专利名称：新型高效燃烧催化剂的制作方法
技术领域：
本发明属于炭基燃料的催化燃烧技术领域。
背景技术：
能源是经济发展和社会生活不可缺少的物质基础。我国的一次能源以炭基燃料(包括煤，焦炭，木炭，生物质，沥青，渣油，重油等)为主，据预测，2000～2010年我国仅煤炭在一次能源需求中的比重就为70％左右，2050年可降至50％以下，但煤炭消费的绝对量还是大大增加了。据统计在我国消耗的炭基燃料总量中，直接用于火力发电、工业锅炉、工业窑炉和家庭炉灶等直接燃烧的炭基燃料高达85％以上。
炭基燃料的大量直接燃烧，加上炭基燃料大多质量较差以及燃烧效率低下，对我国的环境造成了严重破坏，也直接导致了我国严重的燃烧型大气污染。据统计，2000年燃烧炭基燃料排放的SO2和烟尘分别占全国总排放量的90％和70％左右，CO2和NOx排放量也分别占到全国总排放量的80％和65％左右。
目前，我国炭基燃料燃烧方面的主要问题有五个，即高效燃烧、低负荷稳燃、减轻环境污染、防止结渣与高温腐蚀。实际上，这些问题的解决方法往往是互相矛盾的。提高燃烧效率和燃烧稳定性的重要措施之一是提高燃烧区域温度，但这又容易引起结渣和高温腐蚀，影响锅炉运行的可靠性和经济性，且使NOx排放量增加。为降低NOx排放量，一个有效的措施是提高燃烧器区域的燃料浓度，推迟混合，但这又不利于防止结渣和高温腐蚀，而且可能影响燃烧效率，因此，在解决某一问题时，必然会导致另一问题的恶化，研究对高效燃烧、低负荷稳燃、低污染、防止结渣与高温腐蚀这五个方面问题都有益的燃烧技术具有十分重要的意义。
我们常用的能源主要分为固体燃料(如煤、焦炭、生物质等)、液体燃料(如汽油、煤油、柴油、植物油、醇类合成燃料等)、气体燃料(如天然气、水煤气、合成气等)，其中液体燃料的燃烧催化助剂(如洁净技术、催化助燃剂、清净剂等)应用已日趋成熟，并取得了显著成效；固体燃料除火箭固体燃料助燃剂应用已相当成功外，固体燃料，主要是炭基燃料，此前或许因为价格低，相关的助剂的应用虽经历了近30年的探索过程，但尚不够成熟。
从国内外专利检索与文献检索及实际应用情况来看，现有的炭基燃料，主要是煤，用催化助燃剂(如调解剂、节煤粉、消烟剂、固硫剂等)从公布的原理及配方来看大致可分为四大类第一类以烟花、火药原料强氧化剂(如硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐)为主，或辅以工业盐、MnO2，Fe2O3、糖、脲素、磷及硫化锑等，或辅以一些含CaO、MgO、Na2O的固硫剂。如专利CN1227256A其组成为助燃剂KNO3、NaNO320～40％，增氧剂KMnO410～15％、消烟剂吐温-60、氧化铁10～25％、脱硫剂MnCO3、CaO～20％、活化剂十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠10～20％、膨松剂MgO、NaCl、电石灰0～10％；第二类以各种金属氧化物及尾矿为主。如专利CN1172151A，其助燃组份为硼泥25～40％、电石灰6～20％、石灰石4～12％、铁选尾矿渣10～20％、MnO23～10％、生产重铬酸钾的废渣3～8％、生产重铬酸钠的废渣1～8％、铝矾土4～6％、NaCl1～2％、Na2CO32～3％、NaOH1～3％、植物碎屑4～20％；第三类以低分子醇类为主，如专利CN1266089A，其组成为甲醇10～20％、乙醇1～8％、吐温(20～80)2～4％、司班(80)2～4％、蒸馏水50～70％；第四类以金属羧酸盐类为主，包括醋酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、脂肪酸盐17类有机酸盐。如专利CN1718699A，其组成主体原料为羧酸盐10～100％、其辅助原料包括高热剂、表面涂覆剂、溶剂、辅助剂、乳化分散剂、固硫剂及填料等0～90％。
