本发明专利技术公开了用于提高煤炭燃烧效率的纳米催化媒的制备技术。所制备的催化媒是一种油性液体与水不互溶，在空气中性质稳定，不含爆炸性成分及重金属成分，不会对燃烧设备产生任何危害。组成特征由：连续溶剂载体相组分、连续溶质载体相组分、连续溶质促进相组分及高活性纳米催化媒分散相，四种组分合成。本发明专利技术制备的煤炭纳米催化媒能促进粉煤燃烧减少飞灰、未燃烧碳粒及渣的发生量，降低煤炭使用量，催化节煤率达到11％-18％；有效降低SOx、NOx等污染物的排放量；消除炉内结焦及结皮现象；促进粉煤稳定燃烧；提高氧气的流动活性提高其利用率，降低一次风通入量，降低惰性气体引入带来的能量损耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤炭纳米催化媒合成工艺，属粉煤纳米催化媒制备领域。
技术介绍
目前国外的煤催化燃烧添加剂领域的技术研究已经趋于成熟，并且已经在水泥、 电厂、钢铁和化工工业得到实践应用。我国的煤化研究工作者也于二十世纪的90年代开展了煤的催化燃烧技术研究，并取得了很多可喜的进步。从国内外专利检索、文献检索及实际应用案例的情况来分析，大体上可以分为两类第一类以工业盐为主的氧化催化材料，包含Mn02、Fe203> MgCO3> MnCO3> NaCl (食盐)、MgCl2, MgO, CaO, CaF2, FeCl3> FeCl2及含有此类材料的工业废渣如转炉烟尘、炉渣、矿渣、浸出渣等。此类催化燃烧剂价格相对低廉，但产品催化效能一般，由于使用量较大因此储输过程存在安全隐患，使用中也难于与煤粉形成微观结构分散，导致催化效果不稳定。第二类以不同有机材料为核心载体，负载具有不同催化媒效能的金属离子，负载方式主要有两种一种是有机载体相直接与催化媒金属离子形成有机金属盐，这类物质包含醋酸盐、琥珀酸盐、脂肪酸盐类有机酸盐。如中国专利CN1718699A采用主体原料为醋酸盐草酸盐、醋酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、脂肪酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、氨基磺酸盐、 马来酸盐、富马酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、鞣酸盐、乳酸盐、羟基酸盐、苯甲酸盐、环烷酸盐、 异辛酸盐、三甲基乙酰叔酮酯铜、甲基环戊二烯三羧基锰等。这类催化燃烧材料同时具有渗透、活化、氧化性能。第二种有机载体是以渗透剂、活化剂、氧化剂为主体的有机负载相，有机材料分子结构内不含有催化效能的金属离子，这类材料包括聚氧乙烯蓖麻油酸、山梨糖醇酐三硬脂酸酯、丁基萘磺酸钠、磺化琥珀酸二辛酯钠、蓖麻油、聚乙烯醇、β -甲基丙烯酸、 乳酸等，再辅以第一类无机金属催化材料，制备出具有良好渗透、分散能力催化材料。
技术实现思路
本专利技术针对催化产品普遍存在的添加方式、产品分散情况不理想，原材料种类繁多复配材料的选择优化，添加量的优化等存在的问题提出一种全新的煤炭纳米催化媒及合成制备工艺，得到一种煤炭纳米催化媒。本专利技术制备的煤炭纳米催化媒能促进粉煤燃烧减少飞灰、未燃烧碳粒及渣的发生量，降低煤炭使用量。本专利技术的内容为煤炭纳米催化媒，其特征在于按质量百分比计，其组成成份连续溶剂载体相组分由渗透单元磺化琥珀酸二辛酯钠和氧化单元蓖麻油酸碱金属取代物组成，占总重量的50% -70% ；连续溶质载体相组分由分散单元聚氧乙烯蓖麻油酸和氨基醇酸组成，占总重量的 5% -10% ；连续溶质载体促进相组分由乳化单元硬脂酸钠和表面活性单元聚乙烯吡咯烷酮组成，占总重量的20% -30% ；高活性纳米催化媒分散相组分混晶型纳米TiO2、纳米Fe2O3、纳米CaO共同组成，占总重量的5% -10%。一种煤炭纳米催化媒合成工艺，其特征为将连续溶剂载体相组分在10-40°C室温条件下置于高速剪切搅拌釜中，控制搅拌雷诺数在5000-10000，搅拌10-12分钟；完成连续溶剂载体相组分搅拌作业后，在15-30分钟内将连续溶质载体相组分均勻加入，完成连续溶质载体相加入后，控制搅拌雷诺数10000-20000继续搅拌处理30-60分钟。