一種鍋爐用醇烴複合燃料及其製備方法與流程
2023-09-17 01:07:55 1
本發明屬於液體含碳燃料技術領域，具體涉及一種鍋爐用醇烴複合燃料及其製備方法。
背景技術：
從化石能源的結構來看，我國是富煤貧油少氣的國家，煤炭是人們生產和生活的主要能源，然而煤炭直接燃燒會產生有害氣體、煙和顆粒排放物，這是造成空氣汙染的主要原因。針對上述情況，國家環保總局新出臺了鍋爐大氣排放物標準，規定10蒸噸以下鍋爐禁止燃煤，然而，在我國各個地方10蒸噸以下鍋爐佔生產和生活用鍋爐總量的比例很大。
解決10蒸噸以下鍋爐的燃料問題主要有如下幾種方式：
1)改用天然氣：目前，我國很多地方根本接不上天然氣，即使天然氣能接上，進戶費用很高，一般的用戶難以承受。
2)改用電能：易造成線路負荷超載，且經濟成本太高。
3)改用生物質顆粒燃料：生物質顆粒燃料是以樹枝秸稈為原料經過粉碎壓縮造粒而成，在排放過程中需要加裝布袋式過濾裝置，而且生物質顆粒燃料的熱值低，達不到一些用火溫度。
4)改用生物醇油：生物醇油是一種以甲醇為主料的燃料，燃燒排放達標，但生物醇油的熱值低(甲醇的熱值最高為4690千卡/千克左右)，火焰溫度最高1000℃。為了克服上述問題，通常的做法是通過加入烴類物質來提高熱值，但是由於甲醇的極性使得烴類物質的加入量不能夠超過總體積的10％，熱值不超過5000千卡/千克，且因甲醇的吸水性在儲存過程中易分層，熱值低耗量大成本自然高；甲醇的閃點低(11℃左右，通常要求鍋爐燃料的閃點不得低於38℃)，在燃燒過程中一旦發生燃燒機故障很容易發生危險，極不安全；甲醇的潤滑性差，且具有腐蝕性，長期使用會對鍋爐本體逐漸腐蝕減少使用壽命，使設備的維護成本較高；生物醇油燃燒過程中會有少量的醛類生成，汙染環境。
技術實現要素：
基於上述問題，本發明的目的在於提供一種鍋爐用醇烴複合燃料及其製備方法，該醇烴複合燃料的熱值可達8400千卡/千克，閉口閃點可達50℃以上，火焰溫度可達1250℃以上，燃燒和氣體排放均能夠達到天然氣標準，並同時解決了低氮燃燒問題。
為實現上述目的，本發明的技術方案如下：
一種鍋爐用醇烴複合燃料，該醇烴複合燃料包括生產丁辛醇後的重組分殘液、烴類物質和燃料添加劑，以生產丁辛醇後的重組分殘液為主料，烴類物質為輔料，再加入改善使用性能的燃料添加劑複合而成；所述燃料添加劑包括潤滑劑、閃點提高劑和穩定劑中的一種或幾種。
該醇烴複合燃料的組成成分按體積百分比計算為：
75-85％的生產丁辛醇後的重組分殘液；
10-20％的烴類物質；
餘量為燃料添加劑。
所述燃料添加劑的組成成分按佔總醇烴複合燃料總體積的體積百分比計算為：潤滑劑1-2％，閃點提高劑1-2％，穩定劑1-2％。
所述烴類物質為九個碳原子的烴類物質或十二個碳原子的烴類物質。
所述生產丁辛醇後的重組分殘液包括異丁醛、碳八烯、正丁醛、異丁醇、正丁醇、2-乙基-乙醛、丁醇丁醛、4-庚醇、辛烯醛、碳八醇、辛醇、異辛醇異辛脂、碳十二醇酯、碳八醛。
所述潤滑劑為蓖麻油、棕櫚油、椰子油或大豆油。
所述的鍋爐用醇烴複合燃料的製備方法，包括如下步驟：
a)將生產丁辛醇後的重組分殘液與潤滑劑混合攪拌，得到重組分殘液主料；將烴類物質與閃點提高劑混合攪拌，得到烴類物質輔料；
b)將所述重組分殘液主料和烴類物質輔料分別脫色脫膠後混合，再與穩定劑混合攪拌，沉降；
c)將所述沉降得到的物料過濾和靜置，得到鍋爐用醇烴複合燃料。
所述步驟a中，重組分殘液與潤滑劑的攪拌時間為30min以上；
烴類物質與閃點提高劑的攪拌時間為20min以上。
步驟b中，攪拌時間為40min以上，沉降時間為4小時以上；
步驟c中，靜置時間為13小時以上。
本發明的有益效果在於：
1)本發明的鍋爐用醇烴複合燃料，以生產丁辛醇後的重組分殘液為主料，廢液利用成本低廉，熱值高，生產丁辛醇後的重組分殘液的熱值可達8000千卡/千克以上，生產丁辛醇後的重組分殘液和烴類物質都是非極性物質完全互溶，可根據不同客戶的需要調製不同熱值的醇烴複合燃料，熱值均在8400千卡/千克左右，滿足高壓蒸汽鍋爐、熱處理爐、冶煉、鍛造等多方面用途。
