CN1274793C - 洁净煤催媒体 - Google Patents

Abstract

一种洁净煤催媒体，主要由复合贮氢合金，碱土金属氯化盐，硼酸锰，碱金属氧化剂，铁或锰氧化剂，表面活性添加剂与抗氧化添加剂，及碱金属氯化盐组成，其按重量百分比为：复合贮氢合金2-5；碱土金属氯化盐15-30；硼酸锰2.5-5；碱金属氧化剂1.5-6；铁或锰氧化剂1.5-6；表面活性添加剂与抗氧化添加剂2.5-7；其余为碱金属氯化盐。其生产工艺为：1)复合贮氢合金的制备；2)催媒体合成。本发明的洁净煤催媒体可提高燃煤热值与热效率，减少燃煤消耗，减少污染，并可大量使用高硫及低热值煤生产洁净动力型煤，从而大大降低燃料成本和运行成本，具有明显的社会效益与经济效益，和极大的推广价值。

Description

洁净煤催媒体

技术领域：

本发明涉及一种精细化工产品，具体指一种燃煤或洁净煤的添加剂及其生产工艺。

背景技术：

煤是一种重要的能源和原料，是工业锅炉的主要燃料。然而，传统的粗放型的煤散烧方式有许多缺点，如优质煤燃烧不尽，劣质煤无法利用，污染物排放对环境的影响严重等。为了克服上述不足，现在的做法是根据各种煤种的燃烧特性、发热量、挥发分、及其着火点、硫分、结渣性、燃尽等燃烧指标，将不同煤种按一定配比，并加入成形剂、固硫剂，生产不同性能的、燃烧较完金的、污染物排放较少的洁净煤。

但是，如何进一步改善煤的燃烧质量、提高工业锅炉的炉膛温度和热效率、减少废渣和废气的排放量、提高劣质煤甚至煤矿的废弃煤种(如煤矸石、低热值煤及泥煤等)的利用率，仍然具有特别重大的经济意义和社会意义。

发明内容：

本发明旨在提出一种主要由催化助氧材料和由离子和微米级与纳米级微粒的贮氢合金材料所形成的洁净煤催媒体，藉其能将煤中挥发性可燃气体及水煤气中的一氧化碳迅速反应成二氧化碳和氢气，氢气与碳再反应生成甲烷的特性，以提高燃烧温度和热效率，降低炉渣含碳量，减少炉渣、二氧化碳和烟尘的排放量，并充分利用废弃煤种、节约优质煤资源，从面大大地节约煤的用量和减少煤燃烧时对环境的污染。

本发明的一种洁净煤催媒体，主要由以贮氢过渡金属铜、铁和钛的氧化物为主要原料的复合贮氢合金，碱土金属氯化盐如氯化镁，硼酸锰，碱金属氧化剂如氯酸钾、氯酸钠，铁或锰氧化剂如高锰酸钾、高铁酸钾，表面活性添加剂与抗氧化添加剂，及碱金属氯化盐如氯化钠、氯化钾组成，其按重量百分比为：

复合贮氢合金                    2-5

碱土金属氯化盐                  15-30

硼酸锰                          2.5-5

碱金属氧化剂                    1.5-6

铁或锰氧化剂                    1.5-6

表面活性添加剂与抗氧化添加剂    2.5-7

其余为碱金属氯化盐。

其生产工艺为：

a)复合贮氢合金的制备：

将经纯度和细度检验合格的铜、铁和钛的氧化物配重后置于胶体磨中，同时加入由碱土金属氯化盐加表面活性添加剂溶融所得的离子液，研磨至直径≤50nm的颗粒占全部重量≥70％，即制得胶体状的有离子及微米级和纳米级微粒的复合贮氢合金；

b)催媒体合成：

将碱金属氯化盐与铁或锰氧化剂混合搅拌，加入硼酸锰和抗氧化添加剂，搅拌至均匀，再加入上述复合贮氢合金搅拌至均匀后出料，经检验、计量、分装即得催媒体成品。

本发明的洁净煤催媒体由于其中的复合贮氧合金材料的贮氢特性，在燃烧过程中发生加氢反应，极大地提高了与碳的气化作用，提高了可燃性气体甲烷的生成，形成炉膛中火焰的剧烈燃烧，并在复合型氧化剂的作用下，不断地与氢气反应产生水煤气，经催化分解，其中氢气与碳的气化反应，又不断地产生甲烷和水蒸汽，从而使锅炉的热效率提高，炉膛温度明显上升，煤渣含碳量明显减少，取得明显的节煤效果；同时，在不加其它固硫剂的前提下，煤中的硫与催媒体中的添加物反应生成硫酸盐类，使二氧化硫的排放量明显减少，并减少了烟尘、氮氧化物的排放，大大减少了对环境的污染，为在以高硫煤生产洁净煤时，大量减少固硫剂的用量创造了有利条件；由于本发明的催媒体与大量的钙基复合固硫剂具有偏碱亲和性，所以生产的洁净煤长期堆放不影响其特性，因此具有很高的冷强度、热稳定性及防水特性；在1250-1330℃的高温区，性能稳定，对锅炉没有副作用；原料来源广，供应充沛，价格低廉。

