锅炉燃煤助燃剂

河北岳洋化工YY-409燃煤助燃剂在电力、石化、水泥等企业里起到了节能减排的重要作用。这里介绍了国内外燃煤助燃剂的研究和应用成果，并提出了国内在燃煤助燃剂研究方面存在的问题和今后燃煤助燃剂的发展趋势。

1.燃煤助燃剂简介

一、世界上煤炭资源有限，而且储存量在不断的减少，可是社会发展对煤炭的需求日益增长，煤炭价格也不断上升。

这样一方面需要节煤，另一方面要求采取措施提高煤炭的利用效率。因此如何通过提高煤炭的燃烧效率进而提高设备热效率以达到节约能源的目的引起了众多关注， 其中煤炭助燃剂这一块就是研究的热点。通过在煤中加入少量助燃添加剂促进煤的完全燃烧，既可减少不完全燃烧的热损失，又可减少烟尘的排放。从节能和环保的角度而言，都具有十分重要的现实意义。本文对燃煤助燃剂的原理进行了解释，总结了国内外燃煤助燃剂的研究和应用成果，为进一步开发新型的*燃煤助燃剂提供一定的指导作用。

2.燃煤助燃剂用途

燃煤助燃剂的作用：促使煤炭充分燃烧，起到助燃、增能、节煤的作用。燃煤助燃剂中含有提供氧源的氧化剂，可以在高温条件下分解出氧气促使煤炭充分燃烧。另外不含腐蚀性物质的催化剂，能有效降低氧的离解能和碳燃烧时所需的活化能，强化煤炭的燃烧，起到强烈助燃、增能、节煤作用。

燃煤助燃剂特点

减少有害气体的排放，保护环境

燃煤助燃剂中的碱性氧化物与受热面上的烟垢和烟气发生化学反应，使烟垢和烟气中的硫化物生成硫酸盐，随炉渣一起排出炉外，减少二氧化硫、二氧化氮等有害气体的排放，有利于保护环境。降低企业成本，带来巨大经济效益*的助燃剂制作成本低、效果明显，使用时仅需添加燃煤重量的百分之一到百分之二。采用中国专利CN1757702A 所述的燃煤助燃剂，实验结果证明用于锅炉可节煤15-22%，如原煤每天20吨的锅炉，加入该助燃剂1.5%后，每天可以节约煤炭3.8吨。

燃煤助燃剂原理

关于燃煤助燃剂的作用机理主要有两个：一个是氧传递理论；另外一个是电子转移理论。氧传递理论认为：加热条件下助燃剂中的金属类添加剂首先被还原成金属，然后金属吸附氧气，使金属氧化为氧化物，紧接着碳直接还原金属氧化物，这样金属一直处于氧化还原循环中，在金属和氧化物两种状态中来回转换，氧原子不断从金属向碳原子传递，加快氧气扩散的速度，使燃烧更易进行。电子转移理论认为：助燃剂中的金属离子能够被活化，从而使自身的电子发生转移，成为电子给予体，金属离子形成空穴，而碳表面的电子结构也发生变化，这种电荷的迁移将加快某些反应，从而提高整个反应的速度，使碳燃烧更完全。

燃煤固硫机理为：煤燃烧过程中产生的SO2或SO3，在固硫剂内外表面上发生化学反应，生成MeSO4而实现固硫效果。在钙基固硫剂中加入碳酸钠、氧化铁、碳酸镁等添加剂对固硫反应有一定的促进作用。钙基固硫剂经脂肪酸调制后，其物理性能会发生变化，如比表面积增加，颗粒内部孔隙率增加，孔隙的分布也发生了变化，使其脱硫率也有所增加。能改善固硫剂微观结构的助剂也有很大的发展，这些助剂主要是碱金属化合物和有机溶剂如碳酸钠（钾），氯化钠（钾），氯化铁，磺化木质素，乙醇等。固硫添加剂是一种新型的环保产品，随着大气环境保护工作力度的不断加大和对于SO2 排放的进一步严格控制，此类产品已逐步为人们所重视。由于固硫剂在煤中添使用后既可以减少S02的排放，又可改善锅炉燃烧状况，为企业减少了SO2排污费的交纳，增加了经济效益。

