专利名称：一种煤炭纳米助燃剂、制备方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能降污的液态煤炭纳米助燃剂、制备方法及装置，属燃煤助燃添加剂领域。
背景技术：
煤炭是世界上的主要能源之一，因此合理利用煤炭资源，提高煤炭的燃烧效率，不仅具有很高的经济效益，同时也具有重大的社会意义。研究高效燃烧、低负荷稳燃、低污染、 防止结渣与高温腐蚀这五个方面的问题都有益的燃烧方式具有十分重要的意义。国内外也围绕上述问题开展了许多研究，开发了系列煤炭用助燃剂大致分为四大类第一类以强氧化剂(如硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐)为主，或辅以工业盐、MnO2, !^e2O3、糖、尿素、磷及硫化锑等，或辅以CaO、MgO、Na2O的固硫剂；第二类以各种金属氧化物及尾矿为主；第三类以低分子醇类为主；第四类以金属羧酸盐类为主，包括醋酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、脂肪酸盐17类有机酸盐。均难以摆脱助燃剂在使用过程中带来的二次污染、设备腐蚀，分散困难等问题，限制了其推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种节能降污的液态煤炭纳米助燃剂、制备方法及装置，从而得到一种煤炭纳米助燃剂。本发明煤炭纳米助燃剂，以质量百分比计，其煤炭纳米助燃剂组成成份乳化剂聚氧乙烯蓖麻油酸与山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占总量的15% -23% ；渗透剂丁基萘磺酸钠与磺化琥珀酸二辛酯钠，占总量的18% -27% ；氧化剂蓖麻油，占总量的12% -20% ；活化剂，β -甲基丙烯酸，占总量的20% -47% ；纳米材料:Ti02、Zn0、MgO和 Fii2O3,占总量的 8% -10%。所述乳化剂配制比例为聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯=1 1 3。所述渗透剂配制比例为丁基萘磺酸钠磺化琥珀酸二辛酯钠为1 0. 2 0. 6。所述活化剂的配制比例为按聚乙烯醇β -甲基丙烯酸=1 0. 8 1. 2。所述纳米材料配置比例为按TW2 ZnO MgO Fe2O3 = 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5。一种煤炭纳米助燃剂的制备方法，其特征在于生产过程中，上述乳化剂，渗透剂， 氧化剂，活化剂，纳米材料原料经计量泵和计量仓配料后加入搅拌器高速搅拌剪切后，加入乳化机进行超声乳化、熟化，进入产品储罐，经成品包装制得液态油性煤炭纳米助燃剂；其具体步骤(1)将聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 1 3的比例，加入乳化剂罐，混合成乳化剂；
(2)将丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠按1 0. 2 0. 6的比例，加入渗透剂罐，混合成渗透剂；(3)将蓖麻油，加入氧化剂罐为氧化剂；(4)将聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，按1 0. 8 1. 2的比例，加入活化剂罐，混合成活化剂；(5)将 TiO2, Zn0，Mg0，F%03，按 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5 的比例，经皮带加入纳米材料罐，混合成纳米材料；(6)将乳化剂15 % -23 % ；渗透剂18 % -27 %，氧化剂12 % -20%,活化剂 20% -47%，纳米材料8% -10% ；经计量泵和称重给料后加入至高速搅拌剪切机槽中，搅拌剪切时间为60 120分钟；(7)将经高速搅拌剪切后的原料，加入乳化机进行超声乳化、熟化时间为180 300分钟；(8)经熟化、成品包装制得一种新型的液态油性煤炭纳米助燃剂。