CN1276063C - 低温除灰剂 - Google Patents
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Abstract
一种低温除灰剂，其特征在于其成分及重量百分比为：氧化锰(MnO2)1-15%，氯化铜(CuCl2)0-6%，硝酸钠(NaNO3)30-42%，氯化铵(NH4Cl)33-45%，氧化镁(MgO)1-18%，氧化锌(ZnO)(俗称锌灰)0-10%。本发明引入氧化锰作为主要催化剂，可使烟灰的燃点降到200℃-220℃；用于废气锅炉、舰船主辅锅炉、工业锅炉、生活锅炉和电站锅炉经济器、空气预热器等设施；以上组分共同作用于烟炱，在200℃-250℃的工作温度条件下，灰垢中的碳均被烧掉，减少了二氧化硫和氮氧化物的排放，对导热面起到缓蚀保护作用。
Description
技术领域
本发明是一种加到烟道或炉膛中用来清除锅炉受热面烟炱(也称烟灰或烟垢)的混合药剂，尤其是一种用于清除废气(余热)锅炉烟灰的低温除灰剂。
背景技术
除灰剂产品可见之于美国德鲁公司“奥妙能”烟灰清除剂和英国碧浪灵PN1001烟灰清除剂；英国专利1378882和德国专利2413520也有相关的记载。他们采用的药剂组分大多从以下化合物中选用：氯化铵、氯化铜、氯化钠、氯化铁、硝酸铵、硝酸钾、碳酸镁、碳酸钙、硫酸钠、硫酸亚铁、铜粉、石蜡等。如英国专利记载用硝酸钾、硝酸铵、碱式碳酸镁组成烟灰清除剂，德国专利记载用氯化铵、氯化铜、氯化铁、铜粉、颜料、填料组成烟灰清除剂。硝酸铵、硝酸钾均为硝酸盐类，在清灰剂中，硝酸盐溅射于烟炱硬积物上，使烟灰改性，能形成低熔点共熔物，与烟炱中大量的碳和微量的硫形成微量爆炸，使积垢松动掉落；但是，硝酸钾是制造炸药的原料，与有机物接触、摩擦或撞击能引起燃烧或爆炸，硝酸铵也是易爆物质，是制造焰火和炸药的原料，二者均属一级无机氧化剂，用于清灰剂是不安全的。氯化铜是较好的催化剂和氧化剂，受热时即行汽化，其蒸汽冷凝在烟灰沉积物上，渗入碳中起催化作用，使碳的着火点降低至300℃左右，促使碳氧化逐渐烧掉，但是氯化铜会产生氯化氢气体，增加了烟气的酸性，不适用清除酸性很强的烟垢。氯化铵也是使烟灰改性，銨盐溅于硬积物上能形成低熔点共熔物，使灰垢成为低熔点液体掉下，同时在高温下銨盐产生正电荷离子能防止积灰的形成减少烟灰中SO3，减少对金属导热面的腐蚀，是清灰剂中较好的化合物。
中国专利申请说明书CN1070677A公开了由硝酸钠、氧化镁、氯化铵、氧化锌、氯化铜组成的除灰剂，其清灰效果有一定的提高，使烟灰的燃点降到250℃，但是所使用的氯化铜含量较多，烟气呈酸性，停炉后尤其在结露时对锅炉有腐蚀，另外燃点降低得还不够，对工作温度在200℃-250℃废气锅炉清灰效果不好。
发明内容
由于现代大型内燃机排气温度可低到200℃-250℃，而所用的燃油一般为高沸点劣质燃料油，含有较多的钒、钠、硫，燃烧后产生大量碳颗粒和含有三氧化硫的烟灰及污泥，在排气系统的废气(余热)锅炉导热管壁上生成硬垢，即所谓烟灰，很难清除，既妨碍热传导又腐蚀管壁。本发明的目的就是提供一种工作温度在200℃-250℃废气(余热)锅炉使用的低温除灰剂，适时适量地加入废气(余热)锅炉的炉膛内，能除去这种烟灰。
本发明的技术方案是：一种低温除灰剂，其特征在于其成分及重量百分比为：氧化锰(MnO2)1-15％，氯化铜(CuCl2)0-6％，硝酸钠(NaNO3)30-42％，氯化铵(NH4Cl)33-45％，氧化镁(MgO)1-18％，氧化锌(ZnO)(俗称锌灰)0-10％。
