[发明专利]一种纳米复合型煤炭节煤脱硫脱硝添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及节煤添加剂，特别是一种纳米复合型煤炭节煤脱硫脱硝添加剂。

背景技术

数据显示，2011年我国煤炭消费量占到全球煤炭总消费量的46.2%，是煤炭消费第一大国家。国际能源机构预计，我国煤炭消耗量到2014年将占全球煤炭需求量的50%以上，除非经济增长速度放缓，否则海运煤炭量将会继续上升。相反的，我国煤炭人均可采储量少，仅为世界的三分之二。在我国，煤燃烧是煤炭利用的主要方式，因此在现有煤炭储存量和消耗量的基础上，如果能够改善煤的燃烧条件，将会大大提高煤的利用效率，从而促进煤炭资源的节约和保护。

另一方面，煤在燃烧过程中，会排放大量的烟尘和有害气体，如CO、SO₂、NOx等。排放的烟尘不仅污染空气，也影响了人们视觉上的观感；而排放的SO₂则是造成区域性酸雨的最主要原因。各大城市环境监测数据表明，造成环境污染的主要原因之一是直接燃煤排放的烟尘和SO₂。同时，节能减排是我国一项基本国策，在以往减排工作中，已经将SO₂作为主要污染物进行控制，2010年SO₂排放量比2005年下降14.29%。“十二五”期间，进一步增加NOx作为主要控制污染物，并提出明确减排目标：到2015年，SO₂排放总量比2010年减少8%，NOx排放总量减少10%。因此，煤燃烧作为SO₂和NOx排放的主要方式之一，已经制约了我国经济、环境和社会的可持续发展。

综上所述，提高煤的燃烧效率，加强煤燃烧过程中SO₂和NOx等主要污染物控制，将具有极为重要的意义。目前煤炭添加剂市场的普遍状况是节煤效果不稳定、脱硫尤其是脱硝效果不理想、使用和储存要求环境条件较高，容易造成煤炭添加剂质量的下降，有的还需要配置相关设备、投资大、经济效益不明显等。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对现阶段煤炭添加剂在生产中存在的上述缺陷，本发明提供一种纳米复合型煤炭节煤脱硫脱硝添加剂，能够有效改善煤的燃烧条件、降低煤耗、降低SO₂和NOx等主要污染物排放，性能稳定、储存方便、使用简单、节煤效果明显、污染物减排效率高、投资回报快的煤炭节煤脱硫脱硝添加剂。

2、技术方案

本发明的目的通过以下技术方案来实现。

一种纳米复合型煤炭节煤脱硫脱硝添加剂为水分散溶液，由溶质和溶剂组成，溶质包括纳米二氧化钛15-45份（质量）、稀土镧和高铝矾土2-8份（质量）、三乙醇胺醋酸盐1-3份（质量）、硝酸盐25-35份（质量）、活性炭纤维5-10份（质量）；所述溶剂为去离子水，煤炭节煤脱硫脱硝添加剂质量百分比浓度为10-35%（即溶剂占煤炭节煤脱硫脱硝添加剂质量百分比为10-35%）。

所述溶质还包括五氧化二钒、三氧化钨和氧化铁的混合物3-10份，其中五氧化二钒和三氧化钨质量比例为80：20，之后与氧化铁可以任意组合；氧化钙和氧化镁的混合物20-30份，两者可以任意质量比例组合。所述硝酸盐是硝酸铵和硝酸钠的混合物，两者可以任意质量比例组合。

3、有益效果

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）在本发明技术方案中，添加剂五氧化二钒和三氧化钨能够对烟气中的NOx进行有效催化去除，其中的三氧化钨既可以扩大催化剂的活性反应温度范围，又可以改善催化剂机械结构和晶体性质，同时还可以避免烟气中微量砷对催化剂的毒害。此外，纳米二氧化钛与氧化钙氧化镁的综合作用能将大量氮、硫氧化物固化下来，形成性质稳定、对环境无害的硝酸盐和硫酸盐，以炉渣形式沉淀下来，进而大幅度降低烟气中SO₂和NOx的含量。

（2）纳米级活性炭纤维比表面积大、吸附速度快，有较强的吸附能力，可以将烟气中的SO₂、NOx和有机有毒等污染物进行吸附去除，尤其是能够对水泥窑产生的二噁英进行吸附去除，减轻了后续尾气处理设施的负荷。