一種提高民用焦炭火焰長度的鋁礬土復合添加劑的重量份組成為鋁礬土40～60份、石灰石20～40份、磁鐵礦10～15份、碳酸鉀5～10份。本發明專利技術原料來源廣泛而豐富，價格低廉，直接添加至配合煤中，通過高溫干餾制得含有鋁礬土復合添加劑的民用焦炭，其火焰長度可從100～200mm增加至430～690mm，提高幅度達330～490mm，效果顯著。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種提高民用焦炭火焰長度的鋁礬土復合添加劑及制備方法和應用。
技術介紹
煤炭作為我國的主導能源，其主要的利用方式為燃燒。大量煤炭直接燃燒導致氣 候變化、碳循環、環境污染和健康危害等諸多問題。與工業和發電用煤相比，民用散燒煤盡 管消費量較低，但由于缺乏有效的煙氣除塵、脫硫等裝置，煙氣屬直排，成為我國大氣污染 的主要排放源之一。因此以清潔、環保的燃料替代民用散燒原煤是改善大氣環境的關鍵。 民用焦炭是以燃料煤(動力煤)為主，并輔以少量焦煤、固硫劑、增碳劑、助燃劑等， 利用現有焦化廠生產設備，通過高溫干餾而得的潔凈固體燃料。具有成塊好、強度適中、低 揮發、低硫排放及不易結渣等優點，無需脫硫設施，尾氣即可滿足國家排放標準;而且易點 火、續火能力強、升溫速度快、燃燒持續時間長，是各種民用生活爐具理想的燃料。 傳統冶金焦主要用于高爐煉鐵和有色金屬冶煉，要求具有高強度和低反應活性。 配合煤在高溫干餾過程中，其揮發分等不斷溢出，導致焦炭活性不斷下降；同時，由于過程 是一個不斷閉孔的高度石墨化過程，導致焦炭孔隙率急劇下降，致使其反應活性降低。而作 為燃料則要求其反應活性較高以利于燃燒。因此欲使焦炭作為一種合適的民用燃料，必需 提高民用焦炭的反應活性。此外，現有爐具大都燃燒揮發性較高的原煤，其火焰長度較長， 鍋爐熱效率高;然而傳統焦炭燃燒過程基本沒有火焰，如果將其作為燃料，僅靠輻射熱，現 有鍋爐的熱效率相對較低。因此民用焦炭作為一種燃料，必需借助添加劑的引入，提高其反 應活性，增加其火焰高度，方可滿足作為一種合格民用燃料的要求。 提高煤催化氣化活性方面的專利，如CN201410548041.4公開了一種提高煤催化氣 化活性和催化劑回收的方法，先將高灰煤酸洗脫灰，然后通過浸漬的方法在煤中添加2-10wt%的碳酸鉀催化劑，可顯著提高煤的反應活性;CN201310439546.2公開了一種煤催化 氣化催化劑及其制備方法和用途，以廉價的鹵離子金屬鹽為催化劑的前驅體，采用pH值調 節劑，通過離子交換技術將有效金屬組份擔載于煤基上，可有效提高煤炭轉化率。這些催化 氣化劑均是針對煤炭開發的產品，直接擔載至煤中，且其反應產物為合成氣，不經過高溫干 餾；由于民用焦炭需要經過高溫干餾的特殊工藝，其燃燒過程中必須增加反應活性以及火 焰長度。經檢索，提高民用焦炭火焰長度的添加劑未見報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種反應活性好的提高民用焦炭火焰長度的鋁礬土復合添 加劑及其制備方法和應用。 煤炭在民用爐具燃燒時，特別是民用取暖熱水鍋爐，需要有一定的火焰長度，因為 傳統民用爐具多按高揮發煙煤燃料設計。煙煤著火溫度低與火焰較長均與其高揮發分有 關，煙煤升溫過程中，揮發分逸出，未達到燃點即逸出的揮發分即為黑煙，達到燃點后逸出 的揮發分燃燒形成火焰。煙煤在較低溫度下逸出的揮發分即為煙氣，嚴重污染大氣環境。 冶金焦揮發分很低，僅為1 %左右，結構致密，反應性差，著火溫度較高且燃燒無明 顯火焰，即火焰長度與煙煤相比短得多，無法在傳統民用爐具正常使用。 本專利技術使用了添加助劑制備的民用潔凈焦炭與冶金焦相比，具有更發達的微孔結 構與較大比表面（比表面由〈lm2/g增至200m 2/g，氣孔率由40 %提至55 % )，反應性也由冶金 焦的20%提至55%以上。民用潔凈焦炭作為燃料使用時，改變了火焰形成機理，燃燒與氣化 同時發生，將原來由揮發分產生火焰變為氣化產生C0形成火焰，火焰拉長，可適用于各種民 用爐具。 為了實現上述目的，本專利技術所采取的技術方案如下： 一種提高民用焦炭火焰長度的鋁礬土復合添加劑，其重量份組成為鋁礬土 40~60 份、石灰石20~40份、磁鐵礦10~15份、碳酸鉀5~10份。 