[发明专利]一种固硫催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种以丙三醇为载体的复合功能性表面活性剂构成的，具有煤炭固硫脱硝作用的高效新型固硫催化剂的制备方法。

背景技术

煤是我国最主要的能源，占总能源耗量的70％。虽然我国的煤炭资源相当丰富，但是从煤质上看，我国的难选煤较多，高灰高硫煤的比重大，煤中含硫量2％以上的中高硫煤和高硫煤约占总储量的1/3。燃煤所排放的SO2、NOx等有害气体和烟尘，对我国的大气环境造成极大的污染，生态环境破坏严重。

煤炭催化剂为亲油性物质，而煤炭的结构为立体网状的苯环，属于非极性有机物质。煤炭添加剂能够迅速而又均匀的渗透到煤炭的网状结构中，能够最大限度发挥持续燃烧催化作用。在燃烧煤中添加少量液态煤炭催化剂，通过渗透、催化、氧化、金属离子间交换等作用，可降低碳氧化反应的活化能，从而降低了煤炭的着火点。由于催化作用，使二氧化硫与灰份中的碱土金属加速化学反应生成硫酸盐被固定在残渣中，从而减少二氧化硫的排放量。

煤炭催化剂的主要作用是和煤中的C－C键之间形成新的化学键，破坏

了原有的碳链，是原有的长链分解为短的碳链，增加煤的透气性，易于燃烧。同时因为其具有携氧能力能在煤炭燃烧中起供氧作用，促进煤的燃烧，提高热效率从而达到节煤的效果。同时有利于挥发和细煤粉的燃烧，提高燃烧速度和完全度，改善煤炭燃烧时生成的焦渣的分散性，减少和降低了燃烧室壁、锅炉壁等处的结渣和腐蚀，从而提高了燃烧和传热效率，可使烟气中的挥发物和飞灰含碳量大幅度降低。

煤炭催化剂主要由分散剂、渗透剂、氧化剂、固化剂等组成，主要成分从红外图谱可以看出，煤炭催化剂的主要成分为高分子材料，不含S、CI、N、F等元素。红外光谱官能团分析有－OH;C－H;－C=O;－C－O。煤炭催化剂的着火点217～228℃，煤炭催化剂几乎燃尽，燃尽率达99.5％。煤炭催化剂对煤燃烧特性影响是通过灰熔点的测试来分析，煤炭催化剂掺入煤中可以减低着火点4℃，灰分比例变化不大，基本一致。从煤炭添加剂的特性及其对煤的燃烧特性分析看，不会对锅炉产生负面影响。煤炭添加剂的技术要求煤炭催化剂的效果是在相同的供氧条件下，燃烧相同的时间，掺加煤炭催化剂的煤炭和比对煤炭相比，其煤炭燃尽率提高幅度不小于5％。

发明内容

本发明的目的是一种固硫催化剂得制备方法，其由丙三醇为载体的复合功能性表面活性剂构成的，能够促进煤炭燃烧达到节煤的效果，同时降低废气中SO2和NOx排放。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种固硫催化剂的制备方法，包括：

（1）称取以下重量百分比的原料：丙三醇20％～30％，碳酸钠5％～10％，甲基丙烯磺酸钠5％～15％，葡萄糖酸钠8％～13％，二氧化钛6％～15％，三乙醇胺2％～6％，水25％～35％。上述各成份质量百分数之和满足100％

（2）将碳酸钠、甲基丙烯磺酸钠、葡萄糖酸钠加入到3/4的水中，用搅拌罐充分搅拌50-70小时，制得混合液A；

（3）将二氧化钛加入到剩余1/4的水中用搅拌罐搅拌25-35分钟，再加入丙三醇、三乙醇胺充分搅拌50-70小时，制得分散液B；

（4）将混合液A与分散液B混合充分搅拌25-35分钟，制得固硫催化剂。

作为优化，步骤（1）中，所述二氧化钛为改性处理后得到的纳米二氧化钛材料。

作为优化，步骤（1）中，称取以下重量百分比的原料：丙三醇25%，碳酸钠6%，甲基丙烯磺酸钠11%，葡萄糖酸钠13%，二氧化钛12%，三乙醇胺5%，水28%。

本发明以工业级丙三醇作为载体并具有吸收硫化氢、二氧化硫，还具有助燃作用；碳酸钠和甲基丙烯磺酸钠作为膨松剂和助熔剂；纳米二氧化钛和葡萄糖酸钠相结合作为高温固硫剂，还具有脱硝作用。煤炭燃烧加入固硫剂含有纳米二氧化钛，其表面具有很多活性点，在燃烧过程中可疏松煤焦的孔隙，在孔隙中有利于二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫易被煤灰中的金属氧化物吸收形成硫酸盐，从而实现固硫的效果。固硫催化剂含有三乙醇胺，起到界面活性和分散的效果作用。