现有的各类助燃剂或促进剂对促进炭基燃料的燃烧确有一定帮助，对环保减污也能有一定效果，但由于使用的安全性、稳定性、经济性及生产可操作性等方面也确实存在不少问题，导致推广应用中消极因素较大而难以推广第一类以烟花、火药类速燃性强氧化剂为主原料的助燃剂，虽对降低燃料的燃点，促进燃烧有一定效果，但加入燃料中的这种速燃性氧化剂不稳定，受热后快速分解、对燃烧体系作用时间短，实际功效有限，又加工、运输、储存及使用过程中安全性成大问题，虽说加水10～20倍溶解后使用，但在运输及粉磨使用中同样大大增加爆炸危险。因为粉状炭基燃料属爆炸物，其粉磨及储存必须控制氧含量，而氧化剂尤其是氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐这类强氧化剂与有机物接触即有自燃爆炸性，硝酸盐选用不当或用量偏高也会引起自燃爆炸。另一方面，现有助燃剂专利技术及文献中强调的形成硫酸固硫原理是有偏差的、因为无论从化学反应动力学原理还是试验都说明在高温燃烧状态下都不能有效固硫。事实上，在炉内燃料燃烧的高温状态下，大部分硫酸盐开始分解。现有专利固硫剂之所以仍有一定效果，得益于燃料中灰份合量较高，加入的CaO与灰份中Al2O3及石膏结合生成了硫铝酸钙(稳定温度不低于1450℃)。
第二类煤用助燃剂实质上侧重于金属离子的催化助燃作用，其掺量大，由于选用的为一定粒度的固体矿物颗粒，须经干燥、分解、扩散过程才能发挥作用。由于燃烧是个快速反应，而金属离子期望起的催化裂解反应是个慢速反应，必须经过吸附、络合、裂解、解析等过程，其作用不及时。加之金属功能元素的选用偏差，导致催化助燃效率低下，废渣和飞灰量大，在生产效率、锅炉结渣和和环境方面不能满足要求；第三类煤用助燃剂实质上仅相当于增加燃料的易燃挥发份，对燃料本身的燃烧促进作用不大。另外，考虑到助燃剂添加量大，对锅炉结焦和低负荷稳燃、减轻环境污染方面基本不起作用，因而限制了其使用用途；第四类以金属羧酸盐类为主，由于金属羧酸盐的不稳定性，低的有机溶解度，在燃烧过程中容易成盐或氧化物失活。其催化机理与第二类煤用助燃剂相似，效果也不是太理想。对于持续稳定高效燃烧、防止结渣与高温腐蚀的要求也比较难达到。
如前所述，研究对高效燃烧、低负荷稳燃、低污染、防止结渣与高温腐蚀这五个方面问题都有益的燃烧方式具有十分重要的意义。因此在如何提高资源利用效率、减轻环境污染，除尽力改造燃烧装置及工艺参数外，还急需更有效的燃烧催化剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决现在炭基燃料燃烧不够充分、热效率低、燃烧炉内容易结焦导致燃烧炉工况低、大气污染物排放多、环境污染大的问题；根据炭基燃料这类以碳氢元素为主的链状及多环状结构化合物的特性、结合工业炉层状燃烧、粉煤燃烧、旋风燃烧、沸腾燃烧技术应用中煤的氧化燃烧过程伴随的各种复杂化学反应，如热裂解、热合成、缩合、环化、脱氢、氧化、催化等特点，提高炭基燃料的燃烧热效率，减轻污染排放，减少燃烧炉结焦，改善燃烧炉工矿，降低运营成本和维护成本，提供一种具有良好安全性、稳定性、经济性及催化助燃效率高的炭基燃料燃烧催化剂。