一种生产煤炭纳米助燃剂的装置，其特征在于聚氧乙烯罐(1)与山犁糖醇酐罐 (2)各自分别通过管道、流量计和泵与乳化剂罐(8)相接；丁基萘磺酸钠罐( 与磺化琥珀酸(4)各自分别通过管道、流量计和泵与渗透剂罐(9)相接；蓖麻油罐( 各自通过管道、 流量计和泵与氧化剂罐(10)相接；聚乙烯醇罐(6)和β -甲基丙烯酸罐(7)各自分别通过管道、流量计和泵与活化剂罐(11)相接；乳化剂罐⑶、渗透剂罐(9)、氧化剂罐(10)和活化剂罐(11)各自分别通过管道、 流量计和泵与高速搅拌剪切机(19)相接；纳米材料罐(17)经管道后真空上料机(18)相接；真空上料机(18)经管道从高速搅拌剪切机(19)顶部与其相接；高速搅拌剪切机(19) 经过管道和泵后与超声釜底乳化机00)相接；超声釜底乳化机00)通过管道与全自动罐装系统的进料口相接，TiO2原料罐(12)、Ζη0原料罐(13)Mg0原料罐(14) Je2O3原料罐(15)分别装在皮带输送机(16)上方，皮带输送机(16) —端端头位于纳米材料罐(17)顶部。本发明煤炭纳米助燃剂是一种乳黄色的两相油性乳浊液，主要含有机原料及纳米材料，不含S、N、Cl、F等元素；其沸点介于217-2^°C ；常温下表面张力介于37. 2-39. 2mN/ m2 ；常温下粘度介于48. 6-63. ImPa · S。本发明突破了传统助燃剂在使用过程中造成的二次污染和设备腐蚀、混料不均等问题。提高原煤的表面温度，增加原煤内部孔道，提高其比表面积，促进氧气的扩散。改善煤炭燃烧时生成的焦渣的分散性，降低了燃烧室壁、锅炉壁等处的结渣和腐蚀，从而提高了燃烧和传热效率，促进各有效成分在煤粉中的分散，并能克服有效成分在粉煤表层及内核分布不均的现象。与原煤粉相比添加适量的助燃剂的煤粉可有效降低煤炭着火点 800C _100°C，提高锅炉热效率10% -15%，节煤率15% -18%，脱硫脱硝率25% -30%。
图1本发明生产煤炭纳米助燃剂的生产装置安装结构示意图。图中1-聚氧乙烯罐；2-山犁糖醇酐罐；3- 丁基萘磺酸钠罐；4-磺化琥珀酸； 5-蓖麻油罐；6-聚乙烯醇罐；7- β -甲基丙烯酸罐；8-乳化剂罐；9-渗透剂罐；10-氧化剂罐；11-活化剂罐；12-Ti02原料罐；13-ZnO原料罐；14_MgO原料罐；15_Fe203原料罐；16-皮带输送机；17-纳米材料罐；18-真空上料机；19-高速搅拌剪切机；20-超声釜底乳化机； 21-全自动罐装系统。本发明是煤炭纳米助燃剂，纳米助燃剂主要成份包括乳化剂聚氧乙烯蓖麻油酸、 山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占15% -23% ；渗透剂丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠，占18% -27% ；氧化剂蓖麻油，占12% -20% ；活化剂聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，占20% -47% ；纳米材料=TiO2,ZnO, MgO, Fe2O3'占 8% -10% ；本发明的技术方案是，其步骤(1)将聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 1 3的比例，加入乳化剂罐，混合成乳化剂。(2)将丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠按1 0. 2 0. 6的比例，加入渗透剂罐，混合成渗透剂。(3)将蓖麻油，加入氧化剂罐为氧化剂。(4)将聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，按1 0. 8 1. 2的比例，加入活化剂罐，混合成活化剂。(5)将 TiO2, ZnO, MgO, Fe2O3'按 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5 的比例，经皮带加入纳米材料罐，混合成纳米材料。(6)将乳化剂15 % -23 % ；渗透剂18 % -27 %，氧化剂12 % -20%,活化剂 20% -47%，纳米材料8^-10% ；经计量泵和称重给料后加入至高速搅拌剪切槽，搅拌剪切时间为60 120分钟。(7)将经高速搅拌剪切后的原料，加入乳化机进行超声乳化、熟化时间为180 300分钟。(8)经熟化、成品包装制得一种新型的液态油性煤炭纳米助燃剂。使用时，采用专用的煤炭助燃剂喷洒雾化系统将助燃剂按照0. 