油頁(yè)巖半焦活化劑及制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種油頁(yè)巖半焦活化劑，是由油頁(yè)巖半焦復(fù)合主體、硝酸鋇粉末和鐵粉制成；油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑是由Ce摻雜具有微-納結(jié)構(gòu)的氧化鋯粉末功能材料構(gòu)成；氧化鋯粉末功能材料是由無(wú)數(shù)5～10μｍ的顆粒，其表面分布50～100nm的微孔，其中構(gòu)成所述的功能材料與Y（NO3）3·5H2O和Zr（NO3）4·5H2O1∶1∶1；載體中鋯與鈰的摩爾比為99∶1；油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉之和為100%，三者之比為（30%～80%）∶（5%～35%）∶（5%～35%）。油頁(yè)巖半焦活化劑與黃泥、油頁(yè)巖半焦粉，按1∶1∶98混合加入濕潤(rùn)量的水?dāng)嚲ㄐ腿紵裏崃浚?000Kcal/Kg，林格曼黑度接近0級(jí)。
【專利說(shuō)明】油頁(yè)巖半焦活化劑及制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新型材料、資源綜合利用、新型能源，環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，提供一種油頁(yè)巖半焦活化劑及制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]油頁(yè)巖(oil shale)又稱油母頁(yè)巖是一種富含有機(jī)質(zhì)(約5% — 50%)的沉積巖。油頁(yè)巖屬于高礦物質(zhì)的腐泥煤類，為低熱值固體化石燃料，其色淺灰至深褐。油頁(yè)巖含兩種有機(jī)質(zhì):一種為浙青，相對(duì)含量很少，可溶于有機(jī)溶劑；另一種為不溶于有機(jī)溶劑的高分子聚合物，稱干酪根(kerogen)。油頁(yè)巖是一種重要的能源，在化石燃料中，它的儲(chǔ)存量折算成發(fā)熱量?jī)H次于煤而列第二位。
[0003]油頁(yè)巖半焦(以下稱“半焦”)是指油頁(yè)巖在干餾爐內(nèi)隔絕空氣的情況下加熱，使有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)生頁(yè)巖油、干餾氣體后剩下的固態(tài)廢渣。作為煉油后的廢渣，半焦有3600~4000kJ/kg發(fā)熱值，約占油頁(yè)巖總發(fā)熱值的40~50%。其揮發(fā)份含量低，灰分很大，發(fā)熱值很低，是一種很難著火、很難燃盡的劣質(zhì)燃料；而開(kāi)采出來(lái)的油頁(yè)巖，其中8mm以下碎屑占1/4左右不能用于煉油，只能直接送入發(fā)電廠。
[0004]吉林省油頁(yè)巖已探明儲(chǔ)量為176.76億t,占全國(guó)儲(chǔ)量的56%,折算成頁(yè)巖油為我省一次能源(煤炭+石油+天然氣+水力)資源總量的1.4倍。油頁(yè)巖中頁(yè)巖油大約占頁(yè)巖總發(fā)熱量50%左右，如果單純煉油，則最多只能利用頁(yè)巖熱量的一半，造成極大浪費(fèi)。油頁(yè)巖干餾后得到的半焦含有有機(jī)成分和固定碳，具有一定熱值，但目前主要作為廢棄物堆棄，占用大量耕地。半焦中還含有多種微量金屬元素、半揮發(fā)性物質(zhì)多環(huán)芳香烴、油、酚類化合物、硫化物以及其它物質(zhì)，如不加以治理，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
[0005]我省樺甸市的油頁(yè)巖儲(chǔ)量為10億噸,其中，可開(kāi)采儲(chǔ)量約為4億噸。這個(gè)地區(qū)的油頁(yè)巖含油率高達(dá)10%至20%，是目前國(guó)內(nèi)已探明的油頁(yè)巖資源中含油率最高的優(yōu)質(zhì)、高品位油頁(yè)巖。目前在樺甸已經(jīng)建成年產(chǎn)數(shù)十萬(wàn)噸頁(yè)巖油干餾廠，每年產(chǎn)生20萬(wàn)-50萬(wàn)噸油頁(yè)巖半焦。由于半焦難于燃燒，又不能直接制成建筑砌塊，半焦用于發(fā)電存在技術(shù)上的瓶頸，因此這些固體廢棄物需要有效的技術(shù)將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎玫馁Y源。