本发明采用的技术方案如下本发明的炭基燃料用催化助燃剂，采用主体原料加辅助原料配伍成基质，然后将基质用溶剂溶解而成。基质中主体原料的组成及在基质中的相对含量如下烷基醇醚0.1～30wt％，优选1～20％；烷基酯0.1～20wt％，优选1～15％；烯烃0.1～15wt％，优选1～10％；芳香族化合物0.1～35wt％，优选10～25％。
其中主体原料的烷基醇醚选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、三甘醇或四甘醇的甲醚、乙醚、苯醚或苄醚中的一种或多种，优选丙三醇甲醚和/或苄醚，四甘醇甲醚和/或苄醚；其中主体原料的烷基酯是羧酸的酯，羧酸选自硬脂酸、苯甲酸、肉桂酸、草酸、丙二酸、马来酸、邻苯二甲酸、甘油酸等，酯选自甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯、乙二酯、丙三酯、苯酯、苄酯等中的一种或多种，优选硬脂酸丙三酯，邻苯二甲酸二苯酯和草酸二苄酯；其中主体原料的烯烃选自沸点较高的多烯烃，包括多聚丁二烯，多聚戊二烯，多聚异戊二烯，1，5-环辛二烯，四氢化萘等中的一种或多种，优选多聚丁二烯；其中主体原料的芳香族化合物选自烷基或硝基取代的苯、烷基或硝基取代的苯酚、烷基或硝基取代的萘、烷基或硝基取代的萘酚等芳香化合物，如二乙苯，丁苯，戊苯，二戊苯，三戊苯，四戊苯，十二烷基苯，双十二烷基苯，十六烷基苯酚，二硝基苯酚，甲基萘酚，硝基苯甲醚，烷基苯甲醚等中的一种或多种，优选十六烷基苯酚，硝基苯酚和烷基苯甲醚；基质中辅助原料的组成及在基质中的相对含量如下磷酸酯0.1～10wt％，优选1～8wt％；氯代烃0.1～30wt％，优选10～20wt％；酰胺化合物0.1～20wt％，优选5～15wt％；金属化合物0.1～15wt％，优选1～10wt％；少量含氮、含硅、含氧的有机化合物0.1～15wt％，优选5～10wt％。
其中辅助原料的磷酸酯选自磷酸或亚磷酸的三甲酯、三乙酯、三丙酯或三丁酯中的一种或多种，优选磷酸三乙酯；其中辅助原料的氯代烃选自单氯化和多氯代烃；如三甘醇二氯化物，四甘醇二氯化物，多聚氯丁二烯，二氯苯，三氯苯等中的一种或多种；其中辅助原料的酰胺化合物选自N-羟基甲酰胺，α-羟基丙酰胺，六甲基磷酸三酰胺，乙酰乙酰胺，乙酰乙酰甲胺，N-羟甲基丙烯酰胺，丙烯酰胺等中的一种或多种，优选N-羟基甲酰胺。
其中辅助原料的金属化合物是指环烷酸的钠、钾、钙、镁、铝、铁、钴、镍等盐，铝和铁的二苯乙酰丙酮、乙二酸、邻菲罗啉、噻吩等配体的络合物等中的一种或多种，优选环烷酸钠、二苯乙酰丙酮和EDTA的铝铁络合物；其中辅助原料的少量含氮、含硅、含氧的有机化合物选自偶氮化合物、有机胺化合物、有消泡功能的含硅化合物、过氧化物等，如偶氮二甲腈，羟基丙腈，二乙醇胺，乙基二乙醇胺，丁基二乙醇胺，三乙醇胺，过氧化二碳酸二环己酯，二甲基硅油，苯基硅油、氯苯基硅油、四苯基硅酸酯等中的一种或多种。优选偶氮二甲腈、丁基二乙醇胺或二甲基硅油。
燃烧催化剂制作方法依燃料的种类、品种、品质及燃烧炉工况与使用要求，选取不同比例的主体原料及辅助原料充分分散均匀，成为燃烧催化剂基质。然后将基质与作为溶剂的柴油或其他较高沸点的可燃油(松节油，松油，石蜡油，樟脑油也可)混合溶解得到燃烧催化剂，其中基质的重量占燃烧催化剂总重量的1％～30wt％，优选为3～10wt％。
燃烧催化剂使用方法使用时，可以利用已有喷流装置与炭基燃料混匀后一起喷入，也可以在传送带输送燃料过程中喷雾、喷洒的方式加入，也可在燃料堆上喷洒再搅拌混匀后加入。这样，它可以被广泛应用于煤粉炉、链条炉、煤窑炉、流化床等各种锅炉和其他燃烧等装置。
