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復合型節(jié)煤催化助燃劑的制作方法

文檔序號:5125134閱讀:303來源:國知局
專利名稱:復合型節(jié)煤催化助燃劑的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及燃燒添加劑技術領域,具體涉及一種復合型節(jié)煤催化助燃劑。
背景技術
目前,我國的發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐等行業(yè)主要使用煤炭等不可再生能源作為燃料,然而煤炭燃燒不充分和未完全燃燒的部分進入大氣和廢渣中,產生污染的同時造成能源的浪費。隨著社會工業(yè)化的不斷發(fā)展,能源問題日漸突出,如何節(jié)省有限的煤炭資源、提高煤炭的燃燒效率、以及降低因煤炭燃燒造成的環(huán)境污染問題,成為科研工作者的研究課題。目前,多以燃煤添加劑的方式達到節(jié)煤目的,在現(xiàn)有眾多節(jié)煤添加劑中,其機理主要是使用促進劑、催化劑等以氧氣與燃燒物充分接觸,進而達到充分燃燒的目的。如公開號為CN102295970A的發(fā)明專利,公開了一種燃煤助燃劑,包括分散劑5 10%、滲透劑5 10%、氧化劑35 50%、催化劑35 50%和乳化劑5 10% ;其中所述氧化劑為硝基苯酚和甲基叔丁基醚的混合物;所述催化劑為納米二氧化鈰、納米二氧化鈦或納米氧化鐵中的一種或幾種;所述分散劑為聚乙二醇;所述滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和烷基磷酸酯中的一種或幾種;所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚和/或硫酸化蓖蔴油。該發(fā)明所述助燃劑添加到煤炭中以鍋爐燃燒產生的蒸汽量為標準進行試驗,節(jié)煤率可達到12. 7%,較現(xiàn)有技術中節(jié)煤率(10%以下)高出3個百分點。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種節(jié)煤率更高、更環(huán)保的復合型節(jié)煤催化助燃劑。為解決上述技術問題,本發(fā)明采用以下技術方案復合型節(jié)煤催化助燃劑,按重量百分比計,包括以下組分促進劑40% 60% ;誘導劑0. 5% 1% ;催化劑10% 20% ;分散劑8% 15% ;穩(wěn)定固硫劑20% 40% ;其中所述的促進劑為醇基燃料中的一種或兩種以上的組合;所述的誘導劑為過氧化鈣;所述的催化劑按重量百分比計,由納米三氧化二鐵20% 30%、納米氧化亞鐵20% 30%、納米四氧化三鐵20% 30%、納米二氧化錳5% 10%、碳酸鈉10% 15%和碳酸鉀10% 15%組成;所述的分散劑為選自聚氧乙烯基醚類表面活性劑中的任意一種或兩種以上的組合;
所述的穩(wěn)定固硫劑按重量百分比計,由碳酸鈣20% 30%、硅酸鈣20% 30%和氧化鈣50% 60%組成。本發(fā)明復合型節(jié)煤催化助燃劑中各組分在燃燒過程中的作用機理如下當加有復合型節(jié)煤催化助燃劑的燃煤進入燃燒區(qū)時,水分子和有機相升入爐膛空間,以催化劑(納米三氧化二鐵、納米氧化亞鐵、納米四氧化三鐵、納米二氧化錳、碳酸鈉和碳酸鉀)為中心形成許多燃燒點,促進了游離碳粒的燃燒,升高了火焰高度,從而提高了熱效率,增加了鍋爐的蒸汽量并減少了煙塵和爐渣的排放;混有復合型節(jié)煤催化助燃劑的水溶液蒸發(fā)后在促進劑(醇基燃料)的作用下,易于與空氣投入到煤層各處發