一、技術(shù)背景
燃煤的燃燒污染了環(huán)境，在大氣污染物中有87%的SO2，79%的煙塵和76%的苯來(lái)源于燃燒煤。煤是一種由C、H、O、N、S等元素組成的復(fù)雜化合物，縮聚了程度不同、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子有機(jī)物與多種無(wú)機(jī)物混合的固溶膠體。煤在現(xiàn)有的燃燒工藝設(shè)備中,燃燒效率較低,煤在爐中燃燒后,爐渣中還會(huì)有大量未燃物；煙氣中也含有未燃盡的氣體,煤中內(nèi)能沒有被充分轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來(lái)。在煤中加入LYWS煤炭富氧燃燒固硫降氮催化劑可以改變煤的燃燒性能,煤在燃燒過(guò)程中,借助催化劑的催化作用,可提高分子活度、降低著火溫度、提高燃燒速度、加速內(nèi)能的釋放,縮短煤在爐膛里的燃盡時(shí)間,既可提高煤的燃燒強(qiáng)度和爐膛溫度,改善煤的燃燒性能,又可較大幅度降低空氣過(guò)剩系數(shù),降低廢氣排放量,達(dá)到節(jié)煤、減少環(huán)境污染的目的。當(dāng)今煤仍然是中國(guó)國(guó)民生產(chǎn)生活中的重要原料,改善煤的燃燒效能、提高煤燃燒熱值、降低燃燒過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染,是煤研究利用過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。采用LYWS煤炭富氧燃燒固硫降氮催化劑,作為煤催化燃燒固硫降氮催化劑,該固硫降氮催化劑為透明液體,在燃煤中加入極少量的(0.1-0.5%),即可達(dá)到固硫降氮降煙塵排放量的作用,又能作為從源頭固硫降氮催化燃燒的新技術(shù)。
二、技術(shù)原理
LYWS煤炭富氧燃燒固硫降氮催化劑具有比表面積大，表面原子數(shù)多、表面能和表面張力強(qiáng)，粒徑增加，小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等導(dǎo)致納米微粒的熱、磁、光、敏感特性和表面穩(wěn)定性等不同于常規(guī)粒子。由于富氧燃燒固硫降氮催化劑電子結(jié)構(gòu)所具有的特點(diǎn)，使其受高熱強(qiáng)光時(shí)生成化學(xué)活潑性很強(qiáng)的超氧化物陰離子自由基和自由氫氧基，分解有機(jī)物，達(dá)到切割、降解有機(jī)物大分子鏈、分子團(tuán)為小分子的作用。在煤燃燒過(guò)程中，利用爐膛中火焰的熱度和強(qiáng)光使富氧燃燒固硫降氮催化劑產(chǎn)生強(qiáng)催化，促進(jìn)燃燒過(guò)程中碳環(huán)化學(xué)鍵的破壞，加快長(zhǎng)鏈和大分子有機(jī)物裂解速度，促使碳分子氧化反應(yīng)時(shí)的活化能降低、耗氧量下降，節(jié)省燃燒過(guò)程中需要消耗在破壞碳環(huán)化學(xué)鍵所消耗的能量（內(nèi)耗），同時(shí)富氧燃燒固硫降氮催化劑增加煤炭分子結(jié)構(gòu)的透氣性，在煤炭表面形成富氧膜，使其更加穩(wěn)定、充分地燃燒，從而達(dá)到節(jié)煤、提高熱效率，有效控制爐膛溫度，有效降低爐膛熱耗散，達(dá)到大幅度節(jié)煤的效果。能達(dá)到和保持zui大化的化學(xué)活性，因其在參與燃燒的過(guò)程中自身并不消減，故能在較微小的添加量的情況下，在催化燃燒的的過(guò)程中保持優(yōu)異的性能。能與其它金屬催化劑將大量氮、硫氧化物固化下來(lái)。氮、硫氧化物*氧化后就容易和爐渣中的金屬離子形成性質(zhì)穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境無(wú)害的硝酸鹽和硫酸鹽，能大幅度降低煙氣中的二氧化硫、氮氧化物的含量。
三、煙塵SO2排放
加入0.1%后,鍋爐SO2排的質(zhì)量放濃度平均減少223mg/m3,鍋爐出口煙塵排放的質(zhì)量濃度平均減少5302.5mg/m3。導(dǎo)致污染物排放量下降的原因是,煤中的硫及三氧化硫被中堿金屬固定生成熔點(diǎn)較高的爐渣，而起到固硫和抗結(jié)渣的作用;同時(shí)由于催化劑在使用時(shí)煤的含水量保持在8%左右,可以將粉煤末粘結(jié)在一起,不容易被氣流吹起,所以煙氣中的飛灰及粉塵大為減少。
四、運(yùn)行效果
按加入量0.1%運(yùn)行一個(gè)月,并對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。得到一月后鍋爐運(yùn)行效果如下:（1）不加催化劑時(shí),平均噸汽耗標(biāo)煤量為106.6kg煤/t汽,加0.1% 后運(yùn)行1個(gè)月,平均噸汽耗標(biāo)煤量為85.7kg煤/t汽,節(jié)煤率為19.6%(工業(yè)實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)室水平,因此節(jié)煤率低于23.81%),具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；（2）滅火次數(shù)減少90%,掉焦次數(shù)減少1/2,鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性增強(qiáng),爐膛結(jié)焦?fàn)顩r改善,月節(jié)約穩(wěn)燃油量為3t。
五、催化劑的添加
為滿足能均勻分散,與煤*反應(yīng),工業(yè)實(shí)際操作過(guò)程中,采用噴頭將溶液噴入煤中。煤在噴液前先用破碎機(jī)將煤破碎至粒徑為5mm以下顆粒,噴曬過(guò)程中采用高速攪拌設(shè)備混合拌勻?？紤]到要使煤能充分接觸到催化劑,噴曬入的溶液量一般為煤的6%左右,煤水分含量在8%左右。
六、技術(shù)前景
LYWS煤炭富氧燃燒固硫降氮催化劑,對(duì)用煤具有較好的催化活性。實(shí)際工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中,節(jié)能、降低污染*,實(shí)際節(jié)煤率達(dá)19.6%,鍋爐SO2排的質(zhì)量放濃度平均減少223mg/m3,出口煙塵排放的質(zhì)量濃度平均減少5302.mg/m3。數(shù)據(jù)表明,該催化劑經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
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