本发明催化剂为高沸点油性液体，混配和运输方便，成本低，添加量少，为燃料重量的万分之0.1～20，优选万分之0.5到5。
本发明的技术原理燃烧即是高速度进行的一种氧化过程，燃烧发生时，释放出光和热。燃料的燃烧简单地说，就是碳氢化合物中的碳和氢与氧气结合，最终产生二氧化碳和水。发生在未燃烧的燃料至最终产物之间的氧化过程是多级且复杂的。但所有这些反应过程均包含有游离基，也就是说含有非对称电子的原子或分子的参与。
当燃料分子遇到游离基、氧气并有进行化学反应的足够的能量时，就发生氧化化学反应。该反应释放出的能量远远高于维持进一步的反应所需要的能量，燃料分子继续在游离基和氧气的作用下，发生链式反应，即燃烧开始了。因此这一过程一旦开始就自动进行下去。通常来讲，氧气在温度升高到一定温度时，一个氧气分子会离解为一对氧自由基，然后参与反应。另外，燃料分子在高温下也能发生裂解反应生成游离基。因而通常情况下燃烧强度与氧气的含量及燃料的可燃性成正比燃烧强度＝K×O2×燃料其中K为常数，表示参加反应的能量。K＝K0×A，K0表示参加反应的临界能量，即产生发生链式反应所必须的足够自由基的最低能量。因为即使在氧和燃料充足的情况下，在没有到达着火点也不会发生有效的链式反应。A为能量系数，表示在不同温度下产生游离基的能力，一般来讲氧气和碳氢化合物产生游离基的能力随温度的升高而加强，这是为什么反应温度越高，燃烧越剧烈的根本原因。
燃料进入炉膛后在燃烧过程中要经历三个阶段首先燃料微粒被加热，到一定程度开始汽化或碎化。接着逐渐产生发散的火焰，燃料微粒的尺寸不断减小，随着时间的推移，微粒被浓缩，它含有的挥发性物质少了；最后，如果微粒仍未离开燃烧区，就开始产生一种像焦炭一样的残留物的不均匀燃烧。倘若在燃烧微粒成活的这三个阶段游离基链反应不是迅速持续的进行，那么当这些残留物颗粒离开了燃烧区，燃料燃烧不充分就造成浪费。因而保证燃料在燃烧区充分反应是达到燃烧节能的关键。
目前的各种燃烧催化剂的助燃机理主要侧重在以下三个方面1)提供一定的氧气源，如已有的第一类燃烧催化剂；2)提高燃料微量的汽化或碎化速度，如已有的第二和第四类燃烧催化剂；3)增加燃料的易挥发物质的量，或延长燃料微粒在燃烧区的停留时间，如已有的第三类燃烧催化剂。要说明的是，各种报道的燃烧催化剂中，大多数是这三个方面的协同作用的结果。
本发明发明人通过对炭基燃料燃烧的长期研究，认为在燃料燃烧过程中添加能持续产生游离剂的物质，就能起到良好的促进燃烧的效果。本发明的高效燃烧催化剂的作用机制如下在本发明炭基燃料燃烧催化剂添加到炭基燃料中时，由于催化剂为亲油性物质，能迅速在炭基燃料表面和内部微孔(如毛细管)中充分均匀分布，能够保证催化剂最大限度的发挥持续燃烧催化作用。
第一阶段催化剂的有机部分遇热裂解，每一个催化剂分子最低限度产生六种游离基，裂变反应在氧化反应之前一段时间就开始了。在燃料微粒预热期，催化剂产生的大量游离基，能促进高分子量的燃料分子的裂解或分解，同时起到十六烷值增进剂的作用。使燃料稀释并使燃料微粒尺寸急剧缩小，能节省预热能量，降低燃料着火点。火焰产生后，产生的游离基与汽化的燃料分子发生游离基链反应，会造成几百万个分子的连锁反应，发生燃烧反应，同时产生大量的热。其能量反馈给未燃烧的微粒和未反应的催化剂以引发更多的微粒参加氧化燃烧反应。微粒表面至火苗前端的距离取决于游离基的产生速度和扩散速度，催化剂的存在会提高了游离基的产生速度，使更多的游离基作用到燃料微粒上，所以它在这一阶段的作用是降低了激发氧化反应的临界能量，激活数百万个单独的游离基发生连锁反应，提高燃烧效率，增加燃烧强度。