燃煤助燃剂结构

燃煤助燃剂的组成包括膨松剂、氧化剂、催化剂、脱硫剂或固硫剂、消烟剂、水以及其他有机助剂。

1、膨松剂

膨松剂在炉膛高温区会受热爆裂，搅动煤层中的气流，促使碳粒表面的灰烬或燃烧产物CO脱离，使之充分燃烧。所用的膨松剂主要指的是工业食盐氯化钠。

2、氧化剂

氧化剂有助于提供燃烧在预热段、燃烧段和燃烧尽段所必须的活性氧，促使煤在燃烧过程中释放可燃的挥发份和碳粒的燃烧。常用的氧化剂有高锰酸钾，氯酸钾，高氯酸钾等。高锰酸钾可以在200-240℃温区分解出氧气；氯酸钾可以在300-350℃温区分解放出氧气；高氯酸钾可以在400℃以上分解出氧气；这些分解出的氧气为煤炭燃烧提供了必要的氧源。另外，硝酸盐类如硝酸钠、硝酸钾、硝酸铈、硝酸钡等固体硝酸盐加热时能分解放出氧气，其中*活泼的金属的硝酸盐仅放出一部分氧气而变成亚硝酸盐，其余大部分金属的硝酸盐，分解为金属的氧化物、氧气和二氧化氮。硝酸盐在高温时也是强氧化剂。

3、催化剂

有二氧化锰、氧化镁、三氧化二铝、四氧化三铁、三氧化二铁、氯化铁、稀土元 素、碳酸钠、铝土等。其中氧化铝可以高温条件下抑制CaSO4的分解，同时可以形成高热稳定的CaSO4、CaO和Al2O3的复盐，而且此产物覆盖或包裹CaSO4晶体表面，抑制CaSO4的分解。金属氧化物则是在氧传递过程中起着至关重要的作用。含铁化合物通过降低煤燃烧的着火温度与反应活化能来改善煤的燃烧特性。其作用效果随添加量的增大而增强。其中，FeCl3 能够提高煤燃烧过程中挥发分与降低煤焦的着火温度，提高低温燃烧过程的燃烧速率，使煤的着火与燃烧更加容易，并且随着添加量的提高，对煤燃烧特性的改善作用也不断提高；FeCI2对煤燃烧的催化作用与FeCI3相似，但改善的效果相对较小；Fe2O3对煤的燃烧过程影响不大。但Fe2O3对550℃左右的煤燃烧具有助燃作用。燃煤中添加MnO2：可以改善煤粉燃烧性能， 试验结果表明，添加2%～5%的MnO2可使无烟煤和烟煤燃烧率分别提高14%～18%和3%～8%，且富氧与添加MnO2并用可进一步提高助燃效果。其助燃机理在于热分解放出的活性氧加快了着火初期的火焰传播速度，进而提高了煤粉燃烧率。

4、脱硫剂或固硫剂

固硫剂种类很多，常用的有钙基固硫剂，钡基固硫剂，镁基固硫剂，纳米材料固硫剂，有时也选用电石渣、造纸废液、硼泥、赤泥、盐泥等工业废料和石灰石、白云石等天然矿物。钙基固硫剂有CaCO3、CaO、Ca(OH)2三种固硫剂，Ca(OH)2固硫效果*好，其次是CaCO3、CaO。在纯的CaCO3中添加氧化铁可以在固硫反应中起促进作用，降低反应活化，使反应更易进行，而且氧化铁的加入，可以使CaSO4的分解温度有一定的提高，加快CaSO3的氧化反应。简单的机械混合方式加人CaCO3、Fe2O3、CaO等对煤燃烧的助燃作用较弱。有的甚至有抑制作用，而浸渍加入CaCO3或Ca(OH)2(石灰乳)及分别与少量CaCl2、Fe(NO3)3、FeSO4的混合盐和浸渍Fe(NO3)3、FeSO4对烟煤、无烟煤均有较明显的助燃作用。