一种煤粉燃烧活化剂、其制备方法及其应用

本发明涉及煤炭燃烧，涉及一种煤粉燃烧活化剂、其制备方法及其应用。

背景技术：

1、

2、煤的传统燃烧方式不能实现煤的高效利用，造成了资源的极大浪费，同时由于煤炭中n、s等元素的存在，燃烧时会产生大量so2、nox等污染气体和重金属、多环芳烃等污染物，对环境造成影响。研究如何改善煤的燃烧性能，同时减少煤燃烧产生的污染物具有重要意义。

3、近年来，研究发现煤粉燃烧活化剂不仅具有优良的燃烧促进作用，同时还有优良的脱硫脱氮作用，减轻煤燃烧对环境的污染。

4、因此，开发一种能够显著提高煤燃烧性能的燃烧活化剂极具现实意义。

技术实现思路

1、由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种能够显著提高煤燃烧性能的燃烧活化剂，其通过借助活化剂的催化原料燃烧作用，降低煤燃烧过程中氧化反应活化能，降低着火温度，提高燃烧速度，加速内能的释放，提高煤的燃烧强度，降低炉渣与烟尘中的含碳量，提高煤的燃尽率。

2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种煤粉燃烧活化剂，包括以下组分：氯化钙、氯化钠、碘化钾、己二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、甲基异噻唑啉酮、金属氧化物粉末、羟胺及水；

4、所述金属氧化物粉末为溶解有氧化镍、氧化镓、氧化锰、氧化铁和氧化铈的硝酸溶液干燥煅烧后的产物。

5、本发明的煤粉燃烧活化剂，各组分相互配合赋予了其绝佳的助燃效果，与燃煤混合后能够降低煤燃烧过程中氧化反应活化能，降低着火温度，提高燃烧速度，加速内能的释放，提高煤的燃烧强度，降低炉渣与烟尘中的含碳量，提高煤的燃尽率；配方简单、组分易得且成本低廉，应用前景好。

6、作为优选的技术方案：

7、如上所述的一种煤粉燃烧活化剂，所述氯化钙、氯化钠、碘化钾、己二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、甲基异噻唑啉酮及金属氧化物粉末在煤粉燃烧活化剂的溶质的质量分数分别为40～50％、10～20％、1～5％、1～5％、1～5％、1～5％及10～20％。

8、如上所述的一种煤粉燃烧活化剂，所述金属氧化物粉末中氧化镍、氧化镓、氧化锰、氧化铁及氧化铈的质量分数分别为5～10％、4～8％、2～8％、2～5％及75～85％。

9、本发明还提供如上所述的一种煤粉燃烧活化剂的制备方法，包括以下步骤：

10、(1)制备金属氧化物粉末：将氧化镍、氧化镓、氧化锰、氧化铁和氧化铈溶于硝酸溶液(用玻璃棒搅拌至以上粉末完全溶解)后再对其进行干燥(在干燥箱中干燥)，将干燥后的材料(片状固体材料)碾磨成粉，将粉末均匀铺在坩埚上，对坩埚进行煅烧即得金属氧化物粉末；

11、(2)将氯化钙、氯化钠、碘化钾和己二酸溶于去离子水中后，将脂肪醇聚氧乙烯醚和甲基异噻唑啉酮滴入溶液并搅拌均匀，再将金属氧化物粉末加入溶液并搅拌，搅拌的同时向溶液中滴入2～5滴羟胺，即得煤粉燃烧活化剂。

12、作为优选的技术方案：

13、如上所述的制备方法，步骤(1)中，所述干燥的干燥温度为50℃；

14、所述煅烧是在马弗炉中进行的；

15、煅烧结束后，待炉内温度降至室温后取出煅烧后产物。

16、如上所述的制备方法，所述煅烧的温度为300～400℃，时间为80～120min。

17、如上所述的制备方法，步骤(2)中将金属氧化物粉末加入溶液并搅拌具体为：将金属氧化物粉末加入溶液中在磁力搅拌器中搅拌24h以上；

18、氯化钙、氯化钠、碘化钾和己二酸溶于去离子水中的溶液ph为2～5，所得煤粉燃烧活化剂效果更佳。

19、此外，本发明还提供如上所述的一种煤粉燃烧活化剂在煤燃烧过程中的应用。上述煤粉燃烧活化剂可适用于建材、冶金、火电等行业。

20、作为优选的技术方案：

21、如上所述的应用，将所述煤粉燃烧活化剂均匀雾化喷洒在原煤上，对原煤进行研磨。

22、如上所述的应用，所述煤粉燃烧活化剂的质量为原煤的0.05～0.2％。

23、以上技术方案仅为本发明的一种可行的技术方案而已，本发明的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需求合理调整具体设计。

