專利名稱：一種化學催化除焦劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種清灰除焦劑，尤其涉及一種從催化劑廢液中回收金屬復鹽類，該廢液通過復合改性，能高效除去煤在鍋爐中燃燒產生的積灰和焦渣，屬于環保節能領域。
背景技術：
煤在燃燒過程中，由于受到灰分、礦物質、硫分和煤不完全燃燒產生的飛灰在水冷壁、省煤器、前后拱等低溫處極容易結焦和積灰，特別是在煤中硫含量偏高、礦物質熔點偏低的情況下，煤在燃燒時更容易產生結焦、積灰和腐蝕等 問題。由于焦垢的熱阻大約是鋼鐵的400倍，當焦垢達到1mm，為了保證一定的蒸汽壓力，煤炭的消耗量將增加4%，同時使鍋爐水冷壁熱交換率下降，排煙溫度升高，煙氣阻力上升，燃燒工況惡化，嚴重影響鍋爐安全運行。在現有技術中，鍋爐的清灰、除焦，通常采用水蒸汽在線清灰、除焦和化學清灰劑清灰、除焦。水蒸汽在線清灰可以除去松散式積灰，而對粘結性的積灰和焦垢清除效果很差。化學除焦主要采用氧化劑與焦垢反應來清灰、除焦，如稀土高效節能鍋爐清灰除焦劑及其生產方法(專利申請號200510041561.7);用于城市生活垃圾焚燒爐的除焦清灰劑及其制備方法(專利申請號201010103356.X)種液態除焦劑(專利申請號201110216127. 3)等，該種方法對煤質穩定鍋爐的積灰和結焦具有一定的去除效果。但對煤種變化大，特別是有劣質煤參與燃燒時適應性較差，同時除焦劑主成分硝酸鹽，高溫分解容易產生有害燃燒產物氮氧化物和亞硝酸鹽粉塵，且成本過高，難以在工業鍋爐中大量推廣。因此，要提高鍋爐除焦劑的清灰除焦效率、降低材料成本和開發更為安全、環保和經濟實用的清灰劑，必須采用新的、更高效的方法。

發明內容
本發明的目的在于針對現有技術存在的不足，通過大量實驗篩選提供了一種化學催化除焦劑，該催化除焦劑含有催化劑、滲透劑和熔融劑可快速在爐膛燃燒區氣化，與水冷壁、省煤器、前后拱等低溫處粘結煤焦、粘附未完全燃燒積碳、硅酸鹽和硫酸鹽發生化學反應，生成多孔狀焦渣，隨著鍋爐引發而脫落。除焦劑中Ni、Cu、Mo、Co、La和Ce等金屬離子氧化物附著在水冷壁、省煤器、前后拱等低溫處，形成氧化物薄膜層，該氧化物薄膜可有效降低粘性煤焦、碳、硅酸鹽和硫酸鹽等污垢的粘附，同時可減輕SO2對鍋爐熱輻射區腐蝕。該除焦劑無毒，不會對環境造成污染，且價格低廉、使用方法簡單，易于推廣應用，對改善我國工業鍋爐和電廠鍋爐的燃燒狀況具有重要的經濟效益和社會效益。技術方案為了實現以上目的，本發明采取的技術方案為—種化學催化除焦劑，它由如下質量份數的原料組成鈷、鑰催化劑15 25份廢液、鎳催化劑廢液25 35份、銅催化劑廢液30 40份、稀土催化劑廢液10 15份、直接混合，依次加入甲酸鈣20 30份、硼砂20 30份、陰離子表面活性劑5 10份、穩定劑I 3份、二茂鐵2 5份攪拌溶解，然后加熱濃縮至比重為I. 15 I. 30，冷卻至不出現結晶，即成品。上述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸銨、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸鈉中的一種或多種的混合物。上述催化劑廢液在目前催化劑生產中大量存在，可綜合利用，其余原料市場上容易采購，且價格相對便宜。上述催化劑廢液為催化劑生成過程中產生的廢液，即鈷、鑰催化劑廢液、鎳催化劑廢液、銅催化劑廢液、稀土催化劑廢液中的二種或多種的混合物制成。上述穩定劑為N-甲基苯胺。
作為優選方案，以上所述的一種化學催化除焦劑，所述的催化劑廢液由質量比為1:2: 0.3的鈷、鑰催化劑廢液、銅催化劑廢液和稀土催化劑廢液混合制成。作為更優選的方案，一種化學催化除焦劑，所述的催化劑廢液由質量比為I 2 : I 2 : 2 3 : 0. 3的鈷、鑰催化劑廢液、鎳催化劑廢液、銅催化劑廢液、稀土催化劑廢液混合制成。由于焦渣中含有粘性煤焦油和硅酸鹽，本發明采用催化劑廢液中含有大量催化金屬離子，在十二烷基硫酸銨等滲透劑和硼砂熔融劑的作用下，除焦劑可迅速進入焦層內部發生化學反應，從而使焦層從受熱面剝離，由于各物質之間具有協同效應，除焦效果非常優越。本發明的催化除焦劑可以利用為本產品專門設計加藥裝置將其從觀火孔噴入燃燒區和結焦位置，氣化燃燒即可；或將其拌入煤中從觀火孔直接投入爐膛中。有益效果本發明提供的化學催化除焦劑及制備方法和現有技術相比具有以下優
