[发明专利]液态煤浆组合物

说明书

技术领域

本发明系一种液态煤浆组合物，特别系关于一种具备高灰熔融点的液态煤浆组合物，其可降低燃烧时炉渣的形成，减少作业人员清理锅炉的频率以及延长锅炉的使用寿命。

背景技术

近年来，随着世界原物料价格不断地飙涨，重油的成本亦不断地上升，迫使大部分的锅炉燃烧业者纷纷改用价格低廉的水煤浆取代重油作为燃料。

众所皆知地，水煤浆为由约60至70％煤材、约30至40％水及微量用来均匀分散煤材于水中的分散剂混合制得。燃烧时，平均每公斤水煤浆产生的热量约为4,200至4,800大卡，换而言之，平均约二公吨的水煤浆可以取代一公吨的重油。此外，水煤浆的燃烧温度比重油的燃烧温度低约100至200℃，可大幅地减少燃烧时二氧化硫及氮氧化物(NO_X)的排放，降低环境污染。

除了上述可减少燃烧时二氧化硫及氮氧化物排放的优势外，水煤浆的其它排放指标均能符合各国环境保护的规定，举例来说：烟尘排放浓度小于中国大陆规定的200mg/m3，烟气黑度为0-0.5级(中国大陆规定标准的烟气黑度须低于1级)。但，惟水煤浆燃烧时会形成炉渣于锅炉，使得锅炉燃烧业者相当困扰。炉渣的形成除了造成燃烧效率低落外，亦可能造成锅炉燃烧时受热传导不均匀而发生爆炸等意外，因此作业人员须经常清理锅炉避免意外的发生，造成人员的困扰以及人力、金钱等资源无谓的浪费。另一方面，炉渣的形成亦可能造成锅炉的使用寿命降低，因此锅炉业者须经常更换锅炉，造成金钱无谓的损失。

根据研究指出，水煤浆燃烧时炉渣的形成主要成因在于：(1)燃烧时，水煤浆产生雾化效果不佳，造成燃烧不完全，导致水煤浆快速干燥与焦化，而形成炉渣；(2)水煤浆的燃烧温度高于灰熔融点，于达到燃烧温度前多数水煤浆早已呈现熔融态黏附于锅炉，而形成炉渣。根据研究更进一步地指出，前者的原因可透过改善水煤浆的煤材质量与燃烧雾化效果获致改善；然，后者的原因则须透过提高水煤浆的灰熔融点，才能获得改善。但是，对于锅炉业者而言，寻找一种提高水煤浆的灰熔融点的方案确实为一大课题。

是以，如何提高水煤浆的灰熔融点确实为本发明技术领域的人士急需解决的问题，亦为本发明所欲解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种液态煤浆组合物，其具有高灰熔融点，得以降低燃烧时炉渣的形成。

本发明的另一目的在于提供一种液态煤浆组合物，其可取代习用的水煤浆、重油作为锅炉燃烧的燃料。

为了实现上述此等或其它目的，本发明的液态煤浆组合物，系包括：

(1)煤材；

(2)液体，系用以溶解该煤材；

(3)添加剂，系为含二氧化硅(SiO₂)及三氧化二铝(Al₂O₃)的材料；以及

(4)分散剂，系用以均匀地分散该煤材与该添加剂于该液体中。

藉由本发明，当该液态煤浆组合物燃烧时，该添加剂中的二氧化硅及三氧化二铝会吸附该液态煤浆组合物受高温挥发的碱金属物质(如：钠离子、钾离子)并发生化学反应，形成固态的碱化合物；然，关于前述化学反应系如下列反应式表示说明：

Al₂O₃+2SiO₂+2KCl+H₂O→2KAlSiO₄+2HCl

Al₂O₃+4SiO₂+2KCl+H₂O→2KAlSi₂O₆+2HCl。接着，利用吹灰即可去除前述固态的碱化合物。藉此，可避免该受高温挥发的碱金属物质与其它物质发生反应形成熔融态的碱化合物，进而提供该液态煤浆组合物高灰熔融点，不致于达到燃烧温度前呈现熔融态，黏附于锅炉形成炉渣。

具体实施方式

本发明的液态煤浆组合物系根据习用水煤浆的燃烧温度高于其灰熔融点，使得习用水煤浆燃烧时易形成炉渣，而提出的改良。

是以，本发明的液态煤浆组合物，其包括：

(1)煤材；

(2)液体，系用以溶解该煤材；

(3)添加剂，系为含二氧化硅及三氧化二铝的材料；以及

(4)分散剂，系用以均匀地分散该煤材与该添加剂于该液体中。