專利名稱：脫硫水焦?jié){配方及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于燃燒系統(tǒng)的水焦?jié){及其制備工藝，更具體地講，本發(fā)明涉及一種燃燒后能減少二氧化硫脫排放的脫硫水焦?jié){及其制備工藝。
背景技術(shù)：
水焦?jié){是以石油提煉的副產(chǎn)品石油焦為原料，加入水及添加劑經(jīng)過特定的工藝制備成的液體狀燃料。它可以作為以燃油和/或燃?xì)鉃槿剂系臒崮茉O(shè)備的替代燃料，一般來說，每1.18噸石油焦可替代1噸原油，因而推廣應(yīng)用水焦?jié){可節(jié)約短缺的石油資源，實現(xiàn)資源的合理利用。工業(yè)性試驗證明，燃油鍋爐生產(chǎn)蒸汽的費用為152.75元/噸蒸汽(原油價格按2350元/噸計)，而改燃石油焦?jié){生產(chǎn)蒸汽的費用為96.52元/噸蒸汽(石油焦價格按810元/噸計，另加制漿及其他費用)，燃水焦?jié){比燃油節(jié)約費用36.81％。水焦?jié){燃燒后煙氣排放物中的煙塵和二氧化硫均不高(SO2含量為201.7mg/m3標(biāo)，煙塵含量為43.0mg/m3標(biāo))，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
石油焦組分是碳?xì)浠衔铮瑥慕Y(jié)構(gòu)和外觀上可分為針狀焦、海綿焦、彈丸焦和粉焦，其在自然干燥狀態(tài)下，水份約占3％，灰分約為1.12％，發(fā)熱量約30.35MJ/kg，揮發(fā)分約11.03％，哈氏可磨性指數(shù)(HGI)為80。水焦?jié){是通過將石油焦與水混合、并加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┒频玫摹?br> 中國專利申請CN200410014722.9公開了一種復(fù)合無機納米水煤漿/水焦?jié){穩(wěn)定劑，該穩(wěn)定劑由纖維狀無機納米粒子和球狀無機納米粒子混合而成，粒子粒徑為10-100納米，纖維狀無機納米粒子的長徑比為50-200，纖維狀無機納米粒子和球狀無機納米粒子的質(zhì)量百分比為10∶90-90∶10。這種水焦?jié){穩(wěn)定劑利用納米粒子獨特的表面性能，將球狀和纖維狀納米粒子進(jìn)行復(fù)配，協(xié)同發(fā)揮多種穩(wěn)定效應(yīng)，顯可著提高水煤/焦?jié){的穩(wěn)定性。
中國專利CN99107794.6公開了一種以低級煤改性的石油焦水漿體組合物，該漿體組合物包括(1)石油焦粉；(2)低級煤粉，其平均粒徑36-45μm，其用量為石油焦粉重量的10-100％；(4)水，其用量為石油焦粉加低級煤粉總重量的40-60％；(4)添加劑，該添加劑是選自陰離子型的表面活性劑，包括磺酸鹽類，選自十二烷基苯磺酸鈉或聚苯乙烯磺酸鈉，或者磷酸酯類，選自磷酸C12-18烷基單酯或磷酸C12-18烷基雙酯；或者選用非離子型的表面活性劑，如環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷共聚物；或者選用上述各種添加劑中的兩種或三種組成的混合物，添加劑的用量為每千克固體物干基2-10克。該專利在石油焦粉中混合煤粉，改善了石油焦水成漿的性能，提高了漿體組合物的穩(wěn)定性。
中國專利CN00113911.8公開了一種煤、石油焦、添加劑和水組成的氣化料漿，其制備方法是將煤、石油焦、水及添加劑同時加入研磨設(shè)備制備料漿，即采用一次濕磨制漿工藝，制備料漿所用煤的粒度100％小于0.9mm，30～80％小于0.76mm，石油焦的粒度100％小于0.6mm，50～90％小于0.076mm。該制備方法可直接在現(xiàn)有水煤漿制備裝置上生產(chǎn)焦水煤氣化料漿，并可應(yīng)用在合成氨和合成甲醇等原料氣制備中。
