专利名称：一种燃煤多相催化助剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及碳基燃料的化学干预催化燃烧技术领域，尤其涉及一种燃煤多相催化 助剂。
背景技术：
我国原油、煤炭、天然气储采比远低于世界平均水平，与世界先进水平相比，我国 在能源效率、单位产品能耗等方面仍存在较大差距。在我国一次能源的需求中，煤炭的比重 高达70%以上。在资源短缺，能源价格持续攀升的宏观环境下，如何提高能效、有效减排已 成为制约我国可持续发展的关键，如何改变煤的燃烧性能，利用煤的化学干预催化燃烧技 术以实现节能减排更是十分迫切。催化、燃烧一直是紧密相连的。催化不仅用于燃料氧化 为二氧化碳和水、尾气处理，还是用碳氢化合物生产化工原料的重要手段。可以说，催化在 今天已经成为现代化工的支柱，而且人们也知道通过催化可以减少二氧化碳、碳黑和热NOx 的产生。化学干预节煤助剂不含易燃、易爆及挥发性物质，不含有对设备、环境和皮肤有害 的腐蚀性元素，不改变煤炭的坩锅粘结等特性，用户在使用过程中不需更换或变动任何设 备，因此，采用化学干预节煤助剂更能适应社会发展需要。煤的燃烧过程包括挥发分析出、燃烧、以及焦炭的燃烧，其中焦炭的燃烧时间几乎 占了煤全部燃烧时间的90%。根据研究与实验证明对催化燃烧起主要作用的是化合物中的 金属元素，存在着所谓的金属效应，而且大多数是碱金属、碱土金属、过度金属元素。催化与 燃烧一直是紧密相连的。根据其作用，催化剂实际上可以分为催化着火助燃、催化燃烧、催 化低Nox燃烧、催化脱硫和防止结渣的作用。而化学反应的发生，主要是化学键的断裂和形 成过程，要实现这个过程，反应物分子就需要获得活化能，催化剂的作用正是降低了这个反 应所必需的活化能。传统的各类催化剂对促进煤基燃料的燃烧有一定帮助，对环保减排也 有一定效果，但随着燃烧技术的提高，煤在燃烧器中的物理不完全燃烧已经很少，一、二次 风的配比已十分合理，常规的靠提高燃烧效率的办法来节煤无法取得预期效果。其次，现有 产品主要为固体粉末状，导致实际使用中存在高效化学干预节煤助剂与煤炭接触不充分， 分散不均勻，难以均化等问题。由于使用的安全性、稳定性、经济性及生产可操作性等方面 仍需不断完善提高，现有产品难以满足复杂多变的工业化运用推广。
发明内容
针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种改变煤炭燃烧性能、提高煤炭显 位发热量和燃烧热效率、减轻污染排放、改善燃烧锅炉工况、助燃催化效率高的燃煤多相催 化助剂，解决现有炭基燃料燃烧不充分、热效率低、大气污染物排放多、环境污染严重的问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是公开一种燃煤多相催化助剂，采用 主体原料加辅助原料制备而成，其中主体原料以生物质热裂解冷却产物中的木醋液作为基质，其重量百分比为11%-15%;辅助原料包括高热剂、表面涂覆剂、溶剂、辅助剂及渗透剂， 其重量百分比为15% -20%。更近一步地，其中高热剂指研制成粉末状的铝、铁、镁、镍、铜或银。更近一步地，表面涂覆剂为石蜡、浙青或硬脂酸。更近一步地，溶剂为水、甲醇、乙醇或乙二醇中的一种。更近一步地，辅助剂为三氧化二铁、氧化锰、工业盐或盐硝中的一种。更近一步地，渗透剂为十二烷基硫酸铵或/和十二烷基苯磺酸钠。更近一步地，所述主体原料的重量百分比为12%，辅助原料的重量百分比为 18%。与现有技术相比，该发明带来的有益效果为加入该高效节能环保的燃煤多相催 化助剂后，煤炭的着火点、燃尽温度均降低，燃尽率提高；并且，燃烧温度区间缩短，煤炭加 入高效节煤助燃催化剂后煤燃烧的反应速度加快，燃烧放热集中，因此，该燃煤多相催化助 剂能够满足复杂多变的工业化运用推广。
图1为煤的燃烧过程示意图；图2为南桐煤加高效节煤助燃催化剂前、后的TG和DTG曲线；图3为催化作用的能量变化示意图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。作为本发明的一种实施例，该燃煤多相催化助剂采用主体原料加辅助原料制 备而成，其中主体原料以生物质热裂解冷却产物中的木醋液作为基质，其重量百分比为 11%-15% ；辅助原料包括高热剂、表面涂覆剂、溶剂、辅助剂及渗透剂，其重量百分比为 15% -20%。其中高热剂指研制成粉末状的铝、铁、镁、镍、铜或银；表面涂覆剂为石蜡、浙青或 硬脂酸；溶剂为水、甲醇、乙醇或乙二醇中的一种；辅助剂为三氧化二铁、氧化锰、工业盐或 盐硝中的一种；渗透剂为十二烷基硫酸铵或/和十二烷基苯磺酸钠；所述主体原料的重量 百分比为12%，辅助原料的重量百分比为18%。实施例1 取经生物质热裂解冷却反应得到的产物中的木醋液作为基质，按重量 百分比11%取用，在其中依次混入研制成粉末状的铝粉和三氧化二铁；其中，铝粉的重量 百分比为2%，三氧化二铁的重量百分比为5%，加入适量的甲醇作为溶剂，在反应釜中进 行充分搅拌后再加入重量百分比为8%的十二烷基硫酸铵作为渗透剂得到催化助剂产品。实施例2 取经生物质热裂解冷却反应得到的产物中的木醋液作为基质，按重量 百分比15%取用，在其中依次混入研制成粉末状的镁粉和氧化锰；其中，镁粉的重量百分 比为3%，氧化锰的重量百分比为4%，加入适量的乙二醇作为溶剂，在反应釜中进行充分 搅拌后再加入重量百分比为10%的十二烷基苯磺酸钠作为渗透剂得到催化助剂产品。实施例3 取经生物质热裂解冷却反应得到的产物中的木醋液作为基质，按重量 百分比12%取用，在其中依次混入研制成粉末状的铜粉和硬脂酸；其中，铜粉的重量百分