4%o -0. 6%。比例， 均勻的喷洒于燃煤上即可。实施例1 (1)将聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 1的比例，加入乳化剂罐，混合成乳化剂。( 将丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠按1 0.2的比例，加入渗透剂罐，混合成渗透剂。(3)将蓖麻油，加入氧化剂罐为氧化剂。(4)将聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，按1 0. 8的比例，加入活化剂罐，混合成活化剂。(5)将TiO2, SiO，MgOJe2O3,按1 :1:2: 0. 2的比例，经皮带加入纳米材料罐， 混合成纳米材料。(6)将乳化剂15 % ；渗透剂18 %，氧化剂12 %，活化剂47 %，纳米材料8 % ；经计量泵和称重给料后加入至高速搅拌剪切槽，搅拌剪切时间为60分钟。
(7)将经高速搅拌剪切后的原料，加入乳化机进行超声乳化、熟化时间为180分钟。(8)经熟化、成品包装制得一种新型的液态油性煤炭纳米助燃剂。实施例2 (1)将聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 3的比例，加入乳化剂罐，混合成乳化剂。( 将丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠按1 0.6的比例，加入渗透剂罐，混合成渗透剂。(3)将蓖麻油，加入氧化剂罐为氧化剂。(4)将聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，按1 1.2的比例，加入活化剂罐，混合成活化剂。(5)将TiO2, aiO，MgOJe2O3,按1 :2:3: 0. 5的比例，经皮带加入纳米材料罐， 混合成纳米材料。(6)将乳化剂23 % ；渗透剂27 %，氧化剂20 %，活化剂20 %，纳米材料10 % ；经计量泵和称重给料后加入至高速搅拌剪切槽，搅拌剪切时间为120分钟。(7)将经高速搅拌剪切后的原料，加入乳化机进行超声乳化、熟化时间为300分钟。(8)经熟化、成品包装制得一种新型的液态油性煤炭纳米助燃剂。实施例3 (1)将聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 2的比例，加入乳化剂罐，混合成乳化剂。( 将丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠按1 0.4的比例，加入渗透剂罐，混合成渗透剂。(3)将蓖麻油，加入氧化剂罐为氧化剂。(4)将聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，按1 1.0的比例，加入活化剂罐，混合成活化剂。(5)将 TiO2, aiO，MgOJe2O3,按 1 1. 5 2. 5 0. 35 的比例，经皮带加入纳米材料罐，混合成纳米材料。(6)将乳化剂19%;渗透剂23%，氧化剂16%，活化剂33%，纳米材料9% ；经计量泵和称重给料后加入至高速搅拌剪切槽，搅拌剪切时间为90分钟。(7)将经高速搅拌剪切后的原料，加入乳化机进行超声乳化、熟化时间为240分钟。(8)经熟化、成品包装制得一种新型的液态油性煤炭纳米助燃剂。本发明制备的煤炭纳米助燃剂具有性能稳定，使用方便，能够提高煤炭燃烧效率， 合理改善燃烧环境，固硫脱硝，节能减排的优点。
权利要求
1.一种煤炭纳米助燃剂，其特征在于按质量百分比计，其煤炭纳米助燃剂组成成份乳化剂聚氧乙烯蓖麻油酸与山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占总量的15% -23% ；渗透剂丁基萘磺酸钠与磺化琥珀酸二辛酯钠，占总量的18% -27% ；氧化剂蓖麻油，占总量的12% -20% ；活化剂，β -甲基丙烯酸，占总量的20% -47% ；纳米材料:Ti02、Zn0、Mg0和Fe2O3'占总量的8% -10%。
2.根据权利要求1所述的煤炭纳米助燃剂，其特征在于所述的乳化剂配制比例为，聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯=1 1 3。
