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催化氧化清洁燃烧/催化气化技术

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节能减排技术

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产品详细

参数

煤粉催化氧化燃烧技术和煤用催化剂

　　煤粉（粒）催化氧化燃烧技术是由我司有关专家在全面分析工业窑炉层状燃烧、粉煤燃烧、旋风燃烧、沸腾燃烧等燃烧技术的基础上，依据固体燃料—煤（含劣质煤、石煤、煤矸石、油页岩、城市垃圾等）的燃烧机理及催化反应热力学与动力学理论，经长期的实践探索，联合研究开发的新环境友好清洁燃烧技术。

　　煤用催化剂是指采用起功能性催化活化作用的活性物质和若干辅助物质制备而成，应用于煤粉（或煤粒）多相动态催化氧化燃烧技术方法中能促进煤粉（或煤粒）氧化/气化燃烧反应的一种功能性工艺外加剂，为工业窑炉用催化剂。

技术原理

　　依据煤是由植物败亡后经生化反应及高温高压下的物理化学反应生成的化石燃料，简单地说，煤是复杂的有机高分子化合物。因成煤植物、成矿条件、煤化程度不同，其岩相组成差异很大；煤中的可燃组份除C、H、O元素外，通常还含有1～2%的有机氮及0.7～5%的有机硫和无机硫；煤的燃烧实质上是一个强氧化过程，大致可分为受热释放挥发份、气相挥发份的着火和燃烧、固体碳素残留物的着火和燃烧三个阶段，其燃烧过程伴随着热裂解、热合成、缩合、环化、脱氢、氧化、催化等各种复杂的化学反应，并伴随有二次反应。

　　煤粉（或煤粒）催化氧化燃烧技术指以煤粒为催化剂载体的煤粉多相动态催化氧化燃烧技术方法，不同于固定式催化燃烧器。

　　① 煤粉（或煤粒）多相动态催化氧化体系的建立：将多元催化剂与煤粉制成以煤粒为催化剂载体的多相动态催化氧化燃烧体系，利用多元复合催化剂为主的有机配位基团与煤粉粒子的相容性提高催化组份与煤粉的溶解度，有机基团嵌入煤微粒的内部，配位的功能性金属催化离子融近炭基晶格，以催化剂前驱体的高分散性、大比表面积与煤微粒制成整体催化燃烧体系，比固定式催化燃烧炉具有更大的优越性，由于高分散高比表面积的多相催化，具有更高的催化燃烧效率，受空燃比及空速影响较小，加之催化剂为一次使用，基本上不受催化剂中毒对催化效率的影响；

　　② 采用火焰催化氧化燃烧。催化燃烧体系中与炭基紧密融近的功能性金属催化离子大幅度降低C-H、C-C、C-O、C-N、C-S键的活化能，提高反应活性，催化裂解煤结构单元的含氧官能团、侧链、桥键及芳基环释放气化为小分子化合物，降低起燃温度，催化氧化燃烧；并在高温火焰中离解，通过电荷转移和氧置换等作用抑制碳烟生成，催化残碳氧化燃烧；

　　③ 配位的有机基团或其反应物产生自由基参与挥发份自由基连锁反应，或与残碳及碳烟生成的离子—分子反应，产生消烟作用；

　　④ 复配的辅助组份或起离子催化作用，或转移氧，或提供自由基参与连锁反应，或迅速提高燃烧温度，共同促进氧化燃烧，提高燃烧效率；

　　⑤ 利用配位的功能性催化离子选择性地抑制缩合及环化；阻止二次反应；催化水煤气变换反应和水蒸汽重整反应;催化CO、挥发份、碳烟在低氧浓度和较低温度下的氧化燃烧；

　　⑥ 火焰催化氧化燃烧代替原来的火焰燃烧，抑制了高温热合成NOx和瞬间NOx的生成，同时，复配的功能性催化离子选择性地催化燃料产生的NO_x还原成N₂；

　　⑦ 在火焰催化氧化性燃烧气氛中，催化元素定向加速SO₂与钙、镁、钠、钾等化合为亚硫酸盐、促进亚硫酸盐转化为硫酸盐并稳定硫酸盐，使其转化生成高温稳定的硫化物、硫酸盐及硫铝酸钙而固硫脱硫。

技术优势

　　1、煤用催化剂非超高能量密度物质不能提高煤的热值，只能加速煤的化学反应速度，提高燃烧热率及热利用效率。

　　2、煤粉（或煤粒）催化氧化燃烧技术不改变现有生产工艺及装备，是在物理方法的先进成果基础上融合催化氧化方法对煤粒进行催化氧化燃烧。

　　3、催化氧化燃烧技术配套的煤用催化剂视煤种类、灰份、工业分析、全硫含量与燃烧炉工艺参数及使用要求配料，即生产中应依煤质及燃烧炉工艺参数选择合理的催化剂配比及适宜的掺量。

　　4、视使用要求及煤用催化剂配料差异，煤的燃烧热效率一般可提高10～40%；废气中CO、VOC、氟烃化合物及碳烟一般可减排50～90%，NO_x一般可减排50～98%，SO₂一般可减排50～98%。

应用范围

　　煤粉或煤粒催化氧化燃烧技术的开发应用前景广阔，可广泛应用于燃煤锅炉、燃煤工业炉窑及煤化工造气炉；也可应用于洁净煤的生产；对于旋窑水泥制造企业，为改烟煤为无烟煤、劣质煤（含高硫煤）的应用提供了可靠的技术方案支持。