專利名稱：一種煤炭納米助燃劑、制備方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能降污的液態(tài)煤炭納米助燃劑、制備方法及裝置，屬燃煤助燃添加劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤炭是世界上的主要能源之一，因此合理利用煤炭資源，提高煤炭的燃燒效率，不僅具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也具有重大的社會(huì)意義。研究高效燃燒、低負(fù)荷穩(wěn)燃、低污染、 防止結(jié)渣與高溫腐蝕這五個(gè)方面的問題都有益的燃燒方式具有十分重要的意義。國內(nèi)外也圍繞上述問題開展了許多研究，開發(fā)了系列煤炭用助燃劑大致分為四大類第一類以強(qiáng)氧化劑(如硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、高錳酸鹽、重鉻酸鹽)為主，或輔以工業(yè)鹽、MnO2, !^e2O3、糖、尿素、磷及硫化銻等，或輔以CaO、MgO、Na2O的固硫劑；第二類以各種金屬氧化物及尾礦為主；第三類以低分子醇類為主；第四類以金屬羧酸鹽類為主，包括醋酸鹽、草酸鹽、琥珀酸鹽、脂肪酸鹽17類有機(jī)酸鹽。均難以擺脫助燃劑在使用過程中帶來的二次污染、設(shè)備腐蝕，分散困難等問題，限制了其推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種節(jié)能降污的液態(tài)煤炭納米助燃劑、制備方法及裝置，從而得到一種煤炭納米助燃劑。本發(fā)明煤炭納米助燃劑，以質(zhì)量百分比計(jì)，其煤炭納米助燃劑組成成份乳化劑聚氧乙烯蓖麻油酸與山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占總量的15% -23% ；滲透劑丁基萘磺酸鈉與磺化琥珀酸二辛酯鈉，占總量的18% -27% ；氧化劑蓖麻油，占總量的12% -20% ；活化劑，β -甲基丙烯酸，占總量的20% -47% ；納米材料:Ti02、Zn0、MgO和 Fii2O3,占總量的 8% -10%。所述乳化劑配制比例為聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯=1 1 3。所述滲透劑配制比例為丁基萘磺酸鈉磺化琥珀酸二辛酯鈉為1 0. 2 0. 6。所述活化劑的配制比例為按聚乙烯醇β -甲基丙烯酸=1 0. 8 1. 2。所述納米材料配置比例為按TW2 ZnO MgO Fe2O3 = 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5。一種煤炭納米助燃劑的制備方法，其特征在于生產(chǎn)過程中，上述乳化劑，滲透劑， 氧化劑，活化劑，納米材料原料經(jīng)計(jì)量泵和計(jì)量倉配料后加入攪拌器高速攪拌剪切后，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化，進(jìn)入產(chǎn)品儲(chǔ)罐，經(jīng)成品包裝制得液態(tài)油性煤炭納米助燃劑；其具體步驟(1)將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，加入乳化劑罐，混合成乳化劑；
(2)將丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉按1 0. 2 0. 6的比例，加入滲透劑罐，混合成滲透劑；(3)將蓖麻油，加入氧化劑罐為氧化劑；(4)將聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，按1 0. 8 1. 2的比例，加入活化劑罐，混合成活化劑；(5)將 TiO2, Zn0，Mg0，F(xiàn)%03，按 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5 的比例，經(jīng)皮帶加入納米材料罐，混合成納米材料；(6)將乳化劑15 % -23 % ；滲透劑18 % -27 %，氧化劑12 % -20%,活化劑 20% -47%，納米材料8% -10% ；經(jīng)計(jì)量泵和稱重給料后加入至高速攪拌剪切機(jī)槽中，攪拌剪切時(shí)間為60 120分鐘；(7)將經(jīng)高速攪拌剪切后的原料，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化時(shí)間為180 300分鐘；(8)經(jīng)熟化、成品包裝制得一種新型的液態(tài)油性煤炭納米助燃劑。