2)本發明的鍋爐用醇烴複合燃料無腐蝕性，對鍋爐和燃燒設備無害，國內外各種燃燒機均可使用。
3)本發明的鍋爐用醇烴複合燃料的閃點高低可以調節，閉口閃點可達50℃以上，方便儲存運輸和使用，大大提高了安全性。
4)本發明的鍋爐用醇烴複合燃料燃燒排放完全優於國家制定標準，是一種清潔新能源。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。
本發明的鍋爐用醇烴複合燃料包括生產丁辛醇後的重組分殘液、烴類物質和燃料添加劑，以生產丁辛醇後的重組分殘液為主料，烴類物質為輔料，再加入改善使用性能的燃料添加劑複合而成，所述燃料添加劑為潤滑劑、閃點提高劑和穩定劑中的一種或幾種。
該醇烴複合燃料的組成成分按體積百分比計算為：75-85％的生產丁辛醇後的重組分殘液，10-20％的烴類物質，餘量為燃料添加劑。
該醇烴複合燃料的組成成分按體積百分比計算，優選為：75-80％的生產丁辛醇後的重組分殘液，15-20％的烴類物質，餘量為燃料添加劑。
該醇烴複合燃料的組成成分按體積百分比計算，優選為：80-85％的生產丁辛醇後的重組分殘液，10-15％的烴類物質，餘量為燃料添加劑。
所述燃料添加劑的組成成分按佔總醇烴複合燃料總體積的體積百分比計算為：潤滑劑1-2％，閃點提高劑1-2％，穩定劑1-2％。
所述烴類物質優選為九個碳原子的烴類物質或十二個碳原子的烴類物質，九個碳原子的烴類物質的熱值可達9500千卡/千克，十二個碳原子的烴類物質的熱值可達10000千卡/千克。
所述生產丁辛醇後的重組分殘液包括異丁醛、碳八烯、正丁醛、異丁醇、正丁醇、2-乙基-乙醛、丁醇丁醛、4-庚醇、辛烯醛、碳八醇、辛醇、異辛醇異辛脂、碳十二醇酯、碳八醛。
所述潤滑劑優選為蓖麻油、棕櫚油、椰子油或大豆油。
本發明的鍋爐用醇烴複合燃料的製備方法包括如下步驟：
a)將體積百分比為75-85％的生產丁辛醇後的重組分殘液與潤滑劑混合，然後放入反應釜中攪拌30min以上，優選為攪拌時間30-60min，得到重組分殘液主料；將體積百分比為10-20％的烴類物質與閃點提高劑混合，然後放入另一個反應釜中攪拌20min以上，優選為攪拌時間20-60min，得到烴類物質輔料；
b)將所述重組分殘液主料和烴類物質輔料分別經過矽膠砂過濾器脫色脫膠後抽到合成罐中混合，再與穩定劑混合，採用防爆泵循環攪拌40min以上，優選為攪拌時間40-60min，沉降4小時以上，優選為沉降時間4-8小時；
c)將所述沉降得到的物料經濾芯孔徑為1μm以下的過濾器過濾，去除可吸附性的機械性雜質，然後，抽到成品罐中靜置13小時以上，優選為靜置時間13-24小時，即得到鍋爐用醇烴複合燃料。
實施例1
實施例1的鍋爐用醇烴複合燃料包括生產丁辛醇後的重組分殘液、九個碳原子的烴類物質、蓖麻油、閃點提高劑和穩定劑，其組成成分按體積百分比計算為：80％的生產丁辛醇後的重組分殘液，15％的九個碳原子的烴類物質，2％的蓖麻油，2％的閃點提高劑，1％的穩定劑。
實施例1的鍋爐用醇烴複合燃料的製備方法包括如下步驟：
a)將體積百分比為80％的生產丁辛醇後的重組分殘液與2％的蓖麻油混合，然後放入反應釜中攪拌30min，得到重組分殘液主料；將15％的九個碳原子的烴類物質與2％的閃點提高劑混合，然後放入另一個反應釜中攪拌20min，得到烴類物質輔料；
b)將所述重組分殘液主料和烴類物質輔料分別經過矽膠砂過濾器脫色脫膠後抽到合成罐中混合，再與1％的穩定劑混合，採用防爆泵循環攪拌40min，沉降4小時；
c)將所述沉降得到的物料經濾網孔徑為1μm的過濾器過濾後，抽到成品罐中靜置13小時，即得到實施例1的鍋爐用醇烴複合燃料。
實施例1的鍋爐用醇烴複合燃料與現有技術中的不同燃料的性能對比如表1所示。從表1可以看出，實施例1的鍋爐用醇烴複合燃料的熱值為8500千卡/千克，價格為2.8元，火焰溫度為1250℃，綜合性能明顯高於現有技術中的其他燃料的性能。
表1不同種類燃料的性能對比
以一噸水從25℃加熱至65℃的耗能計算。
實施例2
