一種煤炭燃燒催化劑的制作方法
【專利摘要】本發明提出的是一種煤炭燃燒催化劑。在3000克質量組分中，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，組成液態煤炭燃燒催化劑。使用時，在煤炭中添加質量百分比為0.1-0.2%的煤炭燃燒催化劑。由于本發明以硫酸鎂、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，實現氧化還原反應，達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用。
【專利說明】一種煤炭燃燒催化劑
【技術領域】
[0001]本發明提出的是燃料領域的一種煤炭燃燒催化劑。
技術背景
[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，往往會影響燃燒速度，還會氧化不完全，產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。目前有些企業或
【發明者】將各種礦物質加入到燃煤中，作為燃煤添加劑，目的是改善燃煤的燃燒性能，但實際使用效果都無法考證。
【發明內容】
[0003]為了實現燃煤催化助燃，本發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問題。
[0004]本發明解決技術問題采用的技術方案是:
在3000克質量組分中，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，組成液態煤炭燃燒催化劑。
[0005]使用時，在煤炭中添加質量百分比為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，實現氧化還原反應，達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用。
【具體實施方式】
[0007]在3000克質量組分中，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，組成液態煤炭燃燒催化劑。
[0008]使用時，在煤炭中添加質量百分比為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]煤炭燃燒機理:
煤炭主要成分是碳和碳氫化合物，還有金屬與其它非金屬物質。煤炭在燃燒過程中，首先需要點燃，增加煤炭的溫度，當煤炭的溫度達到碳燃點溫度時，與空氣中的氧氣接觸，產生氧化還原反應，使碳或碳氫化合物氧化，形成一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳繼續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，使碳與氧和水汽產生氣化，形成碳氫化合物，加速碳的氧化過程，此時，當空氣流過大時，將會把未完全氧化的碳以及化合反應產生的碳氫化合物帶走，使煤炭中的可燃物質不能達到完全氧化，所以造成煤炭不能完全燃燒，造成浪費。[0011]煤炭在與氧接觸的過程中，是靠自然氧化還原反應進行的，當碳與氧接觸面小時，燃燒速度慢，當碳處于高溫狀態時，極易產生干餾效應，使碳轉化為碳氫化合物，極易逸出燃燒層，也會造成燃料的浪費。
[0012]碳燃燒是氧化還原反應過程，煤炭處于燃燒狀態時，反應呈連續性，直至碳完全氧化，而事實上，碳顆粒表面在燃點狀態下，容易燃燒，而當碳顆粒內部不易與氧氣接觸或燃燒溫度過低的情況下，則碳顆粒內部的碳不易與空氣接觸而燃燒，所以造成煤炭燃燒不完全，形成剩余殘炭，也會造成燃料的浪費。
[0013]根據煤炭的燃燒機理，在煤炭中加入催化劑，則會使碳的活化能得到提高，促進與氧的反應，同時促進一氧化碳和碳氫化合物轉化為二氧化碳，使碳完全氧化放熱。
[0014]實際效果驗證:
以不添加煤炭燃燒催化劑的煤燃燒作為對照。
[0015]取燃煤量0.1%的煤炭燃燒催化劑添加到煤中，進行點燃燃燒，經過煤燃燒殆盡后對煤渣進行碳的檢測，通過殘碳的剩余量來判定煤燃燒的完全性，同時對排出的煙氣中的一氧化碳和碳氫化合物的檢測。
[0016]經過試驗驗證，添加有煤炭燃燒催化劑的煤燃燒后，殘碳含量為0.5%，燃燒完全時間為I小時；對照組殘碳含量為5%,燃燒時間為1.5小時。煙氣中一氧化碳和碳氫化合物含量為0.05%。
[0017]經過多組重復 試驗，其效果基本相同，證明添加有煤炭燃燒催化劑的煤燃燒時間短，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，并釋放光芒，使能量擴散。氧化硫與碳反應，能夠增加氧化碳的形成，因為碳比硫更為活波，所以硫容易被還原為單質硫或與煤炭中的灰分形成硫化物。氧與碳實現碳的氧化反應，釋放出來大量的熱量，為主要產熱過程；鎂形成氧化鎂的過程，不但放熱，而且還能夠進行光熱輻射，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，產生一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物，而空氣中的水分子和碳燃燒產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生的一氧化碳和碳氫化合物帶走，造成燃燒不完全。而有鎳鹽存在的情況下，鎳能夠促進水分子分解產生的氫和碳氧化所產生的氫與漂移碳形成容易氧化燃燒的碳氫化合物，并繼續與氧結合，使碳氫化合物完全轉化為二氧化碳，繼續釋放熱量。
[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，硫酸復鹽難溶，鑭、鈰、鐠、釹和钷；鋪組,硫酸復鹽微溶,衫、銪、禮、鋪、鏑和欽；
宇乙組，硫fe復鹽易溶，箱、輯、錢、鏡、錯和銳。
[0023]根據有關資料介紹:
當稀土具有4#和4f8原子結構時，外層有空置電子層，所以具有催化活性。
[0024]以汽車應用稀土鈰作為催化劑為例:
在汽車燃料催化劑中，已經利用了稀土的催化性能。在汽油碳氫化合物燃燒時，當燃料過剩貧氧時，釋放CO2，促進CO和CH氧化，形成CO2。
[0025]當空氣過剩富氧時,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，起到了良好的調節空燃比作用。
[0026]當空氣與燃料混合物處于化學計量比的條件下，二氧化鈰起到催化作用，促進CO與水蒸氣重整反應，減少CO和CH的含量。
[0027]當本發明煤炭催化劑添加到煤炭質地密度大、容易結焦的煤種中使用時，效果更加明顯。
[0028]本發明以硫酸鎂、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部，增加燃燒面；利用鎳鹽的加氫催化作用，使碳與氫反應，形成容易氧化燃燒的碳氫化合物，催化促進碳完全氧化生熱。利用稀土元素的化學催化作用，增加碳的活化能，使碳和干餾產生的碳氫化合物迅速氧化，并使一氧化碳催化轉化為二氧化碳，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]本發明的煤炭催化劑能 夠在原煤、粉煤，常規鍋爐或沸騰爐所使用的煤炭中添加使用。
【權利要求】
1.一種煤炭燃燒催化劑，其特征是: 在3000克質量組分中，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，組成液態煤炭燃燒催化劑。
2.根據權利要求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.根據權利要求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 量百分比的0.1-0.2%。
【文檔編號】C10L9/10GK103450965SQ201310357180
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】李澤群, 劉伏蘭, 李紹寬 申請人:遼寧鑫隆科技有限公司