燃煤助燃剂技术的研究进展

剂 ，能显著改善煤的燃烧特性 ，即能够提高煤 的挥 在 添加 助燃 剂 的燃 烧过 程 中 ，助燃 剂 中的金 属离 子 发分的析出速率 ，降低煤的着火温度 ，加快焦炭的 在加热过程 中被活化 ，成为电子给予体 。其 自 身的 燃 烧 速 度 ，缩 短 燃 烧 时 间 ，从 而 提 高煤 的燃 烧 效 电子转 移 至碳表 面后 ，导致 碳表 面 的电子结 构也 发 率 。通过 在煤 中加 人少量 助燃 剂 ，可 以在促进 煤 的 生变化 ，可使碳 在燃烧 过程 中的结构性 质有 较大 的 完全 燃烧 的 同时 ，减少 粉尘 和污染 物 的排放 。本 文 改变 ，从 而改善 煤粉燃 烧 效率 。其 主要 机 理是加 入 在综 述 目前助 燃剂 技术研 究 现状 的基 础上 ，指 出 了 的助燃剂可以提高碳颗粒的气孔率 ，使煤粉的内部
快速吸附氧气 ，然后再次将氧原子传递给气态反 应物 。因此 ，氧原子 不停从 助燃 剂传递 到气 态反 应 物 ，降低 了气态反应物完全燃烧所需的活化能 ，降 低煤 的着 火点 和加快 煤炭 的燃烧 速率 ，加 快 了煤 的 均相 燃烧 过程 。 （ ）电子传递理论 。该理论认为助燃剂对碳 ２ 粒 作用 能够促 进煤 炭燃 烧过程 中的非均相 燃烧 ，即
分 为挥 发分 逸 出 、燃烧 （ 相燃 烧 ）和碳 粒 的着火 均
基金项 目：山东省环保产业技术研究项 目：２０ Ｌ ０ ２ ０９ Ｙ ０
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煤炭燃烧是一个复杂的氧化过程 ，一般可以 】
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朱孔赞 ，等 ：燃煤助燃剂技术 的研究进展
燃煤助燃剂技术的研究进展
朱孔 赞Ｌ 张战 营 赵 洪义 李成武。 夏 宗艳 朱建平
１ 南理工大学材料科 学与工程 学院，４４ ０ ；２山东宏 艺科技 股份 有限公 司，２ ６０ ． 河 ５０ ０ ． ７０ ０
摘 要 燃煤助燃剂 能够增加煤 的挥发分 的析出速率 和发热量 ，降低 煤的着火速度 ，提高煤 的燃 烧速 率 ，缩 短煤燃烧 时间，减￣ ｓ ： Ｏ 的排放量。在水泥厂煤 （ ．ｏ 和Ｎ ｘ － 或生料 ）入磨时加入燃煤助燃剂 ，能够有效节
煤 助燃剂 技术 未来 的发 展方 向 。
１ 助燃 机理
和外部同时发生反应 ，降低了碳完全燃烧时所需的 活化 能 ，加快 煤炭 的燃烧 速率 ，提 高煤挥 发分 的析
出速度。在燃烧过程中，还可能使煤粉破裂成更细 小 的颗 粒 ，增 大煤 粉 的燃 烧效 率 ，从而 提高 煤粉燃 燃烧 （ 非均相燃烧 ）。助燃剂能降低煤燃烧的表观 烧 率 。 活化能 ，降低煤的着火点和加快煤炭 的燃烧速率 ； ’ 在水泥煅烧 中，煤炭在助燃剂 的作用下 ，加 能加速煤热解过程中各种结合键 的断裂 ，提高煤挥 速 强 氧化 物 、催 化 剂 经 气 化 后 释 放 氧 和 催 化 剂 元 发 分 的析 出速度 。从 目前 的研 究来看 ，助燃机 理 可 素 ，与生料 中释放 出来的Ｈ ０ Ｏ 等形成 的混合 、Ｃ 分 为 以下两 类【 。 ２ 】 气体产生化学反应 ，进行离子交换 ，使煤炭 的燃烧
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新世 纪水 泥导报
Ｃｅ ｎ ｉｅｆ ｒ ｅ Ｅ ｏ ｈ ｍｅ ｔ Ｇｕｄ ｗ ｐ ｃ ｏ Ｎ 试 劈 与研 究
中图分 类号：Ｔ ７ ． ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —４ ３２ １ ）５０ ０ ．３ ＤＯＩ Ｑ１２６ ． ２２ ０ ８０ ７ （０２０ —０ ８０ 编码 ：１．９ ９ ．ｓ．０ ８０ ７ ．０ ２０ ． ３ ０３ ６／ｉ ｎ１０ —４ ３２ １．５ ０ ｊｓ ０
煤。 关键 词 助燃 剂 机 理 种 类
（ ）氧传递理论。该理论认为助燃剂对气态 １ 反应物作用能够促进煤炭燃烧过程 中的均相燃烧 ， 生产 中的燃料主要是煤炭 。每年至少有近２ 亿吨煤 即在 添加助燃 剂 的燃烧 过程 中 ，逸 出的气态反 应 物 炭 能源被 水泥行 业 消耗掉 ， 占到全 年煤 炭开 采总量 具 有 还原性 ，可 以夺取 助燃 剂 中的氧原 子 。失去 氧 的１１ 。煤 炭是 我 国水泥 生 产 的主要 燃料 ，又是水 原 子 的 助燃 剂 具 有 很 强 的还 原 性 ，能 够 从气 相 中 提 高 １０ｑ 以上 ，促使 煤 炭迅 速 燃烧 和催 化 燃 ０ Ｃ
烧。燃烧的强度提高 ，给水泥煅烧提供了足够的热 能 ；同时也提 高 了水 泥煅烧 热 动力 ，加 速热传 递 ， 促进 质点 、固相 、气 相 、液 相 反应 ，提 高 了物质 扩 和燃烧更加容易。Ｆ Ｃ： ｅ １ ｅ１ 与Ｆ Ｃ， 的作用相似 ，只是 散速度和相间反应速度 ， 从而实现经济 、环保双赢 改 善 效果 更 差 一 些 。Ｆ ｅ０ 对煤 燃 烧 过 程 的 影 响不 大 ，但在５０℃左右的煤燃烧能够提高燃烧速度。 ５ 的水 泥熟 料优 化煅 烧 生产 过程 。
２ 助燃 剂种 类
响。结果表明含铁 能降低煤燃烧 的着火温度和反应 活化能 。其 中 ，Ｆ Ｃ ｅ１ 能促进挥发分 的逸出率 ，降 低煤焦 的着火温度 ，提高燃烧速率 ，从而使着火
。 引 言
我 国是 世 界 水 泥 生 产 大 国和 消 费 大 国 ，水 泥
泥 生产原 燃料 消耗 的主要 指 标之一 ，煤 炭质 量不仅 影 响水 泥熟料 煅烧 的产 量 、质量 ，而且 也关 系 到水 泥 生产成 本 的高低 。因此 ，提高 煤炭 的燃烧 效率 ， 减 少污染 物 的排放 ，实现煤 洁净 高效 燃烧 ，不仅 具 有 较高 的经 济效 益 ，同时也 具有 重大 的社会 意 义 。 为 了实 现这 一 目标 ，使 用燃 煤 助燃剂 （ 以下简 称助 燃 剂 ）是较 为有 效 的措施 之一 。在燃 煤 中加入 助燃