專利名稱：一種煤炭燃燒催化劑微囊及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤炭燃燒催化劑微囊及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
催化劑對(duì)特定的物質(zhì)具有專一性和最佳用量，現(xiàn)今采用的將液^^煤炭催化劑直 接噴灑到煤炭表面的方法，由于煤顆粒大小、噴灑方式等問(wèn)題催化劑無(wú)法均勻與煤 炭反應(yīng)，因此，將催化劑制備成具有一定強(qiáng)度的微囊，然后與纟飄?；旌暇鶆蚝筮^(guò) 磨機(jī)即可制備出與催化劑均勻反應(yīng)的煤粉。目前微囊的制備方法主要有乳液核殼聚合(公開(kāi)號(hào)CN1695788)、聚合物溶 液沉淀聚合(公開(kāi)號(hào)CN1695789)、原位膠囊化(公開(kāi)號(hào)CN1908257)等，這些方 法在制備微囊過(guò)程中存在對(duì)微囊粒徑大小可控程度小，制備過(guò)程工藝和反應(yīng)條件復(fù) 雜，生產(chǎn)連續(xù)化趕度低等問(wèn)題，從而限制了微囊化相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用。目前，用作相變儲(chǔ)能微囊壁材的材料有多種，如公開(kāi)號(hào)為CN1161364的專利采 用密胺樹(shù)脂作為微囊壁材，公開(kāi)號(hào)為CN1715359的專利采用動(dòng)物蛋白縮醛作為微囊 壁材，公開(kāi)號(hào)為CN1695787的專利采用乙烯基及雙乙烯基類自由基單體為外殼聚 合物來(lái)源等等，采用此類材料作為壁材，均需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，誘導(dǎo)聚合物單 體聚合包囊，因此操作工藝過(guò)程復(fù)雜，不宜于大規(guī)模生產(chǎn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種單核、化學(xué)穩(wěn)定性好、 熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、且應(yīng)用范圍寬的煤炭燃燒催化劑微囊。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述煤炭燃燒催化劑微囊的生產(chǎn)方法，采用連 續(xù)式流動(dòng)相環(huán)噴法包封煤炭燃燒催化劑。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的一種煤炭燃燒催化劑微囊，由囊壁和其包封的煤炭燃燒催化劑構(gòu)成。 上述囊壁為葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物和堿金屬鹽反應(yīng)生成的聚合物，占 催化劑微囊總重量的5 10%;上述煤炭燃燒催化劑占微囊總質(zhì)量的95 90%; 上述葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物優(yōu)選海藻酸鈉； 上述堿金屬鹽優(yōu)選氯化鎂；上述煤炭燃燒催化劑為液體劑型， 本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的節(jié)能環(huán)保的煤炭燃燒催 化劑，該催化劑是由如下質(zhì)量份數(shù)的原料溶于水中混勻即得硫酸廠廢渣提取物20 30、電鍍廠廢液20 35、電解銅廠廢液提取物25 30、合成稀土化合物5 10、 陰離子表面活性劑3 5和可溶性鈣鹽2 5，水100。本發(fā)明的煤炭燃燒催化劑微囊的生產(chǎn)方法，采用連續(xù)式流動(dòng)相環(huán)噴法包封煤 炭燃燒催化劑，具體步驟如下(1) 將葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物溶液和煤炭燃燒催化劑經(jīng)高壓氮?dú)饧?壓后，通入堿金屬鹽溶液中，反應(yīng)生成表面光滑的微囊；(2) 將上述微囊從鹽溶液中過(guò)濾出來(lái)后，置于上述堿金屬鹽溶液中繼續(xù)固化， 待全部凝聚后經(jīng)水洗過(guò)濾，低溫烘干，即得煤炭燃燒催化劑微囊。上述步驟(1)中，所述儲(chǔ)料罐的溫度為4(TC;所述堿金屬鹽溶液濃度為 0.25mol'L-1。