本发明是在中国专利申请说明书CN1070677A公开的方案基础上引入氧化锰作为主要催化剂，对其他的组分比进行调整，可使烟灰的燃点降到200℃-220℃。本方案中氧化锰既是催化剂又是氧化剂，在燃烧时促使烟灰中的碳氧化，抑制碳的形成，尤其是对燃烧劣质燃油的动力装置排出的油性烟灰具有较强的清灰除垢效果。本方案中氯化铜与氧化锰互相作为助催化剂同时使用，能增强催化剂的活性，但是为了减少氯化氢的生成，氯化铜的用量限制在6％以下，烟灰酸性强，氯化铜的用量少，对酸性很强的烟垢(PH值小于2.1)则不用氯化铜。硝酸钠、氯化铵使烟灰改性，与硬积物形成低熔点共熔物，使积垢松动掉落。氧化镁、氧化锌作为碱性氧化物可以中和反应中生成的酸，氧化镁还能使烟灰中氧化钒熔点提高，改变烟灰的黏性，在传热面上的积灰变得疏松而掉落。以上组分共同作用于烟炱，在200℃-250℃的工作温度条件下，灰垢中的碳均被烧掉，减少了二氧化硫和氮氧化物的排放，对导热面起到缓蚀保护作用。
具体实施方式
烟灰(烟炱)本身是酸性的，酸性的强弱由燃料所含的杂质和燃烧状况造成的。轻质柴油含硫少，燃后的烟灰酸性弱，其PH值可在2.8以上；劣质重柴油含硫较多，燃后的烟灰酸性强，其PH值可在2.1以下。本发明的具体实施方式是要根据烟炱的PH值选定各个组分的配比。
实施例一，适用于PH值在2.8以上的弱酸性烟炱，除灰剂成分及重量百分比为：氧化锰1-5％，氯化铜6％，硝酸钠35％，氯化铵42％，氧化镁10％，氧化锌(锌灰)2-7％。燃烧过后，烟炱消失，掉落下的灰渣的PH值在6.5左右。
实施例二，适用于PH值在2.8以下、2.1以上的酸性烟炱，除灰剂成分及重量百分比为：氧化锰2-11％，氯化铜4-6％，硝酸钠33-42％，氯化铵33-45％，氧化镁1-11％，氧化锌(锌灰)5-10％。燃烧过后，烟炱消失，掉落下的灰渣的PH值在7-7.8。
实施例三，适用于PH值在2.1以下的强酸性烟炱，除灰剂成分及重量百分比为：氧化锰10-15％，氯化铜0％，硝酸钠30％，氯化铵40％，氧化镁18％，氧化锌(锌灰)0-2％。燃烧过后，烟炱消失，掉落下的灰渣的PH值在8左右。
本发明的制备方法是按组分比例充分混合均匀，一般先将氧化锰、氯化铜、氯化铵混均在一起形成铜铵、锰铵络合物，然后再依次加入硝酸钠、氧化镁和氧化锌，最后制成粉末混合物。使用时，用喷嘴喷入炉膛，根据显现的清灰效果调节喷入的频率和喷入量。本发明除了用于废气锅炉外，也可用于舰船主辅锅炉、工业锅炉、生活锅炉和电站锅炉经济器、空气预热器等设施。
Claims (4)
1.一种低温除灰剂，其特征在于其成分及重量百分比为：氧化锰1-15％，氯化铜0-6％，硝酸钠30-42％，氯化铵33-45％，氧化镁1-18％，氧化锌0-10％。
2.根据权利要求1所述的低温除灰剂，其特征在于其成分及重量百分比为：氧化锰1-5％，氯化铜6％，硝酸钠35％，氯化铵42％，氧化镁10％，氧化锌2-7％。
3.根据权利要求1所述的低温除灰剂，其特征在于其成分及重量百分比为：氧化锰2-11％，氯化铜4-6％，硝酸钠33-42％，氯化铵33-45％，氧化镁1-11％，氧化锌5-10％。
4.根据权利要求1所述的低温除灰剂，其特征在于其成分及重量百分比为：氧化锰10-15％，氯化铜0％，硝酸钠30％，氯化铵40％，氧化镁18％，氧化锌0-2％。
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