[0006] 為了解決油頁(yè)巖綜合利用問(wèn)題，推動(dòng)油頁(yè)巖工業(yè)的發(fā)展，通過(guò)深入分析油頁(yè)巖的物化特性和現(xiàn)有干餾煉油廠、發(fā)電廠存在的問(wèn)題，提出了油頁(yè)巖綜合利用集成技術(shù)。該技術(shù)利用干餾煉油廠廢棄的碎屑油頁(yè)巖、半焦(渣)和剩余瓦斯在鍋爐中混合燃燒發(fā)電，而鍋爐的灰渣具有含碳量低、活性好的特點(diǎn)，可全部送入建材廠制做水泥、砌塊、陶粒等建材。這樣，油頁(yè)巖礦、干餾煉油廠、循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電廠和建材廠共同組成一個(gè)鏈帶式聯(lián)合企業(yè)，使油頁(yè)巖作為能源轉(zhuǎn)化為頁(yè)巖油和電力，又作為資源轉(zhuǎn)化為建材，實(shí)現(xiàn)無(wú)固體廢物排放的綜合利用，這樣形成了油頁(yè)巖綜合利用集成技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，其經(jīng)濟(jì)效益比油頁(yè)巖的單一利用要高得多，且環(huán)境和社會(huì)效益更好。然而，現(xiàn)在吉林省大多數(shù)油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題是，幾乎全部的投入集中在效益最好的干餾煉油部分，產(chǎn)生的半焦大量的堆砌，廠家對(duì)其處理的積極性不高。從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，油頁(yè)巖半焦含有一定的可燃物，必須燃燒后才能制成砌塊，但是燃燒的熱值很低，產(chǎn)生較大的煙塵，常常自行熄滅。混合燃燒是一種解決的辦法，但投入產(chǎn)出比較低，灰分大，投資很不劃算。因此，需要更好的技術(shù)將油頁(yè)巖半焦轉(zhuǎn)化為有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的燃料以便產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種能夠活化油頁(yè)巖半焦中惰性成分，實(shí)現(xiàn)油頁(yè)巖半焦的充分燃燒。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種油頁(yè)巖半焦活化劑，是由油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑、硝酸鋇粉末和鐵粉制成；所述的油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑是由Ce摻雜具有微-納結(jié)構(gòu)的氧化鋯粉末功能材料為載體，附著Y (NO3) 3.5H20和Zr (NO3) 4.5H20兩種試劑構(gòu)成，載體中鋯與鈰的摩爾比為99:1 ;所述的氧化鋯粉末功能材料是由無(wú)數(shù)5~ΙΟμπι的顆粒，顆粒表面分布著50~10nm的微孔，其中構(gòu)成油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑載體的Ce摻雜氧化鋯粉末功能材料與Y(NO3) 3 * 5Η20和Zr (NO3) 4.5Η20的質(zhì)量比1:1:1 ;所述的油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量比為(30%~80%):(5%~35%):(5%~35%)，油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量之和為100%。