占-
^ \\\ I.本發明的化學催化除焦劑對煤質變化適應性強，特別對質量偏劣、高硫份煤除焦效果好。2.本發明的化學催化除焦劑中不含對鍋爐有腐蝕作用的氯離子和硫酸鹽等有害物質。3、本發明的化學催化除焦劑不會產生有害燃燒產物氮氧化物和亞硝酸鹽粉塵。4.本發明的化學催化除焦劑制備采用催化劑廠的各種催化劑廢液，采用濃縮蒸發方法，使金屬離子得到了富集，催化金屬離子，在滲透劑和熔融劑的作用下，可迅速進入焦層內部，發生化學反應，由于各物質之間的協同效應，改善了焦渣的結構，使除焦效果更優越。5.本發明的化學催化除焦劑的原料成本只有目前除焦劑制造成本三分之一，除焦劑的用量為燃料質量的0. 05% 0. 1%，易于推廣。
具體實施例方式根據下述實施例，可以更好地理解本發明。本領域的技術人員容易理解，是否重復實施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。實施例I一種化學催化除焦劑，它由下列重量份數的原料復配制得鈷、鑰催化劑廢液20份、銅催化劑廢液40份、稀土催化劑廢液10份混合后，依次加入甲酸鈣20份、硼砂20份、陰離子表面活性劑6份、穩定劑2份、二茂鐵5份攪拌溶解，然后加熱濃縮至比重為I. 15，冷卻至不出現結晶，即成品。實施例2一種化學催化除焦劑，它由下列重量份數的原料復配制得鈷、鑰催化劑廢液20份、鎳催化劑廢液30份、銅催化劑廢液35份、稀土催化劑廢液15份混合后，依次加入甲酸鈣15份、硼砂15份、陰離子表面活性劑5份、穩定劑2份、二茂鐵3份攪拌溶解，然后加熱濃縮至比重為I. 20，冷卻至不出現結晶，即成品。實施例3 —種化學催化除焦劑，它由下列重量份數的原料復配制得鈷、鑰催化劑廢液20份、鎳催化劑廢液30份、銅催化劑廢液10份、稀土催化劑廢液15份混合后，依次加入甲酸鈣30份、硼砂30份、陰離子表面活性劑5份、穩定劑I份、二茂鐵3份，攪拌溶解，然后加熱濃縮至比重為I. 20，冷卻至不出現結晶，即成品。實施例4一種化學催化除焦劑，它由下列重量份數的原料復配制得鈷、鑰催化劑廢液25份、鎳催化劑廢液30份、銅催化劑廢液40份、稀土催化劑廢液10份混合后，依次加入甲酸鈣30份、硼砂30份、陰離子表面活性劑7份、穩定劑I份、二茂鐵5份，攪拌溶解，然后加熱濃縮至比重為I. 25，冷卻至不出現結晶，即成品。實施例5一種化學催化除焦劑，它由下列重量份數的原料復配制得鈷、鑰催化劑廢液15份、鎳催化劑廢液30份、銅催化劑廢液30份、稀土催化劑廢液10份混合后，加熱濃縮至比重I. 13，降溫至80°C，依次加入甲酸鈣20份、硼砂20份、陰離子表面活性劑5份、穩定劑2份、二茂鐵3份，攪拌溶解，控制比重為I. 3，冷卻至不出現結晶，即成品。實施例6一種化學催化除焦劑，它由下列重量份數的原料復配制得鈷、鑰催化劑廢液15份、鎳催化劑廢液35份、銅催化劑廢液40份、稀土催化劑廢液15份混合后，加熱濃縮至比重I. 13，降溫至40°C，依次加入甲酸鈣25份、硼砂20份、陰離子表面活性劑5份、穩定劑2份、二茂鐵3份，攪拌溶解，控制比重為I. 28，冷卻至不出現結晶，即成品。實施例7選取實施例I制備得到的化學催化除焦劑在甘肅省長通電纜廠SH20-25型鍋爐使用一年，除焦、清灰效果良好，使用5天后，既有焦塊掉落，使用20天后，水冷壁、省煤器、前后拱等處的焦渣基本清除，排煙溫度由原來185°C降至150°C，在隨后一年的使用中，每天加入10Kg，基本無新焦層形成。通過蘭州熱工檢測，鍋爐的熱效率由原來的75%提高到81%。實施例8選取實施例2制備得到的化學催化除焦劑在白銀有色金屬公司氟化鹽廠SHS20-10型鍋爐使用。該鍋爐在冬天同時承擔工業供氣和生活區供暖，負荷大，再加上煤質變化大，結焦、結渣非常嚴重，有時觀火孔都結渣堵塞，使用該化學催化除焦劑10天后，大塊焦塊掉落，觀火孔結渣得到控制，使用20天后，水冷壁、省煤器、前后拱等處的焦渣基本清除，排煙溫度由原來201°C降至160°C，在隨后一年的使用中，每天加入5Kg，基本無新焦層形成。通過供氣量和煤消耗量計算，鍋爐的熱效率提高了 5%。實施例9選取實施例3制備得到的化學催化除焦劑，在甘肅稀土公司SH20-25型鍋爐使用，由于該鍋爐用煤煤種變化大，硫含量高，結焦、結渣嚴重，使用該化學催化除焦劑10天后，有少量焦塊掉落，使用20天后，水冷壁上焦渣全部掉落、但前后拱等處的焦渣未完全清除，排煙溫度由原來201 °C降至170°C，在隨后一個月的試驗中，加大用量，每天加入13Kg，前后拱等處的焦渣基本清除。