[发明专利]提高民用焦炭火焰长度的高岭土复合添加剂及制法和应用

说明书

一种提高民用焦炭火焰长度的高岭土复合添加剂的重量份组成为高岭土40～60份、石灰石20～30份、赤泥10～20份、二氧化锰5～10份。本发明原料来源广泛而丰富，价格低廉，直接添加至配合煤中，通过高温干馏制得含有铝矾土复合添加剂的民用焦炭，火焰长度可从100～200mm增加至450～670mm，提高幅度达350～470mm，效果显著。

技术领域

本发明涉及一种提高民用焦炭火焰长度的高岭土复合添加剂及制备方法和应用。

背景技术

煤炭作为我国的主导能源，其主要的利用方式为燃烧。大量煤炭直接燃烧导致气候变化、碳循环、环境污染和健康危害等诸多问题。与工业和发电用煤相比，民用散烧煤尽管消费量较低，但由于缺乏有效的烟气除尘、脱硫等装置，烟气属直排，成为我国大气污染的主要排放源之一。因此以清洁、环保的燃料替代民用散烧原煤是改善大气环境的关键。

民用焦炭是以燃料煤(动力煤)为主，并辅以少量焦煤、固硫剂、增碳剂、助燃剂等，利用现有焦化厂生产设备，通过高温干馏而得的洁净固体燃料。具有成块好、强度适中、低挥发、低硫排放及不易结渣等优点，无需脱硫设施，尾气即可满足国家排放标准；而且易点火、续火能力强、升温速度快、燃烧持续时间长，是各种民用生活炉具理想的燃料。

传统冶金焦主要用于高炉炼铁和有色金属冶炼，要求具有高强度和低反应活性。配合煤在高温干馏过程中，其挥发分等不断溢出，导致焦炭活性不断下降；同时，由于过程是一个不断闭孔的高度石墨化过程，导致焦炭孔隙率急剧下降，致使其反应活性降低。而作为燃料则要求其反应活性较高以利于燃烧。因此欲使焦炭作为一种合适的民用燃料，必需提高民用焦炭的反应活性。此外，现有炉具大都燃烧挥发性较高的原煤，其火焰长度较长，锅炉热效率高；然而传统焦炭燃烧过程基本没有火焰，如果将其作为燃料，仅靠辐射热，现有锅炉的热效率相对较低。因此民用焦炭作为一种燃料，必需借助添加剂的引入，提高其反应活性，增加其火焰高度，方可满足作为一种合格民用燃料的要求。

提高煤催化气化活性方面的专利，如CN201410548041.4公开了一种提高煤催化气化活性和催化剂回收的方法，先将高灰煤酸洗脱灰，然后通过浸渍的方法在煤中添加2-10wt％的碳酸钾催化剂，可显著提高煤的反应活性；CN201310439546.2公开了一种煤催化气化催化剂及其制备方法和用途，以廉价的卤离子金属盐为催化剂的前驱体，采用pH值调节剂，通过离子交换技术将有效金属组份担载于煤基上，可有效提高煤炭转化率。这些催化气化剂均是针对煤炭开发的产品，直接担载至煤中，且其反应产物为合成气，不经过高温干馏；由于民用焦炭需要经过高温干馏的特殊工艺，其燃烧过程中必须增加反应活性以及火焰长度。经检索，提高民用焦炭火焰长度的添加剂未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应活性好的提高民用焦炭火焰长度的高岭土复合添加剂及其制备方法和应用。

煤炭在民用炉具燃烧时，特别是民用取暖热水锅炉，需要有一定的火焰长度，因为传统民用炉具多按高挥发烟煤燃料设计。烟煤着火温度低与火焰较长均与其高挥发分有关，烟煤升温过程中，挥发分逸出，未达到燃点即逸出的挥发分即为黑烟，达到燃点后逸出的挥发分燃烧形成火焰。烟煤在较低温度下逸出的挥发分即为烟气，严重污染大气环境。

冶金焦挥发分很低，仅为1％左右，结构致密，反应性差，着火温度较高且燃烧无明显火焰，即火焰长度与烟煤相比短得多，无法在传统民用炉具正常使用。

本发明民用洁净焦炭添加助剂后，民用洁净焦炭与冶金焦相比，具有更发达的微孔结构与较大比表面(比表面由<1m²/g增至200m²/g，气孔率由40％提至55％)，反应性也由冶金焦的20％提至55％以上。民用洁净焦炭作为燃料使用时，改变了火焰形成机理，燃烧与气化同时发生，将原来由挥发分产生火焰变为气化产生CO形成火焰，火焰拉长，可适用于各种民用炉具。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：