專利名稱：一種煤炭納米催化媒及其合成工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤炭納米催化媒合成工藝，屬粉煤納米催化媒制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國(guó)外的煤催化燃燒添加劑領(lǐng)域的技術(shù)研究已經(jīng)趨于成熟，并且已經(jīng)在水泥、 電廠、鋼鐵和化工工業(yè)得到實(shí)踐應(yīng)用。我國(guó)的煤化研究工作者也于二十世紀(jì)的90年代開展了煤的催化燃燒技術(shù)研究，并取得了很多可喜的進(jìn)步。從國(guó)內(nèi)外專利檢索、文獻(xiàn)檢索及實(shí)際應(yīng)用案例的情況來分析，大體上可以分為兩類第一類以工業(yè)鹽為主的氧化催化材料，包含Mn02、Fe203> MgCO3> MnCO3> NaCl (食鹽)、MgCl2, MgO, CaO, CaF2, FeCl3> FeCl2及含有此類材料的工業(yè)廢渣如轉(zhuǎn)爐煙塵、爐渣、礦渣、浸出渣等。此類催化燃燒劑價(jià)格相對(duì)低廉，但產(chǎn)品催化效能一般，由于使用量較大因此儲(chǔ)輸過程存在安全隱患，使用中也難于與煤粉形成微觀結(jié)構(gòu)分散，導(dǎo)致催化效果不穩(wěn)定。第二類以不同有機(jī)材料為核心載體，負(fù)載具有不同催化媒效能的金屬離子，負(fù)載方式主要有兩種一種是有機(jī)載體相直接與催化媒金屬離子形成有機(jī)金屬鹽，這類物質(zhì)包含醋酸鹽、琥珀酸鹽、脂肪酸鹽類有機(jī)酸鹽。如中國(guó)專利CN1718699A采用主體原料為醋酸鹽草酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽、琥珀酸鹽、脂肪酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、氨基磺酸鹽、 馬來酸鹽、富馬酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、鞣酸鹽、乳酸鹽、羥基酸鹽、苯甲酸鹽、環(huán)烷酸鹽、 異辛酸鹽、三甲基乙酰叔酮酯銅、甲基環(huán)戊二烯三羧基錳等。這類催化燃燒材料同時(shí)具有滲透、活化、氧化性能。第二種有機(jī)載體是以滲透劑、活化劑、氧化劑為主體的有機(jī)負(fù)載相，有機(jī)材料分子結(jié)構(gòu)內(nèi)不含有催化效能的金屬離子，這類材料包括聚氧乙烯蓖麻油酸、山梨糖醇酐三硬脂酸酯、丁基萘磺酸鈉、磺化琥珀酸二辛酯鈉、蓖麻油、聚乙烯醇、β -甲基丙烯酸、 乳酸等，再輔以第一類無機(jī)金屬催化材料，制備出具有良好滲透、分散能力催化材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)催化產(chǎn)品普遍存在的添加方式、產(chǎn)品分散情況不理想，原材料種類繁多復(fù)配材料的選擇優(yōu)化，添加量的優(yōu)化等存在的問題提出一種全新的煤炭納米催化媒及合成制備工藝，得到一種煤炭納米催化媒。本發(fā)明制備的煤炭納米催化媒能促進(jìn)粉煤燃燒減少飛灰、未燃燒碳粒及渣的發(fā)生量，降低煤炭使用量。本發(fā)明的內(nèi)容為煤炭納米催化媒，其特征在于按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成成份連續(xù)溶劑載體相組分由滲透單元磺化琥珀酸二辛酯鈉和氧化單元蓖麻油酸堿金屬取代物組成，占總重量的50% -70% ；連續(xù)溶質(zhì)載體相組分由分散單元聚氧乙烯蓖麻油酸和氨基醇酸組成，占總重量的 5% -10% ；連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分由乳化單元硬脂酸鈉和表面活性單元聚乙烯吡咯烷酮組成，占總重量的20% -30% ；高活性納米催化媒分散相組分混晶型納米TiO2、納米Fe2O3、納米CaO共同組成，占總重量的5% -10%。一種煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為將連續(xù)溶劑載體相組分在10-40°C室溫條件下置于高速剪切攪拌釜中，控制攪拌雷諾數(shù)在5000-10000，攪拌10-12分鐘；完成連續(xù)溶劑載體相組分?jǐn)嚢枳鳂I(yè)后，在15-30分鐘內(nèi)將連續(xù)溶質(zhì)載體相組分均勻加入，完成連續(xù)溶質(zhì)載體相加入后，控制攪拌雷諾數(shù)10000-20000繼續(xù)攪拌處理30-60分鐘。