實施例2的鍋爐用醇烴複合燃料包括生產丁辛醇後的重組分殘液、九個碳原子的烴類物質、棕櫚油、閃點提高劑和穩定劑，其組成成分按體積百分比計算為：75％的生產丁辛醇後的重組分殘液，20％的九個碳原子的烴類物質，1％的蓖麻油，2％的閃點提高劑，2％的穩定劑。
實施例2的鍋爐用醇烴複合燃料的製備方法包括如下步驟：
a)將體積百分比為75％的生產丁辛醇後的重組分殘液與2％的棕櫚油混合，然後放入反應釜中攪拌30min，得到重組分殘液主料；將20％的九個碳原子的烴類物質與2％的閃點提高劑混合，然後放入另一個反應釜中攪拌20min，得到烴類物質輔料；
b)將所述重組分殘液主料和烴類物質輔料分別經過矽膠砂過濾器脫色脫膠後抽到合成罐中混合，再與1％的穩定劑混合，採用防爆泵循環攪拌40min，沉降4小時；
c)將所述沉降得到的物料經濾網孔徑為1μm的過濾器過濾後，抽到成品罐中靜置13小時，即得到實施例2的鍋爐用醇烴複合燃料。
實施例2的鍋爐用醇烴複合燃料的熱值為8700千卡/千克。
實施例3
實施例3的鍋爐用醇烴複合燃料包括生產丁辛醇後的重組分殘液、九個碳原子的烴類物質、蓖麻油、閃點提高劑和穩定劑，其組成成分按體積百分比計算為：85％的生產丁辛醇後的重組分殘液，10％的九個碳原子的烴類物質，2％的椰子油，1％的閃點提高劑，2％的穩定劑。
實施例3的鍋爐用醇烴複合燃料的製備方法包括如下步驟：
a)將體積百分比為85％的生產丁辛醇後的重組分殘液與2％的椰子油混合，然後放入反應釜中攪拌60min，得到重組分殘液主料；將10％的九個碳原子的烴類物質與2％的閃點提高劑混合，然後放入另一個反應釜中攪拌60min，得到烴類物質輔料；
b)將所述重組分殘液主料和烴類物質輔料分別經過矽膠砂過濾器脫色脫膠後抽到合成罐中混合，再與1％的穩定劑混合，採用防爆泵循環攪拌60min，沉降8小時；
c)將所述沉降得到的物料經濾網孔徑為1μm的過濾器過濾後，抽到成品罐中靜置24小時，即得到實施例3的鍋爐用醇烴複合燃料。
實施例3的鍋爐用醇烴複合燃料的熱值為8400千卡/千克。
實施例4
實施例4的鍋爐用醇烴複合燃料包括生產丁辛醇後的重組分殘液、九個碳原子的烴類物質、大豆油、閃點提高劑和穩定劑，其組成成分按體積百分比計算為：75％的生產丁辛醇後的重組分殘液，20％的十二個碳原子的烴類物質，2％的大豆油，2％的閃點提高劑，1％的穩定劑。
實施例4的鍋爐用醇烴複合燃料的製備方法包括如下步驟：
a)將體積百分比為75％的生產丁辛醇後的重組分殘液與2％的大豆油混合，然後放入反應釜中攪拌30min，得到重組分殘液主料；將20％的十二個碳原子的烴類物質與2％的閃點提高劑混合，然後放入另一個反應釜中攪拌20min，得到烴類物質輔料；
b)將所述重組分殘液主料和烴類物質輔料分別經過矽膠砂過濾器脫色脫膠後抽到合成罐中混合，再與1％的穩定劑混合，採用防爆泵循環攪拌40min，沉降4小時；
c)將所述沉降得到的物料經濾網孔徑為1μm的過濾器過濾後，抽到成品罐中靜置13小時，即得到實施例4的鍋爐用醇烴複合燃料。
實施例4的鍋爐用醇烴複合燃料的熱值為9800千卡/千克。
實施例5
實施例5的鍋爐用醇烴複合燃料包括生產丁辛醇後的重組分殘液、九個碳原子的烴類物質、大豆油、閃點提高劑和穩定劑，其組成成分按體積百分比計算為：85％的生產丁辛醇後的重組分殘液，10％的十二個碳原子的烴類物質，2％的大豆油，2％的閃點提高劑，1％的穩定劑。
實施例5的鍋爐用醇烴複合燃料的製備方法包括如下步驟：
a)將體積百分比為85％的生產丁辛醇後的重組分殘液與2％的大豆油混合，然後放入反應釜中攪拌60min，得到重組分殘液主料；將10％的十二個碳原子的烴類物質與2％的閃點提高劑混合，然後放入另一個反應釜中攪拌60min，得到烴類物質輔料；
b)將所述重組分殘液主料和烴類物質輔料分別經過矽膠砂過濾器脫色脫膠後抽到合成罐中混合，再與1％的穩定劑混合，採用防爆泵循環攪拌60min，沉降8小時；
c)將所述沉降得到的物料經濾網孔徑為1μm的過濾器過濾後，抽到成品罐中靜置24小時，即得到實施例5的鍋爐用醇烴複合燃料。
實施例5的鍋爐用醇烴複合燃料的熱值為9500千卡/千克。