LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂

一、技术背景

燃煤的燃烧污染了环境，在大气污染物中有87%的SO₂，79%的烟尘和76%的苯来源于燃烧煤。煤是一种由C、H、O、N、S等元素组成的复杂化合物，缩聚了程度不同、结构复杂的高分子有机物与多种无机物混合的固溶胶体。煤在现有的燃烧工艺设备中，燃烧效率较低，煤在炉中燃烧后，炉渣中还会有大量未燃物；烟气中也含有未燃尽的气体，煤中内能没有被充分转化为热能释放出来。在煤中加入LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂可以改变煤的燃烧性能，煤在燃烧过程中，借助催化剂的催化作用，可提高分子活度、降低着火温度、提高燃烧速度、加速内能的释放，缩短煤在炉膛里的燃尽时间，既可提高煤的燃烧强度和炉膛温度，改善煤的燃烧性能，又可较大幅度降低空气过剩系数，降低废气排放量，达到节煤、减少环境污染的目的。当今煤仍然是中国国民生产生活中的重要原料，改善煤的燃烧效能、提高煤燃烧热值、降低燃烧过程对环境产生的污染，是煤研究利用过程中的重要环节。采用LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂，作为煤催化燃烧固硫降氮催化剂，该固硫降氮催化剂为透明液体，在燃煤中加入极少量的(0.1-0.5%)，即可达到固硫降氮降烟尘排放量的作用，又能作为从源头固硫降氮催化燃烧的新技术。

二、技术原理

    LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂具有比表面积大，表面原子数多、表面能和表面张力强，粒径增加，小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等导致纳米微粒的热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等不同于常规粒子。由于富氧燃烧固硫降氮催化剂电子结构所具有的特点，使其受高热强光时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和自由氢氧基，分解有机物，达到切割、降解有机物大分子链、分子团为小分子的作用。在煤燃烧过程中，利用炉膛中火焰的热度和强光使富氧燃烧固硫降氮催化剂产生强催化，促进燃烧过程中碳环化学键的破坏，加快长链和大分子有机物裂解速度，促使碳分子氧化反应时的活化能降低、耗氧量下降，节省燃烧过程中需要消耗在破坏碳环化学键所消耗的能量（内耗），同时富氧燃烧固硫降氮催化剂增加煤炭分子结构的透气性，在煤炭表面形成富氧膜，使其更加稳定、充分地燃烧，从而达到节煤、提高热效率，有效控制炉膛温度，有效降低炉膛热耗散，达到大幅度节煤的效果。能达到和保持{zd0}化的化学活性，因其在参与燃烧的过程中自身并不消减，故能在较微小的添加量的情况下，在催化燃烧的的过程中保持优异的性能。能与其它金属催化剂将大量氮、硫氧化物固化下来。氮、硫氧化物wq氧化后就容易和炉渣中的金属离子形成性质稳定、对环境无害的硝酸盐和硫酸盐，能大幅度降低烟气中的二氧化硫、氮氧化物的含量。

三、烟尘SO₂排放

加入0.1%LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂后，锅炉SO₂排的质量放浓度平均减少223mg/m³，锅炉出口烟尘排放的质量浓度平均减少5302.5mg/m³。导致污染物排放量下降的原因是，煤中的硫及三氧化硫被LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂中碱金属固定生成熔点较高的炉渣，而起到固硫和抗结渣的作用;同时由于催化剂在使用时煤的含水量保持在8%左右，可以将粉煤末粘结在一起，不容易被气流吹起，所以烟气中的飞灰及粉尘大为减少。

四、运行效果

按LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂加入量0.1%运行一个月，并对运行情况进行统计。得到一月后锅炉运行效果如下:（1）不加催化剂时，平均吨汽耗标煤量为106.6kg煤/t汽，加0.1% LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂后运行1个月，平均吨汽耗标煤量为85.7kg煤/t汽，节煤率为19.6%(工业实验难以达到实验室水平，因此节煤率低于23.81%)，具有显著的经济效益；（2）灭火次数减少90%，掉焦次数减少1/2，锅炉运行稳定性增强，炉膛结焦状况改善，月节约稳燃油量为3t。

五、催化剂的添加

为满足LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂能均匀分散，与煤wq反应，工业实际操作过程中，采用喷头将LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂溶液喷入煤中。煤在喷液前先用破碎机将煤破碎至粒径为5mm以下颗粒，喷晒过程中采用高速搅拌设备混合拌匀。考虑到要使煤能充分接触到催化剂，喷晒入的溶液量一般为煤的6%左右，煤水分含量在8%左右。

六、技术前景

LYWS煤炭富氧燃烧固硫降氮催化剂，对用煤具有较好的催化活性。实际工业应用过程中，节能、降低污染效果显著，实际节煤率达19.6%，锅炉SO₂排的质量放浓度平均减少223mg/m³，出口烟尘排放的质量浓度平均减少5302.mg/m³。数据表明，该催化剂经济效益显著，具有良好的市场应用前景。