高效环保催化节煤剂及其制备方法和用途技术

一种高效环保催化节煤剂，属于煤炭催化燃烧技术领域，其特征在于，它包括２０－３０重量份的由木质素磺酸盐和烷基苯磺酸盐的混合物组成的膨化剂；３０－４０重量份的由烷基酚聚氧乙烯醚组成的乳化剂；８－１５重量份的由聚氧化乙烯组成的净化剂；１５－２５重量份的由钯金属盐、钛金属盐、铈金属盐的混合物组成的催化剂；３－１０重量份的由钴金属盐组成的助催化剂；３－１０重量份的由碱金属和／或碱土金属氢氧化物组成的调节剂。本发明专利技术还涉及所述节煤剂的制备方法和用途，是一种添加成本低、用量少、制备工艺简约、节煤效果优异、对锅炉炉管具有显着保护功能的高效环保催化节煤剂。

【技术实现步骤摘要】
高效环保催化节煤剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种固体燃料，尤其煤的催化燃烧助剂，即高效环保催化节煤剂及其制备方法和用途，具体地说，是由膨化剂、乳化剂、净化剂、催化剂、助催化剂和调节剂组成的节煤剂，属于煤炭催化燃烧

技术介绍
能源是经济发展的原动力。世界各国使用的能源主要是一次能源，其消耗比例占整个能源消耗的93％以上。在一次能源消费中主要是石油、煤炭、天然气，属世界三大基础能源。煤炭是世界上储存量最丰富的化石燃料，煤既是动力燃料，又是化工和制焦炼铁的原料，素有“工业粮食”之称。目前煤炭的经济可采储量，约为9845亿吨，包括无烟煤、烟煤、次烟煤和褐煤。按现在的生产能力可采200年。几乎一半的煤炭储量分布在世界经合组织的国家。优质炼焦煤主要分布在澳大利亚、加拿大和美国，而动力煤主要分布在澳大利亚、中国、哥伦比亚、印度、印度尼西亚、俄罗斯、南非和美国。据国际能源机构和美国能源部预测，在未来20年内，世界能源消费量年均增长为2％，煤炭需求量呈增长趋势，年均增长为1.7％。2020年世界煤炭消费量为58亿吨标准煤，比2000年增加15亿吨标准煤。2004年中国能源消费总量为19.7亿吨，其中，煤炭18.7亿吨，同比增长14.4％；原油2.9亿吨，增长16.8％；天然气415亿立方米，同比增长18.5％；能源强度上升5.3％。煤炭占中国已探明能源资源总量的87.4％，居绝对优势地位，是重要的基础能源，具有不可替代的作用。煤炭工业在国民经济中的基础性地位是长期和稳固的。据预测，2020年中国能源需求超过36亿吨标煤，其中，煤炭31.8亿吨，石油6.5亿吨，-->天然气1700亿立方米。有关资料显示，目前我国每单位能源消耗与生产的GDP，仅相当世界发达国家的1/4左右(我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3％、欧盟的16.8％)，主要耗能产品的单位能耗较发达国家高出20％～70％，节能潜力巨大。为降低煤炭燃烧对大气所造成的污染，提高煤炭热效率，节约能源，降低成本，近年来开发了一些燃煤添加剂，例如节煤晶、燃煤促进剂、助燃剂等。它们主要是以高锰酸盐、碳酸盐、氧化钙为助燃剂，以硝酸钠、铜盐、碳酸钠为除尘剂，以金属卤化物为膨化剂，以纯碱、氧化钙为脱硫剂。这些添加剂不仅其助燃、脱硫、除尘效果有待提高，而且用量大、对锅炉炉管无保护功能。中国专利ZL00110324.5采用甲醇、乙醇、吐温、司班及蒸馏水按一定的配比配制而成作为高效节煤降污助燃剂。中国专利ZL03118506.1是将水、环烷酸锌、环烷酸铁、二茂铁、平平加、乳化剂SE-10、乳化剂0JI-10和乳化剂EL-40混合乳化制成液体节油节气节煤清净剂。中国专利ZL03112961.7公开了高效节煤添加配剂，以灰色火山岩为主，其重量比为：灰色火山岩70-12％，碳酸钙5-50％，高锰酸钾4-9％，氯化钠6-10％，硝酸盐2-14％，三氧化二铁4-2％，聚氧乙烯9-3％。