CN103232867A - 新型高热防腐生物质醇基燃料 - Google Patents

Abstract

本发明为一种高热防腐生物质醇基燃料，涉及节能环保领域。醇基燃料是以甲醇、乙醇为主燃剂，配以醇基燃料添加剂制得。其中含甲醇60～90％，乙醇10～30％，助燃增热剂2～8％，腐蚀抑制剂0.01～0.2％，安全稳定剂0.1～1％。本发明具有高热值、易点火、燃烧稳定、防腐蚀、无气阻、防爆安全、清洁无异味、低排放、低成本、节能环保等优点，热值可提高到6500-7000千卡/kg，中心火焰温度可达到1200-1300℃。本发明可用于灶具、锅炉及工业窑炉等领域。

Description

新型高热防腐生物质醇基燃料

技术领域

本发明属于一种醇基燃料，具体涉及应用于灶具、锅炉及工业窑炉等领域的具有高热防腐性能的醇基燃料的制备方法。

背景技术

能源是人类赖以生存的要素之一，与人们的生活息息相关，目前人类的能源主要来自煤、石油和天然气等石化资源，随着石化资源储量的减少和人们需求量的日益增大，加剧了化石能源枯竭的危机。我国是一个缺油、少气、相对富煤的国家，能源危机的加剧使我们面临着巨大的压力，新能源的开发迫在眉睫。

醇基物质作为燃料始于20世纪70年代的两次石油危机之后，近年来，在城市禁止燃煤、液化气涨价和石油价格剧烈波动等因素的推动下，醇基燃料走向了替代石油燃料的前台。醇基燃料就是以醇类(如甲醇、乙醇、丁醇等)物质为主体配置的燃料。面对石化能源的枯竭，醇基燃料是最有潜力的新型替代能源。甲醇和乙醇作为替代燃料具有原料来源广泛、清洁卫生、保护环境、辛烷值高、抗爆性能好、安全可靠、适用范围广、价格低廉、着火极限宽、火焰传播速度快等特点。同时，醇基燃料也有腐蚀性强、热值低、易产生气阻、低温启动和低温运行性能恶化、十六烷值低、储存稳定性能差等缺点，目前仅有低掺烧比的醇基汽油或醇基柴油在汽车领域得以广泛的应用，或者是将醇基燃料经改性后用于家庭起居。一方面，低掺烧比的醇基燃料仍旧不能脱离石化资源，另一方面，低热值的醇基燃料难以用于大型工业领域，这样，还是不能从根本上解决能源危机的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高热防腐醇基燃料，可以完全替代石化资源用于工业领域，如锅炉、窑炉等。

为了改善醇基燃料热值低、对金属易腐蚀的缺点，本发明研制了复合型醇基燃料添加剂，包括助燃增热剂，腐蚀抑制剂和安全稳定剂。发明的醇基燃料的基本组成为甲醇：60％～90％，乙醇：10～30％，助燃增热剂：2～8％，腐蚀抑制剂：0.01～0.2％，安全稳定剂：0.1～1％。

本发明的优点是：

(1)在醇基燃料中添加含有点火剂、助燃剂、催化剂、增氧剂和热值增加剂的助燃增热剂，通过催化、氧化、增热等过程，使醇基燃料热值提高，燃烧稳定，易点火，燃烧效率高，解决了醇基燃料热值低、能耗大的问题，发明的燃料的燃烧值在6500-7000千卡/kg范围内可调，火焰温度达到1200-1300℃。体系中含有增氧剂，释放的氧气使燃烧更加剧烈，体系呈现出多级反应趋势，燃烧充分，热值提高、放热倍增的效果。真正达到了释放热量大，节能的要求。

(2)本产品添加了复合型的金属腐蚀抑制剂以及抗橡胶溶胀剂。通过物理吸附成膜或化学吸附成膜机理对铁、铜、铝等黑色、有色金属的腐蚀形成抑制作用，特别是控制了羟基锈蚀，同时抑制对橡胶等部件的腐蚀，延长了设备的维修周期。本产品添加的腐蚀抑制剂是一种多官能团复合物。极性基团吸附在铜、铝等金属表面，非极性长链在金属表面形成保护膜，阻止离子对金属的电化学腐蚀，金属表面形成的保护覆膜也减弱了醇基燃料中活性物质的腐蚀。另外，防腐剂可以与金属发生螯合作用，形成多个螯合环，络合物稳定性高，即使在强酸性环境中，也能与金属离子形成稳定的络合物。在同金属络合时，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，能有效地阻止腐蚀介质等进入金属表面，从而减缓了金属的腐蚀。几种功能的共同作用，扩展了腐蚀抑制剂的适应范围，使其具有较好的综合缓蚀效果。

(3)燃料中添加特殊酯类化合物，有效提高辛烷值和十六烷值，使燃烧更为稳定。而且添加剂能在点火初期增加爆发性的燃烧，使点火容易，解决了低温启动的难题。克服了气阻问题。

