一种提高煤炭燃烧速度的方法技术

一种提高煤炭燃烧速度的方法，此技术属于燃煤催化燃烧技术领域。其特征在于在燃煤中加入一种溶剂型催化剂，该催化剂是由一系列特定单体材料配合而成的混合体材料溶解于溶剂中制备而成。其中单体材料主要有烷基磺酸盐、烷基酚烯醚，烷基酯，卤代烷烃，磷酸烷基酯，芳香基硝化物，磷酸烷基酯，芳香基铁盐，硬脂酸盐，碳酸盐等，溶剂则采用柴油，混合体材料溶于一定比例溶剂制成溶液再均匀分散渗透到燃煤中即可直接使用。本燃煤催化剂主要通过提高煤粉颗粒的挥发分及比表面积，强化气体扩散能力以提高燃烧效率，具有节煤、高效清洁的功效。本发明专利技术是一种添加成本低，用量小，制备工艺简捷、节煤、助燃，减污效果显著，具有较好的安全性、稳定性和经济性的清洁高效燃煤催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤炭清洁燃烧
，特别是涉及向煤中添加催化剂助燃、固硫以实现节煤减污的方法。
技术介绍
资源、能源和环境问题已成为制约国民经济持续健康快速发展的三大瓶颈。在我国，能源在经济发展中占有十分重要的地位，而煤又是最主要的能源形式，现已占到了总能源消耗的70%。虽然我国煤储量丰富，是世界上最大的煤炭储量和生产国，但煤质大多较差，高灰、高硫煤所占比重较大；更为关键的是，中国也是世界上最大的煤炭消耗国，尽管随能源种类的多样化和能源结构的调整，煤在总能源消耗中所占比例呈下降趋势，但净消耗量仍在不断增加。由于主要应用于火力发电、工业锅炉、工业窑炉和家庭炉灶等的直接燃烧，煤质差且燃烧率低下直接导致排放大量的SOx等有害气体及烟尘，不仅对生态环境造成了严重污染，更对人民身体健康造成巨大危害。目前，我国已成为典型的煤燃烧大气污染国家，据统计，燃煤排放的SOx和烟尘均占到全国总排放量的一半以上，因此，改进燃烧现状，发展“洁净煤技术”，提高煤利用率，减少环境污染，对社会和经济发展不仅十分必要，而且具有重要意义。·目前国内外对燃煤排放SOx控制的有效手段一种是烟气脱硫，但存在投资成本和操作费用较高的问题，属于末端治理形式；另外两种是燃烧前燃料除硫以及燃烧中固硫，前者属于源头治理形式，但目前尚不现实；燃烧中固硫的研究、应用较多，即在煤燃烧过程中将硫氧化物转变成硫酸盐等形式而固定在煤灰中，此种方式不需要额外增添设备，主要是在燃煤中以某种形式添加清洁高效的催化剂，以解决煤燃烧过程中通常存在的燃烧效率低、和燃烧稳定性差、结渣、及高温腐蚀及严重环境污染等问题，从而达到节煤减污的效果。此种方式的关键在于清洁高效的燃煤催化剂的开发，燃煤催化剂作为洁净煤技术之一已经得到了应用。自上世纪80年代以来，国内外众多研究者对燃煤催化剂进行了大量的探索。从专利与文献检索及实际应用情况来看，现有煤催化剂助燃机理大多依据“氧传递学说”和“电子转移学说”两种理论，催化剂中的主要添加成分为氯酸盐，高氯酸盐，碘化物，硝酸盐，重铬酸盐以及高锰酸盐等强氧化剂；氧化钙、氧化镁、氧化钡、碳酸钙、纯碱等固硫剂；还有碱金属、碱土金属和过渡金属的氧化物和卤化物，二氧化锰、三氧化二铁、三氧化二铝、磷酸盐等；此外还有的添加工业废渣、炉渣及其它辅料等，这些煤催化剂的作用可归结为:提供充足氧气以助燃；除硫去烟以利环保；降低燃烧温度以维持稳定和操作安全等。对现有专利进行分类大致如下:(I)以强氧化剂与工业盐为主:如专利(CN 1940035A)介绍的节煤助燃剂组成为:工业食盐5 20、高锰酸钾5 20、氯酸钾5 20、高氯酸钾5 20、二氧化锰5 20、氧化镁2 5、氧化钙I 5、碳酸钠I 5、三氧化二铝I 5、硅藻土 5 20、水5 20 ;专利(CN 101269339A)介绍的高效燃烧催化剂组成为:硝酸钾20 40%、氯化钠10 25%、生石灰15 30%、铝土 9 15%、稀土元素I 4%，三氧化二铁0.1 1%。(2)以碱金属、碱土金属和过渡金属氧化物及卤化物为主。如专利(CN101220313A)介绍的煤催化剂组成为:金属氧化物I 25、碱金属盐I 25、卤化物2 10、金属氢氧化物I 25，金属醋酸盐I 10 ;专利(CN 101955833)介绍的燃煤催化剂组成为:碱金属盐 O 15 (如 NaCl、Na2CO3' K2CO3> NaNO3)、碱土金属盐(如 CaCl2' MgCl2' Mg (NO3) 2、Ca(NO3)2)O 20、碘化物(如 K1、NaI, HI)0.05 1，稀土化合物(如 ReC13、Re(NO3)3'Re (OH) 3) 0.5 5。