一种用于原煤燃烧的催化改进剂的制作方法

本发明属于煤炭能源，尤其是涉及一种用于原煤燃烧的催化改进剂。

背景技术：

1、原煤中含有的灰分和含矸率较高，且有害杂质多，原煤直接用于锅炉燃烧利用率低，而且会对环境造成较大危害，因此如何通过提高原煤的燃烧效率，进而提高设备热效率，以达到节能减排的目的，其中原煤催化剂是目前研究改进的热点问题。

2、原煤催化剂具有优异的燃烧促进作用，同时还有良好的脱硫脱氮作用，近年来国内不断对原煤催化剂进行改进研究，且取得了一定的成果，例如国家专利公开号为cn107460018b公开的一种煤炭燃烧催化剂，其由稀土化合物、过渡金属盐、碱金属盐、碱土金属盐、氧族元素化合物以及水混合而成，能有效降低能耗，在火电大型机组每度电节煤可达5-10g，锅炉运行氧量可减少20％；在中小型窑炉节煤率在5-30％；燃烧温度可提高150-250℃，具有明显的经济效益。

3、又如国家专利公开号为cn103103006b公开的一种煤炭燃烧催化剂及其制备和使用方法，该催化剂按重量份数计，由以下原料组成：水326～472份、氯化亚铁202～292份、氯化钾125～181份、氯化钙77～111份、乌洛托品48～69份、电气石粉19～27份、气相二氧化硅18～26份、辛基酚聚氧乙烯醚15～21份、十二烷基苯磺酸钠15～21份、亚甲基二萘磺酸钠11～16份；使用时，催化剂用通过电气石活化处理的水稀释后均匀洒在煤炭上，本发明催化剂原料价格便宜，无任何安全隐患，稳定性好，使用方便；通过电气石的活化处理，催化剂功效进一步提高，节煤和固硫效果显著，同时能够防止锅炉结焦事故的发生。

4、又如国家专利公开号为cn104371791a公开的一种煤燃烧催化剂，由以下重量百分比的原料制成：二乙醇单异醇胺13～22％，三乙醇胺25～35％，非离子表面活性剂10～15％，造纸黑液13～20％，糖厂废液15～20％，碱金属盐1～6％，稀土元素的化合物0.2～0.8％，该发明优化了煤催化剂性能，降低其成本，本发明煤燃烧催化剂可降低煤的着火点和燃尽温度，加快煤的燃烧速率，同时煤得以充分燃烧，不仅降低了煤耗和成本，而且减少了so2、nox等有害气体的排放，对改烧优质煤为劣质煤提供了有利的条件。

5、由陕西省“亿利莱”公司组织开发的“燃煤用脱硫助燃清焦洁净剂”，取得了良好的环保价值和经济效益，被山西、陕西和内蒙古等地的多家大型耗煤企业采用，具材料显示，该项技术能实现降低二氧化硫排放量40％-55％、降低氮氧化合物20％-30％、综合节煤3％-8％，明显降低排烟黑度，清灰除焦90％以上。

6、现有技术中的原煤催化剂存在以下不足：

7、1、原煤催化剂的配方和使用方法比较复杂，如国家专利公开号为cn103103006b公开的一种煤炭燃烧催化剂及其制备和使用方法，其中，催化剂需通过电气石活化处理的水稀释后均匀洒在煤炭上，工艺复杂、技术难度大，催化剂生产成本较高，存在无法规模生产应用的问题；

8、2、现有的催化剂稳定性差，如国家专利公开号为cn104371791a公开的一种煤燃烧催化剂，成分中含有大量三乙醇胺，三乙醇胺属于第三类危险品，易燃,遇高热、明火或与氧化剂接触,有引起燃烧的危险，其储存和运输的成本大大增加，且存在燃烧、爆炸等风险。

