一种提高焦炭产量和性能的煤炭添加剂和方法技术

本发明专利技术涉及一种提高焦炭产量和性能的煤炭添加剂和方法。所述煤炭添加剂含有表面活化催化剂，溶解助剂，渗透助剂和溶媒。所述方法是表面活化催化剂通过溶解助剂的方式溶于油性溶媒中，通过特定的方式添加到煤炭中，在渗透助剂的作用下能在煤炭表面和内部均匀分布。经过加热干燥和挥发分析出后，得到高产量和高性能的焦炭。此高性能的焦炭可应用于煤炭燃烧、干馏、气化和液化等多个领域。也可以直接将上述含表面活化催化剂、溶解助剂和渗透助剂的油性物质与其他煤炭应用助剂共用，使反应速度和产率得到提高，达到提高煤炭利用率、节约煤炭资源、减少污染物、安全高效生产等目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型节约能源
，涉及一种提高焦炭产量和性能的煤炭添加剂和方法。
技术介绍
能源是国民经济建设的物质基础。我国的一次能源煤炭为主，煤炭在一次能源需求中的比重为70％左右。据统计在我国消耗的煤炭总量中，直接用于火力发电、工业锅炉、工业窑炉和家庭炉灶等直接燃烧的煤炭高达85％以上。但是，由于传统的用煤方式、低水平的燃烧效率，致使我国能源供需矛盾尖锐，能源利用效率低，能源技术落后，主要工业产品单位能耗比先进国家高出20-50％。同时，由于煤炭的大量直接燃烧直接导致了我国严重的燃煤型大气污染，是大气环境中二氧化硫、氮氧化物、烟尘的主要来源，对我国的环境造成了严重破坏，也直接导致了我国严重的燃烧型大气污染。从煤炭的整个使用情况来看，主要包括煤炭燃烧、煤炭干馏、煤炭气化和煤炭液化。其中，这四种煤炭使用其过程中都不可避免的要经过煤焦或半焦的这种形态，也就是说，从煤炭到煤焦的收率和煤焦的性能将对于煤炭的整个使用效率起关键作用。因此，开发能提高煤焦产量和性能的技术，对于提高资源利用率、煤炭总利用率和减轻环境污染有重要作用。目前已有大量的关于煤炭的清洁节能应用技术方面的研究，如洁净剂、催化助燃剂、清净剂等，以期提高煤炭的性能，改善燃烧状况，减少燃烧尾气和灰渣排放。其改善燃烧状况的机理是借用氧传递学说和电子转移学说([1]肖健立，康华，王振阳，燃煤催化剂催化机理的探讨，《煤炭技术》，2002，21(11)：73～75。[2]马振兴，赵洪宾，董振强，燃煤催化剂，《锅炉技术》，2000，31(4)：5～7。[3]MckeeDW，Mechanisms of the aikalimetai catalysedgasification of carbon，《Fule》，1983，62(2)：170～175.[4]马振兴，郭兴修，李京，韩爱岭，燃煤催化剂的研究与应用，《热能学和工程》，2001，16(6)：579～581。[5]Patrick JW，Walker AA，Study of the copper-catalyed combustion of carbon，《Carbon》，1974，12(5)：507～515.)，而这类研究主要集中于碱金属、碱土金属和过渡金属的盐及氧化物上。现有的各类煤炭催化剂和添加剂对提高煤炭的性能，改善燃烧状况，减少燃烧尾气和灰渣排放或多或少都有所帮助，但由于实际使用效果、使用过程的安全性、稳定性、经济性及生产可操作性等方面也确实存在不少问题，导致消极因素较大而难以推广，至今还没有出现能大规模应用的好的产品。另外，这些研究有大多数是侧重于降低煤炭着火点和提高煤炭低挥发-->分含量，所以对整个煤的燃烧效率的提高不是太多，并且对于煤炭其他方面的应用很少涉及。  在煤炭用量最大的领域——煤炭燃烧领域，一般理论认为，在燃烧过程中从煤炭开始受热干燥、挥发分释出到挥发分大部分烧完，大约只占煤炭总燃烧时间的10％，而焦炭(煤炭干燥、挥发分释出后的剩余部分)燃烧时间占90％强。另一方面，煤炭中焦炭的可燃质含量约占煤总量的55～97％，焦炭的发热量约占煤总发热量的60～95％(《燃烧理论与污染控制》岑可法、姚强、骆仲决、高翔编著，2004年6月第1版)。因此不论从燃烧时间、燃烧数量和放出热量来看，在煤的燃烧过程中焦炭的燃烧都是最主要的，可以认为煤的燃烧主要是焦炭的燃烧。因此焦炭的燃烧速度、燃烧性能和燃烧热量决定着整个煤炭的燃烧速度、性能和热量。也就是说，煤焦的产量和性能的提高对于煤炭燃烧、煤炭干馏、煤炭气化和煤炭液化等应用领域的节能增效有重要意义。基于我国当前能源和环保的紧急现状，研究和开发出能提高煤焦产量和性能的技术，对于提高煤炭资源利用率、煤炭总利用率和减轻环境污染就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：解决煤炭应用中的关键步骤，即开发出提高煤焦产量和煤焦性能的技术，并应用于煤炭燃烧、煤炭干馏、煤炭气化和煤炭液化等领域，以期达到提高煤炭的性能，改善燃烧或生产状况，减少燃烧尾气和灰渣等排放，实现提高煤炭总利用率、节约资源和减轻环境污染等技术和社会目标。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的提高焦炭产量和性能的方法是将合适的表面活化催化剂通过溶解助剂的帮助溶于油性溶媒中，通过特定的方式添加到煤炭中，在渗透助剂的作用下能在煤炭表面和内部均匀分布。经过加热干燥和挥发分析出后，得到高产量和高性能的焦炭，此高性能的焦炭可应用于煤炭燃烧、干馏、气化和液化等多个领域。也可以直接将上述含表面活化催化剂、溶解助剂和渗透助剂的油性物质与其他煤炭应用助剂或催化剂，如脱硫催化剂、氮氧化物催化剂、气化催化剂和液化催化剂等共溶后，通过特定的方式添加到煤炭中，直接应用，使反应速度和产率得到提高，达到提高煤炭利用率、节约煤炭资源、减少污染物、安全高效生产等目的。