CN106497614A - 一种锅炉用醇烃复合燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锅炉用醇烃复合燃料及其制备方法，属于液体含碳燃料技术领域。该醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、烃类物质和燃料添加剂，以生产丁辛醇后的重组分残液为主料，烃类物质为辅料，再加入改善使用性能的燃料添加剂复合而成；所述燃料添加剂包括润滑剂、闪点提高剂和稳定剂中的一种或几种。该醇烃复合燃料的热值可达8400千卡/千克，闭口闪点可达50℃以上，火焰温度可达1250℃以上，燃烧和气体排放均能够达到天然气标准，并同时解决了低氮燃烧问题。

Description

一种锅炉用醇烃复合燃料及其制备方法
技术领域
本发明属于液体含碳燃料技术领域，具体涉及一种锅炉用醇烃复合燃料及其制备方法。
背景技术
从化石能源的结构来看，我国是富煤贫油少气的国家，煤炭是人们生产和生活的主要能源，然而煤炭直接燃烧会产生有害气体、烟和颗粒排放物，这是造成空气污染的主要原因。针对上述情况，国家环保总局新出台了锅炉大气排放物标准，规定10蒸吨以下锅炉禁止燃煤，然而，在我国各个地方10蒸吨以下锅炉占生产和生活用锅炉总量的比例很大。
解决10蒸吨以下锅炉的燃料问题主要有如下几种方式：
1)改用天然气：目前，我国很多地方根本接不上天然气，即使天然气能接上，进户费用很高，一般的用户难以承受。
2)改用电能：易造成线路负荷超载，且经济成本太高。
3)改用生物质颗粒燃料：生物质颗粒燃料是以树枝秸秆为原料经过粉碎压缩造粒而成，在排放过程中需要加装布袋式过滤装置，而且生物质颗粒燃料的热值低，达不到一些用火温度。
4)改用生物醇油：生物醇油是一种以甲醇为主料的燃料，燃烧排放达标，但生物醇油的热值低(甲醇的热值最高为4690千卡/千克左右)，火焰温度最高1000℃。为了克服上述问题，通常的做法是通过加入烃类物质来提高热值，但是由于甲醇的极性使得烃类物质的加入量不能够超过总体积的10％，热值不超过5000千卡/千克，且因甲醇的吸水性在储存过程中易分层，热值低耗量大成本自然高；甲醇的闪点低(11℃左右，通常要求锅炉燃料的闪点不得低于38℃)，在燃烧过程中一旦发生燃烧机故障很容易发生危险，极不安全；甲醇的润滑性差，且具有腐蚀性，长期使用会对锅炉本体逐渐腐蚀减少使用寿命，使设备的维护成本较高；生物醇油燃烧过程中会有少量的醛类生成，污染环境。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于提供一种锅炉用醇烃复合燃料及其制备方法，该醇烃复合燃料的热值可达8400千卡/千克，闭口闪点可达50℃以上，火焰温度可达1250℃以上，燃烧和气体排放均能够达到天然气标准，并同时解决了低氮燃烧问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种锅炉用醇烃复合燃料，该醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、烃类物质和燃料添加剂，以生产丁辛醇后的重组分残液为主料，烃类物质为辅料，再加入改善使用性能的燃料添加剂复合而成；所述燃料添加剂包括润滑剂、闪点提高剂和稳定剂中的一种或几种。
该醇烃复合燃料的组成成分按体积百分比计算为：
75-85％的生产丁辛醇后的重组分残液；
10-20％的烃类物质；
余量为燃料添加剂。
所述燃料添加剂的组成成分按占总醇烃复合燃料总体积的体积百分比计算为：润滑剂1-2％，闪点提高剂1-2％，稳定剂1-2％。
所述烃类物质为九个碳原子的烃类物质或十二个碳原子的烃类物质。
所述生产丁辛醇后的重组分残液包括异丁醛、碳八烯、正丁醛、异丁醇、正丁醇、2-乙基-乙醛、丁醇丁醛、4-庚醇、辛烯醛、碳八醇、辛醇、异辛醇异辛脂、碳十二醇酯、碳八醛。
所述润滑剂为蓖麻油、棕榈油、椰子油或大豆油。
所述的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法，包括如下步骤：
a)将生产丁辛醇后的重组分残液与润滑剂混合搅拌，得到重组分残液主料；将烃类物质与闪点提高剂混合搅拌，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别脱色脱胶后混合，再与稳定剂混合搅拌，沉降；