完成連續(xù)溶質(zhì)載體相組分加入作業(yè)后，在2-5分鐘內(nèi)將連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分均勻加入，完成連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分加入后，控制攪拌雷諾數(shù)40000-80000繼續(xù)攪拌處理60-90分鐘。完成連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分加入作業(yè)后，將高活性納米催化媒分散相一次性完成投料，控制攪拌雷諾數(shù)20000-30000，同時(shí)開啟超聲乳化裝置，超聲強(qiáng)度lkw/30-50L催化媒，超聲乳化反應(yīng)60-90分鐘。連續(xù)溶劑載體相組分由65% -85%滲透單元磺化琥珀酸二辛酯鈉與15% -35% 氧化單元蓖麻油酸堿金屬取代物采用高速剪切攪拌制備，制備過程中保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為 50000-80000，處理時(shí)間為6-12小時(shí)。連續(xù)溶質(zhì)載體相組分之特征在于分散單元聚氧乙烯蓖麻油酸85% -95%與氨基醇酸5% -15%，合成過程采用高速剪切攪拌制備，保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為40000-60000，處理時(shí)間為2-6小時(shí)。連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分由35% -75%乳化單元硬脂酸鈉與25% _65%表面活性單元聚乙烯吡咯烷酮，采用對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)進(jìn)行預(yù)均化處理，預(yù)均化處理中過程要求氣體壓強(qiáng)為0. 7-1. OMPa，載流氣/乳化或表面活性單元質(zhì)量比為0. 5_2。高活性納米催化媒分散相之特征在于按混晶型納米TW230 % -55%、納米 Fe20315% _25%、納米Ca020% -55%的比例分散復(fù)配完成；所述的混晶型納米TW2為銳鈦型納米TiO2與金紅石型納米TiO2按質(zhì)量比4 1的比例混合制得。高活性納米催化媒分散相之特征在于對(duì)其進(jìn)行表面改性預(yù)處理，將鈦酸酯偶聯(lián)劑-2%于20-40°C室溫下溶解于無水乙醇98% -99 %，制備表面預(yù)處理改性液；高活性納米催化媒分散相25% -30%與70% -75%的表面預(yù)處理改性液混合低速攪拌，保持 2000-5000的攪拌雷諾數(shù)，處理時(shí)間為M-72小時(shí)；最后采用旋流噴霧干燥法脫溶劑，干燥溫度為90-140°C，制得高活性納米催化媒分散相。納米TiA之特征在于采用水解法制備的納米TiO2,以鈦的氯化物水解生成氫氧化鈦，再經(jīng)流態(tài)化煅燒，控制煅燒溫度300-35(TC制得金紅石型納米TiO2,控制煅燒溫度 700-80(TC制得銳鈦型納米Ti02。將銳鈦型納米氧化鈦與金紅石型納米氧化鈦按4 1制得混晶型納米Ti02?；炀图{米TW2比表面積介于60-100m2 · g—1，采用kherrer公式D =K λ / β cos θ，K為kherrer常數(shù)0. 89，D為晶粒尺寸(nm)，β為積分半高寬度(rad)； θ為衍射角2 θ =26°，λ為0. 154056nm，計(jì)算納米TiR的晶粒度為5nm_15nm，SEM電鏡分析粒徑介于10nm-30nm。納米F^O3之特征在于采用均勻沉淀法制備的α -Fe2O3型納米晶相結(jié)構(gòu)，是以 Fe(NO3)3 · 9Η20為鐵源，CO(NH2)2為沉淀劑，控制水解反應(yīng)條件使溶液中的酸堿反應(yīng)處于平衡與非平衡的臨界狀態(tài)，制備納米α-Fe2O3前驅(qū)物，再經(jīng)流態(tài)化煅燒得到的納米α-Fe2O3， 比表面積需大于45m2 .g-1，采用kherrer公式D = KA/0cos0，K為kherrer常數(shù)0. 