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浅谈节煤添加剂的使用

   2014-07-03 中国节能网2750
核心提示:  煤炭价格大幅上涨形成企业现实的成本压力,政府的大力推进及整个国家产业结构向集约性经济转型等诸多因素形成合力,节能减排已成为时代

  煤炭价格大幅上涨形成企业现实的成本压力,政府的大力推进及整个国家产业结构向集约性经济转型等诸多因素形成合力,节能减排已成为时代热点。 节煤添加剂使传统的煤炭由表及里的燃烧方式改变为内外一起燃烧,提高了煤炭燃烧的燃尽程度,减少了炉内燃煤的化学不完全燃烧和机械不完全燃烧带走的热损失,催化剂借助介孔结构的复合载体强化活性完成加氢脱硫过程,降低了废气中烟尘和有害气体的排放量,从而达到节煤固硫等目的。

 

  煤炭属于非再生能源,随着工业的发展,煤炭资源原来越紧张。近两年来,我国煤炭价格一路飙升。先是基于安全生产的煤矿行业的彻底整顿,全面提高煤炭生产企业的安全保障投入;接着是我国煤炭进出口税率调整,严格限制高污染、高耗能、资源性产品出口,国内煤炭价格也稳步上升;煤炭价格的飙升,使电力、水泥、陶瓷、冶金、供暖等煤炭消耗行业的节能提上了日程。另一方面,节能减排风暴席卷全国,很多高耗能、高污染的企业面临关闭,企业节能降耗势在必行。来自煤炭价格和节能政策双方面的压力,使得企业开始从各方面寻求节能的有效途径,节煤添加剂前景一片光明。

 

  主要化学成分

 

  在煤的合理使用中,了解到工业用煤经常添加一种节煤添加剂,通过查询资料,了解到目前的节煤添加剂主要是由催化剂、助燃剂、渗透剂、膨松剂、洁净剂、分散剂、稳定剂等组成。

 

  节煤机理

 

  工厂中锅炉的热量损失是巨大的,主要包括包括:排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失等。目前我们常见的工业锅炉在运行中普遍存在如下若干问题:

 

  (1) 锅炉受热面结焦、结垢严重,使锅炉辐射吸热量减少,传热减弱,排烟温度升高,排烟热损失增加。

 

  (2) 鼓风量不足,煤炭得不到充分氧供应,造成燃烧不足,炉渣含碳量上升。鼓风量过剩,降低炉膛温度,同时使得部分可燃气体未完全燃烧即被烟气带走,增加了锅炉的化学不完全燃烧热损失。

 

  (3) 部分较大的煤碳颗粒,表层迅速燃烧后耗氧速度过快,使得后续氧的供应不及,形成局部厌氧,焦化的煤炭颗粒破坏气体通道,阻塞后续氧进入颗粒内部,造成煤炭燃烧不尽,即灰渣物理热损失。

 

  (4) 煤中灰分熔化粘接,形成大面积结板,焦板内的煤炭得不到充分燃烧。

 

  (5) 煤炭水分过大或挥发份过低使得着火延迟,导致煤炭在有限的燃烧过程不能燃烬,炉渣含碳量升高。水分不足则造成煤炭粘度下降,增加漏煤和飞灰不完全燃烧热损失。

 

  (6) 板结后的煤层密实,鼓风风量分布不均匀,得到补氧的煤层燃烧完全,得不到足够风量的煤层则燃烧不透,使得炉膛煤层起伏不平,煤炭难以充分燃烧完全。

 

  (7) 原煤的硫在燃烧过程形成气态硫氧化物,顺烟道排放污染环境,如果排烟温度过低或遇降雨冷却,可能会形成酸类物质腐蚀烟道管壁。

 

  (8) 由于各种操作平衡难以掌握,炉渣含碳量高,尤其是锅炉负荷偏大时候,煤层过厚,进煤速度过快恶化了煤炭不完全燃烧状态,炉渣残碳含量甚至要超过20%。

 