(3)结合工业废渣及尾矿等的利用。如专利(CN 101735878A)介绍的燃煤催化剂的组成为:盐泥(其中NaCl含量为15 25% )40 60 %、锌渣(其中主要含Fe203、Fe3O4' ZnO 和 ZnS) 25 40%、钢渣 10 30% (其中主要含 Fe2O3' Fe3O4' Al2O3' CaO);专利(CN1667100A)介绍的燃煤添加剂的组成为:铬渣30 82.5%、氧化钙5 30%、氧化镁2 15 %、二氧化硅I 4 %，氯化钠5 25 %，软锰矿精粉I 5 %、高锰酸钾0.5 6 %，可然性物质3 12%。(4)添加有机物及金属有机盐。如专利(CN 1749374A)介绍的节煤剂组成为:乙醇14 16%、乙醚9 11%、重铬酸钾18.5 22.5%、高锰酸钾4.5 5.5%、氯酸钾14 16%、纯碱1.5 2.5%、二茂铁2.5 3.5%;专利(CN 102234554A)介绍的燃煤助燃剂组成为:己二醇30 70%、乙酸钠10 30%、二氧化锰或三氧化二铁10 30%、烷基苯磺酸盐0.05 I %、烷基酚聚氧乙烯醚0.05 1%。迄今为止，现有的助燃剂、节煤剂、促进剂、添加剂或催化剂对促进煤的燃烧以及节煤减排各自都存在一定的效果，但也应看到，已有技术均或多或少的存在诸如安全性、稳定性、经济性及生产可操作性等方面的问题，具体如下:(I)以强氧化剂和工业盐为主原料的煤催化剂，可以提高燃烧效率，降低燃烧温度，但由于采用的是强氧化剂，极易受热快速分解，持续时间短，形成快烧，使其效果产生折扣；其次，强氧化剂属危 险物质，运输、贮存及使用中均有很高潜在风险，安全性较差；再次，强氧化剂遇有机物易爆炸也使其使用灵活性较差；最后，工业盐添加量大会对窑炉及设备造成腐蚀，增加高昂维护保养成本。(2)以碱金属、碱土金属和过渡金属等为主原料的煤催化剂，具有很好的节煤助燃效果，但也存在反应速度较慢，易结渣等问题；其次，卤素离子尤其是Cl—与水蒸汽结合形成氯酸，严重污染环境；催化助燃作用，再次，同强氧化剂与工业盐为主的催化剂类似，工业盐的过度使用将对窑炉和设备造成腐蚀。(3)结合废渣尾矿等的利用的煤催化剂，对废弃物资源化作用显著，但这些废渣及尾矿中大多重金属超标，有的还存在辐射问题(如赤泥)，不可避免的会对大气、土壤、水体等造成破坏；其次，废渣尾矿的利用将使排渣量增加。(4)以有机物及金属有机盐为主的煤催化剂，具有较好的助燃效果，但也存在添加量大，金属有机物稳定性差、烟气排放量大等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种清洁高效燃煤催化剂，以克服现有燃煤燃烧过程中存在的热效率低，燃烧不充分，烟气排放污染大等问题，以实现助燃、节煤、脱硫、降低成本、且安全稳定，可操作性强的目的。本专利技术所要解决的技术问题主要通过以下技术方案来实现:一种清洁高效燃煤催化剂，主要采用将一些原料单体以适当比例配合成一种混合体，再将该混合体用可燃性溶剂溶解，使其充分浸润并具有良好的分散性。其中混合体中各单体的重量比组成如下:十二烷基苯磺酸钠5 15% ;烷基酚聚氧乙烯醚5 10% ;邻苯二甲酸二丁酯I 10% ;三氯乙烷5 15% ;磷酸三丁酯I 10% ;二硝基甲苯10 20% ;二茂铁I 10% ;硬脂酸钙I 10% ;碳酸钠I 10%。溶剂采用柴油，根据使用地区温度选择不同标号。燃煤催化剂的配制方法为:按照燃煤种类及燃烧窑炉使用要求，选取不同比例的单体原料并充分分散均匀，得到混合体材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高煤炭燃烧速度的方法，其特征在于在燃煤中加入一种溶剂型催化剂，该催化剂是由一系列单体材料配合而成的混合体材料溶解于溶剂中制备而成，其中单体材料包括烷基磺酸盐、烷基酚烯醚、烷基酯，卤代烷烃，磷酸烷基酯，芳香基硝化物，芳香基铁盐，硬脂酸盐，碳酸盐，溶剂为柴油。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽军，王重力，
申请(专利权)人：北京华元丰信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：