一種生產(chǎn)煤炭納米助燃劑的裝置，其特征在于聚氧乙烯罐(1)與山犁糖醇酐罐 (2)各自分別通過管道、流量計(jì)和泵與乳化劑罐(8)相接；丁基萘磺酸鈉罐( 與磺化琥珀酸(4)各自分別通過管道、流量計(jì)和泵與滲透劑罐(9)相接；蓖麻油罐( 各自通過管道、 流量計(jì)和泵與氧化劑罐(10)相接；聚乙烯醇罐(6)和β -甲基丙烯酸罐(7)各自分別通過管道、流量計(jì)和泵與活化劑罐(11)相接；乳化劑罐⑶、滲透劑罐(9)、氧化劑罐(10)和活化劑罐(11)各自分別通過管道、 流量計(jì)和泵與高速攪拌剪切機(jī)(19)相接；納米材料罐(17)經(jīng)管道后真空上料機(jī)(18)相接；真空上料機(jī)(18)經(jīng)管道從高速攪拌剪切機(jī)(19)頂部與其相接；高速攪拌剪切機(jī)(19) 經(jīng)過管道和泵后與超聲釜底乳化機(jī)00)相接；超聲釜底乳化機(jī)00)通過管道與全自動(dòng)罐裝系統(tǒng)的進(jìn)料口相接，TiO2原料罐(12)、Ζη0原料罐(13)Mg0原料罐(14) Je2O3原料罐(15)分別裝在皮帶輸送機(jī)(16)上方，皮帶輸送機(jī)(16) —端端頭位于納米材料罐(17)頂部。本發(fā)明煤炭納米助燃劑是一種乳黃色的兩相油性乳濁液，主要含有機(jī)原料及納米材料，不含S、N、Cl、F等元素；其沸點(diǎn)介于217-2^°C ；常溫下表面張力介于37. 2-39. 2mN/ m2 ；常溫下粘度介于48. 6-63. ImPa · S。本發(fā)明突破了傳統(tǒng)助燃劑在使用過程中造成的二次污染和設(shè)備腐蝕、混料不均等問題。提高原煤的表面溫度，增加原煤內(nèi)部孔道，提高其比表面積，促進(jìn)氧氣的擴(kuò)散。改善煤炭燃燒時(shí)生成的焦渣的分散性，降低了燃燒室壁、鍋爐壁等處的結(jié)渣和腐蝕，從而提高了燃燒和傳熱效率，促進(jìn)各有效成分在煤粉中的分散，并能克服有效成分在粉煤表層及內(nèi)核分布不均的現(xiàn)象。與原煤粉相比添加適量的助燃劑的煤粉可有效降低煤炭著火點(diǎn) 800C _100°C，提高鍋爐熱效率10% -15%，節(jié)煤率15% -18%，脫硫脫硝率25% -30%。


圖1本發(fā)明生產(chǎn)煤炭納米助燃劑的生產(chǎn)裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-聚氧乙烯罐；2-山犁糖醇酐罐；3- 丁基萘磺酸鈉罐；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-乳化劑罐；9-滲透劑罐；10-氧化劑罐；11-活化劑罐；12-Ti02原料罐；13-ZnO原料罐；14_MgO原料罐；15_Fe203原料罐；16-皮帶輸送機(jī)；17-納米材料罐；18-真空上料機(jī)；19-高速攪拌剪切機(jī)；20-超聲釜底乳化機(jī)； 21-全自動(dòng)罐裝系統(tǒng)。本發(fā)明是煤炭納米助燃劑，納米助燃劑主要成份包括乳化劑聚氧乙烯蓖麻油酸、 山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占15% -23% ；滲透劑丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉，占18% -27% ；氧化劑蓖麻油，占12% -20% ；活化劑聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，占20% -47% ；納米材料=TiO2,ZnO, MgO, Fe2O3'占 8% -10% ；本發(fā)明的技術(shù)方案是，其步驟(1)將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，加入乳化劑罐，混合成乳化劑。(2)將丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉按1 0. 2 0. 6的比例，加入滲透劑罐，混合成滲透劑。(3)將蓖麻油，加入氧化劑罐為氧化劑。(4)將聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，按1 0. 8 1. 2的比例，加入活化劑罐，混合成活化劑。(5)將 TiO2, ZnO, MgO, Fe2O3'按 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5 的比例，經(jīng)皮帶加入納米材料罐，混合成納米材料。(6)將乳化劑15 % -23 % ；滲透劑18 % -27 %，氧化劑12 % -20%,活化劑 20% -47%，納米材料8^-10% ；經(jīng)計(jì)量泵和稱重給料后加入至高速攪拌剪切槽，攪拌剪切時(shí)間為60 120分鐘。(7)將經(jīng)高速攪拌剪切后的原料，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化時(shí)間為180 300分鐘。(8)經(jīng)熟化、成品包裝制得一種新型的液態(tài)油性煤炭納米助燃劑。