第二阶段一旦燃料微粒的外层低分子量部分被耗尽，催化剂中能起燃料催化裂解作用的组分发挥作用了，这些组分即便是最高强度的燃烧他们也会存留下来。这些组分通过电子交换产生氧化还原反应(也就是游离基碰撞)。这一现象使游离基链反应被反复激发且持续不断使燃料中的高分子化合物燃烧，促进了裂变和后期燃料中重量较大的颗粒的燃烧。
燃料微粒固体残渣的非均相氧化过程是根本不同于火焰燃烧过程的。非均相氧化过程其反应程度主要取决于游离基与燃料的比例，残渣内部的高效燃烧催化剂可以继续为燃料微粒的残留体提供游离基。体系稳定不爆，在这种燃烧状态下分解并释放出大量经过氧化的游离基，这导致了残留体燃烧时游离基链被更迅速的激发。近处的氧气分子与预激发的游离基链发生反应，这一作用较链激发来得更快。通过增加游离基激发次数，使火焰温度升高，燃烧更加充分，从而使热传递效率提高，将更多的能量转化为有用功。游离基的产生还帮助锅炉、引擎或涡轮机内冷区域的沉淀物的分解，起到清洁设备、维持设备高效率安全运转的作用。
催化剂中的部分组分能起强化支链反应的作用。原则上，这与借助乙基游离子从汽油中的四乙烯铅中分离出铅的机理类似，使燃烧效率得到提高。
催化剂中的部分辅助剂还可以消除燃烧中硫、磷、铝、钙的不良反应，减少阻碍从火焰到工作介质之间热传递的沉积物，淡化烟尘。这些辅助剂不仅不会影响催化剂的助燃效果，而且对解决特殊燃烧装置的清理问题大有帮助。
总之，本发明燃烧催化剂是从根本上解决了炭基燃料现存的燃烧问题，其作用是以上述理论为基础的。
与其他各类炭基燃料燃烧催化剂相比，本发明具有以下优势1)本发明催化剂为高沸点油性液体，混配和运输方便，操作安全，添加量少，仅为万分之几。
2)本发明催化剂助燃节能效果明显，燃料节省率在5～40％不等，根据燃料的种类、品种、品质及燃烧炉工况与使用而要求变化，尤其对于低质燃料的节能效果尤其明显。
3)本发明催化剂不含贵金属和太复杂的有机化合物，制造方法简单，成本低廉；4)本发明催化剂自身能清洁充分燃烧，几乎没有残渣，不会带来诸如增加炉渣、尾气排放等问题。
5)本发明催化剂兼有助燃、减少污染物排放、清洁设备三重作用，长期使用，设备持续清洁、传热效果好的有点，可延长检修周期，提高开机率，从而提高生产效率，达到安全生产的长期目标。
具体实施例方式
实施例1丙三醇甲醚10份，硬脂酸丙三酯5份，硝基苯酚15份，磷酸三乙酯5份，多聚氯丁二烯10份，乙酰乙酰胺5份，二苯乙酰丙酮铁铝3份，过氧化二碳酸二环己酯2份，充分搅拌均匀，然后加入重质柴油500份，充分溶解得到溶液，即为燃烧催化剂。使用时，通过喷雾与煤颗粒和粉末混合后直接进入链条炉燃烧，燃烧效率提高15～20％，节煤率在30～40％，无黑烟排放，二氧化硫和氮氧化物的排放减少30～50％，炉内结垢减少，锅炉工况明显改善。
实施例2乙二醇二苯醚5份，草酸二苄酯15份，四氢化萘1份，硝基苯甲醚3份，磷酸三丁酯15份，含三氯苯2份，N-羟基甲酰胺1份，环烷酸钾5份，邻菲罗啉铁3份，二甲基硅油5份，充分搅拌均匀，然后加入石蜡油400份，充分搅拌溶解得到乳状液，即为燃烧催化剂。使用时，通过搅拌与渣油充分混合后直接进炉燃烧。燃烧效率提高10～20％，节油率在20～40％，无黑烟，二氧化硫和氮氧化物的排放减少20～40％，炉内无结焦。
实施例3丙三醇三苄醚20份，邻苯二甲酸二苯酯5份、1，5-环辛二烯15份，双十二烷基苯3份，亚磷酸三甲酯3份，二氯苯3份，丙烯酰胺1份，噻吩铁1份，四苯基硅酸酯1份分别分批加入到搅拌的200份樟脑油中，得到燃烧催化剂溶液。使用时，通过喷雾与煤粉充分混合，静置1小时后直接进煤粉炉燃烧。燃烧效率提高5～15％，节油率在5～20％，烟气黑度明显降低，二氧化硫和氮氧化物的排放减少10～30％，炉内无结焦，煤灰中碳残留减少30～60％。