完成连续溶质载体相组分加入作业后，在2-5分钟内将连续溶质载体促进相组分均勻加入，完成连续溶质载体促进相组分加入后，控制搅拌雷诺数40000-80000继续搅拌处理60-90分钟。完成连续溶质载体促进相组分加入作业后，将高活性纳米催化媒分散相一次性完成投料，控制搅拌雷诺数20000-30000，同时开启超声乳化装置，超声强度lkw/30-50L催化媒，超声乳化反应60-90分钟。连续溶剂载体相组分由65% -85%渗透单元磺化琥珀酸二辛酯钠与15% -35% 氧化单元蓖麻油酸碱金属取代物采用高速剪切搅拌制备，制备过程中保持搅拌雷诺数为 50000-80000，处理时间为6-12小时。连续溶质载体相组分之特征在于分散单元聚氧乙烯蓖麻油酸85% -95%与氨基醇酸5% -15%，合成过程采用高速剪切搅拌制备，保持搅拌雷诺数为40000-60000，处理时间为2-6小时。连续溶质载体促进相组分由35% -75%乳化单元硬脂酸钠与25% _65%表面活性单元聚乙烯吡咯烷酮，采用对喷式气流粉碎机进行预均化处理，预均化处理中过程要求气体压强为0. 7-1. OMPa，载流气/乳化或表面活性单元质量比为0. 5_2。高活性纳米催化媒分散相之特征在于按混晶型纳米TW230 % -55%、纳米 Fe20315% _25%、纳米Ca020% -55%的比例分散复配完成；所述的混晶型纳米TW2为锐钛型纳米TiO2与金红石型纳米TiO2按质量比4 1的比例混合制得。高活性纳米催化媒分散相之特征在于对其进行表面改性预处理，将钛酸酯偶联剂-2%于20-40°C室温下溶解于无水乙醇98% -99 %，制备表面预处理改性液；高活性纳米催化媒分散相25% -30%与70% -75%的表面预处理改性液混合低速搅拌，保持 2000-5000的搅拌雷诺数，处理时间为M-72小时；最后采用旋流喷雾干燥法脱溶剂，干燥温度为90-140°C，制得高活性纳米催化媒分散相。纳米TiA之特征在于采用水解法制备的纳米TiO2,以钛的氯化物水解生成氢氧化钛，再经流态化煅烧，控制煅烧温度300-35(TC制得金红石型纳米TiO2,控制煅烧温度 700-80(TC制得锐钛型纳米Ti02。将锐钛型纳米氧化钛与金红石型纳米氧化钛按4 1制得混晶型纳米Ti02。混晶型纳米TW2比表面积介于60-100m2 · g—1，采用kherrer公式D =K λ / β cos θ，K为kherrer常数0. 89，D为晶粒尺寸(nm)，β为积分半高宽度(rad)； θ为衍射角2 θ =26°，λ为0. 154056nm，计算纳米TiR的晶粒度为5nm_15nm，SEM电镜分析粒径介于10nm-30nm。纳米F^O3之特征在于采用均勻沉淀法制备的α -Fe2O3型纳米晶相结构，是以 Fe(NO3)3 · 9Η20为铁源，CO(NH2)2为沉淀剂，控制水解反应条件使溶液中的酸碱反应处于平衡与非平衡的临界状态，制备纳米α-Fe2O3前驱物，再经流态化煅烧得到的纳米α-Fe2O3， 比表面积需大于45m2 .g-1，采用kherrer公式D = KA/0cos0，K为kherrer常数0. 89， D为晶粒尺寸(nm)，β为积分半高宽度(rad) ； θ为衍射角2 θ = 33°，λ为0. 154056nm, 计算纳米α -Fe2O3的晶粒度为20nm-30nm，SEM电镜分析粒径介于25nm_40nm。纳米CaO采用碳化-喷雾热解法制备的纳米CaO。该法将石灰乳与表面活性剂混合后喷射进入碳化塔，惰性介质负载活性成分(X)2在碳化塔中与石灰乳循环逆流接触制得钙基前躯体，再经喷雾热解制得活性纳米CaO。本专利技术所制备的催化媒是一种油性液体与水不互溶，在空气中性质稳定，不含爆炸性成分及重金属成分，不会对燃烧设备产生任何危害。经生产验证催化节煤率达到 11% -18% ；有效降低S0x、N0x等污染物的排放量；消除炉内结焦及结皮现象；促进粉煤稳定燃烧；提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：康立伟，黄雄，刘宁一，
申请(专利权)人：云南泽能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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