所使用的表面活化催化剂选自铝、锌和铁的二苯甲酰甲烷、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、乙二酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、邻菲罗啉、乙酰噻吩、环戊二烯等配体的络合物和环烷酸的钠、钾、铝、铁、钴、镍盐等中的一种或多种，优选乙酰丙酮铝、二茂铁和环烷酸钠。含量为0.01％～10.0％，优选0.1％～3.0％。-->所使用的溶解助剂选自四氯乙烷、三氯丙烷、三甘醇二氯化物、四甘醇二氯化物、二氯苯、三氯苯、N-羟基甲酰胺、α-羟基丙酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙酰噻吩、十二烷基磺酸、十二烷基硫酸、十八烷基磺酸、对甲基苯磺酸等中的一种或多种，优选N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和十二烷基磺酸。含量为0.05％～20.0％，优选0.5％～5.0％。所使用的油性溶媒选自柴油、重油、渣油、松节油，石蜡油，樟脑油、食用油、各种工业和生活废油等中的一种或多种，优选柴油、重油、食用油。含量为55％～99.93％，优选85％～95％。所使用的渗透助剂选自硬脂酸、苯甲酸、肉桂酸、草酸、丙二酸、马来酸、邻苯二甲酸、甘油酸、丙酸等的甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯、乙二酯、丁氧基乙酯、丙三酯、山梨醇酯、苯酯、苄酯和脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯蓖麻油，聚氧乙烯聚氧丙烯单丁基醚、聚氧丙烯聚氧乙烯丙三醇醚、仲辛醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚乙酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪酸聚氧乙烯醚、苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚、苄基苯酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬酯酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯(4)山梨糖醇酐单硬酯酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、二甲基硅油、苯基硅油、氯苯基硅油等中的一种或多种。优选硬脂酸丙三酯、脂肪醇聚氧乙烯醚和二甲基硅油。含量为0.01％～15.0％，优选0.1％～5.0％。依煤炭的种类、品种、品质及应用工艺工况与使用要求，选取不同比例的表面活化催化剂、溶解助剂和渗透助剂溶于溶媒中，另外可以添加其他煤炭应用助剂或催化剂，如脱硫催化剂、氮氧化物催化剂、气化催化剂和液化催化剂等，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高煤焦产量和煤焦性能的煤炭添加剂，其包括：表面活化催化剂，溶解助剂，渗透助剂和油性溶媒。

【技术特征摘要】
1.一种提高煤焦产量和煤焦性能的煤炭添加剂，其包括：表面活化催化剂，溶解助剂，渗透助剂和油性溶媒。2.如权利要求1所述的煤炭添加剂，其特征在于：所述表面活化催化剂选自铝、锌和铁的二苯甲酰甲烷、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、乙二酸、EDTA、邻菲罗啉、噻吩、环戊二烯等配体的络合物和环烷酸的钠、钾、钙、镁、铝、铁、钴、镍盐等中的一种或多种，优选乙酰丙酮的铝铁络合物、二茂铁和环烷酸钠。3.如权利要求1所述的煤炭添加剂，其特征在于：所述溶解助剂选自四氯乙烷、三氯丙烷、三甘醇二氯化物、四甘醇二氯化物、二氯苯、三氯苯、N-羟基甲酰胺、α-羟基丙酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙酰噻吩、十二烷基磺酸、十二烷基硫酸、十八烷基磺酸、对甲基苯磺酸等中的一种或多种，优选N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和十二烷基磺酸。4.如权利要求1中所述的煤炭添加剂，其特征在于：所述渗透助剂选自硬脂酸、苯甲酸、肉桂酸、草酸、丙二酸、马来酸、邻苯二甲酸、甘油酸、丙酸等的甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯、乙二酯、丁氧基乙酯、丙三酯、山梨醇酯、苯酯、苄酯和脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯蓖麻油，聚氧乙烯聚氧丙烯单丁基醚、聚氧丙烯聚氧乙烯丙三醇醚、仲辛醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚乙酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪酸聚氧乙烯醚、苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚、苄基苯酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬酯酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯(4)山梨糖醇酐单硬酯酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张和平，邱明建，陈朝晖，张春山，张炜，张雅丽，
申请(专利权)人：北京金源化学集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]