c)将所述沉降得到的物料过滤和静置，得到锅炉用醇烃复合燃料。
所述步骤a中，重组分残液与润滑剂的搅拌时间为30min以上；
烃类物质与闪点提高剂的搅拌时间为20min以上。
步骤b中，搅拌时间为40min以上，沉降时间为4小时以上；
步骤c中，静置时间为13小时以上。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的锅炉用醇烃复合燃料，以生产丁辛醇后的重组分残液为主料，废液利用成本低廉，热值高，生产丁辛醇后的重组分残液的热值可达8000千卡/千克以上，生产丁辛醇后的重组分残液和烃类物质都是非极性物质完全互溶，可根据不同客户的需要调制不同热值的醇烃复合燃料，热值均在8400千卡/千克左右，满足高压蒸汽锅炉、热处理炉、冶炼、锻造等多方面用途。
2)本发明的锅炉用醇烃复合燃料无腐蚀性，对锅炉和燃烧设备无害，国内外各种燃烧机均可使用。
3)本发明的锅炉用醇烃复合燃料的闪点高低可以调节，闭口闪点可达50℃以上，方便储存运输和使用，大大提高了安全性。
4)本发明的锅炉用醇烃复合燃料燃烧排放完全优于国家制定标准，是一种清洁新能源。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明的锅炉用醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、烃类物质和燃料添加剂，以生产丁辛醇后的重组分残液为主料，烃类物质为辅料，再加入改善使用性能的燃料添加剂复合而成，所述燃料添加剂为润滑剂、闪点提高剂和稳定剂中的一种或几种。
该醇烃复合燃料的组成成分按体积百分比计算为：75-85％的生产丁辛醇后的重组分残液，10-20％的烃类物质，余量为燃料添加剂。
该醇烃复合燃料的组成成分按体积百分比计算，优选为：75-80％的生产丁辛醇后的重组分残液，15-20％的烃类物质，余量为燃料添加剂。
该醇烃复合燃料的组成成分按体积百分比计算，优选为：80-85％的生产丁辛醇后的重组分残液，10-15％的烃类物质，余量为燃料添加剂。
所述燃料添加剂的组成成分按占总醇烃复合燃料总体积的体积百分比计算为：润滑剂1-2％，闪点提高剂1-2％，稳定剂1-2％。
所述烃类物质优选为九个碳原子的烃类物质或十二个碳原子的烃类物质，九个碳原子的烃类物质的热值可达9500千卡/千克，十二个碳原子的烃类物质的热值可达10000千卡/千克。
所述生产丁辛醇后的重组分残液包括异丁醛、碳八烯、正丁醛、异丁醇、正丁醇、2-乙基-乙醛、丁醇丁醛、4-庚醇、辛烯醛、碳八醇、辛醇、异辛醇异辛脂、碳十二醇酯、碳八醛。
所述润滑剂优选为蓖麻油、棕榈油、椰子油或大豆油。
本发明的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法包括如下步骤：
a)将体积百分比为75-85％的生产丁辛醇后的重组分残液与润滑剂混合，然后放入反应釜中搅拌30min以上，优选为搅拌时间30-60min，得到重组分残液主料；将体积百分比为10-20％的烃类物质与闪点提高剂混合，然后放入另一个反应釜中搅拌20min以上，优选为搅拌时间20-60min，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别经过硅胶砂过滤器脱色脱胶后抽到合成罐中混合，再与稳定剂混合，采用防爆泵循环搅拌40min以上，优选为搅拌时间40-60min，沉降4小时以上，优选为沉降时间4-8小时；
c)将所述沉降得到的物料经滤芯孔径为1μm以下的过滤器过滤，去除可吸附性的机械性杂质，然后，抽到成品罐中静置13小时以上，优选为静置时间13-24小时，即得到锅炉用醇烃复合燃料。
实施例1
实施例1的锅炉用醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、九个碳原子的烃类物质、蓖麻油、闪点提高剂和稳定剂，其组成成分按体积百分比计算为：80％的生产丁辛醇后的重组分残液，15％的九个碳原子的烃类物质，2％的蓖麻油，2％的闪点提高剂，1％的稳定剂。
实施例1的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法包括如下步骤：