上述步驟(2)中，所述堿金屬鹽溶液濃度為0.25moh1/1，溫度為1(TC。 當(dāng)上述堿金屬鹽溶液中堿金屬鹽濃度低于O.lmol丄"時(shí)，加入堿金屬鹽固體調(diào) 節(jié)濃度。本發(fā)明的煤炭燃燒催化劑微囊的生產(chǎn)方法可以通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的部件構(gòu)成一個(gè) 裝置，從而使整個(gè)生產(chǎn)方法更加流暢快捷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果l.本發(fā)明的煤炭燃燒催化劑微囊 的生產(chǎn)方法選用可再生的廉價(jià)高分子材料葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物作為壁材高分子材料前體，利用葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物與堿金屬離子在一定條件 下作用，從而形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包封相變材料，該生產(chǎn)方法，其微囊大小可控、反 應(yīng)條件簡(jiǎn)單、易于控制、對(duì)微囊化煤炭燃燒催化齊tl具有積極意義。2.本發(fā)明的煤 炭燃燒催化劑微囊具有單核、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、且應(yīng)用范 圍寬等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明方法采用的連續(xù)式流動(dòng)相環(huán)噴法包封煤炭燃燒催化齊嘰置圖； 其中，1為N2罐；2和3為儲(chǔ)料罐；4為堿金屬溶液槽；5為循環(huán)泵；6為恒溫水?。?為抽吸泵'；8為水力漩流器。圖2煤炭燃燒催化劑微囊的顯微光學(xué)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例制備煤炭催化劑微囊主要分為以下步驟首先選擇海藻酸鈉這種葡萄糖苷鍵糖醛酸鈉鹽聚合物作為壁材，酉彌一定濃度的海藻酸鈉溶液，然后將海藻酸 鈉溶液和本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的煤炭燃燒催化劑裝入到如圖1所示裝置的儲(chǔ)料罐中，最后 開(kāi)啟裝置包封、固化得到煤炭燃燒催化劑微囊。圖i所示的裝置包括N2罐、儲(chǔ)料罐、堿金屬溶液槽、循環(huán)泵、恒溫水浴抽吸泵和水力漩流器幾個(gè)部件，其中影響連續(xù)式流動(dòng)相環(huán)噴法包封煤炭燃燒催化劑過(guò)程的參數(shù)主要包括環(huán)間隙、芯材出口 L徑、芯材和壁材操作壓力、流動(dòng)相速度等.圖l所示的裝置中，環(huán)間隙和導(dǎo)出孔大小可根據(jù)實(shí)際要求更換，且水力漩流器 頂部的溢出液，可通過(guò)導(dǎo)管回流到堿金屬鹽溶液槽中繼續(xù)參與固化反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn) 過(guò)程的連續(xù)運(yùn)行。本實(shí)施例的具體步驟如下 (1)海藻酸鈉溶液的制備按質(zhì)量份數(shù)，將4份海藻酸鈉，96份水在溫度45X:水浴中加熱溶解，并用磁 力攪拌器攪拌，待溶解完全并且溶液具有一定黏度后，停止攪拌待用。(2) 煤炭燃燒催化劑的制備 煤炭燃燒催化劑由下述質(zhì)量份數(shù)的原料溶于水中混勻即得硫酸廠廢渣提取物30、電鍍廠廢液28、電解銅廠廢液提取物27、合成稀土化合物7、陰離子表面活性 劑十二烷基硫酸銨4和可溶性鈣鹽如硝酸躬4，水100。(3) 包封和固化將步驟(2)的煤炭燃燒催化劑和步驟(1)中得到的海藻酸鈉溶液裝入如圖1 所示裝置的儲(chǔ)料罐2和儲(chǔ)料罐3中，打開(kāi)1 N2罐，使得2、3儲(chǔ)料罐中壓力為1.2atm， 打開(kāi)5循環(huán)泵、7抽吸泵后，開(kāi)啟回路上的閥門，芯材(催化劑溶液)和壁材(海 藻酸鈉溶液)經(jīng)過(guò)導(dǎo)出孔和孔隙后進(jìn)入0.25mol，L"的氯化鎂7jC溶液中，其表面立刻 形成凝膠，生成表面光滑的微囊，通過(guò)8水力漩流器分離出來(lái)的微囊置于溫度為1(TC 左右的0.25mol'L—1的氯化鎂水溶液中繼續(xù)固化lh，待全部凝聚后經(jīng)水洗、過(guò)濾、低 溫烘干，得到機(jī)械強(qiáng)度高和穩(wěn)定性好的煤炭燃燒催化劑微囊。制備得到的煤炭燃燒 催化劑微囊顯微圖像如圖2所示，呈單核。