89， D為晶粒尺寸(nm)，β為積分半高寬度(rad) ； θ為衍射角2 θ = 33°，λ為0. 154056nm, 計(jì)算納米α -Fe2O3的晶粒度為20nm-30nm，SEM電鏡分析粒徑介于25nm_40nm。納米CaO采用碳化-噴霧熱解法制備的納米CaO。該法將石灰乳與表面活性劑混合后噴射進(jìn)入碳化塔，惰性介質(zhì)負(fù)載活性成分(X)2在碳化塔中與石灰乳循環(huán)逆流接觸制得鈣基前軀體，再經(jīng)噴霧熱解制得活性納米CaO。本發(fā)明所制備的催化媒是一種油性液體與水不互溶，在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，不含爆炸性成分及重金屬成分，不會(huì)對(duì)燃燒設(shè)備產(chǎn)生任何危害。經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證催化節(jié)煤率達(dá)到 11% -18% ；有效降低S0x、N0x等污染物的排放量；消除爐內(nèi)結(jié)焦及結(jié)皮現(xiàn)象；促進(jìn)粉煤穩(wěn)定燃燒；提高氧氣的流動(dòng)活性提高其利用率，降低一次風(fēng)通入量，降低惰性氣體引入帶來的能量損耗。


圖1本發(fā)明合成工藝設(shè)備連接2為本發(fā)明的合成工藝流程圖。圖1中1-磺化琥珀酸二辛酯鈉；2-蓖麻油酸堿金屬取代物；3-聚氧乙烯蓖麻油酸；4-氨基醇酸；5-硬脂酸鈉；6-聚乙烯吡咯酸；7-混晶型納米；8-納米Fe203 ；9-納米 CaO ；10-鈦酸酯偶聯(lián)劑；11-無水乙醇，12-連續(xù)溶劑載體相；13-連續(xù)溶質(zhì)載體相；14-連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相；15-高活性納米催化媒分散相。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明催化媒主要成份包括連續(xù)溶劑載體相組分由滲透單元磺化琥珀酸二辛酯鈉和氧化單元蓖麻油酸堿金屬取代物組成，占總重量的50% -70% ；連續(xù)溶質(zhì)載體相組分由分散單元聚氧乙烯蓖麻油酸和氨基醇酸組成，占總重量的 5% -10% ；連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分由乳化單元硬脂酸鈉和表面活性單元聚乙烯吡咯烷酮組成，占總重量的20% -30% ；高活性納米催化媒分散相組分混晶型納米TiO2、納米Fe2O3、納米CaO共同組成， 占總重量的5% -10%。本發(fā)明的技術(shù)方案是，其步驟(1)將65% -85%滲透單元磺化琥珀酸二辛酯鈉與15% -35%氧化單元蓖麻油酸堿金屬取代物采用高速剪切攪拌，制備過程中保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為50000-80000，處理時(shí)間為 6-12小時(shí)。制備得到連續(xù)溶劑載體相組分。(2)將分散單元聚氧乙烯蓖麻油酸85% -95%與氨基醇酸5% -15%，合成過程采用高速剪切攪拌制備，保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為40000-60000，處理時(shí)間為2-6小時(shí)，制備得到連續(xù)溶質(zhì)載體相組分。(3)將35%-75%乳化單元硬脂酸鈉與25%-65%表面活性單元聚乙烯吡咯烷酮，采用對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)進(jìn)行預(yù)均化處理，預(yù)均化處理中過程要求氣體壓強(qiáng)為0. 7-1. OMPa, 載流氣/乳化或表面活性單元=0. 5-2 (質(zhì)量比)，制備得到連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分。(4)將混晶型納米 TiA 30%-55%、納米 Fii2O3 15%-25%、納米 CaO 20% -55% 的比例分散復(fù)配完成，制備得到高活性納米催化媒分散相組分。(5)將高活性納米催化媒分散相進(jìn)行表面改性預(yù)處理。具體是將鈦酸酯偶聯(lián)劑 -2%于室溫Q0-4(TC )溶解于無水乙醇98% -99%，制備表面預(yù)處理改性液；高活