(fā)生氧化反應,并且在誘導劑(氧化鈣)和分散劑(聚氧乙烯基醚類表面活性劑)的作用下,使得氧化反應更加完全的進行,促進了煤的充分燃燒;在穩(wěn)定固硫劑(碳酸鈣、硅酸鈣和氧化鈣)作用下,可以使得煤中的硫與煤渣和石頭中的鐵、鈣、硅等成分形成類似水泥的結構,使硫固定在煤渣中,進而使得硫氧化合物的去除率大大增加;一些劣質煤中有很多不可燃的礦物質,燃燒過程中,只是這·類礦物質包裹在煤的表面,使得表面的煤得到燃燒,而在內部無法接觸到空氣,使得燃燒很不完全,加入復合型節(jié)煤催化助燃劑后,催化劑在灰渣中形成催化中心,使得內部無法接觸到空氣的煤塊也可以得以充分燃燒,使得煤燃燒更加完全,有害氣體的排放大大降低。上述各組分的重量百分比優(yōu)選為促進劑40% 55%;誘導劑0. 6% 1% ;催化劑12% 18%;分散劑10% 12% ;穩(wěn)定固硫劑20% 35%。上述技術方案中,所述的醇基燃料包括含有I 12個碳的直鏈或支鏈醇類。如可以是甲醇、乙醇、丁醇、異庚醇和直鏈辛醇等,當促進劑為以上兩種以上物質的組合時,它們的配比可以是任意配比。上述的醇基燃料可以是固體也可以是液態(tài)的。所述的聚氧乙烯基醚類表面活性劑包括聚氧乙烯月桂醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯基醚類非離子型氟碳表面活性劑等,其中聚氧乙烯基醚類非離子型氟碳表面活性劑可以是INTECHEM -14非離子聚氧乙烯醚類氟碳表面活性劑(是由聚乙二醇類碳氫表面活性劑與全氟烷基醚(Rf)在一定條件下反應,而生成的一系列新型全氟聚氧乙烯醚類非離子氟碳表面活性劑),具體有如上海瀛正科技有限公司生產的Intechem -14_1A、Int.echem -14-1B、Intechem -14-2A、Intechem -14-2B等型號的表面活性劑。當分散劑為以上兩種以上物質的組合時,它們的配比可以是任意配比。當本發(fā)明中的促進劑組分為液態(tài)或者是液態(tài)與固態(tài)的組合時,通常是先將固體狀的其它各組分或者是先將固體狀的其它各組分與促進劑中的固體成分混合均勻,得到混合物;再將液態(tài)的組分再加入到上述混合物中,混合均勻,即得到復合型節(jié)煤催化助燃劑。當本發(fā)明中的促進劑組分為固態(tài)時,通常是先將本發(fā)明的其它各組分混合均勻,得到混合物;再將固態(tài)的促進劑加入適量水(此時水的加入量為使所得復合型節(jié)煤催化助燃劑中的含水量不超過10%重量)調勻后加入到上述混合物中,混合均勻,即得。本發(fā)明所述復合型節(jié)煤催化助燃劑的使用方法為在燃煤中按I 5%(重量百分比)的比例添加到燃煤中,混合均勻后即可進行燃燒。通常是將燃煤與復合型節(jié)煤催化助燃劑混合均勻后,再加入適量水(水的加入量為使煤的含水率保持在5 15%重量),攪拌均勻后制成蜂窩煤或煤球使用。與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明所述復合型節(jié)煤催化助燃劑的優(yōu)點在于I、通過添加復合型節(jié)煤催化助燃劑,有效降低了燃煤的著火溫度,縮短了點火延遲時間,提高了煤中揮發(fā)分的析出速率,加快了焦炭的燃燒速度,使化學未完全燃燒損失和固體未完全燃燒損失降低,達到提高鍋爐熱效率和節(jié)煤的目的;2、采用納米三氧化二鐵、納米氧化亞鐵、納米四氧化三鐵、 納米二氧化錳、碳酸鈉和碳酸鉀的特定組合物為催化劑,不僅提高了煤的燃燒效率和鍋爐熱效率,而且催化劑本身可以作為反應物直接與SOx反應,催化劑與煤中的硫形成類似水泥的結構,把煤中的可燃硫轉變?yōu)椴豢扇剂颍塘粼诨以?,達到減少SO2排放的目的;同時,還為鍋爐的脫硫、脫硝、除塵創(chuàng)造了有利條件,并降低了運行成本;3、由于煤的著火溫度降低,使爐內火焰保持在相對較低的溫度水平上,加之空氣過剩系數(shù)降低,有效抑制了 “熱力型NO/’的生成;4、通過在燃煤中添加本發(fā)明所述復合型節(jié)煤催化助燃劑再燃燒,節(jié)煤率可達30%,且燃煤燃燒后SO2排放量有效減少。