该添加配剂掺入待燃煤的总重量为燃煤量的5-6％。中国专利CN98123713.4公开了节煤节油助燃净化水剂，其含有碳五、木醇、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、水、二乙醚或丙酮、氢氧化钙或者稀土、氯酸盐或硝酸盐等。上述节煤剂添加量大、对锅炉炉体具有一定的腐蚀性、节煤效果不明显、热稳定性差、活性较低，其烟尘、CO、HC、SOx和NOx的脱除效果有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述煤炭添加剂的不足，提供一种助燃、脱-->硫、脱氮、除尘效果好，对锅炉炉管具有良好保护功能的高效环保催化节煤剂，还涉及所述节煤剂的制备方法和用途。与现有技术相比，本专利技术特征在于结合了特定的膨化剂、催化剂和助催化剂，膨化剂中各成分的协同作用使煤层膨胀、疏松，催化剂中既有使HC和CO氧化成H2O和CO2的氧化剂，也有使NOx还原成N2的还原剂，这样就能起到很好的净化作用。掺进燃煤中燃烧，提高热效10-20％，燃烧速度提升10％以上，炉膛温度提高160℃以上，节煤率可达10-30％。该高效环保催化节煤剂适用于原煤、煤矸石及劣质煤等各种燃煤燃烧，减少了炉渣量，降低了炉渣中的含碳量，还能消烟降尘，使炉窑所排放的烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物大幅度降低，使林格曼黑度小于1.2级，从而有利于保护环境，还特别能使低质煤达到优质煤的燃烧效果。因此，本专利技术的目的是提供一种高效环保催化节煤剂及其制备方法和用途，它包括下列组分：20-30重量份的由木质素磺酸盐和烷基苯磺酸盐的混合物组成的膨化剂；30-40重量份的由烷基酚聚氧乙烯醚组成的乳化剂；8-15重量份的由聚氧化乙烯(PEO)组成的净化剂；15-25重量份的由钯金属盐、钛金属盐和铈金属盐的混合物组成的催化剂；3-10重量份的由钴金属盐组成的助催化剂；3-10重量份的由碱金属和/或碱土金属氢氧化物组成的调节剂；其中20-30重量份的膨化剂中木质素磺酸盐占12-20重量份、烷基苯磺酸盐占8-18重量份；15-25重量份的催化剂中钯金属盐占5-10重量份、钛金属盐占3-8重量份、铈金属盐占5-12重量份。用于本专利技术的木质素磺酸盐例如是木质素磺酸镁或木质素磺酸钙或其它木质素磺酸盐。用于本专利技术的烷基苯磺酸盐中的烷基例如为C8-C20烷基，优选C10-->-C14，例如包括十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钙，十四烷基苯磺酸钠，十四烷基苯磺酸钙等。用于本专利技术的烷基酚聚氧乙烯醚例如包括C5-C10烷基酚聚氧乙烯醚，聚氧乙烯中EO(氧化乙烯单元)的数目例如为50-100，优选50-60。所述烷基酚聚氧乙烯醚其羟值(mgKOH/g)优选小于50。用于本专利技术的钯金属盐，钛金属盐，铈金属盐包括三种金属的无机酸盐和有机酸盐以及它们的配合物，例如包括钯，铈，钛的硝酸盐、硫酸盐、卤化物。实例是氯化钯，硝酸钯，硫酸钯，氯化铈，硝酸铈，硫酸铈，三氯化钛，硝酸钛，硫酸钛、偏钛酸钠和钛酸钡等，以及乙酸钯，丙酮酸钯，异丙醇钛，叔丁醇钛，丙酮酸钛，乙酸铈，辛酸铈等。组成本专利技术的净化剂的聚氧化乙烯的分子量范围优选为400万到1000万，更优选400-600万。用于本专利技术的碱金属或碱土金属氢氧化物是例如氢氧化镁，氢氧化钙，氢氧化钠等。用于本专利技术的助催化剂的钴金属盐例如为环烷酸钴，乙酸钴，氯化钴，硝酸钴，硫酸钴等。