[其他]燃烧添加剂

说明书

本发明涉及一种以煤矸石为基本原料的燃烧添加剂，将它按一定比例添加到烟煤或无烟煤中，可获得发热量高，对大气污染少的优质固体燃料。

我国的烟炭资源极为丰富，但原煤的含矸量也较高，约为20～30%，这意味着每生产四吨煤炭，就要同时产生一吨左右的煤矸石。有资料介绍，目前我国已积存煤矸石14亿吨。煤矸石露天堆放不仅要占用大片土地，而且会排出硫化物污染环境，有时甚至会发生自燃并酿成火灾。因此，如何变害为利，充分利用这一能源资源，早已成为公众瞩目的重大课题。

煤矸石的灰分含量高达70～90%，而发热量仅为2000卡上下，个别产地的甚至低于1000卡，因此燃用价值低。为了能将煤矸石作为能源，人们进行了各种各样的试验研究。目前只知的一种方法，是将煤矸石粉碎后，掺到大量发热量高，含灰量少的优质煤中（通常的比例为煤矸石∶优质煤＝1∶8～10），这样得到的燃料，存在着难以点燃，发热量下降而且不耐烧的缺点，并不受人欢迎;也有人从革新燃烧装置入手，力求通过改善外在燃烧条件来达到正常烧用煤矸石的目的，这种办法虽然已有成功的实例（例如使用沸腾炉燃用发热量900大卡的煤矸石发电），但这种方法一次性投资大，难以普遍推广;至于用物理方法对煤矸石颗粒进行洗除灰分、硫分的处理，虽说见诸各种专利文献，但也与革新燃烧装置的方法存在着相似的弊病。

一九八三年九月廿九日公开的日本专利申请昭58-164696提出了一种由劣质煤及煤矸石制造优质煤的方法，其要点是向3600份劣质煤及煤矸石中混入一份下述配比的添加剂：

硅酸 SiO₂20%

氧化铁 Fe₂O₃20%

硝酸钠 NaNO₃25%

硅藻土    SiO    10%

氧化镁    MgO    25%

随后将混合物在50℃下加热40～50分钟，结果获得了发热量在6000卡上下并且耐烧的优质燃料。虽说该项发明所用添加剂的量不多，但从公开的资料看，至少存在着两个问题：一是混合物的加热处理既耗能又费时，二是所得燃料依旧难以点燃，依旧不便于推广应用。

本发明则提供了一条能简便而有效地利用煤矸石作为能源的途径，其要点是将煤矸石破碎至一定粒度后，向其中添加若干石灰，再加入少量钾盐（KNO₃、K₂CO₃、K₂C₂O₄等）和/或钡盐（硝酸钡、BaCO₃、BaC₂O₄等），以及含氧化铁、氧化锰、氧化镁、氧化钛等金属氧化物的矿渣或矿石，结果便可获得一种煤用燃烧添加剂;将添加剂按一定比例与烟煤或无烟煤混匀，即可获得发热量高且不易污染大气的优质固体燃料。

本发明者曾参与了一种以工业无机废渣为基本原料的煤用燃烧添加剂的开发研究，并就此于一九八六年八月四日向中国专利局递交了发明专利申请。该添加剂的一种典型配方如下：

工业无机废渣    100公斤

石灰石    10～30公斤

硅酸盐    10～15公斤

烟囱灰    10～15公斤

食盐    5～15公斤

所述工业无机废渣指各种工业锅炉炉渣，冶炼厂废渣、机械行业的金属屑、渣等。这些废渣中含有若干种金属氧化物如Fe₂O₃、MnO₂Cr₂O₃等，它们不仅能促进燃烧，同时还可能有受激发射出红外线的功能;废渣中还含有碳、铁、铝、锌等可燃成分，铝屑与Fe₂O₃还能构成众所周知的铝热剂。添加剂中的石灰石受热后分解出的CaO有明显的促进燃烧，降低SO₂污染的作用;而硅酸盐在固体燃料的燃烧过程中可生成多孔性骨架，这有益于富氧区的形成，使燃烧进行得更完全。可以说，上述煤用燃烧添加剂的开发成功，是我们完成本发明的基础。

本发明者的基本设想是，既然煤矸石中都含有可燃成分碳，同时还含有一定量的铁、铝氧化物及大量二氧化硅，那么，再向其中添加适量氧化剂等化学药品，就有可能制得以煤矸石为基本原料的煤用燃烧添加剂。