CN104479771B - 抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物，由下述质量百分比的组分组成：4-乙氧基二苯甲酮9.6～25.6%、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯11.8～30.3%、4-乙炔基苯戊醚12.9～28.1%、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇14.8～33.5%、3-甲基-1-茚酮11.9～27.8%、1-异丙烯基-4-甲氧基苯10.4～21.6%。将本发明组合物以0.1～0.7wt%添加在醇基燃料中，能够明显降低醇基燃料燃烧时产生的氮氧化物，锅炉燃烧烟气中氮氧化物排放平均降低36.4%。

Description

抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物
技术领域
本发明属于醇基燃料替代锅炉燃料技术领域，涉及醇基燃料用添加剂，特别是涉及一种能够抑制醇基燃料氮氧化物生成的添加剂组合物。
背景技术
能源利用是造成大气污染的主要原因，我国能源利用结构中，污染严重的煤占总能源消耗的70%左右。各类燃料在锅炉等燃烧装置中燃烧，产生大量的烟尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等污染物。火力发电、冶金、化工、建材以及医院、学校等企事业单位和城市居民供热等都配备工业锅炉或生活供暖锅炉，尤其是小型锅炉，数量多、分布广、烧条件差，烟气在低空排放，对局部地区大气污染影响较大。针对因燃煤锅炉产生的环境污染问题，减少小型燃煤锅炉的使用、推广应用新型环保锅炉和清洁燃料，对于改善城市大气环境质量将是十分有利的。
随着我国经济发展和人民生活质量的提高，社会对清洁能源的需求越来越大，醇基液体燃料因其清洁环保，而逐步成为新型替代燃料。
醇基燃料是指以醇类(主要是甲醇或粗醇)为主调制的液体燃料，是一种廉价、环保的清洁能源。由于醇基燃料本身含氧，燃烧时需氧较少，燃料燃烧充分。
醇基燃料可以煤炭、重油、天然气或生物质等为原料生产，原料来源广，生产工艺简单，技术成熟。全国有上千家小化肥厂，多数厂有条件用联醇法生产甲醇，无疑给联醇法生产醇基燃料提供了可靠的原料供应渠道；生产醇基燃料又是煤炭液化技术和生物质生产再生能源技术的重要组成部分，规模生产醇基燃料的成本远低于液化石油气、天然气、人工煤气等其他燃料，具有极强的市场竞争力。中国是个“富煤、缺油、少气”的国家，煤炭资源转化醇基燃料适合中国国情。如果这一燃料得到普及，将在很大程度上弥补我国石油资源的短缺，并可在一定范围内实现清洁燃料的本土化生产和供应，对保障我国能源安全具有极其重要的战略意义。
尽管早在1996年就颁布了国家标准GB16663-1996《醇基液体燃料》、1997年颁布了行业标准NY311-1997《醇基民用燃料》，但只是做了原则性规定。目前市场上醇基燃料名称不一、成分繁杂，以甲醇或粗醇为主掺加许多石化副产物，造成锅炉燃烧醇基燃料后的烟气排放污染物超标，特别是氮氧化物超标更为严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物，将其添加入醇基燃料中，能够明显降低醇基燃料燃烧时产生的氮氧化物。
本发明提供的抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物由下述质量百分比的组分组成：4-乙氧基二苯甲酮9.6～25.6%、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯11.8～30.3%、4-乙炔基苯戊醚12.9～28.1%、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇14.8～33.5%、3-甲基-1-茚酮11.9～27.8%、1-异丙烯基-4-甲氧基苯10.4～21.6%。
将上述质量百分比的各组分混合，常温搅拌均匀，即可得到本发明所述的抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物。
本发明所述抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物在醇基燃料中的添加量为0.1～0.7wt%，具体使用方法是先在甲醇或粗醇中加入所述添加量的组合物，混合均匀，经超声处理后，再加入其他常规添加剂，调制制成醇基燃料。
其中，所述的超声处理条件是在常温下，以功率180W的超声波处理20分钟。
添加本发明组合物后的醇基燃料各项指标符合国家标准GB16663-1996《醇基液体燃料》及行业标准NY311-1997《醇基民用燃料》要求。
选用全国各地不同来源的3种甲醇和9种粗醇为原料，使用本发明组合物调制了48个醇基燃料试样各500升，分别在四台常压热水醇基锅炉上燃烧，按照GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》对锅炉燃烧排放烟气进行检测。结果显示氮氧化物排放平均降低36.4%，二氧化硫、颗粒物等其它污染物也低于标准规定的重点地区燃气锅炉特别排放限值。
本发明的组合物制备工艺简单，不含金属及苯类有害物质成份，无毒、无污染，避免了对环境产生二次污染，添加量适当，为醇基燃料的大规模产业化实施扫清了阻碍，具有广泛的推广价值。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但所述实施例不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员在所述实施例的基础上作出的非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
取4-乙氧基二苯甲酮11kg、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯19kg、4-乙炔基苯戊醚14kg、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇26kg、3-甲基-1-茚酮14.5kg和1-异丙烯基-4-甲氧基苯15.5kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，得到透明、清亮的抑制醇基燃料氮氧化物生成的组合物成品。
