CN103113937A - 一种铈基稀土催化助燃剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种铈基稀土催化助燃剂，它以磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷、煤油组成载体；以稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液；将载体与稀土料液混合得到负载有机相；负载有机相与铈基稀土氧化物混合得到铈基稀土催化助燃剂。本发明还公开了铈基稀土催化助燃剂的制备方法。本发明铈基稀土催化助燃剂成本低，其制备操作过程简单，成份参数可调范围较大。添加助燃剂使用后，燃油热值提高10—15%，排出烟气中CO、CH、NOx降低50-60%，能够很好实现节能减排效果，同时有效清除积碳。本发明使用范围广泛，对设备无副作用，添加操作简便。

Description

一种铈基稀土催化助燃剂及其制备方法
技术领域
 本发明涉及一种助燃剂，特别是一种铈基稀土催化助燃剂；本发明还涉及该铈基稀土催化助燃剂的制备方法。
背景技术
随着全球石油资源的逐渐减少以及全球环境污染的持续加剧，如何提高燃油的燃烧效率，节约能源，减少污染成为如今人类普遍关注的两大课题，诸多专家、学者以及科技人员都将涉及该领域的项目作为重大科研课题，进行积极的探索和研究。
目前市场上的催化助燃剂种类繁多，但其效果并不理想，常见的催化助燃剂的不足之处在于：
1.使用局限性大，多数是催化助燃有机气体形态的燃料，对于液体的多烷烃石化燃料使用常有很多达不到预期效果，甚至产生副作用如腐蚀溶胀，设备脆化等。
2.常见的催化助燃剂成份复杂，制备方法繁琐，难以操控；比如多为多种醇、烃按不同重量比在一定温度、一定压力的控制下进行混合合成，常因合成参数控制不当，造成产品不合格，达不到预期效果。
3.有些催化助燃剂只能起到助燃作用，但是并不环保，甚至会加重污染，常常因有意或无意掺杂的重金属元素，在添加后造成尾气排放的污染加重。
常见的较好效果的催化助燃剂价格均比较昂贵，性价比低，经济效益不理想，在没有政策补贴的情况下，一般消费者难以接受，所以目前普通大众使用较少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种组方合理、成本低，使用方便的一种铈基稀土催化助燃剂。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述铈基稀土催化助燃剂的一种制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种铈基稀土催化助燃剂，其特点是：
（1）载体：磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P，加入煤油组成载体；磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P、煤油的体积比为1：1.8-2.5；当采用磷酸二异辛酯C16H35O4P与磷酸三丁酯C16H27O4P混合物时，二者的体积比可以任意选择；
（2）稀土料液：将CeO2占稀土总量的质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCL溶液中得到稀土料液，稀土料液中CeO2的质量浓度为15-50g/L；
（3）负载有机相：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中，CeO2的质量含量与载体的质量体积比为25-50g/L；
（4）将加载有机相与铈基稀土氧化物混合得到铈基稀土催化助燃剂；铈基稀土氧化物与负载有机相的质量体积比为0.5-2.0g/L。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明还公开了一种铈基稀土催化助燃剂的制备方法，其特点是，其步骤如下：
（1）按体积比将磷酸二异辛酯与/或磷酸三丁酯、煤油在自然温度下进行混合，搅拌均匀，得到载体；
（2）稀土料液的制备：将CeO2占稀土总量的质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液，稀土料液中CeO2的质量浓度为15-50g/L；
（3）负载有机相的制备：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中，CeO2的质量含量与载体的质量体积比为25-50g/L；
（4）将负载有机相与铈基稀土氧化物混合后投入超声波均质机中进行充分均质混合，得到铈基稀土催化助燃剂；铈基稀土氧化物与负载有机相的质量体积比为0.5-2.0g/L。
本发明制备方法中，所述的铈基稀土氧化物可以采用市售产品，优选采用以下方法制备：将CeO2占稀土总量的质量含量为40-60%的碳酸镧铈或者CeO2占稀土总量的质量含量为70-75%的碳酸铈投入焙烧炉焙烧，焙烧温度为750℃-850℃；焙烧时间1.0-2.0小时，进干燥箱中冷却至室温，取出，研磨，即得。 
与现有技术相比，本发明助燃剂的形态为液体（流动性较差），主要作用成份是高活性超细粉体铈基稀土颗粒。其中产生作用的化学成份为CeO2、Ce4+，其作用一是储氧，CeO2富燃状态时放出氧气，在稀燃状态时储存氧气即（OSC效应），进而保持其良好地助燃净化作用；其作用二是CeO2铈基稀土制备过程中夹带一定量的La2O3、Pr6O11等氧化物，形成固溶体能阻止CeO2微粒长大，控制器超细粉体的粒度（3-20nm)，从而提高其催化助燃性能。
本发明涉及的铈基稀土催化助燃剂及其制备方法是一种新型的催化助燃剂及一种成熟的优良制备方法。使用此种方法制备的新型催化助燃剂可很好地改变燃料的物理化学特性，可实现节能和净化排放，有显著的经济效益、社会效益和环保效益，使得本发明具有更为深远的意义。
本发明技术方案还具有以下优点：本发明催化剂在重油（或柴油）升温降粘后，加入1‰-2‰，充分均质混合即可燃用；其制备操作过程简单，成份参数可调范围较大，原料稀土价格成本低，易取得。添加助燃剂使用后，燃油热值提高10—15%，排出烟气中CO、CH、NOx降低50-60%，能够很好实现节能减排效果，同时有效清除积碳。本发明使用范围广泛，对设备无副作用，添加操作简便。     
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种铈基稀土催化助燃剂，
（1）载体：磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P，加入煤油组成载体；磷酸二异辛酯C16H35O4P与或磷酸三丁酯C16H27O4P、煤油的体积比为1：1.8；当混合选用时，磷酸二异辛酯C16H35O4P与或磷酸三丁酯C16H27O4P二者的体积比为1-9：9-1；
（2）稀土料液：将CeO2占稀土总量的质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液，稀土料液中CeO2的质量浓度为15%；
（3）负载有机相：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中，CeO2的质量含量与载体的质量体积比为25g/L；
（4）将加载有机相与铈基稀土氧化物混合得到铈基稀土催化助燃剂；铈基稀土氧化物与负载有机相的质量体积比为0.5g/L。
实施例2，一种铈基稀土催化助燃剂，
（1）载体：磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P，加入煤油组成载体；磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P、煤油的体积比为1：2.5；
（2）稀土料液：将CeO2占稀土总量质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液，稀土料液中CeO2的质量浓度为30g/L；
（3）负载有机相：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中，CeO2的质量含量与载体的质量体积比为50g/L；
（4）将负载有机相与铈基稀土氧化物混合得到铈基稀土催化助燃剂；铈基稀土氧化物与负载有机相的质量体积比为2.0g/L。
实施例3，一种铈基稀土催化助燃剂，
（1）载体：磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P，加入煤油组成载体；磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P、煤油的体积比为1：2.1；
（2）稀土料液：将CeO2占稀土总量质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液，稀土料液中CeO2的质量浓度为30g/L；
（3）负载有机相：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中，CeO2的质量含量与载体的质量体积比为35g/L；
（4）将负载有机相与铈基稀土氧化物混合得到铈基稀土催化助燃剂；铈基稀土氧化物与负载有机相的质量体积比为1.0g/L。
实施例4，实施例1或2或3所述的一种铈基稀土催化助燃剂的制备方法，其步骤如下：
（1）按体积比将磷酸二异辛酯与/或磷酸三丁酯、煤油在自然温度下进行混合，搅拌均匀，得到载体；
（2）稀土料液的制备：将CeO2占稀土总量质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液；
（3）负载有机相的制备：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中；
（4）将负载有机相与铈基稀土氧化物混合后投入超声波均质机中进行充分均质混合，得到铈基稀土催化助燃剂。
实施例5，实施例4所述的制备方法中，所述的铈基稀土氧化物采用以下方法制备：将CeO2占稀土总量的质量含量为40-60%的碳酸镧铈或者CeO2占稀土总量的质量含量为70-75%的碳酸铈投入焙烧炉焙烧，焙烧温度为750℃-850℃；焙烧时间1.0-2.0小时，进干燥箱中冷却至室温，取出，研磨，即得。

