燃烧催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种燃烧催化剂，它包括主要由粘土矿物蒙脱土组成的水合硅酸铝；并且本发明专利技术还涉及一种从燃烧过程中实现增加的热量输出的方法，它包括配制一种主要由粘土矿物蒙脱土组成的水合硅酸铝，并将该燃烧催化剂注入在１９００Ｆ到２１００Ｆ的温度范围之间的一个燃烧反应中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及用于帮助燃烧过程的催化剂。
技术介绍
全世界范围的能源需求一直是在显著地增加。为了帮助满足对能源 的这种需求，以及由于增加的能源成本，人们希望在化石燃料，特别是 固体碳氢燃料，的燃烧(如在加热炉、锅炉等)中增加热量输出。而且， 燃烧矿石燃料如煤有几个缺点，其中显著的一个就是产生不希望的燃烧 排放物。这就需要某种东西，它可以增加燃烧过程中热量输出、并减少不希望的排放，如NOx。 专利技术概述根据本专利技术，提供了不同的有利配方以及使用这些配方的方法，用 于提高矿物燃料，如煤、石油、天然气、木材和木炭的燃烧，以增加在 其中燃烧这些燃料的加热炉，锅炉等的热量输出。根据本专利技术的其他方 面，提供了多个燃烧催化剂的配方和方法，它们的作用是减少造渣、污 损，减少三氧化硫和二氧化硫的排放，减少燃烧过程中所需的过量空气， 减少NOx的形成，减少燃料消耗，并减少一氧化碳的产生。
技术实现思路
提供了以下的说明以使本领域的熟练技术人员能够实施本专利技术。然 而，对于本领域的熟练技术人员，不同的变更，同效物、变体，以及替 代方案仍是本领域的熟练者易于明白的。任何的和所有这些变更，同效 物、变体，以及替代方案都旨在落入本专利技术的精神和范围之内。已经出人意料地发现了 一种燃烧催化剂，它是由主要包含粘土矿物4蒙脱土的水合硅酸铝组成，并有一种特定的水分含量、干颗粒大小、湿颗粒大小、pH值、粘度和堆密度，根据一个特定的混合方案以精确的比 例与十二水合物进行混合，该燃烧催化剂提供了优异的燃烧增强作用连 同减少不希望的排放成分。并且，已发现以下配方，当适当地被注入燃烧室时，提供的益处是 将锅炉以及类似装置的工作效率提高了高达百分之五，减少了燃料消耗， 允许了更大的蒸汽生产并通过减少结渣和污损而降低了维修成本-硝酸钠12%-18%高锰酸钾0.2%-0.4%碳酸钠0.5%-1.5%二氧化硅40%-65%氧化亚铁3%-5°/。氧化镁2%-5%氧化钾0.3%-0.8%A1202 20%画24%Fe203 2,6%陽5.3% (其中所有的百分比都是基于重量)。本专利技术的某些配方还包括不同的精细地分离的粉末材料，其堆密度 为每立方英尺大约75磅。以化学的方法，本专利技术的这些配方可由碱土金 属材料、碱金属氧化物、高岭土和胶态粘土的一种组合物来制备。已经发现将由落入这些范围内的多种成分的组合物所构成的配方在 一个介于1800F到2100F之间的温度范围内、紧密地临近燃料和燃烧空 气的注入处注入锅炉的燃烧室(或在某些情况下直接注入在燃料之上) 提高了燃烧效率并由此将锅炉的工作效率提高了高达5%，同时提供的附 属的益处是减少了微粒以及不希望的排放成分。当本专利技术的创造性配方是由干燥的粉末成分制备并被加到干燥的吸 附剂中用作增强剂或催化剂添加剂时(这种干燥的吸附剂被注入一个燃 烧含硫燃料的炉子中，其目的是为了将二氧化硫气体转化成硫酸钙的沉 淀物，或者如果被注入较冷的烟气通道中而转化成硫酸钠的沉淀物，这些可以作为灰烬成分被收集)，硫酸盐类的产量可以增加高达60%而不使用额外的吸附剂注入。本专利技术的创造性配方、以及它们的使用方法允许在烟气脱硫的过程中显着改进钙和/或钠的硫酸盐沉淀的产量，由此显著地提高脱硫过程的效果。该创造性配方包含再生的氧化剂，这种氧化剂在低于正常点火温度的温度下对碳给出它们的氧，并在空气中自己重新与氧进行再氧化以使自己再生。因此，该创造性配方作为一种催化剂在燃烧过程起作用，因为它不将任何东西加入到碳-氧化学中，而只是起加快燃烧过程的作用。