4比为4%，硬脂酸的重量百分比为3%，加入适量的水作为溶剂，在反应釜中进行充分搅拌 后再加入重量百分比为11%的十二烷基苯磺酸钠作为渗透剂得到催化助剂产品。结合附图1-3，该催化助剂的作用原理为煤炭在燃烧过程中，煤炭本身燃烧所消 耗的活化能占煤炭总能量的25% 45%。根据燃烧的作用机理，催化剂中的离子与煤结构 中的表面基团反应形成了新的基团，但并未破坏原有的煤中C-C，C-H化学键，外加基团的 影响导致反应过程中反应所需要的活化能将降低，同时由于加入的离子在反应过程中变成 氧化物对燃烧进行催化，进一步降低燃烧内耗和反应活化能，从而达到降低燃烧内耗、增加 显热发热量和从根本上节能的目的。同时，由于着火点的降低，煤炭在锅炉中的燃烧时间增 长，物理不完全燃烧损耗小，因此可以降低煤灰中的含炭量和烟气中的CO含量，从而起到 很好的综合效果。将实施例3所得燃煤多相催化助剂产品应用到南桐煤中，从图2可以看出南桐煤 加入上述高效节煤助燃催化剂后，煤炭的着火点、燃尽温度均降低，燃尽率提高；并且，燃烧 温度区间缩短。表明煤炭加入高效节煤助燃催化剂后煤燃烧的反应速度加快，燃烧放热集 中。根据TG分析结果、计算可以得到煤炭在未加高效节煤助燃催化剂前的燃烧活化 能为166KJ/mol，而添加高效节煤助燃催化剂后燃烧活化能为141KJ/mol，其活化能降低达 到25KJ/mol。因此，加入高效节煤助燃催化剂后可以提高煤炭的显热量，达到很好的节能效^ ο以上对本发明所提供的燃煤多相催化剂进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例 对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法 及其核心思想；本说明书内容不应理解为对本发明的限制。对本发明的变更和改进将是可 能的，而不会超出附加权利要求可规定的构思和范围。
权利要求
1.一种燃煤多相催化助剂，其特征在于，采用主体原料加辅助原料制备而成，其中主体 原料以生物质热裂解冷却产物中的木醋液作为基质，其重量百分比为11%-15%;辅助原料 包括高热剂、表面涂覆剂、溶剂、辅助剂及渗透剂，其重量百分比为15% -20%。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤多相催化助剂，其特征在于，其中高热剂指研制成 粉末状的铝、铁、镁、镍、铜或银。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤多相催化助剂，其特征在于，表面涂覆剂为石蜡、浙 青或硬脂酸。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤多相催化助剂，其特征在于，溶剂为水、甲醇、乙醇 或乙二醇中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤多相催化助剂，其特征在于，辅助剂为三氧化二铁、 氧化锰、工业盐或盐硝中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种燃煤多相催化助剂，其特征在于，渗透剂为十二烷基硫 酸铵或/和十二烷基苯磺酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种燃煤多相催化助剂，其特征在于，所述主体原料的重量 百分比为12%，辅助原料的重量百分比为18%。
全文摘要
本发明公开了一种燃煤多相催化助剂，采用主体原料加辅助原料制备而成，其中主体原料以生物质热裂解冷却产物中的木醋液作为基质，其重量百分比为11％-15％；辅助原料包括高热剂、表面涂覆剂、溶剂、辅助剂及渗透剂，其重量百分比为15％-20％。加入该高效节能环保的燃煤多相催化助剂后，煤炭的着火点、燃尽温度均降低，燃尽率提高；燃烧温度区间缩短，煤炭加入高效节煤助燃催化剂后煤燃烧的反应速度加快，燃烧放热集中。
文档编号C10L9/10GK102108314SQ201010601208
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者黄中华 申请人:黄中华