[0009]上述的一種油頁(yè)巖半焦活化劑的制備方法，取Y (NO3) 3.5Η20和Zr (NO3) 4.5Η20溶于水中，得到活性組分Y3 +、Zr4+溶液，再加入具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料載體，超聲分散，使Y3 +、Zr4 +活性組分負(fù)載于具有微-納結(jié)構(gòu)的ZrO2粉末功能材料載體上；然后于90°C條件下蒸干溶液中的水分，制得油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑，其中，水與Y (NO3)3.5H20、Zr2 (NO3) 4.5H20和具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料的質(zhì)量比為:50:1:1:1 ;再向油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑中加入硝酸鋇粉末和鐵粉，使它們之和為100%，其中，油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量比為(30%~80%): (10%~35%): (10%~35%)，混合均勻得到油頁(yè)巖半焦活化劑。
[0010]一種具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料，它是由下列前驅(qū)體制成:氧氯化鋯、硝酸鈰、六次甲基四胺、聚苯乙烯高分子模板、乙醇；其中，氧氯化鋯與六次甲基四胺的摩爾比為1:3 ;氧氯化鋯與硝酸鈰的摩爾比為99:1 ;氧氯化鋯與所述的聚苯乙烯高分子模板質(zhì)量比為1:1~1:2 ;乙醇的用量為每克氧氯化鋯加入1ml ;其制備方法如下:將所述的氧氯化鋯、硝酸鈰與六次甲基四胺在水中反應(yīng)后，加熱恒溫20分鐘，得到Zr (OH) 4前驅(qū)體半透明溶膠，將聚苯乙烯高分子模板加至上述溶膠中攪拌，經(jīng)離心烘干后，在乙醇溶液中浸泡，再烘干并于1000°C以下溫度燒lh，得到無(wú)數(shù)5~10μm的顆粒，顆粒表面分布著50~10nm微孔的表面具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料。
[0011]上所述的一種具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料的制備方法，它是由下列前驅(qū)體制成:氧氯化鋯、硝酸鈰、六次甲基四胺、聚苯乙烯高分子模板、乙醇；其中，氧氯化鋯與六次甲基四胺的摩爾比為1:3 ;氧氯化鋯與硝酸鈰的摩爾比為99:1 ;氧氯化鋯與所述的聚苯乙烯高分子模板質(zhì)量比為1:1~1:2 ;乙醇的用量為每克氧氯化鋯加入1ml ；其制備方法如下:將所述的氧氯化鋯與六次甲基四胺在水中反應(yīng)后，加熱至95°C恒溫20分鐘，得到Zr (OH) 4前驅(qū)體透明溶膠，將聚苯乙烯高分子模板加至上述溶膠中攪拌lh，離心后于85°C烘干Ih后在1ml 97wt%的乙醇溶液中浸泡lOmin，再85°C烘干6h，并于1000°C以下溫度燒lh，得到無(wú)數(shù)5~ΙΟμπι的顆粒，顆粒表面分布著50~10nm微孔的表面具有微-納結(jié)構(gòu)的ZrO2粉末功能材料。
[0012]上所述的一種油頁(yè)巖半焦活化劑的應(yīng)用，將油頁(yè)巖半焦活化劑與黃泥、40~80目篩下的油頁(yè)巖半焦粉，按照質(zhì)量比1:1:98的比例混合后，加入濕潤(rùn)量的水?dāng)嚲?，用型煤機(jī)定型后的油頁(yè)巖半焦混合物，燃燒產(chǎn)生的熱量> 3000Kcal/Kg，并且燃燒過(guò)程中無(wú)任何煙氣產(chǎn)生，林格曼黑度接近為O級(jí)。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。
[0014]本發(fā)明以具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜Zr02粉末功能材料為載體，其表面負(fù)載Y3 +、Zr4+活性組分，使其表面增加了多種助燃成分，制備出催化燃燒油頁(yè)巖半焦的活化劑。實(shí)驗(yàn)表明，該活化劑與油頁(yè)巖半焦粉體充分混合后，能夠促進(jìn)可燃成分與助燃成分充分反應(yīng)。同時(shí)與油頁(yè)巖半焦中的鋁和硅元素反應(yīng)生成新化合物并放出熱量，進(jìn)一步促進(jìn)燃燒。
