一种含有稀土的高能催化助燃增效剂及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于助燃剂技术领域，具体涉及一种含有稀土的高能催化助燃增效剂及其制备和使用方法，原料为硝酸稀土20～30%、特种表面活性剂0.25～0.5%、高氯酸锂2.5～5%、高氯酸钠5～10%、硝酸铵钙10～15%、柠檬酸1.75～2.5%、余量为水，制备方法为按配方比例称取各原料，先将水加入到反应釜中，开始搅拌，然后依次加入原料，持续搅拌，直到各组分充分溶解即得，使用方法为取助燃增效剂溶于水稀释，呈雾状随二次风喷入炉内进行煤粉助燃。本发明专利技术节煤增效剂与炙热的煤粉充分接触，生成氢气、一氧化碳水煤气混合气体，参与和帮助燃煤剧烈燃烧。

A high energy catalytic combustion supporting synergist containing rare earth and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种含有稀土的高能催化助燃增效剂及其制备和使用方法
本专利技术属于助燃剂
，具体涉及一种含有稀土的高能催化助燃增效剂及其制备和使用方法。
技术介绍
我国的能源结构特点是“富煤、贫油、少气”，因此我国的能源消费结构长期是以煤为主，但随着能源越来越紧张，煤价也随之上涨，传统燃煤锅炉的燃烧方式却不能实现煤的高效利用，造成了资源上的极大浪费，同时由于煤炭中N、S等元素的存在，燃烧时会产生大量的硫化物和氮氧化物排放进大气，造成严重的空气污染。煤的燃烧过程复杂，一般分为初始挥发分析出、挥发分燃烧和固定碳燃烧3个阶段。第一阶段是煤的热解反应，此时煤中有机质发生热分解，从大分子上断裂下来的侧链和官能团形成挥发分，同时热解剩余产物发生热缩聚反应形成固定碳。在第二阶段温度达到着火点时，煤的挥发分发生燃烧反应，此燃烧机理复杂、反应迅速。通常挥发分的燃烧速度取决于它的析出速度。第三阶段是碳高温下与氧气发生氧化反应。为了促进煤炭烧燃，现有技术中通常加入燃烧助剂，但效果并不明显且价格昂贵。因此，开发出能促进煤燃烧效率、改善煤燃烧性能的催化助燃增效剂对现代工业发展具有重要意义。
技术实现思路
为解决现有燃煤锅炉中效率低，煤燃烧不彻底的问题，本专利技术提供一种含有稀土的高能催化助燃增效剂及其制备和使用方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下方案：本专利技术提供一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，所述助燃增效剂由以下重量百分比的原料制成：硝酸稀土20～30%、特种表面活性剂0.25～0.5%、高氯酸锂2.5～5%、高氯酸钠5～10%、硝酸铵钙10～15%、柠檬酸1.75～2.5%、余量为水。进一步地，所述的特种表面活性剂为有机氟特种表面活性剂。本专利技术还提供一种含有稀土的高能催化助燃增效剂的制备方法，包括以下步骤：A．按配方比例称取各原料；B．先将水加入到反应釜中，开始搅拌，然后依次加入硝酸稀土、特种表面活性剂、高氯酸锂、高氯酸钠、硝酸铵钙和柠檬酸；C．持续搅拌，直到各组分充分溶解，即得所述高能催化助燃增效剂。进一步地，所述步骤C中搅拌时间为20～30min。本专利技术还提供一种含有稀土的高能催化助燃增效剂的使用方法，取助燃增效剂溶于水稀释，呈雾状随二次风喷入炉内进行煤粉助燃。进一步地，所述助燃增效剂的用量为煤粉的0.05～0.15%。进一步地，所述助燃增效剂与水稀释的比例为1：6～25。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1．本专利技术中硝酸稀土为催化剂，有机氟特种表面活性剂增强水溶液的表面活性，有利于汽化；高氯酸锂、高氯酸钠和硝酸铵钙为氧化剂，其中高氯酸锂受热分解能产生60%的氧气；柠檬酸调节助燃增效剂的酸碱度。2．本专利技术的高能催化助燃增效剂能促使水在炉内快速汽化，对炙热的煤粉快速反应，生成氢气、氧气、一氧化碳、甲烷等混合气体。水分解为氢气、氧气的临界点在1400℃左右，所以普通锅炉中将水分解成氢气和氧气是较难，本专利技术中，水蒸气在硝酸稀土催化剂的作用下，能快速与炙热的碳发生反应，生成水煤气混合气体，上述分解出的混合气体一是参与燃烧，放出大量热能；二是帮助和促进燃煤剧烈燃烧，产生比原煤自身热量大得多的热能。本专利技术高能催化助燃增效剂具有火势猛、火力壮、升压快、出力大的优点，在实际应用中能使节煤率达到4～10%。3．本专利技术助燃增效剂对燃煤有很强的催化助燃作用、改善煤炭质量，增强煤炭活性，促进煤炭剧烈燃烧，减少了二次进风，使燃煤处于低氮燃烧；减少了氮氧化物的生成，降低了氮氧化物的浓度；同时还能促使二氧化硫生成硫酸盐，随炉渣排出，降低了环境污染。