  各种操作的平衡依赖司炉师傅的经验、技能和责任心,现实情况是达到优化平衡状态较少,大部分时间锅炉处于低效率运行状态。据统计,目前国内工业锅炉平均热效率为65%,意味着大量燃煤在白白流失。

 

  目前国内企业针对煤炭价格的突然上涨明显准备不足,燃煤在产品成本构成中的比重明显增加,一些行业出现利润下滑、产成品竞争力下降、订单减少,市场困局使得企业领导焦头烂额、举步维艰,迫切想寻求一些技术方法,改善锅炉的热效率,降低煤耗,从而最终改善成本结构。一些措施,如分层给煤、余热利用等已经得到了广泛的运用,很大程度上改进了企业煤炭的使用效率,节煤添加剂的成功运用则为进一步提升锅炉热效率提供了一个更为宽广的节能空间。

 

  (1) 节煤添加剂能让煤层蓬松并升高,增加煤层透气性,有助于煤与鼓入风量的充分接触,燃烧过程中的煤层平整,减少由于风量分布不均所造成的煤层高低起伏。

 

  (2) 在渗透类组分的协助下,节煤添加剂所含的各种化学成分通过煤炭孔隙快速渗透、吸附到煤炭内部,借助介孔结构的复合载体,催化助剂在不同温度段逐步释放出新生态活性氧,与煤中的可燃物结合,降低了煤的起火点温度与反应活化能,促进燃烧,燃烧强度与密度增加,炉膛温度提升约几十度,同时减少较大颗粒因供氧不足而形成的燃烧不完全 。

 

  (3) 因为一些燃烧从煤炭颗粒的内部产生,所形成的局部热胀促使煤炭颗粒的破裂,逐级破解后的煤炭颗粒体积缩小,燃烧完全。

 

  (4) 加入节煤添加剂后,煤炭的引燃明显改善,入炉煤起火早,相应增加了煤炭在炉膛的燃烧时间,提高煤炭的燃烬程度。

 

  (5) 节煤添加剂的核心组份纳米二氧化钛水溶胶拥有强大的比表面积,所形成的粘着力提高煤炭粘度,减少细煤从炉排缝隙漏失而造成的飞灰不完全燃烧热损失。

 

  (6) 添加剂中含有固硫剂和表面活性剂,能吸收和固化燃烧过程中产生的二氧化硫,减少硫排放及对烟道可能形成的酸腐蚀和因此而引起的空气污染问题。

 

  (7) 由于煤层疏松,煤炭供氧充分,减少炉膛内还原性气氛,灰熔点提高,减少煤层形成板焦而燃烧不良,同时随着时间的推移,炉壁结焦及结垢也可以在添加剂的综合作用下逐步脱落,进一步改善锅炉的热传递效率。减少对炉膛温度及鼓风的依赖,同时减少排烟热损失及机械不完全燃烧热损失。

 

  通过节煤添加剂的综合作用,在同样锅炉出力的前提下,可以降低煤层厚度及鼓、引风量,相应减少了各种热损失,优化了燃烧平衡,提升锅炉的运行效率。

 

  节煤率

 

  一般的节煤率取决于燃烧器得类型,链条炉一般是10%-25% ,流化床炉是5%-8%,节煤效应公式:煤炭价格×年耗煤量×节煤率(%)-年耗煤量×添加剂添加比例×添加剂价格=节约效益,节煤率不是所有的锅炉都能达到这么多的,还有过路的大小和煤的质量有关

 

  推广应用节煤添加剂,其经济效益和社会效益都是很明显的。在当前煤的市场价格和趋势下,使用节煤剂后加大了煤的燃烧率,从而减少了煤的使用量,为企业节约了投入,另一方面,节煤剂的使用减少了燃烧过程中的二氧化硫的排放量,解决了污染问题,为企业解决了来自煤炭价格和节能政策双方面的压力。

 
 
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