3.根据权利要求1所述的煤炭纳米助燃剂，其特征在于所述的渗透剂配制比例为，丁基萘磺酸钠磺化琥珀酸二辛酯钠为1 0. 2 0. 6。
4.根据权利要求1所述的煤炭纳米助燃剂，其特征在于所述的活化剂的配制比例为， 按聚乙烯醇β-甲基丙烯酸=1 0.8 1.2。
5.根据权利要求1所述的一种煤炭纳米助燃剂，其特征在于所述的纳米材料配置比例，按 TiA ZnO MgO Fe2O3 = 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5。
6.制备权利要求1所述煤炭纳米助燃剂的方法，其特征在于生产过程中，上述乳化剂， 渗透剂，氧化剂，活化剂，纳米材料原料经计量泵和计量仓配料后加入搅拌器高速搅拌剪切后，加入乳化机进行超声乳化、熟化，进入产品储罐，经成品包装制得液态油性煤炭纳米助燃剂；其具体步骤(1)将聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 1 3的比例，加入乳化剂罐，混合成乳化剂；(2)将丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠按1 0.2 0.6的比例，加入渗透剂罐，混合成渗透剂；(3)将蓖麻油，加入氧化剂罐为氧化剂；(4)将聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，按1 0. 8 1. 2的比例，加入活化剂罐，混合成活化剂；(5)将TiO2,ZnO, MgO, Fe2O3'按1 1 2 2 3 0. 2 0. 5的比例，经皮带加入纳米材料罐，混合成纳米材料；(6)将乳化剂15%-23%;渗透剂18% -27%，氧化剂12% -20%，活化剂20% -47%, 纳米材料8% -10% ；经计量泵和称重给料后加入至高速搅拌剪切机槽中，搅拌剪切时间为 60 120分钟；(7)将经高速搅拌剪切后的原料，加入乳化机进行超声乳化、熟化时间为180 300分钟；(8)经熟化、成品包装制得一种新型的液态油性煤炭纳米助燃剂。
7.—种生产煤炭纳米助燃剂的装置，其特征在于聚氧乙烯罐(1)与山犁糖醇酐罐(2) 各自分别通过管道、流量计和泵与乳化剂罐(8)相接；丁基萘磺酸钠罐C3)与磺化琥珀酸 (4)各自分别通过管道、流量计和泵与渗透剂罐(9)相接；蓖麻油罐( 各自通过管道、流量计和泵与氧化剂罐(10)相接；聚乙烯醇罐(6)和β -甲基丙烯酸罐(7)各自分别通过管道、流量计和泵与活化剂罐(11)相接；乳化剂罐(8)、渗透剂罐(9)、氧化剂罐(10)和活化剂罐(11)各自分别通过管道、流量计和泵与高速搅拌剪切机(19)相接；纳米材料罐(17)经管道后真空上料机(18)相接；真空上料机(18)经管道从高速搅拌剪切机(19)顶部与其相接；高速搅拌剪切机(19)经过管道和泵后与超声釜底乳化机00)相接；超声釜底乳化机00)通过管道与全自动罐装系统 (21)的进料口相接，TiO2原料罐(12)、Zn0原料罐(13)MgO原料罐(14) Je2O3原料罐(15) 分别装在皮带输送机(16)上方，皮带输送机(16) —端端头位于纳米材料罐(17)顶部。
全文摘要
本发明涉及一种节能降污的液态煤炭纳米助燃剂、制备方法及装置，属于燃煤助燃添加剂领域。其成份的质量百分比为乳化剂聚氧乙烯蓖麻油、山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占15％-23％；渗透剂丁基萘磺酸钠，磺化琥珀酸二辛酯钠，占18％-27％；氧化剂蓖麻油，占12％-20％；活化剂聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，占20％-47％；纳米材料TiO2，ZnO，MgO，Fe2O3，占8％-10％。使用时，采用专用的煤炭助燃剂喷洒雾化系统将助燃剂按照0.4‰-0.6‰比例，均匀的喷洒于燃煤上。本发明制备的煤炭纳米助燃剂具有性能稳定，使用方便，能够提高煤炭燃烧效率，合理改善燃烧环境，固硫脱硝，节能减排的优点。
文档编号C10L9/10GK102304408SQ201110223170
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者王少龙, 黄作雄 申请人:云南泽能科技有限公司