a)将体积百分比为80％的生产丁辛醇后的重组分残液与2％的蓖麻油混合，然后放入反应釜中搅拌30min，得到重组分残液主料；将15％的九个碳原子的烃类物质与2％的闪点提高剂混合，然后放入另一个反应釜中搅拌20min，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别经过硅胶砂过滤器脱色脱胶后抽到合成罐中混合，再与1％的稳定剂混合，采用防爆泵循环搅拌40min，沉降4小时；
c)将所述沉降得到的物料经滤网孔径为1μm的过滤器过滤后，抽到成品罐中静置13小时，即得到实施例1的锅炉用醇烃复合燃料。
实施例1的锅炉用醇烃复合燃料与现有技术中的不同燃料的性能对比如表1所示。从表1可以看出，实施例1的锅炉用醇烃复合燃料的热值为8500千卡/千克，价格为2.8元，火焰温度为1250℃，综合性能明显高于现有技术中的其他燃料的性能。
表1不同种类燃料的性能对比
以一吨水从25℃加热至65℃的耗能计算。
实施例2
实施例2的锅炉用醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、九个碳原子的烃类物质、棕榈油、闪点提高剂和稳定剂，其组成成分按体积百分比计算为：75％的生产丁辛醇后的重组分残液，20％的九个碳原子的烃类物质，1％的蓖麻油，2％的闪点提高剂，2％的稳定剂。
实施例2的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法包括如下步骤：
a)将体积百分比为75％的生产丁辛醇后的重组分残液与2％的棕榈油混合，然后放入反应釜中搅拌30min，得到重组分残液主料；将20％的九个碳原子的烃类物质与2％的闪点提高剂混合，然后放入另一个反应釜中搅拌20min，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别经过硅胶砂过滤器脱色脱胶后抽到合成罐中混合，再与1％的稳定剂混合，采用防爆泵循环搅拌40min，沉降4小时；
c)将所述沉降得到的物料经滤网孔径为1μm的过滤器过滤后，抽到成品罐中静置13小时，即得到实施例2的锅炉用醇烃复合燃料。
实施例2的锅炉用醇烃复合燃料的热值为8700千卡/千克。
实施例3
实施例3的锅炉用醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、九个碳原子的烃类物质、蓖麻油、闪点提高剂和稳定剂，其组成成分按体积百分比计算为：85％的生产丁辛醇后的重组分残液，10％的九个碳原子的烃类物质，2％的椰子油，1％的闪点提高剂，2％的稳定剂。
实施例3的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法包括如下步骤：
a)将体积百分比为85％的生产丁辛醇后的重组分残液与2％的椰子油混合，然后放入反应釜中搅拌60min，得到重组分残液主料；将10％的九个碳原子的烃类物质与2％的闪点提高剂混合，然后放入另一个反应釜中搅拌60min，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别经过硅胶砂过滤器脱色脱胶后抽到合成罐中混合，再与1％的稳定剂混合，采用防爆泵循环搅拌60min，沉降8小时；
c)将所述沉降得到的物料经滤网孔径为1μm的过滤器过滤后，抽到成品罐中静置24小时，即得到实施例3的锅炉用醇烃复合燃料。
实施例3的锅炉用醇烃复合燃料的热值为8400千卡/千克。
实施例4
实施例4的锅炉用醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、九个碳原子的烃类物质、大豆油、闪点提高剂和稳定剂，其组成成分按体积百分比计算为：75％的生产丁辛醇后的重组分残液，20％的十二个碳原子的烃类物质，2％的大豆油，2％的闪点提高剂，1％的稳定剂。
实施例4的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法包括如下步骤：
a)将体积百分比为75％的生产丁辛醇后的重组分残液与2％的大豆油混合，然后放入反应釜中搅拌30min，得到重组分残液主料；将20％的十二个碳原子的烃类物质与2％的闪点提高剂混合，然后放入另一个反应釜中搅拌20min，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别经过硅胶砂过滤器脱色脱胶后抽到合成罐中混合，再与1％的稳定剂混合，采用防爆泵循环搅拌40min，沉降4小时；
