一種煤炭燃燒催化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出的是一種煤炭燃燒催化劑。在3000克質(zhì)量組分中，硫酸鎂400克，鎳鹽500克，稀土90克，乳化劑10克，水2000克，攪拌為漿狀，組成液態(tài)煤炭燃燒催化劑。使用時(shí)，在煤炭中添加質(zhì)量百分比為0.1-0.2%的煤炭燃燒催化劑。由于本發(fā)明以硫酸鎂、鎳鹽、稀土、乳化劑和水按比例配合組成煤炭燃燒催化劑，能夠使煤炭與氧充分接觸，在催化的作用下，實(shí)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)，達(dá)到煤快速燃燒和充分燃燒的效果。適宜作為煤炭燃燒催化劑應(yīng)用。
【專利說明】一種煤炭燃燒催化劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提出的是燃料領(lǐng)域的一種煤炭燃燒催化劑。
技術(shù)背景
[0002]煤在燃燒過程中，需要與空氣中的氧接觸，使碳氧化為一氧化碳或二氧化碳，釋放出熱量。但由于燃煤種類不同，燃燒性能不同，而且燃燒層厚不同，燃燒方式不同，燃燒器具不同，往往會(huì)影響燃燒速度，還會(huì)氧化不完全，產(chǎn)生干餾氣或一氧化碳，碳顆粒，使燃料不能充分燃燒而釋放足夠的熱量。影響燃煤燃燒性能的直接因素是要供氧充分，而且為了完成碳氧化放熱的催化作用。目前有些企業(yè)或
【發(fā)明者】將各種礦物質(zhì)加入到燃煤中，作為燃煤添加劑，目的是改善燃煤的燃燒性能，但實(shí)際使用效果都無法考證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了實(shí)現(xiàn)燃煤催化助燃，本發(fā)明提出了一種煤炭燃燒催化劑。該該催化劑有由硫酸鎂、鎳鹽和稀土組成，通過按比例添加在煤炭中，解決煤炭燃燒催化的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
在3000克質(zhì)量組分中，硫酸鎂400克，鎳鹽500克，稀土 90克，乳化劑10克，水2000克，攪拌為漿狀，組成液態(tài)煤炭燃燒催化劑。
[0005]使用時(shí)，在煤炭中添加質(zhì)量百分比為0.1-0.2%的煤炭燃燒催化劑。
[0006]積極效果，由于本發(fā)明以硫酸鎂、鎳鹽、稀土、乳化劑和水按比例配合組成煤炭燃燒催化劑，能夠使煤炭與氧充分接觸，在催化的作用下，實(shí)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)，達(dá)到煤快速燃燒和充分燃燒的效果。適宜作為煤炭燃燒催化劑應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0007]在3000克質(zhì)量組分中，硫酸鎂400克，鎳鹽500克，稀土 90克，乳化劑10克，水2000克，攪拌為漿狀，組成液態(tài)煤炭燃燒催化劑。
[0008]使用時(shí)，在煤炭中添加質(zhì)量百分比為0.1-0.2%的煤炭燃燒催化劑。
[0009]所述鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳、溴化鎳、氫氧化亞鎳、羰基鎳其中的一種或多種混合物。[0010]煤炭燃燒機(jī)理:
煤炭主要成分是碳和碳?xì)浠衔?，還有金屬與其它非金屬物質(zhì)。煤炭在燃燒過程中，首先需要點(diǎn)燃，增加煤炭的溫度，當(dāng)煤炭的溫度達(dá)到碳燃點(diǎn)溫度時(shí)，與空氣中的氧氣接觸，產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，使碳或碳?xì)浠衔镅趸纬梢谎趸己投趸?，一氧化碳繼續(xù)與空氣中的氧氣接觸，被氧化為二氧化碳，并釋放熱量。所釋放的熱量使煤炭表面升溫，使碳與氧和水汽產(chǎn)生氣化，形成碳?xì)浠衔?，加速碳的氧化過程，此時(shí)，當(dāng)空氣流過大時(shí)，將會(huì)把未完全氧化的碳以及化合反應(yīng)產(chǎn)生的碳?xì)浠衔飵ё撸姑禾恐械目扇嘉镔|(zhì)不能達(dá)到完全氧化，所以造成煤炭不能完全燃燒，造成浪費(fèi)。[0011]煤炭在與氧接觸的過程中，是靠自然氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的，當(dāng)碳與氧接觸面小時(shí)，燃燒速度慢，當(dāng)碳處于高溫狀態(tài)時(shí)，極易產(chǎn)生干餾效應(yīng)，使碳轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔铮瑯O易逸出燃燒層，也會(huì)造成燃料的浪費(fèi)。
[0012]碳燃燒是氧化還原反應(yīng)過程，煤炭處于燃燒狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)呈連續(xù)性，直至碳完全氧化，而事實(shí)上，碳顆粒表面在燃點(diǎn)狀態(tài)下，容易燃燒，而當(dāng)碳顆粒內(nèi)部不易與氧氣接觸或燃燒溫度過低的情況下，則碳顆粒內(nèi)部的碳不易與空氣接觸而燃燒，所以造成煤炭燃燒不完全，形成剩余殘?zhí)?，也?huì)造成燃料的浪費(fèi)。
[0013]根據(jù)煤炭的燃燒機(jī)理，在煤炭中加入催化劑，則會(huì)使碳的活化能得到提高，促進(jìn)與氧的反應(yīng)，同時(shí)促進(jìn)一氧化碳和碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為二氧化碳，使碳完全氧化放熱。
[0014]實(shí)際效果驗(yàn)證:
以不添加煤炭燃燒催化劑的煤燃燒作為對(duì)照。
[0015]取燃煤量0.1%的煤炭燃燒催化劑添加到煤中，進(jìn)行點(diǎn)燃燃燒，經(jīng)過煤燃燒殆盡后對(duì)煤渣進(jìn)行碳的檢測(cè)，通過殘?zhí)嫉氖Ｓ嗔縼砼卸喝紵耐耆?，同時(shí)對(duì)排出的煙氣中的一氧化碳和碳?xì)浠衔锏臋z測(cè)。
[0016]經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，添加有煤炭燃燒催化劑的煤燃燒后，殘?zhí)己繛?.5%，燃燒完全時(shí)間為I小時(shí)；對(duì)照組殘?zhí)己繛?%,燃燒時(shí)間為1.5小時(shí)。煙氣中一氧化碳和碳?xì)浠衔锖繛?.05%。
[0017]經(jīng)過多組重復(fù) 試驗(yàn)，其效果基本相同，證明添加有煤炭燃燒催化劑的煤燃燒時(shí)間短，燃燒充分，熱能利用率高。
[0018]硫酸鎂在燃煤中的作用:硫酸鎂中含有鎂原子，硫酸鎂在熱的作用下，首先脫出結(jié)晶水，然后電離為硫離子、氧離子和鎂離子，硫離子與氧接觸形成氧化硫，氧離子與碳接觸，形成氧化碳并釋放熱量，而鎂離子與氧接觸，形成氧化鎂，為生熱反應(yīng)，并釋放光芒，使能量擴(kuò)散。氧化硫與碳反應(yīng)，能夠增加氧化碳的形成，因?yàn)樘急攘蚋鼮榛畈?，所以硫容易被還原為單質(zhì)硫或與煤炭中的灰分形成硫化物。氧與碳實(shí)現(xiàn)碳的氧化反應(yīng)，釋放出來大量的熱量，為主要產(chǎn)熱過程；鎂形成氧化鎂的過程，不但放熱，而且還能夠進(jìn)行光熱輻射，增加碳原子周圍的碳原子的活化能，起到煤炭燃燒的催化作用。
[0019]鎳鹽在燃煤中的催化作用:
通過資料查詢，鎳鹽具有催化作用，尤其是作為加氫催化劑。