[0015]發(fā)明人去年曾經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專利“煤矸石活化劑及制備方法和應(yīng)用”，發(fā)明專利號(hào)為:201210323934.X。該專利描述了煤矸石活化劑的制備與應(yīng)用。通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)煤矸石活化劑不能充分適用于油頁(yè)巖半焦的燃燒應(yīng)用，主要原因是油頁(yè)巖半焦中含有一定比例的重油成分，需要更為適當(dāng)?shù)拇呋瘎﹣?lái)充分對(duì)其催化。本發(fā)明的活化劑是在煤矸石活化劑的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)調(diào)整和改進(jìn)獲得，更加適用于樺甸油頁(yè)巖半焦的成分和性質(zhì)。本發(fā)明的油頁(yè)巖半焦活化劑通過(guò)與油頁(yè)巖半焦、粘合劑黃土以1%:1%:98%質(zhì)量百分比的比列混合，能夠極大促進(jìn)油頁(yè)巖半焦的燃燒，發(fā)熱量達(dá)到3500Kcal/Kg以上，燃燒過(guò)程中沒(méi)有任何煙氣產(chǎn)生，林格曼黑度接近為O級(jí)。
[0016]本發(fā)明使用的是親水性ZrO2，選取的烘干溫度和烘干時(shí)間是最佳的，只有在優(yōu)選的乙醇用量、烘干溫度和時(shí)間條件下，產(chǎn)品的產(chǎn)率最高，并且材料的親水性也最好。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0018] 1、具有微-納結(jié)構(gòu)的ZrO2粉末功能材料的制備方法。
[0019]具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料是由下列前驅(qū)體制成:氧氯化鋯、硝酸鈰、六次甲基四胺、聚苯乙烯高分子模板、乙醇；其中，氧氯化鋯與六次甲基四胺的摩爾比為1:3 ;氧氯化鋯與硝酸鈰的摩爾比為99:1 ;氧氯化鋯與所述的聚苯乙烯高分子模板質(zhì)量比為1:1~1:2 ;每克氧氯化錯(cuò)加入97wt%的乙醇溶液1ml ;經(jīng)干燥脫水和高溫焙燒制得所述的ZrO2粉功能材料；其制備方法如下:將所述的氧氯化鋯、硝酸鈰與六次甲基四胺在水中反應(yīng)后，加熱至95°C恒溫20分鐘，得到Zr (OH) 4前驅(qū)體透明溶膠，將聚苯乙烯高分子模板加至上述溶膠中攪拌lh，離心后于85°C烘干Ih后在1ml 97wt%的乙醇溶液中浸泡lOmin，再85°C烘干6h，并于1000°C以下溫度燒lh，得到無(wú)數(shù)5~ΙΟμπι的顆粒，顆粒表面分布著50~10nm微孔的表面具有微-納結(jié)構(gòu)的ZrO2粉末功能材料。
[0020]本發(fā)明每克氧氯化鋯中加入97wt%的乙醇溶液10ml，乙醇用量少，分散不好；多了濃縮耗能、用時(shí)高；使用的是親水性ZrO2，選取的烘干溫度和烘干時(shí)間是最佳的，只有在上述優(yōu)選的乙醇用量，只有在這樣的溫度和時(shí)間條件下，產(chǎn)品的產(chǎn)率最高，并且材料的親水性也最好。
[0021]2、油頁(yè)巖半焦活化劑的組成。
[0022]一種油頁(yè)巖半焦活化劑是由油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑、硝酸鋇粉末和鐵粉制成；所述的油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑是由無(wú)數(shù)5~?ομηι的顆粒,顆粒表面分布著50~10nm微孔的具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料為載體，附著Y (NO3)3.5Η20和Zr (NO3)4.5Η20構(gòu)成；其中構(gòu)成油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料與Y (NO3) 3.5Η20和Zr(NO3)4.5Η20的質(zhì)量比1:1:1 ;所述的油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量比為(30% ~80%): (10% ~35%): (10% ~35%)。