(4)添加剂的综合作用使新型醇基燃料在生产、贮存、运输、使用过程中做到了安全稳定、灵活方便。燃烧时需氧较少，燃料燃烧充分，呈蓝色火焰，无黑烟、无积碳、无残液残渣，燃烧后的烟气主要为二氧化碳和水，排放的CO、CH较汽油都明显减少，而释放的NO_X基本不变，醇基燃料含硫量极低，燃烧后烟气中硫氧化物生成浓度也极低，排放达到欧IV标准，有效减少环境污染。可满足工业锅炉、工业窑炉以及汽车发动机的使用需求。

本发明利用甲醇和乙醇作为主燃料，配以自制的复合添加剂，可提高醇基燃料的热值，使火焰温度增大，从而可用于工业领域，如锅炉、窑炉等设备。

本发明安全环保，无污染、低排放。

具体实施方式

以下为本发明的一些实施实例，但不仅限于此。

具体实施方式一：

高热防腐醇基燃料由醇和添加剂组成，各组分所占重量百分比为：

从而减缓了金属的腐蚀。几种功能的共同作用，扩展了腐蚀抑制剂的适应范围，使其具有较好的综合缓蚀效果。

(3)燃料中添加特殊酯类化合物，有效提高辛烷值和十六烷值，使燃烧更为稳定。而且添加剂能在点火初期增加爆发性的燃烧，使点火容易，解决了低温启动的难题。克服了气阻问题。

(4)添加剂的综合作用使新型醇基燃料在生产、贮存、运输、使用过程中做到了安全稳定、灵活方便。燃烧时需氧较少，燃料燃烧充分，呈蓝色火焰，无黑烟、无积碳、无残液残渣，燃烧后的烟气主要为二氧化碳和水，排放的CO、CH较汽油都明显减少，而释放的NO_X基本不变，醇基燃料含硫量极低，燃烧后烟气中硫氧化物生成浓度也极低，排放达到欧IV标准，有效减少环境污染。可满足工业锅炉、工业窑炉以及汽车发动机的使用需求。

本发明利用甲醇和乙醇作为主燃料，配以自制的复合添加剂，可提高醇基燃料的热值，使火焰温度增大，从而可用于工业领域，如锅炉、窑炉等设备。

本发明安全环保，无污染、低排放。

具体实施方式

以下为本发明的一些实施实例，但不仅限于此。

具体实施方式一：

高热防腐醇基燃料由醇和添加剂组成，各组分所占重量百分比为：

其中增热助燃剂包括丙酮、六亚甲基四胺、二甲苯、硝基苯胺KMnO₄；腐蚀抑制剂包括咪唑啉、苯并二唑和植酸；安全稳定剂为硝酸异戊酯、甲基叔丁基醚和脂肪酮。

具体实施方式五：

其中增热助燃剂包括丙酮、六亚甲基四胺、石油醚、KMnO₄和H₂O₂；腐蚀抑制剂包括N-甲基吗啉、苯并二唑、氯化铈和植酸；安全稳定剂为硝酸异戊酯、叔戊基胺和樟脑。

Claims (6)

1.一种高热防腐生物质醇基燃料，其特征在于主燃物质为醇基燃料，组成配比(质量百分数)为：醇：80～95％，助燃增热剂：2～8％，腐蚀抑制剂：0.01～0.2％，安全稳定剂：0.1～1％。

2.如权利要求1所述的高热防腐生物质醇基燃料的主燃料醇为甲醇、乙醇，其中甲醇：60％～90％，乙醇：10～30％，不添加油类燃料，达到了真正意义上的取代石化资源。

3.如权利要求1所述的高热防腐生物质醇基燃料的添加剂为自制的复合型添加剂，包括助燃增热剂，腐蚀抑制剂和安全稳定剂。

4.如权利要求3所述的助燃增热剂，其特征在于它是由点火剂、助燃剂、催化剂、增氧剂和热值增加剂组成的，包括甘油，丙酮，石油醚，硝基苯胺，六亚甲基四胺，锂、镁、钾、铁、钡的硝酸盐或碳酸盐，高锰酸钾，双氧水，异丙基过氧化氢，三乙基硼烷，二茂铁，硫酸铈铵，二甲苯，8-羟基喹啉中的五种或五种以上。

5.如权利要求3所述的腐蚀抑制剂，其特征在于它是由金属腐蚀抑制剂和橡胶抗溶胀剂组成，包括苯并三氮唑、苯并二唑、咪唑啉、植酸、N-甲基吗啉、有机磷酸酯、二聚亚油酸、连三氮杂茚、稀土族元素的硝酸盐或硫酸盐、三乙醇胺、二茂铁、乙酸乙酯中的一种或几种。

6.如权利要求3所述的安全稳定剂，其特征在于它可以有效提高辛烷值和十六烷值，抑制醇基燃料产生气阻，包括碳酸二甲酯、酞酸二甲酯、樟脑、硝酸异戊酯、甲基叔丁基醚、氨基酰胺、叔戊基胺、脂肪酮、吗啉中的一种或几种。