[发明专利]一种液体燃煤固硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤脱硫技术领域，尤其涉及一种液体燃煤固硫剂及其制备方法。

背景技术

中国是世界第一产煤大国，煤炭产量约占全世界的37％，同时煤炭还是中国的主要能源，在一次性能源消费总量中所占比例为70％以上，并且在未来相当长的时期内，中国能源消费结构仍将以煤炭为主导地位。煤炭中的有害成分包括硫、磷、氟、氯和砷等，其中以硫最为重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO₂)，随烟气排放，污染大气，还会在空气中形成酸雨，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备。大量煤炭的燃烧导致二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、粉尘等环境污染物的排放量逐年增大。目前，我国二氧化碳的排放总量仅次于美国居世界第二位，二氧化硫的排放量居世界第一，而我国二氧化碳排放量的70％、二氧化硫排放量的90％、氮氧化物排放量的66.7％均来自燃煤。中国政府已对国际社会作出承诺，努力控制大气污染和减缓温室气体排放，不断提高适应气候变化的能力，促进我国经济发展与人口、资源、环境相协调，为改善全球气候做出新的贡献。

但是，我国已探明煤炭资源中，小于0.5％的特低硫煤很有限，主要分布在东北的黑龙江、吉林，华北的内蒙古和西北的一些边远省区，储量和产量并不多，因此，大量开采和普遍使用特低硫煤显然是不现实的。据统计，全国大约有730亿吨中、高硫煤储量，约占煤炭总量的8％，而且主要集中在西南区域。对于缺煤、交通不便、盛产高硫煤为主的地区，特别是云南、贵州、四川，使用低硫煤要靠铁路长距离运输，且运费昂贵，因此这些地方的高硫煤就显得非用不可。正常高硫煤燃烧时产生二氧化硫气体，若不采用固硫措施，会在燃煤窑(炉)中发生内、外循环富集，一方面降低燃煤窑(炉)工作效率，另一方面导致二氧化硫超标排放，造成环境污染。然而，煤炭资源的环境问题的日益严峻使研究人员将越来越多的目光投向如何高效的利用高硫煤资源并最大限度减少污染，燃煤固硫剂就应运而生。

目前的燃煤固硫剂主要分为液体和固体两种。现有的固体燃煤固硫剂在大型锅炉电厂、水泥厂的使用上存在一些弊端，固体添加剂在使用过程中需要使用铲车在煤料场掺拌均匀，如果是大型煤场，这一工作相当繁重，需要增加较大成本并且很容易造成不均匀掺拌，工作现场扬尘大，污染环境；最主要是使用不方便，添加不均匀，如此影响到固硫效果，客户也不愿意使用。而现有的液体固硫剂，不但生产成本高价格贵，而且固硫效果不高，一般固硫率都在35％-55％。若采用现有技术的固硫剂，虽说其金属离子可以捕捉二氧化硫气体，并与之发生反应，固化生成硫酸盐或亚硫酸盐产物；但其固化产物遇窑(炉)高温环境不稳定，易发生可逆分解反应，重新生成二氧化硫有害气体，导致固硫剂固硫效率下降，固硫效果不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新型高效的液体燃煤固硫剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种液体燃煤固硫剂，包括以下质量百分比的原料：0.5％～2％硝酸铈或硝酸镧、1％～3％氯化钠、10％～30％硝酸钠或硝酸钾、10％～20％铬酸钾或铬酸钠，余量的去离子水。

上述的液体燃煤固硫剂，优选的，所述铬酸钾或铬酸钠中含有2个结晶水。

上述的液体燃煤固硫剂，优选的，由以下质量百分比的原料组成：2％硝酸铈或硝酸镧、2％氯化钠、18％硝酸钠或硝酸钾、15％铬酸钾或铬酸钠，余量的去离子水。

上述的液体燃煤固硫剂，优选的，液体燃煤固硫剂与煤混合使用时质量比为1：800～900。使用过程中只需要一台液体计量泵，利用塑料软管在原煤输送皮带上注入液体燃煤固硫剂。这种使用方法既方便简单，又准确、均匀、可靠；对使用现场没有扬尘污染。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的液体燃煤固硫剂的制备方法：将硝酸铈或硝酸镧、氯化钠、硝酸钠或硝酸钾、铬酸钠或铬酸钾依次加入去离子水中，搅拌45～60分钟即得到所述的液体燃煤固硫剂。

本发明的液体燃煤固硫剂中，硝酸铈、硝酸镧能够降低煤的燃烧活化能，起催化作用，提高固硫转化速率。硝酸钠、硝酸钾起到助燃降解作用。氯化钠起到助燃、膨松作用，可以使金属氧化物晶格重排，形成有利于固硫剂的孔分布和孔径尺寸，而且氯化钠本身也起固硫作用。铬酸钠、铬酸钾的铬离子处于络合稳定状态，能消解和抑制煤炭燃烧产生的二氧化硫气体，并稳定固硫产物在高温下不发生复分解反应，起到催化、抑制、稳定固硫以及提高固硫剂固硫效果作用。