性納米催化媒分散相25% -30%與70% -75%的表面預(yù)處理改性液混合低速攪拌，保持 2000-5000的攪拌雷諾數(shù)，處理時(shí)間為M-72小時(shí)。最后采用旋流噴霧干燥法脫溶劑，干燥溫度為90-140°C，制得高活性納米催化媒分散相。(6)納米TW2的優(yōu)化選擇，需使用混晶型納米Ti02?；炀图{米TW2需由水解法及流態(tài)化煅燒方式制得的銳鈦型納米TiO2和金紅石型納米TiO2按質(zhì)量比4 1的比例混合，比表面積介于60-100m2 ν—1，采用kherrer公式計(jì)算的晶粒度為5nm-15nm，SEM電鏡粒徑分布分析介于10nm-30nm。(7)納米F^O3的優(yōu)化選擇，需采用均勻沉淀法制備的α -Fe2O3結(jié)構(gòu)的納米晶，要求納米α -Fe2O3是以！^ (NO3) 3 ·9Η20為鐵源，CO (NH2) 2為沉淀劑，制備納米α -Fe2O3前驅(qū)物， 再經(jīng)流態(tài)化煅燒得到的納米α -Fe2O3，比表面積介于45-60m2 q—1，采用kherrer公式計(jì)算納米α -Fe2O3的晶粒度為20nm-30nm，SEM電鏡粒徑分布分析介于25nm_40nm。(8)納米CaO的優(yōu)化選擇，需采用碳化-噴霧熱解法制備的納米CaO。石灰乳與表面活性劑混合后噴射進(jìn)入碳化塔，惰性介質(zhì)負(fù)載活性成分(X)2在碳化塔中與石灰乳循環(huán)逆流接觸制得鈣基前軀體，再經(jīng)噴霧熱解制得活性納米CaO，比表面積介于15-30m2 · 采用kherrer公式計(jì)算納米CaO的晶粒度為30nm-40nm，SEM電鏡粒徑分布分析介于 45nm_60nmo(9)煤炭納米催化媒合成工藝將連續(xù)溶劑載體相組分50% -70%，在10-40°C溫度中置于高速剪切攪拌釜中，控制攪拌雷諾數(shù)在5000-10000攪拌10-12分鐘。完成連續(xù)溶劑載體相組分?jǐn)嚢枳鳂I(yè)后，在15-30分鐘內(nèi)將連續(xù)溶質(zhì)載體相組分均勻加入，完成連續(xù)溶質(zhì)載體相加入后，控制攪拌雷諾數(shù)10000-20000繼續(xù)攪拌處理30-60分鐘。完成連續(xù)溶質(zhì)載體相組分加入作業(yè)后，在2-5分鐘內(nèi)將連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分均勻加入，完成連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分加入后，控制攪拌雷諾數(shù)40000-80000繼續(xù)攪拌處理60-90分鐘。完成連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分加入作業(yè)后，將高活性納米催化媒分散相一次性完成投料，控制攪拌雷諾數(shù)20000-30000，同時(shí)開啟超聲乳化裝置，超聲強(qiáng)度lkw/30-50L催化媒，超聲乳化反應(yīng)60-90分鐘。超聲乳化裝置為制藥工業(yè)及日常用品工業(yè)部門通用的超聲乳化裝置設(shè)備。為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實(shí)施案例進(jìn)一步闡明其生產(chǎn)制備過程，但本發(fā)明并不限于此實(shí)施例。(1)將65%滲透單元磺化琥珀酸二辛酯鈉136. 5Kg與35%氧化單元蓖麻油酸堿金屬取代物73. 5Kg采用高速剪切攪拌6小時(shí)，制備過程中保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為50000，制備得到連續(xù)溶劑載體相組分210Kg。(2)將13. SKg分散單元聚氧乙烯蓖麻油酸92%與1. 2Kg氨基醇酸8%，合成過程采用高速剪切攪拌制備，保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為40000，處理時(shí)間為2小時(shí)，制備得到連續(xù)溶質(zhì)載體相組分15Kg。(3)將30Kg 50%乳化單元硬脂酸鈉與30Kg 50%表面活性單元聚乙烯吡咯烷酮， 采用對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)進(jìn)行預(yù)均化處理，預(yù)均化處理中過程要求氣體壓強(qiáng)為1. OMPa，載流氣/乳化單元=1，載流氣/表面活性單元=1 (質(zhì)量比)。