CN104059704A - 一种高热值新燃料及其制备方法 - Google Patents

一种高热值新燃料及其制备方法 Download PDF

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汪小龙
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Abstract

本发明公开了一种高热值新燃料及其制备方法,燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉55-65份、工业废油5~20份、水25-35份、乳化剂1~2份、乙二醇单丁醚耦合剂0.5-1.5份;利用工业废油具有燃烧值高的特点,用于燃料的助燃,可提高水煤浆的燃烧值(可提高3-20%以上);耦合剂和乳化剂协同作用将水煤浆中的煤粉和油状物混合均匀,形成稳定的悬浊液,提高产品稳定性,长时间静置不发生油水分离,易于装卸、贮存、管道输送及雾化空间燃烧等。同时利用工业废油,可以从源头上治理废油排放问题、废油掺假问题等,能有效解决资源浪费和环境污染问题,变废为宝,化害为利;为燃料的新型替代品,可用于集中供热,替代重油在锅炉中的燃烧,作为气化原料用于合成氨,合成甲醇等。工艺简单,环境污染小。

Description

一种高热值新燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及到流体燃料领域,特别涉及一种高热值新燃料及其制备方法。
背景技术
工业废油为工业设备上面使用报废的设备油(包括液压油、齿轮油等)、工业废机油、工业报废加工油等,这种工业废油往往是因为混入了水分、机械杂质、氧化、酸化等原因造成了不能够继续使用而报废,但是因为其含有的大量矿物油以及有机添加剂成分导致COD值(化学耗氧量)很高不能直接排放。目前环保公司对工业废油的处理所收费用为800-2000元/吨不等。
现有技术也有通过水煤浆处理工业废油的,但是水煤浆的燃烧值不高,并不能彻底有效的解决资源浪费和环境污染问题,且更重要的是还存在体系稳定性相对较差的问题,长时间静置会发生油水分离,不易于装卸、贮存、管道输送及雾化空间燃烧等。
因此,需要一种高热值燃料及其制备方法,不仅能有效处理工业废油,提高燃料燃烧值,能彻底有效的解决资源浪费和环境污染问题,还能从根本上解决产品的体系稳定性问题,提高产品稳定性,长时间静置不发生油水分离,易于装卸、贮存、管道输送及雾化空间燃烧等。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种高热值燃料及其制备方法,不仅能有效处理工业废油,提高燃料燃烧值,能彻底有效的解决资源浪费和环境污染问题,还能从根本上解决产品的体系稳定性问题,提高产品稳定性,长时间静置不发生油水分离,易于装卸、贮存、管道输送及雾化空间燃烧等。
本发明的一种高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉 55-65份、工业废油5~20份、水25-35份、乳化剂1~2份、乙二醇单丁醚耦合剂0.5-1.5份;
进一步,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉60份、工业废油13份、水25份、乳化剂1份、乙二醇单丁醚耦合剂1份;
进一步,所述乳化剂为奈磺酸盐、木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐中的一种或两种以上混合物。
本发明还公开一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以4500rpm~5500rpm的转速搅拌20-30min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌20-30min,制得高热值燃料;
进一步,步骤a中,常温下以5000rpm的转速搅拌25min,形成乳化液。
进一步,步骤b中,在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌25min,制得高热值燃料。
本发明的有益效果:本发明的高热值燃料及其制备方法,利用工业废油具有燃烧值高的特点,用于燃料的助燃,可提高水煤浆的燃烧值(可提高3-20%以上);耦合剂和乳化剂协同作用将水煤浆中的煤粉和油状物混合均匀,形成稳定的悬浊液,提高产品稳定性,长时间静置不发生油水分离,易于装卸、贮存、管道输送及雾化空间燃烧等。同时利用工业废油,可以从源头上治理废油排放问题、废油掺假问题等,能有效解决资源浪费和环境污染问题,变废为宝,化害为利;为燃料的新型替代品,可用于集中供热,替代重油在锅炉中的燃烧,作为气化原料用于合成氨,合成甲醇等。工艺简单,环境污染小。
具体实施方式
本实施例的一种高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉55-65份、工业废油5~20份、水25-35份、乳化剂1~2份、乙二醇单丁醚耦合剂0.5-1.5份。
本实施例中,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉60份、工业废油13份、水25份、乳化剂1份、乙二醇单丁醚耦合剂1份。
本实施例中,所述乳化剂为奈磺酸盐、木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐中的一种或两种以上混合物;或者直接使用市面上现成的乳化剂亦可代替乳化剂。
本实施例中,工业废油为工业设备上面使用报废的设备油(包括液压油、齿轮油等)、工业废机油、工业报废加工油等,这种工业废油往往是因为混入了水分、机械杂质、氧化、酸化等原因造成了不能够继续使用而报废,但是因为其含有的大量矿物油以及有机添加剂成分导致COD值(化学耗氧量)很高不能直接排放。