[0020]煤炭燃燒，產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?，而空氣中的水分子和碳燃燒產(chǎn)生的水分子在高溫的作用和氣流作用下，極易將未完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳和碳?xì)浠衔飵ё?，造成燃燒不完全。而有鎳鹽存在的情況下，鎳能夠促進(jìn)水分子分解產(chǎn)生的氫和碳氧化所產(chǎn)生的氫與漂移碳形成容易氧化燃燒的碳?xì)浠衔?，并繼續(xù)與氧結(jié)合，使碳?xì)浠衔锿耆D(zhuǎn)化為二氧化碳，繼續(xù)釋放熱量。
[0021]稀土在煤炭燃燒中的催化作用:
稀土中含有稀土氧化物，按成分分為輕稀土、中稀土和重稀土。其中:
輕稀土，P204弱酸度萃取，鑭、鈰、鐠、釹和钷；
中稀土，P204低酸度萃取，釤、銪、釓、鋱和鏑；
重稀土，P204中酸度萃取,欽、銪、鉺、錢、鐿、镥和鈧。
[0022]鈰組，硫酸復(fù)鹽難溶，鑭、鈰、鐠、釹和钷；鋪組,硫酸復(fù)鹽微溶,衫、銪、禮、鋪、鏑和欽；
宇乙組，硫fe復(fù)鹽易溶，箱、輯、錢、鏡、錯(cuò)和銳。
[0023]根據(jù)有關(guān)資料介紹:
當(dāng)稀土具有4#和4f8原子結(jié)構(gòu)時(shí)，外層有空置電子層，所以具有催化活性。
[0024]以汽車應(yīng)用稀土鈰作為催化劑為例:
在汽車燃料催化劑中，已經(jīng)利用了稀土的催化性能。在汽油碳?xì)浠衔锶紵龝r(shí)，當(dāng)燃料過剩貧氧時(shí)，釋放CO2，促進(jìn)CO和CH氧化，形成CO2。
[0025]當(dāng)空氣過剩富氧時(shí),二氧化鋪起還原作用，與NOx作用,將NOx從排放氣體中除去，得到二氧化鋪，起到了良好的調(diào)節(jié)空燃比作用。
[0026]當(dāng)空氣與燃料混合物處于化學(xué)計(jì)量比的條件下，二氧化鈰起到催化作用，促進(jìn)CO與水蒸氣重整反應(yīng)，減少CO和CH的含量。
[0027]當(dāng)本發(fā)明煤炭催化劑添加到煤炭質(zhì)地密度大、容易結(jié)焦的煤種中使用時(shí)，效果更加明顯。
[0028]本發(fā)明以硫酸鎂、鎳鹽和稀土混合物作為煤炭燃燒催化劑，利用硫酸鎂中鎂的燃燒與熱輻射作用，使空氣中的氧滲透到煤炭顆粒內(nèi)部，增加燃燒面；利用鎳鹽的加氫催化作用，使碳與氫反應(yīng)，形成容易氧化燃燒的碳?xì)浠衔?，催化促進(jìn)碳完全氧化生熱。利用稀土元素的化學(xué)催化作用，增加碳的活化能，使碳和干餾產(chǎn)生的碳?xì)浠衔镅杆傺趸?，并使一氧化碳催化轉(zhuǎn)化為二氧化碳，使碳完全燃燒放熱，改善煤炭燃燒性能，加快煤炭的燃燒速度。
[0029]本發(fā)明的煤炭催化劑能 夠在原煤、粉煤，常規(guī)鍋爐或沸騰爐所使用的煤炭中添加使用。
【權(quán)利要求】
1.一種煤炭燃燒催化劑，其特征是: 在3000克質(zhì)量組分中，硫酸鎂400克，鎳鹽500克，稀土 90克，乳化劑10克，水2000克，攪拌為漿狀，組成液態(tài)煤炭燃燒催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭燃燒催化劑，其特征是:所述鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳、溴化鎳、氫氧化亞鎳、羰基鎳其中的一種或多種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭燃燒催化劑，其特征是:煤炭燃燒催化劑在煤炭中的使用量為煤炭質(zhì) 量百分比的0.1-0.2%。
【文檔編號(hào)】C10L9/10GK103450965SQ201310357180
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】李澤群, 劉伏蘭, 李紹寬 申請(qǐng)人:遼寧鑫隆科技有限公司