目前為止的現(xiàn)有技術(shù)尚沒有提供一種具有良好穩(wěn)定性能且在燃燒后可減少二氧化硫排放的水焦?jié){。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不發(fā)生硬沉淀、且可減少燃燒后所排放煙氣中的二氧化硫的水焦?jié){。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制備上述水焦?jié){的工藝方法。
為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，一方面，本發(fā)明提供了一種脫硫水焦?jié){組合物，該水焦?jié){組合物包括石油焦、水和添加劑，以質(zhì)量百分含量計，該水焦?jié){組合物中，石油焦占55-75％，水占24-44％，添加劑占0.1-2％。本發(fā)明水焦?jié){組合物中的添加劑進(jìn)一步包括降低水焦?jié){組合物漿體粘度的分散劑、防止水焦?jié){組合物發(fā)生硬沉淀的穩(wěn)定劑以及減少燃燒后二氧化硫排放的脫硫劑。
上述的水焦?jié){組合物中，分散劑可以為一種或一種以上的陰離子型表面活性劑，例如脂肪酸甲酯(利用油皂腳制取)、烷基苯磺酸鈉、烷基苯磺酸鈣、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、N-?；谆；撬徕c、磺化丁二酸二異辛酯鈉鹽、JE-2乳化劑、高效分散劑FN、十二醇硫酸鈉、聚氧乙烯硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、聚氧乙烯醚磷酸酯(陰離子型表面活性劑)、磷酸酯、磷酸三(2-乙基己醇)酯等。優(yōu)選的為磺化腐植酸鈉和/或木質(zhì)素磺酸鈉。本發(fā)明中，分散劑的主要作用是降低水焦?jié){漿體粘度，使之呈現(xiàn)理想流體型。
上述的水焦?jié){組合物中，穩(wěn)定劑可以為一種或一種以上的陽離子鹽類的無機電解質(zhì)，例如硝酸鉀、磷酸鹽。優(yōu)選的穩(wěn)定劑為硫酸亞鐵和/或三聚磷酸鈉。本發(fā)明中，穩(wěn)定劑的主要作用是壓縮雙電層，降低靜電排斥力，促使石油焦粒聚結(jié)穩(wěn)定懸浮在水中，不發(fā)生硬沉淀。
上述的水焦?jié){組合物中，脫硫劑可以為無水氯化鈣，也可以為其它的脫硫劑，例如活性炭、氧化鋅、氧化鐵等。優(yōu)選的脫硫劑為無水氯化鈣。本發(fā)明中，脫硫劑主要作用是減少燃燒后所排放煙氣中的二氧化硫，降低對大氣的污染。
進(jìn)一步地，本發(fā)明的水焦?jié){組合物中，以質(zhì)量百分含量計，石油焦優(yōu)選為60-70％，水優(yōu)選為29-39％，添加劑優(yōu)選為0.2-1％更進(jìn)一步地，本發(fā)明的水焦?jié){組合物中，以質(zhì)量百分含量計，分散劑優(yōu)選為0.05-1.5％，穩(wěn)定劑優(yōu)選為0.02-1.0％，脫硫劑優(yōu)選為0.05-0.5％。
除石油焦、水和添加劑外，本發(fā)明的水焦?jié){組合物還可以進(jìn)一步包括其它的組分，例如煤粉或其它可燃物。除分散劑、穩(wěn)定劑和脫硫劑外，本發(fā)明水焦?jié){的添加劑還可以進(jìn)一步包括其它類型的添加劑，如助燃劑。
另一方面，本發(fā)明還提供了一種制備上述水焦?jié){組合物的工藝方法，該方法包括(1)將塊狀石油焦進(jìn)行機械粉碎，得到石油焦粉；(2)將上述石油焦粉進(jìn)行稱量；(3)經(jīng)過稱量的石油焦粉按比例加入分散劑、脫硫劑和水，進(jìn)行濕式球磨制漿，形成初始態(tài)水焦?jié){；
(4)將上述所得到的初始態(tài)水焦?jié){進(jìn)行過濾、攪拌；(5)將攪拌均勻的初始態(tài)水焦?jié){進(jìn)行均質(zhì)并加入穩(wěn)定劑進(jìn)行攪拌。
