燃煤催化燃燒節(jié)能及減排二氧化硫技術(shù)

1、北京金源化學(xué)集團(tuán)2008年10月燃煤催化燃燒節(jié)能及減排二氧化硫技術(shù)（煤燃燒催化劑CHARNA C及應(yīng)用）公司簡介技術(shù)簡介及CHARNA C 節(jié)能減排機(jī)理CHARNA C 驗(yàn)證試驗(yàn)及鑒定CHARNA C 工業(yè)化試驗(yàn)及部分應(yīng)用案例主 要 內(nèi) 容 成立于1993年,注冊資金10000萬 北京市高新技術(shù)企業(yè) 專業(yè)性公司：致力于環(huán)保與能源、精細(xì) 化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域 北京市人事局30家重點(diǎn)扶持民營企業(yè)之一 北京市知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利引擎試點(diǎn)單位 北京市管理創(chuàng)新一等獎(jiǎng)公司簡介 金源化學(xué)（CHARNA）將逐步形成集研究開發(fā)、生產(chǎn)、銷售一體化，經(jīng)營國際化，立足國內(nèi)，拓展國際，在精細(xì)化工領(lǐng)域發(fā)展成為有影響力乃至有領(lǐng)導(dǎo)力的

2、專業(yè)性企業(yè) 金源化學(xué)最高發(fā)展目標(biāo)化學(xué)的金源致力于未來的化學(xué) 金源化學(xué)公司理念北京金源東和化學(xué)有限責(zé)任公司上海金源東和化學(xué)有限公司上海天格化工有限公司重慶金源東和化學(xué)有限公司北京金源化學(xué)集團(tuán)濟(jì)南分公司北京金源化學(xué)集團(tuán)西安分公司北京金源化學(xué)集團(tuán)香港分公司北京金源化學(xué)集團(tuán)化學(xué)研究所北京金源正和醫(yī)藥研究所北京金源化學(xué)集團(tuán)阜新氟化物研究所北京金源化學(xué)集團(tuán)涂料實(shí)驗(yàn)室金源化學(xué)集團(tuán)北京金源化學(xué)集團(tuán)南京分公司煤燃燒催化劑技術(shù)機(jī)理技術(shù)簡介燃煤催化燃燒節(jié)能及減排二氧化硫技術(shù)通過在煤中添加催化劑CHARNA C ，改善燃煤燃燒的動(dòng)力學(xué)特征，提高爐內(nèi)燃煤燃燒速率、使燃燒更充分，達(dá)到節(jié)能的目的；同時(shí)優(yōu)化燃煤顆粒的表面性能

3、，促進(jìn)煤中灰分與硫氧化物反應(yīng)，達(dá)到脫硫作用；煤燃燒催化劑CHARNA C還能有效減少燃煤鍋爐焦、積灰的生成并除焦、除積灰、改善燃燒器工作狀況。本技術(shù)對(duì)不可再生資源的綜合利用、降低燃煤過程的污染物排放和生產(chǎn)安全有著突出的表現(xiàn)和貢獻(xiàn)。煤燃燒催化劑簡介由北京金源化學(xué)集團(tuán)有限公司（CHARNA）開發(fā)的一種環(huán)保型高效專利產(chǎn)品，專利申請?zhí)枺?200610075905.0 200610114749.4 200710120708.0為暗紅色液體，有輕微氣味，且完全不溶于水。CHARNA C主 要 成 分 載體相：一定比例的石油餾出物起催化作用的活性物質(zhì)第一類:氧自由基活性組分第二類:催化裂解活性組分輔助促進(jìn)劑

4、（滲透類、表面活性類組分）CHARNA C 作用機(jī)理氧自由基引發(fā)機(jī)理在較低溫度下就能開始釋放出大量的含氧游離基，與煤中的揮發(fā)分結(jié)合，降低反應(yīng)活化能，促進(jìn)燃燒、提高燃燒強(qiáng)度、改善工況和降低污染物排放； 降低不完全燃燒熱損失； CHARNA C 作用機(jī)理過渡金屬螯合物催化機(jī)理過渡金屬螯合物作為催化裂解的催化劑能夠減低大分子碳鏈/碳環(huán)裂解活化能，提高裂解速度；利用煤中固有水分提供氫原子，完成加氫過程，最后產(chǎn)生較多的低分子量或小分子量的碳?xì)浠衔?，增加揮發(fā)份析出，使燃燒更加容易和迅速；在溫度大于350的氣氛中，能裂解省煤器等位置的類焦油類物質(zhì)，達(dá)到除焦的目的，改善工況； 激活灰渣中有效固硫金屬離子，提