使用時(shí)，采用專用的煤炭助燃劑噴灑霧化系統(tǒng)將助燃劑按照0. 4%o -0. 6%。比例， 均勻的噴灑于燃煤上即可。實(shí)施例1 (1)將聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 1的比例，加入乳化劑罐，混合成乳化劑。( 將丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉按1 0.2的比例，加入滲透劑罐，混合成滲透劑。(3)將蓖麻油，加入氧化劑罐為氧化劑。(4)將聚乙烯醇，β -甲基丙烯酸，按1 0. 8的比例，加入活化劑罐，混合成活化劑。(5)將TiO2, SiO，MgOJe2O3,按1 :1:2: 0. 2的比例，經(jīng)皮帶加入納米材料罐， 混合成納米材料。(6)將乳化劑15 % ；滲透劑18 %，氧化劑12 %，活化劑47 %，納米材料8 % ；經(jīng)計(jì)量泵和稱重給料后加入至高速攪拌剪切槽，攪拌剪切時(shí)間為60分鐘。
(7)將經(jīng)高速攪拌剪切后的原料，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化時(shí)間為180分鐘。(8)經(jīng)熟化、成品包裝制得一種新型的液態(tài)油性煤炭納米助燃劑。實(shí)施例2 (1)將聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 3的比例，加入乳化劑罐，混合成乳化劑。( 將丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉按1 0.6的比例，加入滲透劑罐，混合成滲透劑。(3)將蓖麻油，加入氧化劑罐為氧化劑。(4)將聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，按1 1.2的比例，加入活化劑罐，混合成活化劑。(5)將TiO2, aiO，MgOJe2O3,按1 :2:3: 0. 5的比例，經(jīng)皮帶加入納米材料罐， 混合成納米材料。(6)將乳化劑23 % ；滲透劑27 %，氧化劑20 %，活化劑20 %，納米材料10 % ；經(jīng)計(jì)量泵和稱重給料后加入至高速攪拌剪切槽，攪拌剪切時(shí)間為120分鐘。(7)將經(jīng)高速攪拌剪切后的原料，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化時(shí)間為300分鐘。(8)經(jīng)熟化、成品包裝制得一種新型的液態(tài)油性煤炭納米助燃劑。實(shí)施例3 (1)將聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯按1 2的比例，加入乳化劑罐，混合成乳化劑。( 將丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉按1 0.4的比例，加入滲透劑罐，混合成滲透劑。(3)將蓖麻油，加入氧化劑罐為氧化劑。(4)將聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，按1 1.0的比例，加入活化劑罐，混合成活化劑。(5)將 TiO2, aiO，MgOJe2O3,按 1 1. 5 2. 5 0. 35 的比例，經(jīng)皮帶加入納米材料罐，混合成納米材料。(6)將乳化劑19%;滲透劑23%，氧化劑16%，活化劑33%，納米材料9% ；經(jīng)計(jì)量泵和稱重給料后加入至高速攪拌剪切槽，攪拌剪切時(shí)間為90分鐘。(7)將經(jīng)高速攪拌剪切后的原料，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化時(shí)間為240分鐘。(8)經(jīng)熟化、成品包裝制得一種新型的液態(tài)油性煤炭納米助燃劑。本發(fā)明制備的煤炭納米助燃劑具有性能穩(wěn)定，使用方便，能夠提高煤炭燃燒效率， 合理改善燃燒環(huán)境，固硫脫硝，節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種煤炭納米助燃劑，其特征在于按質(zhì)量百分比計(jì)，其煤炭納米助燃劑組成成份乳化劑聚氧乙烯蓖麻油酸與山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占總量的15% -23% ；滲透劑丁基萘磺酸鈉與磺化琥珀酸二辛酯鈉，占總量的18% -27% ；氧化劑蓖麻油，占總量的12% -20% ；活化劑，β -甲基丙烯酸，占總量的20% -47% ；納米材料:Ti02、Zn0、Mg0和Fe2O3'占總量的8% -10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭納米助燃劑，其特征在于所述的乳化劑配制比例為，聚氧乙烯蓖麻油酸山梨糖醇酐三硬脂酸酯=1 1 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭納米助燃劑，其特征在于所述的滲透劑配制比例為，丁基萘磺酸鈉磺化琥珀酸二辛酯鈉為1 0. 2 0. 6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭納米助燃劑，其特征在于所述的活化劑的配制比例為， 按聚乙烯醇β-甲基丙烯酸=1 0.8 1.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭納米助燃劑，其特征在于所述的納米材料配置比例，按 TiA ZnO MgO Fe2O3 = 1 1 2 2 3 0. 2 0. 5。