实施例4三甘醇三乙醚5份，肉桂酸戊酯2份，十六烷基苯酚5份，四甘醇二氯化物3份，六甲基磷酸三酰胺4份， EDTA的铝铁络合物1份，偶氮二甲腈6份，苯基硅油3份，充分搅拌均匀，然后加入柴油300份，充分溶解得到溶液，即为燃烧催化剂。使用时，通过喷雾与煤颗粒混合后直接进入循环流化床锅炉燃烧，燃烧效率提高10～20％，节煤率在15～30％，无黑烟排放，二氧化硫和氮氧化物的排放减少30～50％。
实施例5四甘醇甲醚5份，甘油酸甲酯5份，多聚异戊二烯1份，甲基萘酚3份，亚磷酸三甲酯1份，四甘醇二氯化物1份，α-羟基丙酰胺2份，环烷酸钠1份，环烷酸镁2份，环烷酸钴3份，三乙醇胺3份，氯苯基硅油3份，充分搅拌均匀，然后加入油炸食物废油200份，充分搅拌，即为燃烧催化剂。使用时，通过搅拌的方式与煤粉混合后静置过夜。然后加粘土，水等混匀后模压为蜂窝煤，晾干后使用。此改进的蜂窝煤着火点低，容易着火，火焰青色，燃烧后一氧化碳和二氧化硫等有害气体少，是农村或城镇郊区好的加热供暖原料。
实施例6二甘醇二乙醚5份，丙二酸二丁酯3份，多聚戊二烯2份，二乙苯1份，丁苯1份，戊苯1份，二戊苯1份，三戊苯1份，四戊苯1份，三甘醇二氯化物3份，N-羟甲基丙烯酰胺3份，环烷酸钙1份，环烷酸镍1份，乙二酸铁1份，羟基丙腈1份，丁基二乙醇胺1份，充分搅拌均匀，然后加入植物油300份，充分搅拌，即为燃烧催化剂。使用时，通过搅拌的方式与锯末屑和相应填料混合后静置过夜。然后模压成块，送入锅炉燃烧。此改进的锯末屑块着火点低，容易着火，火焰青色，无黑烟，燃烧后一氧化碳和二氧化硫等有害气体少，是农村或城镇郊区可利用的好的燃料。
实施例7丙二醇二苄醚2份，苯甲酸乙二酯2份，多聚异戊二烯1份，十二烷基苯2份，磷酸三乙酯3份，三氯苯1份，乙酰乙酰甲胺1份，乙酰丙酮铝1份，乙基二乙醇胺2份，二甲基硅油1份，充分搅拌均匀，然后加入煤油200份，充分搅拌，即为燃烧催化剂。使用时，通过喷雾的方式与焦炭混合后直接使用。添加催化剂的焦炭燃烧平稳、迅速，黑烟明显减少。
实施例8四甘醇苄醚5份，马来酸丙酯3份，多聚异戊二烯3份，二硝基苯酚2份，磷酸酯三丁酯1份，多聚氯丁二烯2份，丙烯酰胺4份，环烷酸铝2份，二乙醇胺1份，二甲基硅油1份，充分搅拌均匀，然后加入植物油100份，充分搅拌，即为燃烧催化剂。使用时，通过加热搅拌的方式与沥青混合后，送入炉内燃烧。沥青容易着火，火焰青色，加热快速，黑烟明显减少，是边远地区沥青地面建设加热的好办法。
实施例9乙二醇二甲醚3份，丙二酸乙二酯2份，1，5-环辛二烯1份，二硝基苯酚2份，磷酸三甲酯1份，二氯苯1份，乙酰乙酰胺1份，乙酰丙酮铝1份，过氧化二碳酸二环己酯1份，充分搅拌均匀，然后加入柴油200份，充分搅拌，即为燃烧催化剂。使用时，直接按万分之五的比例加入内燃机车的油箱混合均匀即可，一般使用期限为一个月。内燃机车的效率提高5～15％，节油率在10～30％不等，机车容易启动，排气黑烟明显减少，排气阀周围几乎无积炭，长时间运行，工况良好。
实施例10乙二醇二甲醚3份，苯甲酸乙酯2份，四氢化萘1份，十二烷基苯1份，亚磷酸三丙酯2份，二氯苯1份，丙烯酰胺2份，环烷酸铁1份，邻菲罗啉铁1份，偶氮二甲腈3份，苯基硅油1份充分搅拌均匀，然后加入柴油400份，充分搅拌，所得产品可作为煤液化的催化助剂。使用时，通过喷雾的方式与煤粉充分混合后静置过夜或10小时左右，然后进入煤液化系统使用。催化剂能明显提高煤液化的速度，对原有的催化系统(不含贵金属)基本不影响，收率提高5～15％。
