[發明專利]一種煤炭燃燒催化劑

有效

• 申請號: 201310357180.4
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103450965A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李澤群;劉伏蘭;李紹寬
• 申請（專利權）人: 遼寧鑫隆科技有限公司
• 主分類號: C10L9/10
• 分類號: C10L9/10
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

技術領域

本發明提出的是燃料領域的一種煤炭燃燒催化劑。

技術背景

煤在燃燒過程中，需要與空氣中的氧接觸，使碳氧化為一氧化碳或二氧化碳，釋放出熱量。但由于燃煤種類不同，燃燒性能不同，而且燃燒層厚不同，燃燒方式不同，燃燒器具不同，往往會影響燃燒速度，還會氧化不完全，產生干餾氣或一氧化碳，碳顆粒，使燃料不能充分燃燒而釋放足夠的熱量。影響燃煤燃燒性能的直接因素是要供氧充分，而且為了完成碳氧化放熱的催化作用。目前有些企業或發明者將各種礦物質加入到燃煤中，作為燃煤添加劑，目的是改善燃煤的燃燒性能，但實際使用效果都無法考證。

發明內容

為了實現燃煤催化助燃，本發明提出了一種煤炭燃燒催化劑。該該催化劑有由硫酸鎂、鎳鹽和稀土組成，通過按比例添加在煤炭中，解決煤炭燃燒催化的技術問題。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：

在3000克質量組分中，硫酸鎂400克，鎳鹽500克，稀土90克，乳化劑10克，水2000克，攪拌為漿狀，組成液態煤炭燃燒催化劑。

使用時，在煤炭中添加質量百分比為0.1-0.2%的煤炭燃燒催化劑。

積極效果，由于本發明以硫酸鎂、鎳鹽、稀土、乳化劑和水按比例配合組成煤炭燃燒催化劑，能夠使煤炭與氧充分接觸，在催化的作用下，實現氧化還原反應，達到煤快速燃燒和充分燃燒的效果。適宜作為煤炭燃燒催化劑應用。

具體實施方式

在3000克質量組分中，硫酸鎂400克，鎳鹽500克，稀土90克，乳化劑10克，水2000克，攪拌為漿狀，組成液態煤炭燃燒催化劑。

使用時，在煤炭中添加質量百分比為0.1-0.2%的煤炭燃燒催化劑。

所述鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳、溴化鎳、氫氧化亞鎳、羰基鎳其中的一種或多種混合物。

煤炭燃燒機理：

煤炭主要成分是碳和碳氫化合物，還有金屬與其它非金屬物質。煤炭在燃燒過程中，首先需要點燃，增加煤炭的溫度，當煤炭的溫度達到碳燃點溫度時，與空氣中的氧氣接觸，產生氧化還原反應，使碳或碳氫化合物氧化，形成一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳繼續與空氣中的氧氣接觸，被氧化為二氧化碳，并釋放熱量。所釋放的熱量使煤炭表面升溫，使碳與氧和水汽產生氣化，形成碳氫化合物，加速碳的氧化過程，此時，當空氣流過大時，將會把未完全氧化的碳以及化合反應產生的碳氫化合物帶走，使煤炭中的可燃物質不能達到完全氧化，所以造成煤炭不能完全燃燒，造成浪費。

煤炭在與氧接觸的過程中，是靠自然氧化還原反應進行的，當碳與氧接觸面小時，燃燒速度慢，當碳處于高溫狀態時，極易產生干餾效應，使碳轉化為碳氫化合物，極易逸出燃燒層，也會造成燃料的浪費。

碳燃燒是氧化還原反應過程，煤炭處于燃燒狀態時，反應呈連續性，直至碳完全氧化，而事實上，碳顆粒表面在燃點狀態下，容易燃燒，而當碳顆粒內部不易與氧氣接觸或燃燒溫度過低的情況下，則碳顆粒內部的碳不易與空氣接觸而燃燒，所以造成煤炭燃燒不完全，形成剩余殘炭，也會造成燃料的浪費。

根據煤炭的燃燒機理，在煤炭中加入催化劑，則會使碳的活化能得到提高，促進與氧的反應，同時促進一氧化碳和碳氫化合物轉化為二氧化碳，使碳完全氧化放熱。

實際效果驗證：

以不添加煤炭燃燒催化劑的煤燃燒作為對照。

取燃煤量0.1%的煤炭燃燒催化劑添加到煤中，進行點燃燃燒，經過煤燃燒殆盡后對煤渣進行碳的檢測，通過殘碳的剩余量來判定煤燃燒的完全性，同時對排出的煙氣中的一氧化碳和碳氫化合物的檢測。

經過試驗驗證，添加有煤炭燃燒催化劑的煤燃燒后，殘碳含量為0.5%，燃燒完全時間為1小時；對照組殘碳含量為5%，燃燒時間為1.5小時。煙氣中一氧化碳和碳氫化合物含量為0.05%。

經過多組重復試驗，其效果基本相同，證明添加有煤炭燃燒催化劑的煤燃燒時間短，燃燒充分，熱能利用率高。

硫酸鎂在燃煤中的作用：硫酸鎂中含有鎂原子，硫酸鎂在熱的作用下，首先脫出結晶水，然后電離為硫離子、氧離子和鎂離子，硫離子與氧接觸形成氧化硫，氧離子與碳接觸，形成氧化碳并釋放熱量，而鎂離子與氧接觸，形成氧化鎂，為生熱反應，并釋放光芒，使能量擴散。氧化硫與碳反應，能夠增加氧化碳的形成，因為碳比硫更為活波，所以硫容易被還原為單質硫或與煤炭中的灰分形成硫化物。氧與碳實現碳的氧化反應，釋放出來大量的熱量，為主要產熱過程；鎂形成氧化鎂的過程，不但放熱，而且還能夠進行光熱輻射，增加碳原子周圍的碳原子的活化能，起到煤炭燃燒的催化作用。

鎳鹽在燃煤中的催化作用：