具體實施例方式下面以具體實施例對本發(fā)明作進一步說明,但本發(fā)明并不局限于這些實施例。以下各實施例中涉及的百分比均為重量百分比。實施例I一、復合型節(jié)煤催化助燃劑的組成如下促進劑固體酒精50kg ;誘導劑過氧化鈣0. 8kg ;催化劑15kg,其含有納米三氧化二鐵20%、納米氧化亞鐵20%、納米四氧化三鐵25%、納米二氧化錳10%、碳酸鈉10%和碳酸鉀15% ;分散劑聚氧乙烯月桂醚IOkg ;穩(wěn)定固硫劑24. 2kg,其含有碳酸鈣25%、硅酸鈣25%和氧化鈣50%。二、制備方法先將固體狀的誘導劑、催化劑、分散劑和穩(wěn)定固硫劑混合均勻,得到混合物;再將固體酒精用5kg水調勻,然后將其加入到上述混合物中,攪拌均勻,即得到復合型節(jié)煤催化助燃劑。實施例2—、復合型節(jié)煤催化助燃劑的組成如下促進劑丁醇(液態(tài))40kg ;誘導劑過氧化鈣Ikg ;催化劑20kg,其含有納米三氧化二鐵30%、納米氧化亞鐵25%、納米四氧化三鐵20%、納米二氧化錳5%、碳酸鈉10%和碳酸鉀10% ;分散劑壬基酚聚氧乙烯醚8kg ;
穩(wěn)定固硫劑31kg,其含有碳酸鈣30%、硅酸鈣20%和氧化鈣50%。二、制備方法先將固體狀的誘導劑、催化劑、分散劑和穩(wěn)定固硫劑混合均勻,得到混合物;再將丁醇與上述混合物混合均勻,即得到復合型節(jié)煤催化助燃劑。實施例3一、復合型節(jié)煤催化助燃劑的組成如下促進劑異庚醇(液態(tài))60kg ;誘導劑過氧化鈣0. 5kg ;催化劑10kg,其含有納米三氧化二鐵25%、納米氧化亞鐵20%、納米四氧化三鐵·20%、納米二氧化錳8%、碳酸鈉15%和碳酸鉀12% ;分散劑聚氧乙烯月桂醚和壬基酚聚氧乙烯醚9kg,其中聚氧乙烯月桂醚5kg,壬基酚聚氧乙烯醚4kg;穩(wěn)定固硫劑20. 5kg,其含有碳酸鈣20%、硅酸鈣20%和氧化鈣60%。二、制備方法先將固體狀的誘導劑、催化劑、分散劑和穩(wěn)定固硫劑混合均勻,得到混合物;再將異庚醇與上述混合物混合均勻,即得到復合型節(jié)煤催化助燃劑。實施例4一、復合型節(jié)煤催化助燃劑的組成如下促進劑直鏈辛醇(液態(tài))40kg ;誘導劑過氧化鈣0. 6kg ;催化劑10kg,其含有納米三氧化二鐵20%、納米氧化亞鐵22%、納米四氧化三鐵30%、納米二氧化錳5%、碳酸鈉13%和碳酸鉀10% ;分散劑聚氧乙烯基醚類非離子型氟碳表面活性劑(Inteehem -14-1A型表面活性劑,上海瀛正科技有限公司)9. 4kg ;穩(wěn)定固硫劑40kg,其含有碳酸鈣25%、硅酸鈣20%和氧化鈣55%。二、制備方法先將固體狀的誘導劑、催化劑、分散劑和穩(wěn)定固硫劑混合均勻,得到混合物;再將直鏈辛醇與上述混合物混合均勻,即得到復合型節(jié)煤催化助燃劑。實施例5一、復合型節(jié)煤催化助燃劑的組成如下促進劑固體酒精和直鏈辛醇45kg,其中固體酒精20kg,直鏈辛醇(液體)25kg ;誘導劑過氧化鈣Ikg ;催化劑18kg,其含有納米三氧化二鐵22%、納米氧化亞鐵30%、納米四氧化三鐵22%、納米二氧化錳6%、碳酸鈉10%和碳酸鉀10% ;分散劑聚氧乙烯月桂醚、壬基酚聚氧乙烯醚和Intechem -14-1A型表面活性劑共15kg,其中聚氧乙烯月桂醚4kg,壬基酹聚氧乙烯醚2kg,Intechem -14-1A型表面活性劑9kg ;穩(wěn)定固硫劑21kg,其含有碳酸鈣22%、硅酸鈣28%和氧化鈣50%。二、制備方法