5、高煤灰自身固硫效率 。CHARNA C 作用機(jī)理高效滲透、擴(kuò)散機(jī)理滲透類組分幫助催化劑在煤中滲透分散；功能性表面活性劑組分保證燃燒過程中使煤核保持高的空隙率和高的比表面積，使熱量及時(shí)擴(kuò)散均勻，避免了爐內(nèi)局部溫度過高，保證堿土金屬氧化物的活性，使得能夠最大限度的和SOx 進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到脫除SOx 的作用；有效減小氣-固相燃燒反應(yīng)的擴(kuò)散阻力，增大動(dòng)力學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)；提高灰渣對(duì)二氧化硫的吸附性能。煤的燃燒過程空 氣具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的灰氧氣需要擴(kuò)散過灰層達(dá)到新的煤炭表面才能繼續(xù)煤的燃燒反應(yīng)O2O2O2CHARNA C 作用機(jī)理總結(jié)高效分散、滲透大顆粒爆裂氧自由基引發(fā)提高燃燒強(qiáng)度降低活化能金屬螯合物催化

6、劑提高燃燒效率裂解焦垢金屬螯合物催化劑提高換熱效率催化節(jié)煤解釋E1：未催化活化能E2：催化反應(yīng)活化能H：反應(yīng)熱催化劑的使用，使得反應(yīng)的活化能降低，同樣反應(yīng)條件下，可以轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的分子數(shù)增加，使反應(yīng)變得容易進(jìn)行在一定的工況下，煤顆粒通過燃燒區(qū)的平均停留時(shí)間是一定的，并不是無限的，這導(dǎo)致實(shí)際煤的不完全燃燒 催化劑并不改變反應(yīng)的熱力學(xué)本質(zhì)，但改變了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性，也就是改善了反應(yīng)進(jìn)程，使實(shí)際的反應(yīng)進(jìn)行的更容易、更徹底。 宏觀上，催化劑的加入主要作用是使得在相同的停留時(shí)間內(nèi)，有更多的煤發(fā)生了氧化反應(yīng)，放出更多的熱量。相關(guān)產(chǎn)品機(jī)理比較國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品助燃劑（強(qiáng)氧化劑輔助金屬鹽）催化劑（金屬氧化物、金屬羧酸

7、鹽、低分子醇）煤燃燒催化劑CHARNA C 并不是通過提供“氧”而助燃，而是通過提供大量的游離基達(dá)到催化效果有機(jī)金屬鹽對(duì)煤燃燒的催化作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無機(jī)鹽的催化作用CHARNA C輸送系統(tǒng)技術(shù)展望：全面解決方案燃煤催化清潔燃燒技術(shù)灰渣綜合利用技術(shù)煙氣綜合治理技術(shù) 催化清潔燃燒技術(shù) 燃煤CHARNA C 配套技術(shù) 燃煤鍋爐運(yùn)行診斷、 控制技術(shù) 配煤系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié) 能改進(jìn)技術(shù) 煙氣SO2、NOx 減排技術(shù) 煙氣飛灰含碳量 在線檢測技術(shù) 高硫煤煙氣再利 用技術(shù) 功能性粉煤灰利用技術(shù) 粉煤灰煙氣脫硫技術(shù) CHARNA C 權(quán)威驗(yàn)證及鑒定測試用高效煤粉爐煤科院0.5MW高效煤粉鍋爐系統(tǒng)控制系統(tǒng)試驗(yàn)用大同煤煤質(zhì)

8、特性分析 煤炭科學(xué)研究試驗(yàn)結(jié)果表 試驗(yàn)CHARNA C添加比例輸出熱功率MW正平衡鍋爐效率反平衡鍋爐效率煙氣SO2含量mg/m3煙氣NOx含量ppm100.374584.98988.319410557.321ml/6kg(煤)0.395388.60190.306390552.131ml/5kg(煤)0.418988.70790.312300512.441ml/4kg(煤)0.413191.39392.815305464.951ml/3kg(煤)0.420188.68291.322300479.661ml/2kg(煤)0.415589.48189.579310459.4 煤炭科學(xué)研究總院北京煤化

9、工研究 分院 0.5MW 高效煤粉爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的性 能測試表明，添加煤燃燒催化劑 CHARNA C 后：鍋爐正反平衡效率平均提高 5.2，二氧化硫減排 25%，氮氧化物減排 17，固體不完全燃燒熱損失降低 4.2%，粉煤灰的排放量顯著減少。煤炭科學(xué)研究試驗(yàn)結(jié)果表 行業(yè)推廣CHARNA C 項(xiàng)目試驗(yàn)方案試 驗(yàn) 方 案平行對(duì)比實(shí)驗(yàn)在穩(wěn)定生產(chǎn)工況的條件下，每天記錄實(shí)際工況下是否添加煤燃燒催化劑CHARNA C時(shí)的鍋爐所消耗的原煤量（噸）、鍋爐生產(chǎn)的一定溫度和壓力的蒸汽量（噸），并取樣檢測每天所用原煤的平均低位發(fā)熱量（kJ/kg）、粉煤灰中的平均可燃物含量（）和爐渣中的平均可燃物含量（）等數(shù)據(jù)；通過計(jì)算

