CN108018105A - 一种新型固体燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型固体燃料及其制备方法，属于燃料技术领域。本新型固体燃料由下述重量份数的原料组成：工业酒精50～60份，植物粉末90～100份，地沟油20～30份，硬脂酸5～10份，氢氧化钠溶液3～5份，石蜡2～7份，氯酸钾1～3份。本新型固体燃料通过将各原料按一定顺序在一定温度下搅拌混合制成。本发明提供的配方生产的新型固体燃料的性能稳定，燃烧热能高，燃烧过程稳定，燃烧后产生残渣量很少，固体外形稳定，易于存储、运输和使用。本发明制备步骤简单，不需使用特殊设备，通过对制备条件的简单控制能保证产品的品质，适于大批量生产，适于日常生活中大量使用。

Description

一种新型固体燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种燃料及其制备方法，具体涉及一种新型固体燃料及其制备方法。
背景技术
在目前工业燃料的使用中，燃料油和煤通常被广泛用于电厂发电、船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料，而燃料油与煤是不可再生资源，随着工业企业的快速发展，石油与煤矿的资源正日趋减少。近年来随着油价的暴涨，作为供暖燃料，煤饼的使用量再次增加。并且，随着在餐馆对炭烤食物需求的增加，煤饼使用量也随之增加。
当燃烧煤饼时，会产生有害成分，严重危害环境和人体健康。煤在燃烧时会排放出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物，这些气体溶于水会形成酸雨，给环境造成危害，酸雨可以使水质酸化，毒害鱼类和其他水中生物；酸雨可以使土壤酸化，破坏农田，损害农作物、森林；酸雨会腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹等。煤燃烧时还会产生粉尘，在不完全燃烧时还会产生有毒的一氧化碳(CO)气体。虽然煤饼的铅、镉、铜、铬、砷及汞等有害成分通常都会低于工艺标准，但因大量使用所以排出量也相当大，尤其产生大量的一氧化碳和二氧化碳，污染大气环境，并且所生成的镉和砷等致癌物质对人体有害。因此，开发生产出一种新型环保的燃料来代替煤的使用具有重大意义。
在我国，每年餐厨垃圾中的地沟油产品高达1000万吨以上，但是对于该庞大的地沟油资源未能得到很好的开发利用，地沟油并非一无是处，任其排放到自然界中也是一种垃圾和污染物，如果加以充分利用，则是一种资源。有研究者将地沟油转化为生物柴油，但其工艺较为复杂，加工成本较高，不能大批量生产，因此目前地沟油的流向仍然成为一大问题。
另外，作物秸秆的高效开发应用也一直是人们关注的焦点之一。据统计，我国每年粮食作物的秸秆产量超过6亿t，仅玉米秸秆就占40％左右。此外，麻类作物因具有种植适应性广、纤维产量高、生态效应显著的特性，已被列为2l世纪的优势作物在国内外大面积推广种植，因此麻秆的资源也十分丰富。目前作物秸秆主要应用作肥料、饲料、能源和制浆造纸工业的原料,还有大量的秸秆仍被弃置于自然环境，或被露天焚烧，造成了秸秆资源的严重浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种生产方法简单、运输使用方便、环保的新型固体燃料及其制备方法，本新型固体燃料特别适用于作为工业燃料为生产供热。
本发明采用的技术方案如下：
一种新型固体燃料，由下述重量份数的原料组成：工业酒精50～60份，植物粉末90～100 份，地沟油20～30份，硬脂酸5～10份，氢氧化钠溶液3～5份，石蜡2～7份，氯酸钾1～3份。
上述技术方案中，作为优选，由下述重量份数的原料组成：工业酒精50～55份，植物粉末90～92份，地沟油22～25份，硬脂酸5～7份，氢氧化钠溶液3～4份，石蜡2～5份，氯酸钾 1～3份。
上述技术方案中，作为优选，由下述重量份数的原料组成：工业酒精51份，植物粉末92 份，地沟油24份，硬脂酸6份，氢氧化钠溶液4份，石蜡2份，氯酸钾3份。
上述技术方案中，作为优选，所述植物粉末为作物秸秆粉末或废木粉。本发明的植物粉末还可以是各种作物的壳粉、草粉等。
上述技术方案中，作为优选，所述氢氧化钠溶液为质量浓度30～40％的氢氧化钠水溶液。
上述技术方案中，作为优选，所述工业酒精的质量浓度为95％以上。
上述的新型固体燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份数将硬脂酸加入工业酒精中，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为 60～70℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液A；
(2)将步骤(1)所得的混合液A从水浴中取出，放入温度为40～50℃的水浴中，加入植物粉末，搅拌5～8分钟至均匀后得到混合物B；
(3)按重量份数将氯酸钾加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后得到混合液C；
(4)在步骤(3)得到的混合液C中加入石蜡，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为70～80℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液D；
(5)在步骤(4)得到的混合液D中加入地沟油，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为60～70℃，搅拌5～10分钟至均匀后得到混合液E；
(6)将步骤(2)得到的混合物B加入步骤(5)得到的混合液E中，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为60～70℃，搅拌均匀后自然冷却凝固，即可得到新型固体燃料。
