CN103525476A - 一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料 - Google Patents

一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及以甲醇为主要组分的合成液体燃料的技术配方设计，特别是一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料，其组分包括甲醇、水、丙二醇、氢氧化钾、二茂铁和溶剂油。本发明的配方中的较大的水量使得本发明的成本较低，有利于实施，本发明的液体燃料是在密封的条件下使水性液体燃料形成蒸汽，其中的液态水转变成气态水，气态水在高温下与燃料成分中的碳原子结合形成一氧化碳和氢气，在预混一次空气后形成火焰锥，扩散部分继续与二次空气结合氧化燃烧，大大减少了NOX等有毒物质的产生。

Description

一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料
技术领域
本发明涉及以甲醇为主要组分的合成液体燃料的技术配方设计，特别是一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料。
背景技术
高温空气燃烧技术的基本原理是让燃料在较高温度和较低氧浓度（体积）的气氛中燃烧。高温空气燃烧技术包含两项基本技术措施：一项是采用温度效率高达95%，热回收率达80%以上的蓄热式换热装置，极大限度回收燃烧产物中的显热，用于预热助燃空气，获得温度为800～1000℃，甚至更高的高温助燃空气；另一项是采取燃料分级燃烧和高速气流卷吸炉内燃烧产物，稀释反应区的含氧体积浓度，获得浓度为15%～3%（体积）的低氧气氛。
燃料在高温低氧气氛中，进行诸如裂解等重组过程，不存在局部高温高氧区或静态火焰，这种燃烧方式一方面使燃烧室内的温度整体升高且分布更趋均匀，使燃料消耗显著降低；另一方面抑制了氮氧化物（NOX）的生成。报道中所称的“超低NOX排放或抑制NOX的生成”大都是通过一系列的设备整改的技术方案完成或者通过控制助燃空气的预热温度的技术方案来完成，但上述技术方案的成本显然较高或者对燃烧设备的损害较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料的配方，该种液体燃料配方燃烧后形成的NOX较少。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料，按质量比计，该液体燃料包括如下组分：
Figure BDA0000396110560000021
所述溶剂油为C12-C14的饱和烷烃。
进一步，所述甲醇组分质量份优选50；水组分质量份优选20；丙二醇组分质量份优选25。
一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料的制备方法，具有如下步骤：
（1）按照上述配比准备物料，在反应釜中依次加入甲醇、水、丙二醇、氢氧化钾和溶剂油，常温下搅拌5-15min得混合液，静置0.5-1h；
（2）向上述混合液中加入二茂铁，常温下继续搅拌10-15min，静置，密封避光保存，即得本发明的水性液体燃料产品。
本发明中的溶剂油主要用于溶解二茂铁，使二茂铁更加充分地溶解在混合溶液中。
有益效果：本发明的配方中的较大的水量使得本发明的成本较低，有利于实施，本发明的液体燃料是在密封的条件下使水性液体燃料形成蒸汽，其中的液态水转变成气态水，气态水在高温下与燃料成分中的碳原子结合形成一氧化碳和氢气，在预混一次空气后形成火焰锥，扩散部分继续与二次空气结合氧化燃烧，大大减少了NOX等有毒物质的产生。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，本发明不限于下述实施例。实施例一
一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料的制备方法，具有如下步骤：
（1）按照甲醇50、水20、丙二醇25、氢氧化钾0.5、二茂铁0.1、溶剂油3，配比准备物料，在反应釜中依次加入甲醇、水、丙二醇、氢氧化钾和溶剂油，常温下搅拌5-15min得混合液，静置0.5-1h；
（2）向上述混合液中加入二茂铁，常温下继续搅拌10-15min，静置，密封避光保存，即得本发明的水性液体燃料产品。
实施例二
一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料的制备方法，具有如下步骤：
（1）按照甲醇55；水25；丙二醇28；氢氧化钾0.5；二茂铁0.1；溶剂油3，配比准备物料，在反应釜中依次加入甲醇、水、丙二醇、氢氧化钾和溶剂油，常温下搅拌5-15min得混合液，静置0.5-1h；
（2）向上述混合液中加入二茂铁，常温下继续搅拌10-15min，静置，密封避光保存，即得本发明的水性液体燃料产品。
本实施例的液体燃料燃烧后各项指标如下：热值不低于9200卡；色度不高于3.5，灰分不大于0.1％(m/m)，铜片腐蚀不大于1级(50℃，3H)，水分和机械杂质均无，闪点不低于65℃(闭口)，20℃密度850-900kg/m3。本发明的液体燃料应用在灶具上，燃烧排放的一氧化碳浓度为0.01％，室内空气中二氧化硫浓度为0.02mg/m3，二氧化氮浓度为0.026mg/m3，均低于有关国家标准，使用安全，并且贮料箱内压力适宜且均衡稳定安全，供料火力较大，燃烧较为稳定。成本较低，燃烧时无喘气现象，无毒、无异常气味，制造使用安全简便。

Claims (4)

1.一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料，其特征是：按质量比计，该液体燃料包括如下组分：
Figure FDA0000396110550000011
所述溶剂油为C12-C14的饱和烷烃。
2.根据权利要求1所述的一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料，其特征是：所述甲醇组分质量份优选50。
3.根据权利要求1所述的一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料，其特征是：所述水组分质量份优选20。
4.根据权利要求1所述的一种用于蓄热式高温空气助燃的水性液体燃料，其特征是：所述丙二醇组分质量份优选25。
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