本实施例的一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以4500rpm~5500rpm的转速搅拌20-30min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌20-30min,制得高热值燃料。
下面通过具体实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例一
本实施例的高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉60份、工业废油13份、水25份、乳化剂1份、乙二醇单丁醚耦合剂1份。
本实施例中,所述乳化剂为奈磺酸盐,本实施例中,将所述奈磺酸盐按照同等重量份替换为木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐中的一种,或按照同等重量份替换为奈磺酸盐与木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐的混合物,均得合格的高热值燃料,所得产品性质并无明显差别。也可直接使用市面上现成的乳化剂代替乳化剂,同样能实现本发明的发明目的。
本实施例中,工业废油为工业设备上面使用报废的设备油(包括液压油、齿轮油等)、工业废机油、工业报废加工油等,这种工业废油往往是因为混入了水分、机械杂质、氧化、酸化等原因造成了不能够继续使用而报废,但是因为 其含有的大量矿物油以及有机添加剂成分导致COD值(化学耗氧量)很高不能直接排放。
本实施例的一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以5000rpm的转速搅拌25min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌25min,制得高热值燃料。
本实施例制得的水煤浆的发热量较不加工业废油的水煤浆提高20%以上,能实现较好的燃烧,产品体系稳定性高,长时间静置不发生油水分离。
实施例二
本实施例的高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉56.8份,工业废油含量15份,水含量25份、乳化剂2份、乙二醇单丁醚耦合剂1.2份。
本实施例中,所述乳化剂为木质素磺酸盐,本实施例中,将所述木质素磺酸盐按照同等重量份替换为奈磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐中的一种,或按照同等重量份替换为木质素磺酸盐与奈磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐的混合物,均得合格的高热值燃料,所得产品性质并无明显差别。也可直接使用市面上现成的乳化剂代替乳化剂,同样能实现本发明的发明目的。
本实施例中,工业废油为工业设备上面使用报废的设备油(包括液压油、齿轮油等)、工业废机油、工业报废加工油等,这种工业废油往往是因为混入了水分、机械杂质、氧化、酸化等原因造成了不能够继续使用而报废,但是因为其含有的大量矿物油以及有机添加剂成分导致COD值(化学耗氧量)很高不能直接排放。
本实施例的一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以4500rpm的转速搅拌20min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌20min,制得高热值 燃料。
本实施例制得的水煤浆的发热量较不加工业废油的水煤浆提高15%以上,能实现较好的燃烧,产品体系稳定性高,长时间静置不发生油水分离。
实施例三
本实施例的一种高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉55份、工业废油5份、水25份、乳化剂1份、乙二醇单丁醚耦合剂0.5份。
本实施例中,所述乳化剂为聚氧乙烯醚,本实施例中,将所述聚氧乙烯醚按照同等重量份替换为木质素磺酸盐、奈磺酸盐、羧酸盐中的一种,或按照同等重量份替换为聚氧乙烯醚与木质素磺酸盐、奈磺酸盐、羧酸盐的混合物,均得合格的高热值燃料,所得产品性质并无明显差别。也可直接使用市面上现成的乳化剂代替乳化剂,同样能实现本发明的发明目的。
本实施例的一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以5500rpm的转速搅拌20min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌20min,制得高热值燃料。
本实施例制得的水煤浆的发热量较不加工业废油的水煤浆提高10%以上,能实现较好的燃烧,产品体系稳定性高,长时间静置不发生油水分离。
实施例四
本实施例的一种高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉65份、工业废油20份、水35份、乳化剂2份、乙二醇单丁醚耦合剂1.5份。
本实施例中,所述乳化剂为羧酸盐,本实施例中,将所述羧酸盐按照同等重量份替换为木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、奈磺酸盐中的一种,或按照同等重量份替换为羧酸盐与木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、奈磺酸盐的混合物,均得合格的高热值燃料,所得产品性质并无明显差别。也可直接使用市面上现成的乳化剂代替乳化剂,同样能实现本发明的发明目的。
本实施例的一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以4800rpm的转速搅拌28min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌28min,制得高热值燃料。
本实施例制得的水煤浆的发热量较不加工业废油的水煤浆提高10%以上,能实现较好的燃烧,产品体系稳定性高,长时间静置不发生油水分离。
实施例五