权利要求
1.一种炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于采用主体原料加辅助原料配伍成基质，然后将基质用溶剂溶解而成，主体原料包括烷基醇醚，烷基酯，烯烃和芳香族化合物等；辅助原料包括磷酸酯，氯化烃、烷基酰胺、金属化合物，以及少量含氮、含硅或含氧的有机化合物。
2.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述烷基醇醚选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、三甘醇和四甘醇的单或多甲醚、乙醚、苯醚和苄醚；优选为丙三醇甲醚和/或苄醚、或四甘醇甲醚和/或苄醚。
3.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述烷基醇醚在基质中的含量为约0.1～30wt％；优选1～20wt％。
4.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述烷基酯选自硬脂酸、苯甲酸、肉桂酸、草酸、丙二酸、马来酸、邻苯二甲酸、甘油酸，所述酯为甲酯、乙酯、丙酯、乙二酯、丙三酯、苯酯或苄酯；优选为硬脂酸丙三酯，邻苯二甲酸二苯酯和草酸二苄酯。
5.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述烷基酯在基质中的含量为约0.1～20wt％；优选1～15wt％。
6.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述烯烃选自多聚丁二烯，多聚戊二烯，多聚异戊二烯，1，5-环辛二烯，四氢化萘；优选多聚丁二烯。
7.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述烯烃在基质中的含量为约0.1～15wt％；优选1～10wt％。
8.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述芳香族化合物选自二乙苯，丁苯，戊苯，二戊苯，三戊苯，四戊苯，十二烷基苯，双十二烷基苯，十六烷基苯酚，二硝基苯酚，甲基萘酚，硝基苯甲醚，烷基苯甲醚；优选十六烷基苯酚，硝基苯酚和烷基苯甲醚。
9.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述芳香族化合物在基质中的含量为0.1～35wt％；优选10～25wt％。
10.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述磷酸酯选自磷酸和亚磷酸三甲酯、三乙酯、三丙酯和三丁酯；优选磷酸三乙酯。
11.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述料磷酸酯在基质中的含量为0.1～10wt％；优选1～8wt％。
12.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述氯代烃选自三甘醇二氯化物，四甘醇二氯化物，多聚氯丁二烯，二氯苯，三氯苯。
13.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述氯代烃在基质中的含量为0.1～30wt％；优选10～20wt％。
14.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述酰胺化合物选自N-羟基甲酰胺，α-羟基丙酰胺，六甲基磷酸三酰胺，乙酰乙酰胺，乙酰乙酰甲胺，N-羟甲基丙烯酰胺，丙烯酰胺；优选N-羟基甲酰胺。