先將固體狀的誘導劑、催化劑、分散劑、穩(wěn)定固硫劑和固體酒精混合均勻,得到混合物;再將直鏈辛醇與上述混合物混合均勻,即得到復合型節(jié)煤催化助燃劑。實驗例I以熱值為5000cal/kg的燃煤在桂林興安縣某磚 廠進行燒磚試驗。在未摻入本發(fā)明所述復合型節(jié)煤催化助燃劑時,該磚廠用上述熱值為5000cal/kg的燃煤在燒磚時需要按每塊磚160克燃煤的用量用煤,煙囪出口
權利要求
1.復合型節(jié)煤催化助燃劑,其特征在于按重量百分比計,包括以下組分 促進劑40% 60% ; 誘導劑O. 5% 1% ; 催化劑10% 20% ; 分散劑8% 15% ; 穩(wěn)定固硫劑20% 40% ; 其中、 所述的促進劑為醇基燃料中的ー種或兩種以上的組合; 所述的誘導劑為過氧化鈣; 所述的催化劑按重量百分比計,由納米三氧化ニ鐵20% 30%、納米氧化亞鐵20% 30%、納米四氧化三鐵20% 30%、納米ニ氧化錳5% 10%、碳酸鈉10% 15%和碳酸鉀10% 15%組成; 所述的分散劑為選自聚氧こ烯基醚類表面活性劑中的任意ー種或兩種以上的組合;所述的穩(wěn)定固硫劑按重量百分比計,由碳酸鈣20% 30%、硅酸鈣20% 30%和氧化鈣50% 60%組成。
2.根據(jù)權利要求I所述的復合型節(jié)煤催化助燃劑,其特征在于上述各組分的重量百分比為 促進劑40% 55% ; 誘導劑O. 6% 1% ; 催化劑12% 18% ; 分散劑10% 12% ; 穩(wěn)定固硫劑20% 35%。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的復合型節(jié)煤催化助燃劑,其特征在于所述的醇基燃料包括含有I 12個碳的直鏈或支鏈醇類。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的復合型節(jié)煤催化助燃劑,其特征在于所述的聚氧こ烯基醚類表面活性劑包括聚氧こ烯月桂醚、壬基酚聚氧こ烯醚和聚氧こ烯基醚類非離子型氟碳表面活性剤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合型節(jié)煤催化助燃劑,按重量百分比計,包括以下組分促進劑40%~60%;誘導劑0.5%~1%;催化劑10%~20%;分散劑8%~15%;穩(wěn)定固硫劑20%~40%;其中,采用醇基燃料為促進劑,過氧化鈣為誘導劑;以納米三氧化二鐵20%~30%、納米氧化亞鐵20%~30%、納米四氧化三鐵20%~30%、納米二氧化錳5%~10%、碳酸鈉10%~15%和碳酸鉀10%~15%組成催化劑;以聚氧乙烯基醚類表面活性劑為分散劑;以碳酸鈣20%~30%、硅酸鈣20%~30%和氧化鈣50%~60%組成穩(wěn)定固硫劑。通過在燃煤中添加本助燃劑再燃燒,節(jié)煤率可達30%以上,且燃煤燃燒后SO2排放量有效減少。
文檔編號C10L9/10GK102732356SQ201210243149
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權日2012年7月13日
發(fā)明者呂保櫻, 張金海, 王明生 申請人:桂林市產品質量監(jiān)督檢驗所, 桂林市海生生物科技開發(fā)有限公司
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