在一个优选的实施方案中，本专利技术的高效环保催化节煤剂包括：23-27重量份的由木质素磺酸盐和烷基苯磺酸盐的混合物组成的膨化剂；33-37重量份的由烷基酚聚氧乙烯醚组成的乳化剂；10-13重量份的由聚氧化乙烯(PEO)组成的净化剂；16-21重量份的由钯金属盐、钛金属盐和铈金属盐的混合物组成的催化剂；5-8重量份的由钴金属盐组成的助催化剂；5-8重量份的由碱金属和/或碱土金属氢氧化物组成的调节剂；其中23-27重量份的膨化剂中木质素磺酸盐占14-18重量份、烷基苯磺酸盐占9-14重量份；16-21重量份的催化剂中钯金属盐占5-8重量份、钛金属盐占3-6重量份、铈金属盐占5-10重量份。-->本专利技术的高效环保催化节煤剂可以通过将各种组分一起混合来制备。例如，在一个优选的实施方案中，该制备方法包括下列步骤：A、将膨化剂、乳化剂、净化剂、催化剂、助催化剂和调节剂按重量份分别称重计量；B、在常温下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效环保催化节煤剂，它包括下列组分：２０－３０重量份的由木质素磺酸盐和烷基苯磺酸盐的混合物组成的膨化剂；３０－４０重量份的由烷基酚聚氧乙烯醚组成的乳化剂；８－１５重量份的由聚氧化乙烯组成的净化剂；１５－２ ５重量份的由钯金属盐、钛金属盐、铈金属盐的混合物组成的催化剂；３－１０重量份的由钴金属盐组成的助催化剂；３－１０重量份的由碱金属和／或碱土金属氢氧化物组成的调节剂；其中２０－３０重量份的膨化剂中木质素磺酸盐占１２－２ ０重量份、烷基苯磺酸盐占８－１８重量份；１５－２５重量份的催化剂中钯金属盐占５－１０重量份、钛金属盐占３－８重量份、铈金属盐占５－１２重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高效环保催化节煤剂，它包括下列组分：20-30重量份的由木质素磺酸盐和烷基苯磺酸盐的混合物组成的膨化剂；30-40重量份的由烷基酚聚氧乙烯醚组成的乳化剂；8-15重量份的由聚氧化乙烯组成的净化剂；15-25重量份的由钯金属盐、钛金属盐、铈金属盐的混合物组成的催化剂；3-10重量份的由钴金属盐组成的助催化剂；3-10重量份的由碱金属和/或碱土金属氢氧化物组成的调节剂；其中20-30重量份的膨化剂中木质素磺酸盐占12-20重量份、烷基苯磺酸盐占8-18重量份；15-25重量份的催化剂中钯金属盐占5-10重量份、钛金属盐占3-8重量份、铈金属盐占5-12重量份。2.如权利要求1所述的高效环保催化节煤剂，其中木质素磺酸盐选自木质素磺酸镁或木质素磺酸钙或它们的混合物。3.如权利要求2所述的高效环保催化节煤剂，其中烷基苯磺酸盐选自C8-C20烷基苯磺酸盐，优选C10-C14烷基苯磺酸盐，尤其十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钙，十四烷基苯磺酸钠，十四烷基苯磺酸钙或它们的混合物。4.如权利要求3所述的高效环保催化节煤剂，其中所述烷基酚聚氧乙烯醚选自C5-C10烷基酚聚氧乙烯醚，聚氧乙烯中氧化乙烯单元的数目为50-100，优选50-60。5.如权利要求4所述的高效环保催化节煤剂，其中所述钯金属盐选自乙酸钯，硝酸钯，氯化钯，硫酸钯和丙酮酸钯；钛金属盐选自异丙醇钛，叔丁醇钛，丙酮酸钛，三氯化钛，硝酸钛、硫酸钛、偏钛酸钠和钛酸钡；铈金属盐选自硝酸铈，氯化铈，硫酸铈，乙酸铈和辛酸铈。6.如权利要求5所述的高效环保催化节煤剂，其中所述聚氧化乙烯的分子量范围为400万到1000万，优选400-600万。7.如权利要求6所述的高效环保催化节煤剂，其中钴金属盐选自环烷酸钴，乙酸钴，氯化钴，硝酸钴，硫酸钴或它们的混合物。8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰青，
申请(专利权)人：张冰青，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]