Claims (3)

1.一种铈基稀土催化助燃剂，其特征在于：
（1）载体：磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P，加入煤油组成载体；磷酸二异辛酯C16H35O4P与/或磷酸三丁酯C16H27O4P、煤油的体积比为1：1.8-2.5；
（2）稀土料液：将CeO2占稀土总量质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液，稀土料液中CeO2的质量浓度为15-50g/L；
（3）负载有机相：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中，CeO2的质量含量与载体的质量体积比为25-50g/L；
（4）将负载有机相与铈基稀土氧化物混合得到铈基稀土催化助燃剂；铈基稀土氧化物与负载有机相的质量体积比为0.5-2.0g/L。
2.根据权利要求1所述的一种铈基稀土催化助燃剂的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
（1）按体积比将磷酸二异辛酯与/或磷酸三丁酯、煤油在自然温度下进行混合，搅拌均匀，得到载体；
（2）稀土料液的制备：将CeO2占稀土总量质量百分比不小于50%的稀土氧化物溶于H2SO4或者HCl溶液中得到稀土料液，稀土料液中CeO2的质量浓度为15-50g/L；
（3）负载有机相的制备：将载体与稀土料液混合得到负载有机相，负载有机相中，CeO2的质量含量与载体的质量体积比为25-50g/L；
（4）将负载有机相与铈基稀土氢化物混合后投入超声波均质机中进行充分均质混合，得到铈基稀土催化助燃剂；铈基稀土氧化物与负载有机相的质量体积比为0.5-2.0g/L。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的铈基稀土氧化物采用以下方法制备：将CeO2占稀土总量的质量含量为40-60%的碳酸镧铈或者CeO2占稀土总量的质量含量为70-75%的碳酸铈投入焙烧炉焙烧，焙烧温度为750℃-850℃；焙烧时间1.0-2.0小时，进干燥箱中冷却至室温，取出，研磨，即得。
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