6.制備權(quán)利要求1所述煤炭納米助燃劑的方法，其特征在于生產(chǎn)過程中，上述乳化劑， 滲透劑，氧化劑，活化劑，納米材料原料經(jīng)計(jì)量泵和計(jì)量倉配料后加入攪拌器高速攪拌剪切后，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化，進(jìn)入產(chǎn)品儲(chǔ)罐，經(jīng)成品包裝制得液態(tài)油性煤炭納米助燃劑；其具體步驟(1)將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，加入乳化劑罐，混合成乳化劑；(2)將丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉按1 0.2 0.6的比例，加入滲透劑罐，混合成滲透劑；(3)將蓖麻油，加入氧化劑罐為氧化劑；(4)將聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，按1 0. 8 1. 2的比例，加入活化劑罐，混合成活化劑；(5)將TiO2,ZnO, MgO, Fe2O3'按1 1 2 2 3 0. 2 0. 5的比例，經(jīng)皮帶加入納米材料罐，混合成納米材料；(6)將乳化劑15%-23%;滲透劑18% -27%，氧化劑12% -20%，活化劑20% -47%, 納米材料8% -10% ；經(jīng)計(jì)量泵和稱重給料后加入至高速攪拌剪切機(jī)槽中，攪拌剪切時(shí)間為 60 120分鐘；(7)將經(jīng)高速攪拌剪切后的原料，加入乳化機(jī)進(jìn)行超聲乳化、熟化時(shí)間為180 300分鐘；(8)經(jīng)熟化、成品包裝制得一種新型的液態(tài)油性煤炭納米助燃劑。
7.—種生產(chǎn)煤炭納米助燃劑的裝置，其特征在于聚氧乙烯罐(1)與山犁糖醇酐罐(2) 各自分別通過管道、流量計(jì)和泵與乳化劑罐(8)相接；丁基萘磺酸鈉罐C3)與磺化琥珀酸 (4)各自分別通過管道、流量計(jì)和泵與滲透劑罐(9)相接；蓖麻油罐( 各自通過管道、流量計(jì)和泵與氧化劑罐(10)相接；聚乙烯醇罐(6)和β -甲基丙烯酸罐(7)各自分別通過管道、流量計(jì)和泵與活化劑罐(11)相接；乳化劑罐(8)、滲透劑罐(9)、氧化劑罐(10)和活化劑罐(11)各自分別通過管道、流量計(jì)和泵與高速攪拌剪切機(jī)(19)相接；納米材料罐(17)經(jīng)管道后真空上料機(jī)(18)相接；真空上料機(jī)(18)經(jīng)管道從高速攪拌剪切機(jī)(19)頂部與其相接；高速攪拌剪切機(jī)(19)經(jīng)過管道和泵后與超聲釜底乳化機(jī)00)相接；超聲釜底乳化機(jī)00)通過管道與全自動(dòng)罐裝系統(tǒng) (21)的進(jìn)料口相接，TiO2原料罐(12)、Zn0原料罐(13)MgO原料罐(14) Je2O3原料罐(15) 分別裝在皮帶輸送機(jī)(16)上方，皮帶輸送機(jī)(16) —端端頭位于納米材料罐(17)頂部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種節(jié)能降污的液態(tài)煤炭納米助燃劑、制備方法及裝置，屬于燃煤助燃添加劑領(lǐng)域。其成份的質(zhì)量百分比為乳化劑聚氧乙烯蓖麻油、山梨糖醇酐三硬脂酸酯，占15％-23％；滲透劑丁基萘磺酸鈉，磺化琥珀酸二辛酯鈉，占18％-27％；氧化劑蓖麻油，占12％-20％；活化劑聚乙烯醇，β-甲基丙烯酸，占20％-47％；納米材料TiO2，ZnO，MgO，F(xiàn)e2O3，占8％-10％。使用時(shí)，采用專用的煤炭助燃劑噴灑霧化系統(tǒng)將助燃劑按照0.4‰-0.6‰比例，均勻的噴灑于燃煤上。本發(fā)明制備的煤炭納米助燃劑具有性能穩(wěn)定，使用方便，能夠提高煤炭燃燒效率，合理改善燃燒環(huán)境，固硫脫硝，節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10L9/10GK102304408SQ201110223170
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者王少龍, 黃作雄 申請(qǐng)人:云南澤能科技有限公司