制備得到連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分60Kg。(4)將4. 5Kg混晶型納米Ti02、3. 75Kg納米F%03、6. 75Kg納米CaO分散復(fù)配，制備得到高活性納米催化媒分散相組分15Kg。(5)將高活性納米催化媒分散相進(jìn)行表面改性預(yù)處理。將0. 35Kg鈦酸酯偶聯(lián)劑于室溫O0-4(TC )溶解于34. 65Kg無水乙醇99%，制備表面預(yù)處理改性液；高活性納米
催化媒分散相15Kg30%與35Kg70%的表面預(yù)處理改性液50Kg混合低速攪拌，保持5000的攪拌雷諾數(shù)，處理時(shí)間為M小時(shí)。最后采用旋流噴霧干燥法脫溶劑，干燥溫度為135°C，制得高活性納米催化媒分散相。(6)混晶型納米TiO2由3. 6Kg銳鈦型和0. 9Kg金紅石型納米TW2按照4 1的比例混合，制得魂混晶型納米TiA 4. 5Kg,比表面積60m2 · g—1，晶粒度為15nm，SEM電鏡粒徑為25nm。(7)納米Fe2O3為α -Fe2O3晶相結(jié)構(gòu)，要求納米α -Fe2O3是以Fe (NO3) 3 · 9Η20為鐵源，CO(NH2)2為沉淀劑，均勻沉淀法制備得到，比表面積為45m2 · 晶粒度為25nm，SEM電鏡粒徑為35nm。(8)納米CaO由碳化-噴霧熱解法制備。比表面積為30m2 · g—1，晶粒度為40nm， SEM電鏡粒徑為55nm。(9)合成工藝將連續(xù)溶劑載體相組分210Kg室溫中(25°C )置于高速剪切攪拌釜中，控制攪拌雷諾數(shù)為5000攪拌10分鐘。緩慢添加連續(xù)溶質(zhì)載體相組分MKg，添加時(shí)間為15分鐘，完成添加后繼續(xù)處理30 分鐘，攪拌雷諾數(shù)10000;添加連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分60Kg，5分鐘完成投料，完成投料后繼續(xù)處理60分鐘，攪拌雷諾數(shù)為80000;添加高活性納米催化媒分散相組分MKg，一次性完成投料，保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù) 30000,同時(shí)開啟超聲乳化裝置，超聲強(qiáng)度lkw/30L催化媒，超聲乳化反應(yīng)90分鐘。 超聲乳化裝置為制藥工業(yè)及日常用品工業(yè)部門通用的超聲乳化裝置設(shè)備。經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證催化節(jié)煤率達(dá)到11% -18% ；有效降低SOx、NOx等污染物的排放量； 消除爐內(nèi)結(jié)焦及結(jié)皮現(xiàn)象；促進(jìn)粉煤穩(wěn)定燃燒；提高氧氣的流動(dòng)活性提高其利用率，降低一次風(fēng)通入量，降低惰性氣體引入帶來的能量損耗。云南省某水泥旋窯節(jié)煤效果分析煤炭納米催化媒摻加量0. 4%o0:00-8:00時(shí)間段生料量、用煤量測(cè)試數(shù)據(jù)
試驗(yàn)內(nèi)~試驗(yàn)時(shí)間ι塵料累計(jì)生產(chǎn)量ι用煤量ι單位生料實(shí)物耗煤量
容___ω__ct) ct/t)_
150 2359.9 204.5 0.08666 0:00—8:00____
160 2428.6199.80.08227
未添加 0:00—8:00____
煤炭納 17日 2482. 1222.40.08960
米催化 0:00—8:00____
媒時(shí)間 18日 2511.7 206.30.08214
段 0:00—8:00____
190 2291.5198.80.08676
0:00—8:00____
__平均值__2414. 76 206. 36__0. 08548
添加煤 20日 2591.9184. 10.07103
炭納米 0:00—8:00____
催化媒 21 日 2574.0 183.0 0.07110 時(shí)間段 0:00—8:00____
220 2588.3 183.6 0.07093 __0:00—8:00____
230 2577.6 183.7 0.07127 0:00—8:00____