9、3、原煤由煤矿生产中未经筛选加工，其包括天然焦及劣质煤，灰分和含矸率高，原煤中的杂质种类、含量、粒度大小等因素均会对催化剂的催化效果产生影响，原煤未经破碎加工处理，粒度较大会减小与催化剂接触面积，从而降低催化效果，且原煤中含有较多的硫、磷等杂质，会使催化剂中的活性成分失活，进而影响催化剂的催化效果，现有的煤炭催化剂对于上述问题未得到有效解决，如国家专利公开号为cn107460018b公开的一种煤炭燃烧催化剂，在实际应用于原煤催化中，节煤效果和减排效果不显著，经济效益低。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述背景技术中提出的催化剂生产的成本和技术难度大，催化剂稳定性差，经济效益低的问题，提供一种可降低能耗、节能减排效果好，且具有良好的经济效益的用于原煤燃烧的催化改进剂。

2、为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种用于原煤燃烧的催化改进剂，其由金属氧化物、含铁化合物、金属羧酸盐、铝土、稀土混合以及水混合而成，其特征在于：

3、金属氧化物包括al2o3、fe2o3、fe3o4和mno2；

4、含铁化合物包括fecl3和fecl2；

5、金属羧酸盐包括mg(ch3coo)2和na2c2o4；

6、铝土为al2o3·3h2o；

7、稀土为la(no3)3。

8、进一步，催化改进剂以水为分散介质，各组分按如下原料的质量百分比混合于水中：

9、金属氧化物al2o3为3-5

10、金属氧化物fe2o3为3.5-5

11、金属氧化物fe3o4为2-6

12、金属氧化物mno2为0.5-3

13、含铁化合物fecl3为2.25-4.75

14、含铁化合物fecl2为8-19

15、金属羧酸盐mg(ch3coo)2为1.5-6

16、金属羧酸盐na2c2o4为2-3.5

17、铝土al2o3·3h2o为0.25-1.3

18、稀土la(no3)3为0.3-1

19、其余为水。

20、本发明的有益效果在于：

21、1、本发明能有效改善煤的燃烧特性，大大提高煤的反应性和可燃性，从而提高原煤的燃烧效率，降低能耗，并且有效降低废气中so2、c0、nox的含量，从而达到节能减排的效果，在锅炉运行中，锅炉热效率提高3.11％-3.98％，节煤率达到4-12％，具有良好的经济效益。

22、2、本发明中，fe2o3可以作为载体，吸附原煤中的有害物质，降低原煤的毒性和污染性，并且可以提供活性空位，促进原煤中co和so2的氧化反应，降低原煤的燃烧燃点，同时可将原煤中的有害物质解离出来，避免其参与燃烧反应，实现降低原煤的燃烧燃点的目的，mno2可以改善煤粉燃烧性能，进而提高了煤粉燃烧率，原煤燃烧率提高3％-8％。

23、3、本发明中，fecl3和feci2能够提高煤燃烧过程中挥发分与降低煤焦的着火温度，提高低温燃烧过程的燃烧速率，使原煤的着火与燃烧更加容易。

24、4、本发明中，mg(ch3coo)2和na2c2o4通过对煤表面的改性，促进煤与氧气之间的传质和反应，从而降低燃烧温度，提高燃烧效率，并且可将废气中so2、c0、nox有害气体转化为无害物质，有效降低废气中so2、c0、nox的含量，减少氮氧化物、硫氧化物等污染物的排放。

25、5、本发明中，铝土和稀土作为催改进化剂的载体，具有较高的热稳定性和化学稳定性，提高催改进化剂的性能稳定性。

26、6、本发明中，该催化改进剂制备原料成本低，将金属氧化物、含铁化合物和金属羧酸盐按比例加入水中，于反应釜中充分混合均匀后，加入铝土和稀土，加热至50℃再进行混合搅拌1小时，制备方式简单，相较于现有技术和产品，本发明的催化改进剂原料成本较低，更有利于大规模生产应用。

27、7、本发明中，该催化改进剂适用范围广，不仅适用于锅炉、煤炉，还适用于热电厂中使用。