综上所述，使用本发明的洁净煤催媒体可提高燃煤热值，提高热效率，减少燃煤消耗，减少污染，并可大量使用高硫及低热值煤生产洁净动力型煤，从而大大降低燃料成本和运行成本。因此与市场上的各种添加剂在性价比上有很强的竞争优势，具有明显的社会效益与经济效益，和极大的推广价值。

附图说明：

图1为本发明的洁净煤催媒体的生产工艺流程图。

其中：1取铜、铁和钛的氧化物原料；2对上述原料进行细度与纯度的分析检验，并将合格的原料进行配重后混合；3取碱土金属氯化盐原料；4在上述碱土金属氯化盐中加入表面活性添加剂；5溶融成碱土金属氯化盐离子液；6将所述铜、铁和钛的氧化物混合料与碱土金属氯化盐的高子液混合，在胶体磨中研磨，得复合贮氢合金；7细度分析；8取碱金属氯化盐原料；9取铁或锰氧化剂原料；10将碱金属氯化盐与铁或锰氧化剂混合搅拌；11取硼酸锰原料；12取抗氧化添加剂；13将碱金属氯化盐与铁或锰氧化剂、硼酸锰、抗氧化添加剂混合搅拌；14将前述混合物与复合贮氢合金混合搅拌，即得催媒体产品；15对产品进行检验、计量、包装。

具体实施方式：

实施例；按以下配方(重量百分比)与所述生产工艺制备得本发明的洁净煤催媒体，该产品呈粉红色粉末状：

氯化钠57.2，氯化镁25，硼酸锰3，高锰酸钾3.8，氯酸钾5，铜、铁和钛的氧化物3，表面活性添加剂与抗氧化添加剂3。

其使用方法为：按每吨煤加0.3％的重量比的催媒体溶解于10倍的水中，再与煤混合搅拌。

根据权威部门对比实测，在4t蒸汽锅炉的条件下，煤的热值提高1200-1600大卡/kg，为大量使用热值在1500-4000大卡/kg的劣质煤提供了条件；在锅炉热效率为77％时，节煤率仍＞20％；炉膛温度可提高50-100℃；煤渣含碳量可降低至5％左右，煤渣排放量可减少25％以上；在不增加固硫剂的前提下，烟尘黑度＜1(林格曼)，炉膛温度在1320℃时二氧化硫排放减少24％左右；烟尘排放减少40％左右；氮氧化物排放减少20％左右；可长期贮存不变质，火点不燃、不爆、无毒，对锅炉无不良影响。

Claims (2)

1.一种洁净煤催媒体，主要由以铜、铁和钛的氧化物为主要原料的复合贮氢合金，碱土金属氯化盐，硼酸锰，碱金属氧化剂，铁或锰氧化剂，表面活性添加剂与抗氧化添加剂，及碱金属氯化盐组成，其按重量百分比为：

复合贮氢合金                        2-5

碱土金属氯化盐                      15-30

硼酸锰                              2.5-5

碱金属氧化剂                        1.5-6

铁或锰氧化剂                        1.5-6

表面活性添加剂与抗氧化添加剂        2.5-7

其余为碱金属氯化盐。

2.根据权利要求1所述洁净煤催媒体的生产工艺为：

a)复合贮氢合金的制备：

将经纯度和细度检验合格的铜、铁和钛的氧化物配重后置于胶体磨中，同时加入由碱土金属氯化盐加表面活性添加剂溶融所得的离子液，研磨至直径≤50nm的颗粒占全部重量≥70％，即制得胶体状的有离子及微米级和纳米级微粒的复合贮氢合金；

b)催媒体合成：

将碱金属氯化盐与铁或锰氧化剂混合搅拌，加入硼酸锰和抗氧化添加剂，搅拌至均匀，再加入所述复合贮氢合金搅拌到均匀，经检验、计量、分装即得催媒体成品。