10、原煤產(chǎn)氣量、標(biāo)煤產(chǎn)氣量、標(biāo)煤產(chǎn)氣熱等數(shù)據(jù)，考核添加CHARNA C 催化劑的節(jié)煤率空白期:5-7天；添加期：7-10天在穩(wěn)定燃煤質(zhì)量條件下，分析煙氣中SO2組分的含量CHARNA C工業(yè)化應(yīng)用案例瀘州熱電75t/h中溫中壓煤粉爐概況2臺(tái)DG75/391型75T/h煤粉鍋爐（1#、2#）主要參數(shù)：過熱蒸汽壓力3.82MPa、過熱蒸汽溫度450、熱風(fēng)溫度297、給水溫度170、設(shè)計(jì)效率88%。試驗(yàn)以瀘州熱電06年10月至07年3月18號(hào)近半年的平均噸標(biāo)煤產(chǎn)汽量8.19t/t (蒸汽/標(biāo)煤)作為考核評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。添加位置：1#爐和2#爐的細(xì)粉分離器至粉倉的密封下落段處添加，添加比例為0.2L/t(煤粉)

11、 瀘州熱電結(jié)果 指標(biāo)階段平均低位發(fā)熱值(Kcal/kg)噸標(biāo)煤產(chǎn)汽量（t/t）正平衡效率（）煙氣SO2濃度(mg/m3)粉煤灰燒失（）爐渣燒失（）未添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)35578.19801250.766.316.04添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)35858.9485960.223.274.89瀘州熱電結(jié)果節(jié)煤率為9.2%；粉煤灰燒失量：1#爐降低2.61%；2#爐降低3.46%；平均下降3.04%1#爐、2#爐混合爐渣燒失量降低1.15%；煙氣二氧化硫濃度降低23.23%時(shí)風(fēng)熱電130t/h高溫高壓CFB時(shí)風(fēng)結(jié)果 指標(biāo)階段平均低位發(fā)熱值(Kcal/kg)噸標(biāo)煤產(chǎn)汽量（t/t）粉煤灰燒失（）爐渣燒失（）未添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)5

12、5149.3323.31.87添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)54489.9319.61.02節(jié)煤率：6.43%濟(jì)南琦泉熱電75t/h次高溫次高壓CFB概述時(shí)間：2007-3-25 2007-4-52臺(tái)（4#爐、5#爐）濟(jì)鍋75t/h次高溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐維持相同的運(yùn)行負(fù)荷，在5#爐進(jìn)行添加，對(duì)5#爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行添加前后的縱向比較，同時(shí)，并與4#爐進(jìn)行了橫向比較。鍋爐燃煤統(tǒng)一采用工廠循環(huán)流化床通用配煤 (原煤：煤泥：煤灰1：3：1) 琦泉結(jié)果 指標(biāo)階段加權(quán)平均低位發(fā)熱值(Kcal/kg)4 爐平均標(biāo)煤產(chǎn)汽量（t）5 爐平均標(biāo)煤產(chǎn)汽量（t）4鍋爐正平衡效率（）5鍋爐正平衡效率（）5鍋爐煙氣SO2濃度(mg/m

13、3)5鍋爐粉煤灰燒失（）未添加平均數(shù)據(jù)42899.019.0486.2887.0216409.22添加試驗(yàn)平均數(shù)據(jù)40579.2910.1189.2397.3414106.01琦泉結(jié)果5鍋爐添加前后縱向?qū)Ρ龋汗?jié)煤率11.84%添加后4、5鍋爐水平對(duì)比：節(jié)煤率8.83%5鍋爐一級(jí)電除塵粉煤灰燒失量降低：3.21%恒通熱電240t/h高溫高壓CFB恒通結(jié)果 指標(biāo)階段平均低位發(fā)熱值(Kcal/kg)噸標(biāo)煤產(chǎn)汽量（t/t）鍋爐效率（）煙氣二氧化硫濃度（mg/m3）未添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)47549.7587.754691添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)436810.4693.363746節(jié)煤率：7.3%二氧化硫減排：20.1%明水

14、熱電130t/h中溫中壓CFB明水結(jié)果 指標(biāo)階段平均低位發(fā)熱值(Kcal/kg)噸標(biāo)煤產(chǎn)汽量（t/t）未添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)51129.44添加試驗(yàn)數(shù)據(jù)537010.23節(jié)煤率：7.7%使用的好處在原有燃燒條件不變的情況下，用戶使用CHARNA C后可節(jié)省燃煤 610;SO2減排幅度 2030%;渣燒失量減少約13%，灰燒失量減少約36%;2煤的燃盡率提高，灰渣排放量顯著減少；脫除鍋爐中的焦垢，提高換熱效率；在配燒貧煤的條件下能保持鍋爐負(fù)荷基本不變；添加量小，使用方便。CHARNA C 政策支持和榮譽(yù)CHARNA C項(xiàng)目政策資源曾培炎副總理對(duì)“鍋爐化學(xué)增效應(yīng)成為節(jié)能減排的重要途徑”建議的批復(fù)國家發(fā)改委副主任解振華針對(duì)“鍋爐化學(xué)增效應(yīng)成為節(jié)能減排的重要途徑”建議的批復(fù)重慶市市長對(duì)“煤燃燒催化劑項(xiàng)目重慶地區(qū)經(jīng)濟(jì)性分析報(bào)告”批復(fù)中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)推薦的“十一五”期間石油和化工行業(yè)重點(diǎn)