在900kg粗醇中加入2kg本实施例组合物，混合均匀、常温下用美国BRANSON的BMT-180超声仪处理20分钟，再加入其他醇基燃料用常规添加剂98kg，制得醇基燃料。
选取全国各地9种粗醇、3种甲醇作为基础原料，调制两组共24个醇基燃料样品。其中第一组为分别使用12种醇原料，未添加本发明组合物的空白对照组；第二组为分别使用12种醇原料，并添加了本实施例组合物的试样组。
其中，使用的3种甲醇分别来自于山西天威化工公司、陕西榆林超华公司和河北承德义利煤化公司，9种粗醇的原料来源为鄂尔多斯诚开煤化公司、山西万利焦化公司、山东淄博义达化工公司、山东济南博和公司、河南焦作胜华公司、辽宁葫芦岛信智化工公司、连云港苏远化工公司、湖北襄阳宏达公司、宁波义利开工贸公司。
每个样品500升，分别在四台醇基锅炉上运行测试，锅炉为两台0.7MW和两台1.5MW常压热水锅炉。测试检测方法参照GB/T16157《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》、HJ/T397《固定污染源废气检测技术规范》、HJ/T42《固定污染源排气中氮氧化物的测定紫外分光光度法》等，排放标准按最新GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》执行，检测结果如下。
实施例2
取4-乙氧基二苯甲酮18kg、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯13kg、4-乙炔基苯戊醚20kg、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇19.5kg、3-甲基-1-茚酮13kg和1-异丙烯基-4-甲氧基苯16.5kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，得到透明、清亮的抑制醇基燃料氮氧化物生成的组合物成品。
在800kg粗醇中加入4kg本实施例组合物，混合均匀、常温下用美国BRANSON的BMT-180超声仪处理20分钟，再加入其他醇基燃料用常规添加剂196kg，制得醇基燃料。
按照实施例1方法进行试验，检测结果如下。
实施例3
取4-乙氧基二苯甲酮22kg、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯14kg、4-乙炔基苯戊醚23kg、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇17kg、3-甲基-1-茚酮13kg和1-异丙烯基-4-甲氧基苯11kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，得到透明、清亮的抑制醇基燃料氮氧化物生成的组合物成品。
在900kg甲醇中加入4kg本实施例组合物，混合均匀、常温下用美国BRANSON的BMT-180超声仪处理20分钟，再加入其他醇基燃料用常规添加剂96kg，制得醇基燃料。
按照实施例1方法进行试验，检测结果如下。
实施例4
取4-乙氧基二苯甲酮12kg、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯19kg、4-乙炔基苯戊醚20kg、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇16kg、3-甲基-1-茚酮13kg和1-异丙烯基-4-甲氧基苯20kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，得到透明、清亮的抑制醇基燃料氮氧化物生成的组合物成品。
在880kg粗醇中加入6kg本实施例组合物，混合均匀、常温下用美国BRANSON的BMT-180超声仪处理20分钟，再加入其他醇基燃料用常规添加剂114kg，制得醇基燃料。
按照实施例1方法进行试验，检测结果如下。
实施例5
取4-乙氧基二苯甲酮22kg、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯20kg、4-乙炔基苯戊醚14kg、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇15kg、3-甲基-1-茚酮12kg和1-异丙烯基-4-甲氧基苯17kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，得到透明、清亮的抑制醇基燃料氮氧化物生成的组合物成品。
在850kg粗醇中加入5kg本实施例组合物，混合均匀、常温下用美国BRANSON的BMT-180超声仪处理20分钟，再加入其他醇基燃料用常规添加剂145kg，制得醇基燃料。
按照实施例1方法进行试验，检测结果如下。
实施例6
取4-乙氧基二苯甲酮10kg、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯17kg、4-乙炔基苯戊醚16kg、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇32kg、3-甲基-1-茚酮13kg和1-异丙烯基-4-甲氧基苯12kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，得到透明、清亮的抑制醇基燃料氮氧化物生成的组合物成品。
在900kg粗醇中加入3kg本实施例组合物，混合均匀、常温下用美国BRANSON的BMT-180超声仪处理20分钟，再加入其他醇基燃料用常规添加剂97kg，制得醇基燃料。
按照实施例1方法进行试验，检测结果如下。

Claims (2)

1.抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物，由下述质量百分比的组分组成：4-乙氧基二苯甲酮9.6～25.6%、2-羟基-3-甲基戊酸乙酯11.8～30.3%、4-乙炔基苯戊醚12.9～28.1%、2-(4-甲氧基-1,4-环己二烯-1-基)-2-丙醇14.8～33.5%、3-甲基-1-茚酮11.9～27.8%、1-异丙烯基-4-甲氧基苯10.4～21.6%。
2.根据权利要求1所述的抑制锅炉用醇基燃料氮氧化物生成的组合物，其特征是所述组合物在醇基燃料中的添加量为0.1～0.7wt%。
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