240 2599.2 184.0 0.07079 0:00—8:00____
_ 平均值2586.2183.70.07103 —測(cè)試結(jié)果未摻加煤炭納米催化媒的評(píng)價(jià)熱值214^KJ/Kg摻加煤炭納米催化媒的評(píng)價(jià)熱值21956KJ/Kg平均節(jié)煤率14. 86%
權(quán)利要求
1.一種煤炭納米催化媒，其特征在于按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成成份連續(xù)溶劑載體相組分由滲透單元磺化琥珀酸二辛酯鈉和氧化單元蓖麻油酸堿金屬取代物組成，占總重量的50% -70% ；連續(xù)溶質(zhì)載體相組分由分散單元聚氧乙烯蓖麻油酸和氨基醇酸組成，占總重量的 5% -10% ；連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分由乳化單元硬脂酸鈉和表面活性單元聚乙烯吡咯烷酮組成，占總重量的20% -30% ；高活性納米催化媒分散相組分混晶型納米TiO2、納米Fe2O3、納米CaO共同組成，占總重量的5% -10%。
2.一種制備權(quán)利要求1所述煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為將連續(xù)溶劑載體相組分在10-40°C室溫條件下置于高速剪切攪拌釜中，控制攪拌雷諾數(shù)在5000-10000，攪拌10-12分鐘；完成連續(xù)溶劑載體相組分?jǐn)嚢枳鳂I(yè)后，在15-30分鐘內(nèi)將連續(xù)溶質(zhì)載體相組分均勻加入，完成連續(xù)溶質(zhì)載體相加入后，控制攪拌雷諾數(shù)10000-20000繼續(xù)攪拌處理30-60分鐘；完成連續(xù)溶質(zhì)載體相組分加入作業(yè)后，在2-5分鐘內(nèi)將連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分均勻加入，完成連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分加入后，控制攪拌雷諾數(shù)40000-80000繼續(xù)攪拌處理 60-90分鐘；完成連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分加入作業(yè)后，將高活性納米催化媒分散相一次性完成投料，控制攪拌雷諾數(shù)20000-30000，同時(shí)開啟超聲乳化裝置，超聲強(qiáng)度lkw/30-50L催化媒， 超聲乳化反應(yīng)60-90分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，連續(xù)溶劑載體相組分由65% -85%滲透單元磺化琥珀酸二辛酯鈉與15% -35%氧化單元蓖麻油酸堿金屬取代物采用高速剪切攪拌制備，制備過程中保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為50000-80000，處理時(shí)間為6-12小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，連續(xù)溶質(zhì)載體相組分之特征在于分散單元聚氧乙烯蓖麻油酸85 % -95 %與氨基醇酸5 % -15 %，合成過程采用高速剪切攪拌制備，保持?jǐn)嚢枥字Z數(shù)為40000-60000，處理時(shí)間為2-6小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，連續(xù)溶質(zhì)載體促進(jìn)相組分由35% -75%乳化單元硬脂酸鈉與25% -65%表面活性單元聚乙烯吡咯烷酮，采用對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)進(jìn)行預(yù)均化處理，預(yù)均化處理中過程要求氣體壓強(qiáng)為0. 7-1. OMPa，載流氣/乳化或表面活性單元質(zhì)量比為0. 5-2。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，高活性納米催化媒分散相之特征在于按混晶型納米TiA 30 % -55 %、納米!