24、上述发明具有如下优点或者有益效果：

25、(1)本发明的煤粉燃烧活化剂，可明显降低煤的着火温度，提高煤的燃烧速率和燃烧强度，降低降低炉渣与烟尘中的含碳量，提高煤的燃尽率，能够有效的减少有害气体的排放，达到减排的目标；

26、(2)本发明的煤粉燃烧活化剂，物理、化学性质稳定，无嗅、无味、不燃、不爆、无挥发，对金属设备无腐蚀，使用、贮存及运输温度为-35～65℃；

27、(3)本发明的煤粉燃烧活化剂，成本低，安全环保，实际使用过程中，无需进行设备改造，无需停窑进行设备安装，无需进行生产工艺调整；

28、(4)本发明的煤粉燃烧活化剂，可有效延长窑系统耐火材料使用寿命，降低熟料单位成本，发掘窑系统潜力，长期提高熟料产量；

29、(5)本发明的煤粉燃烧活化剂，减小煤粉制备系统运转率，降低电耗，增加避峰时间，降低系统风量，减小系统负压，进一步降低电耗；

30、(6)本发明的煤粉燃烧活化剂的制备方法，工艺简单且工艺环保，制备条件温和，应用前景好。

技术特征：

1.一种煤粉燃烧活化剂，其特征在于：包括以下组分：氯化钙、氯化钠、碘化钾、己二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、甲基异噻唑啉酮、金属氧化物粉末、羟胺及水；

2.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧活化剂，其特征在于，所述氯化钙、氯化钠、碘化钾、己二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、甲基异噻唑啉酮及金属氧化物粉末在煤粉燃烧活化剂的溶质的质量分数分别为40～50％、10～20％、1～5％、1～5％、1～5％、1～5％及10～20％。

3.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧活化剂，其特征在于，所述金属氧化物粉末中氧化镍、氧化镓、氧化锰、氧化铁及氧化铈的质量分数分别为5～10％、4～8％、2～8％、2～5％及75～85％。

4.如权利要求1～3任一项所述的一种煤粉燃烧活化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥的干燥温度为50℃；

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300～400℃，时间为80～120min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中将金属氧化物粉末加入溶液并搅拌具体为：将金属氧化物粉末加入溶液中在磁力搅拌器中搅拌24h以上；

8.如权利要求1～3任一项所述的一种煤粉燃烧活化剂在煤燃烧过程中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将所述煤粉燃烧活化剂均匀雾化喷洒在原煤上，对原煤进行研磨。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述煤粉燃烧活化剂的质量为原煤的0.05～0.2％。

技术总结本发明公开了一种煤粉燃烧活化剂、其制备方法及其应用，煤粉燃烧活化剂包括以下组分：氯化钙、氯化钠、碘化钾、己二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、甲基异噻唑啉酮、金属氧化物粉末、羟胺及水；金属氧化物粉末为溶解有氧化镍、氧化镓、氧化锰、氧化铁和氧化铈的硝酸溶液干燥煅烧后的产物。制备方法：制备金属氧化物粉末；将氯化钙、氯化钠、碘化钾、己二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、甲基异噻唑啉酮、金属氧化物粉末及羟胺溶解后混合均匀。本发明的煤粉燃烧活化剂，可大幅降低煤的着火温度，使燃尽温度提前，提高煤粉燃烧速率和燃尽率，降低吨熟料煤耗，达到节煤降碳的效果，同时有效的减少有害气体的排放，达到减排的目标，应用前景好。技术研发人员：吴俐俊,汪磊受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/5/8