15.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述酰胺化合物在基质中的含量为1～20wt％；优选5～15wt％。
16.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述金属化合物选自环烷酸的钠、钾、钙、镁、铝、铁、钴、镍盐，铝和铁的二苯乙酰丙酮、乙二酸、邻菲罗啉、噻吩等配体的络合物；优选环烷酸钠、二苯乙酰丙酮和EDTA的铝铁络合物。
17.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述金属化合物在基质中的含量为1～15wt％；优选1～10wt％。
18.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述含氮、含硅或含氧的有机化合物选自偶氮二甲腈，羟基丙腈，二乙醇胺，乙基二乙醇胺，丁基二乙醇胺，三乙醇胺，过氧化二碳酸二环己酯，二甲基硅油，苯基硅油、氯苯基硅油、四苯基硅酸酯；优选偶氮二甲腈、丁基二乙醇胺和二甲基硅油。
19.根据权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂，其特征在于所述含氮、含硅或含氧的有机化合物在基质中的含量为0.1～15wt％，优选5～10wt％。
20.权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂的制备方法，其特征在于选取主体原料及辅助原料配伍，充分分散均匀，从而得到基质；然后加入作为溶剂的柴油或其他较高沸点的可燃油，得到燃烧催化剂。
21.根据权利要求20所述的炭基燃料用燃烧催化剂的制备方法，其特征在于所述的燃烧催化剂中基质的重量占燃烧催化剂总重量的1～30wt％；优选为3～10wt％。
22.权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂的应用，其特征在于所述的燃烧催化剂的使用方法为利用喷流装置与炭基燃料混匀后一起喷入燃烧器，也可以在传送带输送燃料过程中喷雾、喷洒的方式加入，也可在燃料堆上喷洒再搅拌混匀后加入。
23.权利要求1所述的炭基燃料用燃烧催化剂的应用，其特征在于所述的燃烧催化剂添加量为燃料重量的万分之0.1～20；优选万分之0.5到5。
全文摘要
一种炭基燃料燃烧催化剂，采用主体原料与辅助原料配伍成基质，由基质溶于溶剂制备而成。主体原料包括烷基醇醚、烷基酯、烯烃和芳香族化合物；辅助原料包括磷酸酯、氯代烃、烷基醇酰胺、金属化合物和少量含氮、含硅、含氧的有机化合物。本发明炭基燃料燃烧催化剂是通过喷雾或搅拌的方式与粉状、小块状或胶状炭基燃料充分混合后直接使用。本发明炭基燃料燃烧催化剂主要是通过增加体系游离基的方式促进燃烧，使燃烧强度和效率大为提高，从而达到节能，增效，降污等目的。本发明炭基燃料燃烧催化剂具有混配和运输方便、成本低、添加量少、助燃节能效果明显、几乎没有残渣、减少污染物排放、清洁设备等优点，对于节约能源，提高效率，降低污染，保证安全生产都有很好的实际意义。
文档编号C10L9/02GK101020853SQ20061007590
公开日2007年8月22日 申请日期2006年4月24日 优先权日2006年4月24日
发明者张和平, 邱明建, 陈朝晖, 张春山, 张炜, 张雅丽 申请人:北京金源化学集团有限公司