[0023]3、油頁(yè)巖半焦活化劑的制備。
[0024]上述的一種油頁(yè)巖半焦活化劑的制備方法，取Y (NO3) 3.5Η20和Zr (NO3) 4.5Η20溶于水中，得到活性組分Y3 +、Zr4+溶液，再加入以具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料為載體，超聲分散，使Y3 +、Zr3+活性組分負(fù)載于具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料載體上；然后于90°C條件下蒸干溶液中的水分，制得油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑。其中，水與Y (NO3) 3.5H20、Zr (NO3) 4.5H20和具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料的質(zhì)量比為:50:1:1:1 ;再向油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑中加入硝酸鋇粉末和鐵粉，使它們之和為100%，其中，油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量比為(30%~80%): (10%~35%): (10%~35%)，混合均勻得到油頁(yè)巖半焦活化劑。
[0025]4、油頁(yè)巖半焦活化劑的應(yīng)用。
[0026]如以上所述的油頁(yè)巖半焦活化劑的應(yīng)用，將黃泥與40~80目篩下的油頁(yè)巖半焦粉按照質(zhì)量比1:1:98的比例混合后，加入濕潤(rùn)量的水?dāng)嚲?，用型煤機(jī)定型后的制成型油頁(yè)巖半焦可燃混合物，燃燒產(chǎn)生的熱量為250(T3500cal/Kg，并且燃燒過(guò)程中無(wú)任何煙氣產(chǎn)生，林格曼黑度接近為O級(jí)。
[0027]實(shí)施例1
取0.537g氧氯化鋯溶于15ml水中，加入約0.004g硝酸鈰和0.72g六次甲基四胺溶解后，在加熱套上加熱。加熱套的功率為800W。當(dāng)溶液溫度達(dá)到95°C，保持30min，得到21*(0!1)4前驅(qū)體透明溶液，將1.1llg的聚苯乙烯高分子模板浸入所述的溶膠中浸泡攪拌lh。離心之后在85°C烘箱中烘干I h以脫除其中的水分，然后在1ml 97wt%的乙醇溶液浸泡1min,再于85°C烘干6 h，然后在1000°C燒lh，得到Zr02功能材料。取0.2gY (NO3)3.5Η20和0.2gZr(NO3)4.5Η20溶于1ml水中，加入上述的ZrO2粉末0.2g超聲分散。90°C條件下蒸干溶液中水分，得到活化主劑。向活化劑主劑中加入0.2g鐵粉和0.2g硝酸鋇粉末，混合均勻得到油頁(yè)巖半焦活化劑。
[0028]取活化劑粉末Ig與Ig黃土 (粘土)粉末混合，加入到粉碎后40~80目篩下油頁(yè)巖半焦粉98g中，制成油頁(yè)巖半焦可燃混合物，然后混合均勻，再加入1ml水，攪拌后用型煤機(jī)擠壓定型，制成型油頁(yè)巖半焦可燃料混合物。
[0029]實(shí)施例2
取0.537g氧氯化鋯溶于15ml水中，加入約0.004g硝酸鈰和0.72g六次甲基四胺溶解后，在加熱套上加熱。加熱套的功率為800W。當(dāng)溶液溫度達(dá)到95°C，保持30min，得到21*(0!1)4前驅(qū)體透明溶液，將1.1llg的聚苯乙烯高分子模板浸入所述的溶膠中浸泡攪拌lh。離心之后在85°C烘箱中烘干I h以脫除其中的水分，然后在1ml 97wt%的乙醇溶液中浸泡1min,再于85°C烘干6 h，然后在900°C燒lh，得到ZrO2功能材料。取0.2gY (NO3)3.5H20和0.2gZr (NO3) 4.5H20溶于1ml水中，加入上述的氧化鋯粉末0.2g超聲分散。90°C條件下蒸干溶液中水分，得到活化主劑。向活化劑主劑中加入0.04g鐵粉和0.04g硝酸鋇粉末，混合均勻得到油頁(yè)巖半焦活化劑。