在上面的工藝方法中，步驟(1)可以分兩步或多步進(jìn)行。若分兩步進(jìn)行，則第一步是將塊狀石油焦粉碎為較大顆粒的石油焦粉，第二步是將較大顆粒的石油焦粉進(jìn)一步粉碎為較小顆粒的石油焦粉。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的水焦?jié){組合物由于含有分散劑和穩(wěn)定劑，因而具有更好的流動性和穩(wěn)定性；本發(fā)明的水焦?jié){組合物由于含有脫硫劑，而可以減少燃燒后所排放煙氣中的二氧化硫，降低對大氣的污染。另外，由于添加劑用量較少，且無毒無害，因而完全符合環(huán)保要求。
下面，結(jié)合附圖和具體實施方式
，來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些具體實施方式
，任何在本發(fā)明基本精神上的改進(jìn)或替代，仍屬于本發(fā)明權(quán)利要求書中所要求保護(hù)的范圍。


圖1是制備本發(fā)明水焦?jié){組合物的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
實施例1按石油焦∶水∶添加劑＝65.5∶34∶0.44的質(zhì)量百分比配制水焦?jié){，其中，添加劑中各組分的具體含量見表1。
表1

上述水焦?jié){的配制過程請參閱圖1所示的制漿工藝流程圖，其具體過程為(1)將塊狀石油焦進(jìn)行一次機械破碎至粒度8mm；(2)將經(jīng)過一次破碎的石油焦用皮帶運輸機輸送到破碎機進(jìn)行二次破碎，達(dá)到粒度2mm的粉狀；(3)粉碎后的石油焦通過皮帶輸送機輸送到皮帶秤連續(xù)稱量；(4)經(jīng)過稱量的石油焦粉按比例加入添加劑(分散劑和脫硫劑)和水送入球磨機進(jìn)行連續(xù)濕式球磨制漿；(5)石油焦粉、水、添加劑經(jīng)過球磨機在強力磨制下形成初始態(tài)水焦?jié){；(6)初始態(tài)水焦?jié){經(jīng)安裝在輸送管道中的濾漿器過濾；(7)過濾后的初始態(tài)水焦?jié){用螺桿泵輸入裝有攪拌器的攪拌罐攪拌；(8)攪拌均勻的初始態(tài)水焦?jié){進(jìn)行質(zhì)量檢驗；(9)合格的初始態(tài)水焦?jié){用強化泵輸入均質(zhì)罐并按比例加入添加劑(穩(wěn)定劑)進(jìn)行攪拌。(攪拌作用不僅使水焦?jié){性態(tài)均勻，而且在系統(tǒng)的泵送及攪拌過程中，水焦?jié){反復(fù)受到運動剪切，加強了添加劑與石油焦粉粒表面間作用，有效改善了漿體流變性。)；(10)經(jīng)檢驗合格的水焦?jié){用泵輸入裝有攪拌器的儲備罐或者輸入裝有攪拌器的日用漿罐在攪拌狀態(tài)下通過在線過濾器進(jìn)入燃燒系統(tǒng)。
對所制得的水焦?jié){的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測，各質(zhì)量指標(biāo)如下濃度66±1％(以質(zhì)量計)；粘度300-800mPa.s；細(xì)度粒度大于74μm的顆粒不大于10％；比重1.12；穩(wěn)定性1個月(不發(fā)生硬沉淀)。
實施例2按石油焦∶水∶添加劑＝65.4∶34∶0.6的質(zhì)量百分比配制水焦?jié){，其中，所用添加劑中各組分的具體含量見表1，配制過程同實施例1。
實施例3按石油焦∶水∶添加劑＝60.9∶38∶1.1的質(zhì)量百分比配制水焦?jié){，其中，所用添加劑中各組分的具體含量見表1，配制過程同實施例1。
