一、技術背景
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%的苯來源于燃燒煤。煤是一種由C、H、O、N、S等元素組成的復雜化合物，縮聚了程度不同、結(jié)構復雜的高分子有機物與多種無機物混合的固溶膠體。煤在現(xiàn)有的燃燒工藝設備中,燃燒效率較低,煤在爐中燃燒后,爐渣中還會有大量未燃物；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。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間,既可提高煤的燃燒強度和爐膛溫度,改善煤的燃燒性能,又可較大幅度降低空氣過剩系數(shù),降低廢氣排放量,達到節(jié)煤、減少環(huán)境污染的目的。當今煤仍然是中國國民生產(chǎn)生活中的重要原料,改善煤的燃燒效能、提高煤燃燒熱值、降低燃燒過程對環(huán)境產(chǎn)生的污染,是煤研究利用過程中的重要環(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。
二、技術原理
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，粒徑增加，小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等導致納米微粒的熱、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)構所具有的特點，使其受高熱強光時生成化學活潑性很強的超氧化物陰離子自由基和自由氫氧基，分解有機物，達到切割、降解有機物大分子鏈、分子團為小分子的作用。在煤燃燒過程中，利用爐膛中火焰的熱度和強光使富氧燃燒固硫降氮催化劑產(chǎn)生強催化，促進燃燒過程中碳環(huán)化學鍵的破壞，加快長鏈和大分子有機物裂解速度，促使碳分子氧化反應時的活化能降低、耗氧量下降，節(jié)省燃燒過程中需要消耗在破壞碳環(huán)化學鍵所消耗的能量（內(nèi)耗），同時富氧燃燒固硫降氮催化劑增加煤炭分子結(jié)構的透氣性，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，達到大幅度節(jié)煤的效果。能達到和保持zui大化的化學活性，因其在參與燃燒的過程中自身并不消減，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。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、對環(huán)境無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較高的爐渣，而起到固硫和抗結(jié)渣的作用;同時由于催化劑在使用時煤的含水量保持在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、運行效果
按加入量0.1%運行一個月,并對運行情況進行統(tǒng)計。得到一月后鍋爐運行效果如下:（1）不加催化劑時,平均噸汽耗標煤量為106.6kg煤/t汽,加0.1% 后運行1個月,平均噸汽耗標煤量為85.7kg煤/t汽,節(jié)煤率為19.6%(工業(yè)實驗難以達到實驗室水平,因此節(jié)煤率低于23.81%),具有顯著的經(jīng)濟效益；（2）滅火次數(shù)減少90%,掉焦次數(shù)減少1/2,鍋爐運行穩(wěn)定性增強,爐膛結(jié)焦狀況改善,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,工業(yè)實際操作過程中,采用噴頭將溶液噴入煤中。煤在噴液前先用破碎機將煤破碎至粒徑為5mm以下顆粒,噴曬過程中采用高速攪拌設備混合拌勻?？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、技術前景
LYWS煤炭富氧燃燒固硫降氮催化劑,對用煤具有較好的催化活性。實際工業(yè)應用過程中,節(jié)能、降低污染*,實際節(jié)煤率達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)濟效益顯著，具有良好的市場應用前景。
