[发明专利]高效节能助燃催化剂

说明书

技术领域：

本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种燃煤用高效节能助燃催化剂。

背景技术：

煤炭作为我国最主要的能源资源，在国民经济中占有特别重要的地位，全国约75％的燃料来源于煤，火力发电、钢铁冶金、水泥建材行业又是其中的用煤大户。提高煤的有效利用率，节能降耗，是缓解能源矛盾和能源环境压力的根本措施，是提高经济增长质量和效益的重要途径，也是增强我国企业竞争力的必然要求。

国内外对煤的催化燃烧机理进行了大量的研究，提出了“氧传递学说”、“电子转移学说”，根据上述机理研制的一些催化助燃剂已在市场上有一定应用，但效果不很理想，没有解决高温下催化剂的结构稳定性和比表面积的问题。催化剂的结构决定催化剂的性能，而催化剂性能的高低主要由催化剂的比表面积决定。煤的催化燃烧是在高温下进行的，这就要求所用的催化剂在高温下具有稳定的结构和比表面积，否则难以达到理想的效果。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种在高温下具有稳定的结构和比表面积，具有显著的吸氧放氧功能，能有效的降低煤的着火点，提高煤的燃烧速度，提高煤炭的燃烧效率的高效节能助燃催化剂.

本发明采用的技术方案是：这种高效节能助燃催化剂由下述氧化物或含下述氧化物的碳酸盐、硝酸盐、氯酸盐、醋酸盐、草酸盐、高氯酸盐中的一种、两种或多种制备而成：按Wt％，BaO 15-35％，CaO 15-35％，MnO₂  1-20％，CeO₂1-10％，Y₂O₃  1-10％，La₂O₃  1-10％，TiO₂  0.5-5％，V₂O₅  0.5-5％，ZrO₂ 0.5-5％。

本发明的制备工艺是：将上述氧化物或含上述氧化物的碳酸盐、硝酸盐、氯酸盐、醋酸盐、草酸盐、高氯酸盐中的一种、两种或多种加水混合均匀，进行喷雾热分解，制得具有高比表面积的尖晶石型结构催化剂。

本发明制得的高效节能助燃催化剂，在高温下面具有稳定的结构和比表面积，经中国有色金属粉末冶金产品质量监督检验中心测试，在950-1500℃之间催化剂的比表面积温度在20-50m²/g。稀土元素的掺杂起着稳定结构和比表面积的作用，同时具有显著的吸氧放氧功能，能有效的降低煤的着火点，提高煤的燃烧速度。

本发明制得的高效节能助燃催化剂是一种具有尖晶石型结构的催化剂，对煤的作用主要体现在二个方面：一是对挥发分燃烧的催化作用；二是对固定碳的催化作用。根据“氧传递学说”、“电子转移学说”，在加热条件下，催化剂首先被还原成金属或低价氧化物，然后吸附氧而氧化，得到金属氧化物或高价氧化物；接着被碳还原，又得到金属氧化物或低价氧化物，这些物质一直处于氧化——还原反应循环之中，起到了从金属氧化物或高价氧化物向碳原子传递氧的作用，加快了碳与氧的反应过程，降低了着火点，从而使煤的燃烧速度加快，燃烧更加完全。

经多家钢铁、水泥建材、火电企业进行了大规模工业试用，催化剂的使用量仅为煤的千分之二至千分之五，反馈的结果表明，目前已稳定实现：①水泥行业中应用节能降耗10～15％，产量提高5-20％，吨生产成本下降5～10元；②钢铁行业中应用喷煤量提高20～40Kg/T.Fe，焦比降低10～30Kg/T.Fe，吨铁生产成本降低10～20元；③火力发电厂中应用节能降耗10～15％，锅炉热效率提高5～10％，有害气体排放减少25％以上。

使用方法。

本发明产品可广泛应用于水泥建材、火电发电、钢铁冶金、化工等行业的节能减排，节能效果显著，可使上述行业的煤耗降低8％-18％以上。同时，可减少SO₂、NO_X、CO₂、CO等废气和粉尘的排放25％以上。

具体实施方式：

实施例1，将Ba(NO₃)₂ 55g，CaO 30g，Ca(MnO₄)₂ 10g，Ce(NO₃)₃ 10g，及微量的V₂O₅、ZrO₂，加水混合均匀，采用喷雾热分解工艺，制备出具有高比表面积的尖晶石型结构催化剂。