具体实施方式为使本专利技术的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，以下实施例中所使用的原料，如无特别说明，均为市场上可购买的普通原料。实施例1一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，由以下重量百分比的原料制成：硝酸稀土30％、有机氟特种表面活性剂0.5%，高氯酸锂5%，高氯酸钠5%，硝酸铵钙10%，柠檬酸2.5%，余量为水。制备方法：按上述配方比例称取各原料；将水加入到反应釜中，开始搅拌，然后依次加入硝酸稀土、有机氟特种表面活性剂、高氯酸锂、高氯酸钠、硝酸铵钙和柠檬酸；持续搅拌25min，直到各组分充分溶解，即得所述高能催化助燃增效剂。本实施例制备的助燃增效剂适合发电厂煤粉锅炉使用。发电厂煤粉锅炉用助燃增效剂量为0.05%，即每吨煤用500克助燃增效剂。使用方法：把助燃增效剂溶于20倍的水中稀释，再经雾化器将溶液制备成雾状随二次风进入炉内受热汽化，与炙热的煤粉充分接触，生成氢气、一氧化碳水煤气混合气体，参与和帮助燃煤剧烈燃烧。产生比原煤自身热量大得多热能。发电厂煤粉锅炉按以上用量和使用方法使用助燃增效剂后，能节煤4%以上。实施例2一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，由以下重量百分比的原料制成：硝酸稀土28％、有机氟特种表面活性剂0.3%，高氯酸锂4%，高氯酸钠9%，硝酸铵钙12%，柠檬酸1.75%，余量为水。制备方法：按上述配方比例称取各原料；将水加入到反应釜中，开始搅拌，然后依次加入硝酸稀土、有机氟特种表面活性剂、高氯酸锂、高氯酸钠、硝酸铵钙和柠檬酸；持续搅拌30min，直到各组分充分溶解，即得所述高能催化助燃增效剂。本实施例制备的助燃增效剂适应水泥石灰窑炉使用。水泥石灰窑炉用助燃增效剂量为0.07%；即每吨煤用700克助燃增效剂。使用方法：把助燃增效剂溶于20倍的水中稀释，再经雾化器将溶液制备成雾状随二次风进入炉内受热汽化，与炙热的煤粉充分接触，生成氢气、一氧化碳水煤气混合气体，参与和帮助燃煤剧烈燃烧。水泥石灰窑炉按以上用量和使用方法使用助燃增效剂后，能节煤5%以上。实施例3一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，由以下重量百分比的原料制成：硝酸稀土25％、有机氟特种表面活性剂0.4%，高氯酸锂4%，高氯酸钠7.5%，硝酸铵钙11%，柠檬酸2%，余量为水。制备方法：按上述配方比例称取各原料；将水加入到反应釜中，开始搅拌，然后依次加入硝酸稀土、有机氟特种表面活性剂、高氯酸锂、高氯酸钠、硝酸铵钙和柠檬酸；持续搅拌20min，直到各组分充分溶解，即得所述高能催化助燃增效剂。本实施例制备的助燃增效剂适应循环流化床锅炉使用。循环流化床锅炉用助燃增效剂量为0.08%；即每吨煤用800克助燃增效剂。使用方法：把助燃增效剂溶于25倍水中稀释，呈雾状随二次风进入炉内，与炙热的煤粉充分接触，生成氢气、一氧化碳水煤气混合气体，参与和帮助燃煤剧烈燃烧，产生比原煤自身热量大得多热能。循环流化床锅炉按以上用量和使用方法使用助燃增效剂后，能节煤8%以上。实施例4一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，由以下重量百分比的原料制成：硝酸稀土20％、有机氟特种表面活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，其特征在于，所述助燃增效剂由以下重量百分比的原料制成：硝酸稀土20～30%、特种表面活性剂0.25～0.5%、高氯酸锂2.5～5%、高氯酸钠5～10%、硝酸铵钙10～15%、柠檬酸1.75～2.5%，余量为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，其特征在于，所述助燃增效剂由以下重量百分比的原料制成：硝酸稀土20～30%、特种表面活性剂0.25～0.5%、高氯酸锂2.5～5%、高氯酸钠5～10%、硝酸铵钙10～15%、柠檬酸1.75～2.5%，余量为水。


2.根据权利要求1所述的一种含有稀土的高能催化助燃增效剂，其特征在于，所述的特种表面活性剂为有机氟特种表面活性剂。


3.权利要求1或2所述的一种含有稀土的高能催化助燃增效剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A．按配方比例称取各原料；
B．先将水加入到反应釜中，开始搅拌，然后依次加入硝酸稀土、特种表面活性剂、高氯酸锂、高氯酸钠、硝酸铵钙和柠檬酸；
C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保行，王智远，王智宏，刘婕，常艳丽，窦根荣，
申请(专利权)人：北京科吉发节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11