一種降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑的重量份組成為磁鐵礦40～60份、石灰石20～30份、二氧化錳2～3份、氧化鋅1～2份。本發明專利技術原料來源廣泛而豐富，價格低廉，著火溫度降溫效果顯著，硫氧化物與氮氧化物減排70%以上，煙塵減排96%以上，對解決城市周邊農村生活用煤，改善農村與城市環境質量，降低霧霾天氣具有重大的現實意義。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑及制備方法和應用。
技術介紹
煤炭燃燒是我國目前乃至今后相當長時間獲取能源的主要方式，大量煤炭的直接燃燒排放的粉塵、二氧化硫、氮氧化物等對生態環境，尤其是大氣環境造成了嚴重的危害，導致我國大氣環境污染嚴重，霧霾天氣頻發。基于燃煤污染現狀，國家先后出臺了一系列的法律與法規，并采取了強有力的懲罰措施。盡管這些條例的實施對燃煤污染程度的加劇起到一定的遏制作用，但距離要達到的環保目標仍差之甚遠。事實上，農村家用燃煤對環境污染不容忽視。據初步測算，北方農村每燃燒1噸高揮發原煤，將會排放2.5噸以上的二氧化碳(碳排放系數0.67)、150千克以上的其它染污物(碳氧化率0.85)。2014年民用散燒用煤量為1.6億噸，僅占全國用煤量的3.8％，以二氧化硫排放為例，我國電廠年排放量為200萬噸，民用散燒則高達320萬噸，是電廠排放總量的1.6倍。此外，民用散燒用煤的煙塵污染、氮氧化物污染、灰渣污染等一系列問題對生態環境的破壞更是不可估量。然而，受地域、經濟、文化等因素的影響，解決起來十分困難。要想從根本上解決農村及小城鎮的燃煤污染問題，為這些地區提供優質、低價、清潔的替代燃料是當務之急。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、低排放硫及不易結渣等優點，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。焦炭用作民用燃料，必須解決焦炭著火溫度高、點火困難的問題。目前，冶金焦著火溫度為600℃左右，而煙煤和無煙煤的著火溫度分別為350℃和500℃。因此，必須借助助燃劑的引入，將著火溫度降至400℃左右，以滿足民用爐點火要求。關于燃煤助燃劑的專利已有很多，如CN90105106.3公開了一種燃煤助燃劑，它含有硼泥、石灰石、鋁礬土、白泥、錳渣、氧化鐵、植物碎屑以及碳酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉三種鈉鹽中的至少一種，該助燃劑可明顯改善燃燒狀況，提高爐火溫度；CN97105154.2公開一種適用于多種煤的燃煤助燃劑，由硼泥、電石灰、石灰石、鐵選尾礦渣、二氧化錳、生產重鉻酸鉀的廢渣、生產重鉻酸鈉的廢渣、鋁礬土、氫氧化鈉、碳酸鈉、硝酸鈉、氧化鈉和植物碎屑按一定比例組成，使用時將助燃劑與煤按一定比例混合均勻即可；CN201310417513.8公開了一種節能高效燃煤助燃劑及其制備方法，其配方由氧化鋅和二氧化錳組成，可提高煤的燃燒活性和點火性能、火焰溫度。這些助燃劑均是針對燃煤開發的產品，大都采用助氧燃燒的技術原理，直接加入燃煤，促使煤炭充分燃燒，起到助燃、增能、節煤的作用。由于民用焦炭需要經過高溫干餾的特殊工藝，燃煤助燃劑中的大部分組份會因高溫分解而失效；因此，民用焦炭無法使用現有技術的燃煤助燃劑。經檢索，降低民用焦炭著火溫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降溫效果好的降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑及其制備方法和應用。本專利技術與現有文獻報道的助燃劑存在顯著區別，主要表現在：1)降低著火溫度的機理不同。傳統燃煤助燃劑自身為易燃物，因其著火溫度低，靠自燃引燃煤炭，因此，加入助燃劑后絕對禁止高溫處理，否則將失去助燃效果；本專利技術助燃源于復合氧化物的催化作用。首先在高溫干餾還原條件下，依靠助劑的催化氣化作用在焦炭表面與內部形成碳缺陷，成為氧化燃燒的起燃點；另外，復合助劑在高溫還原氣氛下，會形成少量金屬微晶，遇氧氣極易燃燒放熱形成局部高溫點，從而引燃焦炭。2)加入階段不同。傳統燃煤助燃劑多在型煤制備前加入，然后經混合、粘結、冷壓成型；或與散煤混合后直接入爐燃燒。本專利助劑在干餾配煤時加入，經混合、搗固、高溫干餾成為民用潔凈焦炭。為了實現上述目的，本專利技術所采取的技術方案如下：一種降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑，其重量份組成為磁鐵礦40～60份、石灰石20～30份、二氧化錳2～3份、氧化鋅1～2份。本專利技術制備方法，包括如下步驟：⑴將干燥后的磁鐵礦、石灰石、二氧化錳及氧化鋅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℃條件下煅燒1～2小時，冷卻至常溫，即為磁鐵礦復合添加劑。本專利技術磁鐵礦復合添加劑的應用，包括如下步驟：按磁鐵礦復合添加劑：配合煤重量比為0.2～1.0:100，將磁鐵礦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℃，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，即得到含有磁鐵礦復合添加劑的民用焦炭。如上所述配合煤的質量指標為：FCd≥50％，Vadf≥25％，Ad≤25％，Std＜1.5％。如上所述的篩分是將降至常溫的爐料篩分為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，所采用的磁鐵礦復合添加劑，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磁鐵礦復合添加劑的民用焦炭，其著火溫度可從550～630℃降低至375～415℃，下降溫度幅度達175～215℃，效果顯著。在本專利技術方法中，生產的民用焦炭，與直接燃燒煤炭相比，硫氧化物與氮氧化物減排70％以上，煙塵減排96％以上，對解決城市周邊農村生活用煤，改善農村與城市環境質量，降低霧霾天氣具有重大的現實意義。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將干燥后的磁鐵礦、石灰石、二氧化錳及氧化鋅等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磁鐵礦60kg、石灰石20kg、二氧化錳2kg、氧化鋅1kg，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℃條件下煅燒2小時，冷卻至常溫，即為磁鐵礦復合添加劑；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：Vadf30.0％，Ad13.5％，FCd60.6％，St,d0.67％；粘結指數G＝74，細度(≤3mm)＝73.6％；本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑，其特征在于降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑的重量份組成為磁鐵礦40～60份、石灰石20～30份、二氧化錳2～3份、氧化鋅1～2份。
【技術特征摘要】
1.一種降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑，其特征在于降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑的重量份組成為磁鐵礦40～60份、石灰石20～30份、二氧化錳2～3份、氧化鋅1～2份。
2.如權利要求1所述的一種降低民用焦炭著火溫度的磁鐵礦復合添加劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
⑴將干燥后的磁鐵礦、石灰石、二氧化錳及氧化鋅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≤0.1mm；然后在260～300℃條件下煅燒1～2小時，冷卻至常溫，即為磁鐵礦復合添加劑。
3.如權利要求1所述的一種降低民用焦炭著火溫度的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜文廣，劉守軍，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
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