實施例10 選取實施例4制備得到的化學催化除焦劑在白銀有色金屬公司鉛鋅廠SHS20-25/400-AI型鍋爐使用3個月，除焦、清灰效果非常好。該供熱車間使用的煤質變化大，煤中硫含量高，爐體受熱面結焦非常嚴重，水冷壁焦垢層達5mm，前后拱掛焦使耐火材料墜落，鍋爐的安全運行受到了嚴重的威脅，使用該化學催化除焦劑3天后，既有焦塊掉落，使用10天后，水冷壁、省煤器、前后拱等處的焦渣基本清除，排煙溫度由原來204°C降至1300C，在隨后2個月的使用中，每天加入8Kg，未發現結焦、積灰和爬壁現象，停爐后檢修爐膛受熱面非常干凈，發現水冷壁、前后拱受熱面和輻射面沉積了一層堅硬黑色膜，取樣分析，該膜主要成分為氧化銅、氧化鎳、氧化鑰等金屬氧化物。該膜的形成，可以對水冷壁起到保護作用，減輕硫氧化物對管壁的腐蝕和抑制粘性煤渣、灰渣及硫酸鹽對受熱面的粘附。實施例11選取實施例6制備得到的化學催化除焦劑在連云港保鑫生物質熱電有限公司20噸鍋爐進行試驗，要求鍋爐蒸汽壓力保持在6kgf/cm2以上。鍋爐燃燒煤種為進口菲律賓原煤，試驗時間25天，添加量為每天15Kg，試驗前水冷壁掛焦較為嚴重，排煙溫度191°C，每天耗350噸，使用該催化除焦劑10天后，水冷壁掛焦發白，焦層有部分脫落，隨后增加添加量至每天18Kg，第13天焦層全部脫落，排煙溫度降至142°C，每天耗煤量為320噸。與實施例4和實施例2對比，達到相同的除焦效果，除焦劑用量增加。比較實施結果本發明較佳的實施方式中，所述的催化除焦劑由如下質量份數的原料組成鈷、鑰催化劑15 25份廢液、鎳催化劑廢液25 35份、銅催化劑廢液30 40份、稀土催化劑廢液10 15份直接混合，依次加入甲酸鈣20 30份、硼砂20 30份、陰離子表面活性劑5 10份、穩定劑I 3份、二茂鐵2 5份攪拌溶解，然后加熱濃縮至比重為I. I I. 3，冷卻至不出現結晶，即成品。比較實施結果本發明最佳的實施方式實施例4和實施例2。以上實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人了解本發明內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種化學催化除焦劑其特征在于，它由如下質量份數的原料組成鈷、鑰催化劑15 25份廢液、鎳催化劑廢液25 35份、銅催化劑廢液30 40份、稀土催化劑廢液10 15份直接混合，依次加入甲酸鈣20 30份、硼砂20 30份、陰離子表面活性劑5 10份、穩定劑I 3份、二茂鐵2 5份攪拌溶解，然后加熱濃縮至比重為I. I I. 3，冷卻至不出現結晶，即成品。
2.根據權利要求I所述的一種化學催化除焦劑，其特征在于，陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸銨、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸鈉中的一種或多種的混合物。
3.根據權利要求I所述的一種化學催化除焦劑，其特征在于，催化劑為Cu2+、Ni2+、Mo2+、Co2+、La3+、Ce3+ 金屬離子。
4.根據權利要求I所述的一種化學催化除焦劑，其特征在于，穩定劑為N-甲基苯胺。
全文摘要
本發明公開了一種化學催化除焦劑，該除焦劑由如下質量份數的原料混合溶解，加熱、濃縮、冷卻至比重為1.1～1.3即得鈷、鉬催化劑廢液10～25份、鎳催化劑廢液20～40份、銅催化劑廢液30～40份、稀土催化劑廢液10～15份，甲酸鈣20～30份、硼砂20～30份、陰離子表面活性劑5～10份、穩定劑1～3份、二茂鐵2～5份。本發明尤其適應于燃燒用煤煤質變化大、硫分含量高的鍋爐。本發明通過實驗優選出的除焦劑組成和各組份的重量配比，實驗結果表明各組份配比科學合理，使用方便，價格便宜，可有效清除鍋爐受熱面和輻射面上的焦層和積灰，同時能夠防治新焦垢的形成。
文檔編號C10L10/00GK102766498SQ20121029209
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月13日 優先權日2012年8月13日
發明者盧國儉, 盧新宇 申請人:盧新宇