本專利技術制備方法，包括如下步驟： ⑴將干燥后的鋁礬土、石灰石、磁鐵礦及碳酸鉀等添加劑原料分別經粗破、細破至 粒度< 3mm; ⑵分別稱取破碎好的添加劑原料，并將其混合，攪拌均勻；⑶攪拌均勻的混合料經干式研磨，使原料粒度<150目（0.1mm);然后在260~300 °C條件下煅燒1~2小時，冷卻至常溫，即為鋁礬土復合添加劑。 本專利技術鋁礬土復合添加劑的應用，包括如下步驟： 按鋁礬土復合添加劑:配合煤重量比為0.3~1.5 :100，將鋁礬土復合添加劑添加 到配合煤中，在干餾爐中隔絕空氣加熱至900~1100°C，持續加熱16~24h，然后將紅熱爐料 出爐后經熄焦工序降至常溫，再經篩分，即得到含有鋁礬土復合添加劑的民用焦炭。 如上所述配合煤的質量指標為:FCd 2 50 %，vadf 2 25 %，Ad < 25%，Std< 1.5 %。 如上所述的篩分是降至常溫爐料篩分為25-80mm粒度。 本專利技術現有技術相比，其直接帶來的和必然產生的優點與積極效果如下： 在本專利技術方法中，所采用的鋁礬土復合添加劑，原料來源廣泛而豐富，價格低廉， 直接添加至配合煤中，通過高溫干餾制得含有鋁礬土復合添加劑的民用焦炭，其火焰長度 可從100~200mm增加至430~690mm，提高幅度達330~490mm，效果顯著。 在本專利技術方法中生產的民用焦炭與直接燃燒焦炭相比，在不改變現有爐具的前提 下，顯著提高民用焦炭燃燒火焰長度及反應活性;可提高民用焦炭的燃燒效率，使民用焦炭 充分燃燒，從而減少了廢棄物的排放量，有利于環境保護。【具體實施方式】 下面對本專利技術的【具體實施方式】作出進一步地說明。 實施例1⑴將干燥后的鋁礬土、石灰石、磁鐵礦及碳酸鉀添加劑原料分別經粗破、細破至粒 度 < 3mm; ⑵依次分別稱取破碎好的鋁礬土 60kg，石灰石20kg、磁鐵礦10kg、碳酸鉀5kg，并將 其混在一起，攪拌均勻；⑶攪拌均勻的混合料經干式研磨，使原料粒度< 150目（0.1mm);然后在260°C條件 下煅燒2小時，冷卻至常溫，即為鋁礬土復合添加劑； ⑷入爐煤料由20wt %的長焰煤、15wt %的貧煤、30wt %的1/3焦煤、20wt %的肥煤 和15wt%的主焦煤配合而成配合煤；其配合煤的質量指標為：Vadf 30.0%，Adl3.5%， FCd60.6%，St,d0.67%;粘結指數G = 74,細度（<3mm) = 73.6%; (5)按鋁礬土復合添加劑:配合煤重量比為0.3:100,將制好的鋁礬土復合添加劑添 加到配合煤中，在干餾爐中隔絕空氣加熱至1100°C，持續加熱16h，然后將紅熱爐料出爐后 經熄焦工序降至常溫，再經篩分，即得到粒度為25-80mm的含有鋁礬土復合添加劑的民用焦 炭。 對比例:配合煤中不添加任何添加劑，在干餾爐中隔絕空氣加熱至1100°C，持續加 熱16h，然后將紅熱爐料出爐后經熄焦工序降至常溫，再經篩分，所得粒度為25-80mm的焦炭 作為對照用焦。 在北京創字爐具有限公司生產的NS18-2型150m2民用反射爐中分別對所得民用焦 及對照用焦進行燃燒試驗，用0-500_鋼板尺測試火焰高度，測試結果如表1所示。 表1添加復合添加劑與未添加復合添加劑焦炭的火焰長度對比 實施例2⑴將干燥后的鋁礬土、石灰石、磁鐵礦及碳酸鉀添加劑原料分別經粗破、細破至粒 度 < 3mm; ⑵依次分別稱取破碎好的錯本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種提高民用焦炭火焰長度的鋁礬土復合添加劑，其特征在于提高民用焦炭火焰長度的鋁礬土復合添加劑的重量份組成為鋁礬土40～60份、石灰石20～40份、磁鐵礦10～15份、碳酸鉀5～10份。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉守軍，杜文廣，張智聰，楊頌，上官炬，
申請(專利權)人：太原理工大學，太原科瑞康潔凈能源有限公司，
類型：發明
國別省市：山西;14
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。