實施例4按石油焦∶水∶添加劑＝68.3∶30∶1.7的質(zhì)量百分比配制水焦?jié){，其中，所用添加劑中各組分的具體含量見表1，配制過程同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種脫硫水焦?jié){組合物，該水焦?jié){組合物包括石油焦、水和添加劑，其特征在于，以質(zhì)量百分含量計，在所述的水焦?jié){組合物中，所述的石油焦占55-75％，所述的水占24-44％，所述的添加劑占0.1-2％；而且所述的添加劑進(jìn)一步包括降低所述水焦?jié){組合物漿體粘度的分散劑、防止所述水焦?jié){組合物發(fā)生硬沉淀的穩(wěn)定劑以及減少燃燒后二氧化硫排放的脫硫劑。
2.如權(quán)利要求1所述的水焦?jié){組合物，其特征在于，所述的分散劑為陰離子型表面活性劑。
3.如權(quán)利要求2所述的水焦?jié){組合物，其特征在于，所述的分散劑為磺化腐植酸鈉和/或木質(zhì)素磺酸鈉。
4.如權(quán)利要求1所述的水焦?jié){組合物，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為陽離子鹽類的無機電解質(zhì)。
5.如權(quán)利要求4所述的水焦?jié){組合物，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為硫酸亞鐵和/或三聚磷酸鈉。
6.如權(quán)利要求1所述的水焦?jié){組合物，其特征在于，所述的脫硫劑為無水氯化鈣。
7.如權(quán)利要求1所述的水焦?jié){組合物，其特征在于，以質(zhì)量百分含量計，在所述的水焦?jié){組合物中，所述的石油焦占60-70％，所述的水占29-39％，所述的添加劑占0.2-1％。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的水焦?jié){組合物，其特征在于，以質(zhì)量百分含量計，在所述的水焦?jié){組合物中，所述的分散劑占0.05-1.5％，所述的穩(wěn)定劑占0.02-1.0％，所述的脫硫劑占0.05-0.5％。
9.一種制備如權(quán)利要求1-8之一所述的水焦?jié){組合物的工藝方法，該方法包括(1)將塊狀石油焦進(jìn)行機械粉碎，得到石油焦粉；(2)將上述石油焦粉進(jìn)行稱量；(3)經(jīng)過稱量的石油焦粉按比例加入分散劑、脫硫劑和水，進(jìn)行濕式球磨制漿，形成初始態(tài)水焦?jié){；(4)將上述所得到的初始態(tài)水焦?jié){進(jìn)行過濾、攪拌；(5)將攪拌均勻的初始態(tài)水焦?jié){進(jìn)行均質(zhì)并加入穩(wěn)定劑進(jìn)行攪拌。
10.如權(quán)利要求9所述的工藝方法，其特征在于，所述的步驟(1)是分兩步進(jìn)行的，其中，第一步是將塊狀石油焦粉碎為較大顆粒的石油焦粉，第二步是將較大顆粒的石油焦粉進(jìn)一步粉碎為較小顆粒的石油焦粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫硫水焦?jié){組合物，該水焦?jié){組合物包括石油焦、水和添加劑。以質(zhì)量百分含量計，該水焦?jié){組合物中含石油焦55－75％，含水24－44％，含添加劑0.1－2％；而且本發(fā)明的添加劑進(jìn)一步包括降低水焦?jié){漿體粘度的分散劑、防止水焦?jié){發(fā)生硬沉淀的穩(wěn)定劑以及減少燃燒后二氧化硫排放的脫硫劑。本發(fā)明的水焦?jié){具有更好的流動性和穩(wěn)定性，而且可以減少燃燒后所排放煙氣中的二氧化硫。
文檔編號C10L1/32GK101029259SQ20061003514
公開日2007年9月5日 申請日期2006年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者常厚春, 李祖芹, 馬革, 李顯俊, 張電明, 耿生斌 申請人:廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司