權(quán)利要求
1、一種煤炭燃燒催化劑微囊，由囊壁和其包覆的煤炭燃燒催化劑構(gòu)成，其特征在于囊壁為葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物和堿金屬鹽反應(yīng)生成的聚合物，占催化劑微囊總重量的5～10％；煤炭燃燒催化劑由如下質(zhì)量份數(shù)的原料溶于水中混勻即得硫酸廠廢渣提取物20～30、電鍍廠廢液20～35、電解銅廠廢液提取物25～30、合成稀土化合物5～10、陰離子表面活性劑3～5和可溶性鈣鹽2～5，水100，占微囊總質(zhì)量的95～90％，所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸銨，可溶性鈣鹽為硝酸鈣。
2、 根據(jù)權(quán)禾腰求l所述的煤炭燃燒催化齊微囊，其特征在于所述的葡萄糖苷鍵 糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物為海藻酸鈉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煤炭燃燒催化劑微囊，其f寺征在于所述的堿金屬鹽為 氯化鎂。
4、 權(quán)利要求l所述煤炭燃燒催化劑微囊的生產(chǎn)方法，其特征在于采用連續(xù)式流 動(dòng)相環(huán)噴法包封煤炭燃燒催化劑，具體步驟如下(1) 將葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物溶液和煤炭燃燒催化劑經(jīng)高壓氮?dú)饧?壓后，通入堿金屬鹽溶液中，反應(yīng)生成表面光滑的微囊；(2) 將上述微囊從鹽溶液中過(guò)濾出來(lái)后，再置于上述堿金屬鹽溶液中繼續(xù)固 化，待全部凝聚后經(jīng)水洗過(guò)濾，低溫烘干，即得煤炭燃燒催化劑微囊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(1)中，所述儲(chǔ)料罐的 溫度為4(TC;所述堿金屬鹽溶液濃度為0.25mol，i;1。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(2)中，所述堿金屬鹽 溶液濃度為0.25moR;1，溫度為1(TC。
7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述堿金屬鹽溶液中堿金屬鹽 濃度低于0.1mo11—1時(shí)，加入堿金屬鹽固體調(diào)節(jié)濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種煤炭燃燒催化劑微囊及其生產(chǎn)方法，該微囊由囊壁和其包覆的煤炭燃燒催化劑構(gòu)成囊壁為葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物和堿金屬鹽反應(yīng)生成的聚合物，占微囊總重量的5～10％；煤炭燃燒催化劑占微囊總質(zhì)量的95～90％。本發(fā)明的生產(chǎn)方法采用連續(xù)式流動(dòng)相環(huán)噴法包封煤炭燃燒催化劑，即將葡萄糖苷鍵糖醛酸無(wú)機(jī)鹽聚合物溶液和煤炭燃燒催化劑經(jīng)高壓氮?dú)饧訅汉?，通入堿金屬鹽溶液連續(xù)相中反應(yīng)成囊，經(jīng)分離、固化、水洗、過(guò)濾、低溫烘干后，得到具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，應(yīng)用范圍寬等特點(diǎn)的煤炭燃燒催化劑微囊。本發(fā)明的生產(chǎn)方法操作簡(jiǎn)單，易于控制，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J13/02GK101270312SQ200810025849
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者胡大為, 胡小芳 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)