一种工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种工业锅炉和窑炉用燃气/燃油增效剂及其制备方法与应用，属于燃气/燃油在工业窑炉，锅炉应用领域。该增效剂包括以下组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物、甲基叔丁基醚、过氧化环已烷、无水乙醇、异丙醇、乙二醇一丁醚，石油醚。本发明专利技术的增效剂抗爆性好，对金属管道，容器，橡胶，塑料等无腐蚀，生产过程中安全稳定；无需加入纯氧或富氧参加的燃烧条件下可使燃气/燃油在贫氧/空气中充分燃烧达到节能降耗；有效降低起燃温度，可较大幅度提高节能率、降低污染排放的效果。本发明专利技术的增效剂具有安全性好，用量少，节气率高的特点，可以节约燃气最高可达到22％以上；减少有害烟气排放，特别是可以大幅减少氮排放等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃气/燃油在工业窑炉，锅炉应用领域，具体涉及一种工业锅炉和窑炉用燃气/燃油增效剂及其制备方法与应用。
技术介绍
随着我国工业经济的迅速发展，燃气(燃油)在的社会需求量越来越大和环境保护对碳和NOx的排放的要求越来越高。对工业窑炉的排放要求越加严格，燃气(燃油)作为清洁燃料在工业窑炉中的应用将大幅提高。目前，我国已经正在快速淘汰和禁使用传统的燃煤、燃油窑炉和锅炉。燃气(燃油)作为清洁燃料正广泛的应用于工业窑炉燃烧。但是，在目前燃气(燃油)的价格比煤炭和燃油以及C3-C5等燃料的价格高，使得企业生产成本增加效益低。市场需要一种节能增效、环保减排的燃气节能产品，来降低企业生产成本提高企业经济效益，减少排放污染。目前在我国申报批准的燃气增效剂(包括稀土添加剂)的众多专利中，基本都是一些金属切割用的、在纯氧条件下燃烧的增效剂。没有在贫氧的或空气环境中燃烧的增效节能添加剂。这些在纯氧条件下燃烧的添加剂不适用在工业窑炉，锅炉的贫氧气氛中燃烧。这也是目前所有燃气添加剂在燃气(燃油)工业窑炉、锅炉燃烧中效果不明显或无效果的原因所在。目前这些添加剂中大都釆用了，二甲醚，双氧水，高氯酸、盐酸等化学原料，由于这些物质会对盛装容器、设备、工器具产生严重腐蚀，长期使用存在极大安全隐患。溶剂中作为添加剂进入管网后对橡胶衬垫、橡胶管、金属管道、仪表等产生腐蚀，长期使用极易造成燃气泄漏事故。另有一些釆用了粘稠物、胶状物或固体物。例如纳米氧化铝、纳米级5Ni/5MgO-SiO2等。这些物料经溶解后作为添加剂的组份，不易汽化长时间使用会粘附在整个燃气通道的管壁上，或析出液体堵塞整个通道。还有的采用芳烃化合物，如：苯、甲苯和二甲苯作溶剂，这类物质不仅毒性大，对人体造成伤害，破坏环境，还对使用设备、工器具的密封造成严重威助，如：减压阀垫圈、橡胶软管等，这些添加剂在空气中燃烧情况下基本没有节能减排的作用。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种工业锅炉和窑炉用燃气/燃油增效剂。该增效剂应用于燃气(天然气、液化石油气、丙烷及C4-C5)为燃料的工业锅炉和窑炉节能和降低NOx和CO2排放量。延伸应用可以用在燃油(汽油，柴油，重油，煤焦油)中节能和减少排放。本专利技术的另一目的在于提供上述工业锅炉和窑炉用燃气/燃油增效剂的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述工业锅炉和窑炉用燃气/燃油增效剂的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，包括以下组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物、甲基叔丁基醚、过氧化环已烷、无水乙醇、异丙醇、乙二醇一丁醚，石油醚。一种工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，包括以下按重量比计的组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物24～26％、甲基叔丁基醚14～16％、过氧化环已烷14～16％、无水乙醇18～22％、异丙醇4～6％、乙二醇一丁醚9～11％，石油醚9～11％。优选的，包括以下按重量比计的组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物25％、甲基叔丁基醚15％、过氧化环已烷15％、无水乙醇20％、异丙醇5％、乙二醇一丁醚10％，石油醚10％。所述的含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物中含过渡族金属茂化物与卡托辛的质量比为3：2。所述的含过渡族金属茂化物优选为二茂镍和二茂铈。优选的，所述的二茂镍、二茂铈和卡托辛的质量比为3:3:4。所述的二茂铈是用有机电化学法合成的，以提纯后的环戊二烯为原料，金属铈为阳极和阴极，溴化钠作导电盐，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作有机溶剂，采用氮气保护，恒流源电解，合成了二茂铈。所述的燃气为天然气、液化石油气、丙烷及C4-C5等，但不限于此。所述的燃油为汽油，柴油，重油，煤焦油等，但不限于此。所述的工业窑炉为玻璃窑、陶瓷窑、水泥窑、金属熔解窑等，但不限于此。所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂的制备方法，包括如下步骤：(1)在室温下将甲基叔丁基醚和含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物搅拌均匀，得到混合物；(2)然后再将过氧化环已烷、无水乙醇、异丙醇、乙二醇一丁醚依次加入至步骤(1)得到的混合物中，搅拌均匀得淡黄色溶液，静置，滤去沉淀，再加入石油醚搅拌均匀，既得工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂。所述的静置的时间优选为2～3小时。所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂在空气/贫氧中的燃气/燃油中的应用。所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂的添加量是体积百分数0.2～0.5％。本专利技术的机理是：本专利技术在燃气/燃油中添加的增效剂，发挥过渡族金属茂化物的渗透活性催化激活燃气/燃油在贫氧状态下的燃烧机制，降低燃气/燃油的起燃温度，使燃气/燃油燃烧过程产生的热能量迅速扩散到窑炉和锅炉的炉膛物理边界，提高炉膛内的热能传导能力和平衡炉膛内部的温度，提高燃气/燃油利用率使燃烧热能量的释放完全达到完全燃烧。有效的节省燃气/燃油，大幅降低燃气/燃油成本，同时有效降低尾气中的CO2和NOx的排放，实现了低碳排放降低Pm2.5污染。本专利技术的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂是一种具有在贫氧中使燃气/燃油燃烧完全，抗爆性好，对金属管道，容器，橡胶，塑料等无腐蚀，生产过程中安全稳定的增效剂。本专利技术的增效剂是以改善燃气为目标，通过大幅降低燃气的起燃温度来实现类无焰燃烧，使火焰外焰边界化，热传递方式由火焰外转变为火焰内，不但提高热传递效率，温度场均匀，并可以有效降低燃烧中的温度峰值，从而减少氮氧化物的生成。含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物的协同性主要体现在二茂铈和二茂镍的复合应用可以有效降低燃气/燃油起燃温度，二茂铈对卡托辛提高燃速的能力也有所提高。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：(1)本专利技术的增效剂具有使燃气/燃油在贫氧/空气中充分燃烧达到节能降耗的作用；有效降低起燃温度，可较大幅度提高节能率、降低污染排放的效果。(2)本专利技术的增效剂不同以往的燃气添加剂(增效剂)必须在氧气助燃的情况下才有效，而是在空气/贫氧中燃烧的情况。本专利技术的增效剂是一种前所未有的可以有效降低燃气/燃油起燃温度的具有催化功能的燃气增效剂。用在以燃气/燃油为燃气的燃气工业窑炉、锅炉中无需加入纯氧或富氧参加的燃烧条件下就可达到较大幅度的节能减排的一种燃气/燃油增效剂。(3)本专利技术的增效剂具有安全性好，用量少，节气率高的特点，可以节约燃气最高可达到22％以上；减少有害烟气排放，特别是可以大幅减少氮排放等优点。目前尚未发现其他在窑炉贫氧燃烧的情况下实际应用中节能率能达到这种程度的燃气增效剂。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本专利技术的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂包括以下物料，按重量比计：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物(其中，二茂镍、二茂铈和卡托辛的质量比为3:3:4)25％，甲基叔丁基醚15％、过氧化环已烷15％、无水乙醇20％、异丙醇5％、乙二醇一丁醚10％，石油醚10％。所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂的制备方法，包括如下步骤：按上述比例将上述物料在室温下按甲基叔丁基醚——含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物，搅拌均匀，得到混合物；然后再将过氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，其特征在于包括以下组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物、甲基叔丁基醚、过氧化环已烷、无水乙醇、异丙醇、乙二醇一丁醚，石油醚。

【技术特征摘要】
1.一种工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，其特征在于包括以下组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物、甲基叔丁基醚、过氧化环已烷、无水乙醇、异丙醇、乙二醇一丁醚，石油醚。2.根据权利要求1所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，其特征在于包括以下按重量比计的组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物24～26％、甲基叔丁基醚14～16％、过氧化环已烷14～16％、无水乙醇18～22％、异丙醇4～6％、乙二醇一丁醚9～11％，石油醚9～11％。3.根据权利要求1或2所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，其特征在于包括以下按重量比计的组分：含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物25％、甲基叔丁基醚15％、过氧化环已烷15％、无水乙醇20％、异丙醇5％、乙二醇一丁醚10％，石油醚10％。4.根据权利要求1或2所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，其特征在于：所述的含过渡族金属茂化物与卡托辛的混合物中含过渡族金属茂化物与卡托辛的质量比为3：2。5.根据权利要求1或2所述的工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂，其特征在于：所述的含过渡族金属茂化物为二...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志鑫，丁阳，
申请(专利权)人：广州阿多斯化工科技有限公司，赵志鑫，
类型：发明
国别省市：广东;44