本实施例的一种高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉55份、工业废油20份、水25份、乳化剂1份、乙二醇单丁醚耦合剂1.5份。
本实施例中,所述乳化剂为聚氧乙烯醚,本实施例中,将所述聚氧乙烯醚按照同等重量份替换为木质素磺酸盐、奈磺酸盐、羧酸盐中的一种,或按照同等重量份替换为聚氧乙烯醚与木质素磺酸盐、奈磺酸盐、羧酸盐的混合物,均得合格的高热值燃料,所得产品性质并无明显差别。也可直接使用市面上现成的乳化剂代替乳化剂,同样能实现本发明的发明目的。
本实施例的一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以4800rpm的转速搅拌28min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌28min,制得高热值燃料。
本实施例制得的水煤浆的发热量较不加工业废油的水煤浆提高5%以上,能实现较好的燃烧,产品体系稳定性高,长时间静置不发生油水分离。
实施例六
本实施例的一种高热值燃料,该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉58份、工业废油18份、水28份、乳化剂1份、乙二醇单丁醚耦合剂0.5份。
本实施例中,所述乳化剂为奈磺酸盐,本实施例中,将所述奈磺酸盐按照同等重量份替换为木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐中的一种,或按照同等重量份替换为奈磺酸盐与木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐的混合物,均得 合格的高热值燃料,所得产品性质并无明显差别。也可直接使用市面上现成的乳化剂代替乳化剂,同样能实现本发明的发明目的。
本实施例的一种高热值燃料的制备方法,包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以5000rpm的转速搅拌25min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌25min,制得高热值燃料。
本实施例制得的水煤浆的发热量较不加工业废油的水煤浆提高20%以上,能实现较好的燃烧,产品体系稳定性高,长时间静置不发生油水分离。
将上述实施例的高热值燃料放入水煤浆悬浮流化锅炉中进行燃烧,经检测,结果如下表:
实施例 发热量(MJ/㎏、MJ/Nm3、MJ/kwh) 燃烧效率(%)
实施例一 21.5MJ/㎏ 98.6%
实施例二 19.8MJ/㎏ 98.9%
实施例三 22.0MJ/㎏ 99.1%
实施例四 22.6MJ/㎏ 98.7%
实施例五 20.7MJ/㎏ 99.5%
实施例六 22.8MJ/㎏ 98.9%
上述实施例制得的高热值燃料(水煤浆)的稳定性均能达到B级以上。
检测方法为:取少量样品,置于密封容器中,静宣一段时间,然后观察其析水情况、沉淀情况、浆体再生能力、枯性、流动性等。
将上述实施例中通过水性金属加工液废液处理工艺处理获得的废液煤浆分别进行如下实验:
预先测定废液煤浆的浓度,然后取六瓶,(每瓶中定量装200ml,密封)静置,每15天取一瓶测量浓度变化。测量方法为:测量上层50ml和最下层50ml的浆浓度。
二、实验结果
1、上层50ml的变化:时间越长,浆的浓度越来越低,在前10天变化最快,之后变化不大。
2、下层50ml的变化:在前10天变化最快,之后变化越来越小并趋于平稳。
3、3个月内未出现硬沉淀,说明稳定性非常的好。
A级:稳定性最好,浆体保持初始状态,均匀分布,无析水和沉淀产生。
B级:稳定性较好,存在少量析水或软沉淀的产生。
C级:浆体稳定性差,有沉淀产生、有析水、密度分布不均匀,经过搅拌可再生,流动性能好,浆体均匀。
D级:稳定性最差,密度分布明显不均匀,产生硬沉淀无法再生。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本专利进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本专利的技术方案进行修改或者等同替换(比如说添加比例有稍微调整、搅拌转速降低或升高、搅拌时间延长或压缩可以得到相同的乳化效果),而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种高热值燃料,其特征在于:该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉55-65份、工业废油5~20份、水25-35份、乳化剂1~2份、乙二醇单丁醚耦合剂0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的高热值燃料,其特征在于:该燃料的原料按重量份包括以下组分:煤粉60份、工业废油13份、水25份、乳化剂1份、乙二醇单丁醚耦合剂1份。
3.根据权利要求2所述的高热值燃料,其特征在于:所述乳化剂为奈磺酸盐、木质素磺酸盐、聚氧乙烯醚、羧酸盐中的一种或两种以上混合物。
4.一种权利要求1所述的高热值燃料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
a:按设定重量份将乙二醇单丁醚耦合剂、乳化剂溶于工业废油中,常温下以4500rpm~5500rpm的转速搅拌20-30min,形成乳化液;
b:在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌20-30min,制得高热值燃料。
5.根据权利要求4所述的高热值燃料的制备方法,其特征在于:步骤a中,常温下以5000rpm的转速搅拌25min,形成乳化液。
6.根据权利要求4所述的高热值燃料的制备方法,其特征在于:步骤b中,在乳化液中加入设定重量份的煤粉和水,继续搅拌25min,制得高热值燃料。
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