[0030]取活化劑粉末Ig與Ig黃土粘劑粉末混合，加入到粉碎后40~80目篩下油頁(yè)巖半焦粉98g中，制成油頁(yè)巖半焦可燃混合物，然后混合均勻，再加入1ml水，攪拌后用型煤機(jī)擠壓定型，制成型油頁(yè)巖半焦可燃料混合物。
[0031]實(shí)施例3
取0.537g氧氯化鋯溶于15ml水中，加入約0.004g硝酸鈰和0.72g六次甲基四胺溶解后，在加熱套上加熱。加熱套的功率為800W。當(dāng)溶液溫度達(dá)到95°C，保持30min，得到Zr(OH) 4前驅(qū)體透明溶液，將1.1llg的聚苯乙烯高分子模板浸入所述的溶膠中浸泡攪拌lh。離心之后在85°C烘箱中烘干I h以脫除其中的水分，然后在1ml 97wt%的乙醇溶液中浸泡1min,再于85°C烘干6 h，然后在900°C燒lh，得到Zr02功能材料。取0.2gY(N03)3.5Η20和0.2gZr (NO3) 4.5H20溶于1ml水中，加入上述的氧化鋯粉末0.2g超聲分散。90°C條件下蒸干溶液中水分，得到活化主劑。向活化劑主劑中加入0.1g鐵粉和0.1g硝酸鋇粉末，混合均勻得到油頁(yè)巖半焦活化劑。
[0032]取活化劑粉末Ig與Ig黃土粘合劑粉末混合，加入到粉碎后40~80目篩下油頁(yè)巖半焦粉98g中，制成油頁(yè)巖半焦可燃混合物，然后混合均勻，再加入1ml水，攪拌后用型煤機(jī)擠壓定型，制成型油頁(yè)巖半焦可燃料混合物。
[0033]實(shí)施例4 (干燥油頁(yè)巖半焦燃料發(fā)熱量的測(cè)定)
在燃燒皿中稱取粒度小于0.2 mm的干燥油頁(yè)巖半焦燃料樣品1.lg，然后將燃燒皿裝入氧彈的干鍋架上。取一段點(diǎn)火絲(直徑0.12mm，長(zhǎng)度90mm，熱值50焦耳，兩端分別接在氧彈的兩個(gè)電極柱上，彎曲點(diǎn)火絲接近試樣。往氧彈中加入1ml蒸餾水，擰緊氧彈蓋。自動(dòng)氧彈熱量?jī)x采用北京同德創(chuàng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的儀器(型號(hào):FX-DM3200)。啟動(dòng)儀器進(jìn)行熱量測(cè)定，經(jīng)過(guò)測(cè)試并計(jì)算得到樣品的發(fā)熱量為3305cal/Kg。
[0034]實(shí)施例5 (油頁(yè)巖半焦成型混合物的燃料氣黑度的測(cè)量)
試樣的燃燒實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)的燃燒過(guò)程一樣。稱取油頁(yè)巖半焦成型燃料20kg放入手燒爐中，取燃燒的木炭投入引燃。手燒爐煙道開(kāi)口處于室外高處。燃燒開(kāi)始后用CN60M/HC10林格曼黑度計(jì)測(cè)量其黑度。觀測(cè)過(guò)程發(fā)生在晴朗的白天，觀測(cè)角度與太陽(yáng)光呈90度。用林格曼黑度計(jì)左側(cè)目鏡將煙塵目標(biāo)與該級(jí)灰度階梯塊比較，每隔5分鐘記錄一次，取十次觀測(cè)平均值，最后測(cè)得黑度介于O級(jí)與I級(jí)之間。
【權(quán)利要求】
1.一種油頁(yè)巖半焦活化劑，是由油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑、硝酸鋇粉末和鐵粉制成；所述的油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑是由Ce摻雜具有微-納結(jié)構(gòu)的氧化鋯粉末功能材料為載體，附著Y (Ν03)3.5Η20和Zr (NO3)4.5Η20兩種試劑構(gòu)成，載體中鋯與鈰的摩爾比為99:1 ;所述的氧化錯(cuò)粉末功能材料是由無(wú)數(shù)5~10μ m的顆粒,顆粒表面分布著50~10nm的微孔,其中構(gòu)成油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑載體的Ce摻雜氧化鋯粉末功能材料與Y (NO3) 3.5H20和Zr(NO3)4.5H20的質(zhì)量比1:1:1 ;所述的油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量比為(30%~80%):(5%~35%):(5%~35%)，油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量之和為100%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種油頁(yè)巖半焦活化劑的制備方法，取Y(NO3) 3.5H20和Zr(NO3) 4.5H20溶于水中，得到活性組分Y3+、Zr4+溶液，再加入具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料載體，超聲分散，使Y3 +、Zr4+活性組分負(fù)載于具有微-納結(jié)構(gòu)的ZrO2粉末功能材料載體上；然后于90°C條件下蒸干溶液中的水分，制得油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑，其中，水與Y (NO3) 3.5H20、Zr2 (NO3) 4.5Η20和具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料的質(zhì)量比為:50:1:1:1 ;再向油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑中加入硝酸鋇粉末和鐵粉，使它們之和為100%，其中，油頁(yè)巖半焦復(fù)合主劑與硝酸鋇粉末和鐵粉的質(zhì)量比為(30%~80%): (10%~35%): (10%~35%)，混合均勻得到油頁(yè)巖半焦活化劑。
3.一種具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料，它是由下列前驅(qū)體制成:氧氯化鋯、硝酸鈰、六次甲基四胺、聚苯乙烯高分子模板、乙醇；其中，氧氯化鋯與六次甲基四胺的摩爾比為1:3 ;氧氯化鋯與硝酸鈰的摩爾比為99:1 ;氧氯化鋯與所述的聚苯乙烯高分子模板質(zhì)量比為1:1~1:2 ;乙醇的用量為每克氧氯化鋯加入1ml ;其制備方法如下:將所述的氧氯化鋯、硝酸鈰與六次甲基四胺在水中反應(yīng)后，加熱恒溫20分鐘，得到Zr (OH) 4前驅(qū)體半透明溶膠，將聚苯乙烯高分子模板加至上述溶膠中攪拌，經(jīng)離心烘干后，在乙醇溶液中浸泡，再烘干并于1000°C以 下溫度燒lh，得到無(wú)數(shù)5~ΙΟμπι的顆粒，顆粒表面分布著50~10nm微孔的表面具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料。
4.如權(quán)利要求3所述的一種具有微-納結(jié)構(gòu)的Ce摻雜ZrO2粉末功能材料的制備方法，它是由下列前驅(qū)體制成:氧氯化鋯、硝酸鈰、六次甲基四胺、聚苯乙烯高分子模板、乙醇；其中，氧氯化鋯與六次甲基四胺的摩爾比為1:3 ;氧氯化鋯與硝酸鈰的摩爾比為99:1 ;氧氯化鋯與所述的聚苯乙烯高分子模板質(zhì)量比為1:1~1:2 ;乙醇的用量為每克氧氯化鋯加入1ml ;其制備方法如下:將所述的氧氯化鋯與六次甲基四胺在水中反應(yīng)后，加熱至95°C恒溫20分鐘，得到Zr (OH) 4前驅(qū)體透明溶膠，將聚苯乙烯高分子模板加至上述溶膠中攪拌lh，離心后于85°C烘干Ih后在1ml 97wt%的乙醇溶液中浸泡lOmin，再85°C烘干6h，并于1000°C以下溫度燒lh，得到無(wú)數(shù)5~ΙΟμπι的顆粒，顆粒表面分布著50~10nm微孔的表面具有微-納結(jié)構(gòu)的ZrO2粉末功能材料。
5.如權(quán)利要求1所述的一種油頁(yè)巖半焦活化劑的應(yīng)用，將油頁(yè)巖半焦活化劑與黃泥、40~80目篩下的油頁(yè)巖半焦粉，按照質(zhì)量比1:1:98的比例混合后，加入濕潤(rùn)量的水?dāng)嚲?，用型煤機(jī)定型后的油頁(yè)巖半焦混合物，燃燒產(chǎn)生的熱量> 3000Kcal/Kg，并且燃燒過(guò)程中無(wú)任何煙氣產(chǎn)生，林格曼黑度接近為O級(jí)。
【文檔編號(hào)】C10L9/10GK104130818SQ201310723470
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】賈若琨 申請(qǐng)人:吉林市東燃新能源科技有限責(zé)任公司