^e2O3 15 % -25 %、納米Ca020 % -55 % 的比例分散復(fù)配完成；所述的混晶型納米TiO2為銳鈦型納米TiO2與金紅石型納米TW2按質(zhì)量比41的比例混合制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，高活性納米催化媒分散相之特征在于對(duì)其進(jìn)行表面改性預(yù)處理，將鈦酸酯偶聯(lián)劑-2%于20-40°C室溫下溶解于無水乙醇98%-99%,制備表面預(yù)處理改性液；高活性納米催化媒分散相25% -30%與 70% -75%的表面預(yù)處理改性液混合低速攪拌，保持2000-5000的攪拌雷諾數(shù)，處理時(shí)間為24-72小時(shí)；最后采用旋流噴霧干燥法脫溶劑，干燥溫度為90-140°C，制得高活性納米催化媒分散相。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，納米T^2之特征在于采用水解法制備的納米TiO2,以鈦的氯化物水解生成氫氧化鈦，再經(jīng)流態(tài)化煅燒，控制煅燒溫度300-350°C制得金紅石型納米TiO2,控制煅燒溫度700-80(TC制得銳鈦型納米Ti02。 將銳鈦型納米氧化鈦與金紅石型納米氧化鈦按4 1制得混晶型納米Ti02?；炀图{米 TiO2 比表面積介于 60-100m2 · g-1，采用 Scherrer 公式 D = KX/3COS0，K為 Scherrer 常數(shù)0. 89，D為晶粒尺寸(nm)，β為積分半高寬度(rad) ； θ為衍射角2 θ =，λ為 0. 154056nm，計(jì)算納米TiA的晶粒度為5nm_15nm，SEM電鏡分析粒徑介于10nm_30nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，納米!^e2O3之特征在于采用均勻沉淀法制備的α -Fe2O3型納米晶相結(jié)構(gòu)，是以!^e(NO3)3 · 9Η20為鐵源，CO(NH2)2 為沉淀劑，控制水解反應(yīng)條件使溶液中的酸堿反應(yīng)處于平衡與非平衡的臨界狀態(tài)，制備納米α -Fe2O3前驅(qū)物，再經(jīng)流態(tài)化煅燒得到的納米α -Fe2O3，比表面積需大于45m2 · 采用 Scherrer 公式 D = KX/3COS0，K為 Scherrer 常數(shù) 0. 89，D 為晶粒尺寸(nm)，β 為積分半高寬度(rad) ； θ為衍射角2 θ =33°，λ為0. 154056nm，計(jì)算納米α -Fe2O3的晶粒度為20nm-30nm，SEM電鏡分析粒徑介于25nm_40nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤炭納米催化媒合成工藝，其特征為，納米CaO采用碳化-噴霧熱解法制備的納米CaO。該法將石灰乳與表面活性劑混合后噴射進(jìn)入碳化塔，惰性介質(zhì)負(fù)載活性成分ω2在碳化塔中與石灰乳循環(huán)逆流接觸制得鈣基前軀體，再經(jīng)噴霧熱解制得活性納米CaO。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于提高煤炭燃燒效率的納米催化媒的制備技術(shù)。所制備的催化媒是一種油性液體與水不互溶，在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，不含爆炸性成分及重金屬成分，不會(huì)對(duì)燃燒設(shè)備產(chǎn)生任何危害。組成特征由連續(xù)溶劑載體相組分、連續(xù)溶質(zhì)載體相組分、連續(xù)溶質(zhì)促進(jìn)相組分及高活性納米催化媒分散相，四種組分合成。本發(fā)明制備的煤炭納米催化媒能促進(jìn)粉煤燃燒減少飛灰、未燃燒碳粒及渣的發(fā)生量，降低煤炭使用量，催化節(jié)煤率達(dá)到11％-18％；有效降低SOx、NOx等污染物的排放量；消除爐內(nèi)結(jié)焦及結(jié)皮現(xiàn)象；促進(jìn)粉煤穩(wěn)定燃燒；提高氧氣的流動(dòng)活性提高其利用率，降低一次風(fēng)通入量，降低惰性氣體引入帶來的能量損耗。
文檔編號(hào)C10L9/10GK102492521SQ201110405449
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉寧一, 康立偉, 黃雄 申請(qǐng)人:云南澤能科技有限公司