本发明的原理：

煤炭的灰分中含有CaO、Al₂O₃、SiO₂等化合物，这些化合物通过加入一些如电石渣、脱硫石膏、磷石膏、氧化铝厂废渣、铁尾矿、锰尾矿及铜尾矿等的外加成分，调整其相互比例，然后在能起到降低固相反应温度的外加剂材料，如钠长石、钾长石等的作用下，在500～1200℃的温度下，即可实现在锅炉中产生固相放热反应，从而起到部分替代煤炭的作用，这一外加成分和外加剂所组成的复合物就称之为聚合添加材料。