然而，因为它确实在低至600F (315C)的温度下进行反应，当使用该创造性配方时冷端的烟灰以及碳沉积被消耗，这产生仍然进一步的可用的热量，这是本专利技术的配方的一个附加的益处。本专利技术的燃烧催化剂是在温度大大低于正常时将碳氧化，这允许碳被燃烧而不是沉积在燃烧室的壁上。因为本专利技术的燃烧催化剂不燃烧并是再生性的，从一个相对少量的催化剂中可以产生极大的用处。在一种多锅炉安排中，该燃烧催化剂可以由附装在每个锅炉上的半自动的供料器单元来供应。在使用时，低压锅炉每天用大约1/2磅的燃烧催化剂，高压锅炉每天使用3/4磅。虽然不同的燃料，甚至是从一批煤到另一批，的组成的变化很大，己发现本专利技术的燃烧催化剂对于所有类型的燃料均实现了其有益的特性。在大多数烧煤的加热炉中，20%-30%的煤在燃烧过程中没有完全燃烧。已经发现使用本专利技术的创造性配方将矿物燃料中所含的碳的燃烧改进到高达近100%，减少了未燃烧颗粒物质到大气中的碳排放。本专利技术的创造性配方在燃烧过程中的注入或其他的应用将减少导致冷端腐蚀的酸露点，辅助从SCR体系去除氮氧化物，并降低被排放到的大气中的烟道气体的温度。当以按重量计少于1%的数量添加到剂吸附时，本专利技术的这些配方能够实现显著的改进。在使用分级煤的应用以及低点火率的应用中，可使6用的高达5%。使用本专利技术的燃烧催化剂配方在过量空气和所消耗燃料的减少将导致烟气温度和体积的下降。已发现燃烧温度的下降防止了 NOx排放物的形成。并且，在现有的系统中，这意味着原本将大小确定为用于一个较高容积和温度的设备现在将更有效率地运行，因此消除比原来的设计要更多的污染物。本专利技术的这些配方可以实现显著的硫酸盐的减少，这是通过与燃料一同注入或进入燃烧区以便预催化二氧化硫成分和/或通过与吸附剂的预混合来催化煅烧反应和氧化钙到钙的反应。利用这些方法中的任一种可实现一个类似的改进。在流化床应用中，其中煤和吸附剂被送入一个温度受控的鼓泡燃烧床中，本专利技术的这些配方可以与煤或其他燃料以及一种吸附剂被直接加到床上，因为控制温度是和吸附剂的煅烧温度是一致的。除了本专利技术的这些配方的催化效应，在某些情况下与这些配方的使用相结合同时控制进气的速率或体积，和/或控制从燃烧室排气的速率或体积可能是有利的。已经发现了本专利技术的这些催化性配方与锅炉一焚化炉一烟囱系统的结合使用。当根据本专利技术的方法来使用时，本专利技术的这些配方的燃料将比没有本专利技术的这些配方时从燃料中提供更多的热量。当根据本专利技术的其他方面来使用时，这些配方可以显着降低、或消除在燃烧室、管道、烟道和烟囱中的碳和烟尘的沉积。一台锅炉的传热导特性的改进可通过两种方式来实现通过消除或改变在锅炉中的炉渣沉积，或通过改变燃烧的气体的热传递的作用。对不同燃料进行的热量学测试已表明，本专利技术的这些配方一贯地提供了 3%的热量增加。这个增加可以直接转化为燃料的节省。本专利技术的催化配方在显著地低于正常点火温度的一个温度下能够使碳氧化。因此，烟尘和碳沉积在低温氧化作用下真正地被燃烧掉。而且由于本配方的某些部分在此过程中可以再生， 一旦被还原，它可在低温下的再氧化而再次与其他碳材料反应。当常规的燃煤的、自然通风的锅7炉与本专利技术的催化配方一同使用时，随着锅炉的冷却蓝色火苗跨越其内壁而跳跃。这是除灰作用的特征，它在本专利技术中是有可能的，其中烟灰和碳沉积被转化为可用的热量。本专利技术的这些配方的碱金属有一个特点，它引起一种与新的和存在的炉渣发生的合金化作用。残留在管道和墙壁上的那种材料在颜色上变灰、软化成雪茄样、并且要么脱落、要么很容易被除去。在每一情况下，其结果是改进了的传热效率，即需要更少的燃料来维持要求的负荷。取决于锅炉的最初条件，这种节省比热释本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧催化剂，包括：　　主要由粘土矿物蒙脱土组成的水合硅酸铝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：埃文里普斯丁，
申请(专利权)人：埃文里普斯丁，
类型：发明
国别省市：US[美国]