c)将所述沉降得到的物料经滤网孔径为1μm的过滤器过滤后，抽到成品罐中静置13小时，即得到实施例4的锅炉用醇烃复合燃料。
实施例4的锅炉用醇烃复合燃料的热值为9800千卡/千克。
实施例5
实施例5的锅炉用醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、九个碳原子的烃类物质、大豆油、闪点提高剂和稳定剂，其组成成分按体积百分比计算为：85％的生产丁辛醇后的重组分残液，10％的十二个碳原子的烃类物质，2％的大豆油，2％的闪点提高剂，1％的稳定剂。
实施例5的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法包括如下步骤：
a)将体积百分比为85％的生产丁辛醇后的重组分残液与2％的大豆油混合，然后放入反应釜中搅拌60min，得到重组分残液主料；将10％的十二个碳原子的烃类物质与2％的闪点提高剂混合，然后放入另一个反应釜中搅拌60min，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别经过硅胶砂过滤器脱色脱胶后抽到合成罐中混合，再与1％的稳定剂混合，采用防爆泵循环搅拌60min，沉降8小时；
c)将所述沉降得到的物料经滤网孔径为1μm的过滤器过滤后，抽到成品罐中静置24小时，即得到实施例5的锅炉用醇烃复合燃料。
实施例5的锅炉用醇烃复合燃料的热值为9500千卡/千克。

Claims (10)

1.一种锅炉用醇烃复合燃料，其特征在于：
该醇烃复合燃料包括生产丁辛醇后的重组分残液、烃类物质和燃料添加剂，以生产丁辛醇后的重组分残液为主料，烃类物质为辅料，再加入改善使用性能的燃料添加剂复合而成；
所述燃料添加剂包括润滑剂、闪点提高剂和稳定剂中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的锅炉用醇烃复合燃料，其特征在于：该醇烃复合燃料的组成成分按体积百分比计算为：
75-85％的生产丁辛醇后的重组分残液；
10-20％的烃类物质；
余量为燃料添加剂。
3.根据权利要求1所述的锅炉用醇烃复合燃料，其特征在于：
所述燃料添加剂的组成成分按占总醇烃复合燃料总体积的体积百分比计算为：润滑剂1-2％，闪点提高剂1-2％，稳定剂1-2％。
4.根据权利要求1所述的锅炉用醇烃复合燃料，其特征在于：
所述烃类物质为九个碳原子的烃类物质或十二个碳原子的烃类物质。
5.根据权利要求1所述的锅炉用醇烃复合燃料，其特征在于：
所述生产丁辛醇后的重组分残液包括异丁醛、碳八烯、正丁醛、异丁醇、正丁醇、2-乙基-乙醛、丁醇丁醛、4-庚醇、辛烯醛、碳八醇、辛醇、异辛醇异辛脂、碳十二醇酯、碳八醛。
6.根据权利要求1所述的锅炉用醇烃复合燃料，其特征在于：
所述润滑剂为蓖麻油、棕榈油、椰子油或大豆油。
7.权利要求1-6任一项所述的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法，其特征在于：
包括如下步骤：
a)将生产丁辛醇后的重组分残液与润滑剂混合搅拌，得到重组分残液主料；将烃类物质与闪点提高剂混合搅拌，得到烃类物质辅料；
b)将所述重组分残液主料和烃类物质辅料分别脱色脱胶后混合，再与稳定剂混合搅拌，沉降；
c)将所述沉降得到的物料过滤和静置，得到锅炉用醇烃复合燃料。
8.根据权利要求7所述的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法，其特征在于：
所述步骤a中，重组分残液与润滑剂的搅拌时间为30min以上；
烃类物质与闪点提高剂的搅拌时间为20min以上。
9.根据权利要求7所述的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法，其特征在于：
步骤b中，搅拌时间为40min以上，沉降时间为4小时以上。
10.根据权利要求7所述的锅炉用醇烃复合燃料的制备方法，其特征在于：
步骤c中，静置时间为13小时以上。
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