上述技术方案中，作为优选，所述步骤(1)中，水浴温度为65℃。
上述技术方案中，作为优选，所述步骤(4)中，水浴温度为70℃。
上述技术方案中，作为优选，所述步骤(6)中，水浴温度为62℃。
本发明的新型固体燃料具有如下优点：
1、本发明通过将地沟油与工业酒精等的混合调配成固体燃料，使地沟油得到了回收利用，减少了环境的污染，减少了地沟油回流餐桌的几率，保证人们的健康，同时地沟油原料易得，成本低廉，能节约生产成本，降低生产费用。
2、本发明的固体燃料添加了大量的作物秸秆粉或废木粉，其中的废木粉即为木材加过程中的下脚料，能够变废为宝，通过秸秆和废木料的使用，能充分利用资源。通过植物粉末吸收工业酒精，使工业酒精挥发性降低，储存得更久,使产品的硬度较大，燃烧过程稳定、不会出现变成液体现象，且燃烧时间较长。因植物粉末均匀混合于固体燃料中，所以能更充分地燃烧，积炭少，残渣少，热效率高。
3、本发明原料中的氯酸钾在固体燃料的燃烧中可提高燃烧热、增加燃烧效率从而达到节能和减少大气污染的效果，燃烧效率能提高10～15％。通过氯酸钾与工业酒精的配合，能保证固体燃料中的地沟油和植物粉末得到更充分的燃烧，同时能避免燃烧时火势忽强忽弱，忽高忽低的情况，使燃烧更稳定，燃烧热值更高，加热速度更快。
4、本发明的燃料为固体燃料，方便包装、运输与使用。
5、本发明的主要成分价格低廉易得，产品成本较低，原料容易购买，制备步骤简单，不需使用特殊设备，通过对制备条件的简单控制能保证产品的品质，本发明的制备操作简单，适于大批量生产，适于日常生活中大量使用。本发明的原料加入顺序与温度调节要严格控制，才能得到稳定性好、均匀性好、品质好的新型固体燃料。本发明提供的新型固体燃料能够代替煤用于工业生产中进行供热，能减少煤燃烧时对环境和人类健康的危害。本发明同时可适用于其他行业的供热。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种新型固体燃料，由下述重量份数的原料组成：质量浓度为95％的工业酒精51份，作物秸秆粉末92份，地沟油24份，硬脂酸6份，用工业烧碱和水制成的质量浓度为35％的氢氧化钠溶液4份，石蜡2份，氯酸钾3份。
上述的新型固体燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份数将硬脂酸加入工业酒精中，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为 65℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液A；
(2)将步骤(1)所得的混合液A从水浴中取出，放入温度为50℃的水浴中，加入植物粉末，搅拌5～6分钟至均匀后得到混合物B；
(3)按重量份数将氯酸钾加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后得到混合液C；
(4)在步骤(3)得到的混合液C中加入石蜡，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为70℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液D；
(5)在步骤(4)得到的混合液D中加入地沟油，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为62℃，搅拌5～10分钟至均匀后得到混合液E；
(6)将步骤(2)得到的混合物B加入步骤(5)得到的混合液E中，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为60℃，搅拌均匀后自然冷却凝固，即可得到新型固体燃料。
在上述制备过程中，在冷却凝固时，可以选择装入容器模型进行凝固成型，也可以将制备得的新型固体燃料按需要切割各种形状后进行包装。
取新型固体燃料进行检验，质地较硬，切块时不会散掉；燃烧时固体燃料块不流淌，火焰为黄色，火焰稳定；残渣量为0.02g/g，燃烧后残渣量较少；燃烧热达到3082J/g，燃值较高，燃烧火力大。
实施例2
一种新型固体燃料，由下述重量份数的原料组成：质量浓度为95％的工业酒精60份，废木粉100份，地沟油30份，硬脂酸10份，用工业烧碱和水制成的质量浓度为40％的氢氧化钠溶液5份，石蜡6份，氯酸钾3份。
上述的新型固体燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份数将硬脂酸加入工业酒精中，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为 60℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液A；
(2)将步骤(1)所得的混合液A从水浴中取出，放入温度为40℃的水浴中，加入植物粉末，搅拌8分钟至均匀后得到混合物B；
(3)按重量份数将氯酸钾加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后得到混合液C；
(4)在步骤(3)得到的混合液C中加入石蜡，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为80℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液D；
(5)在步骤(4)得到的混合液D中加入地沟油，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为70℃，搅拌7分钟至均匀后得到混合液E；
(6)将步骤(2)得到的混合物B加入步骤(5)得到的混合液E中，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为70℃，搅拌均匀后自然冷却凝固，即可得到新型固体燃料。
取新型固体燃料进行检验，质地较硬，切块时不会散掉；燃烧时固体燃料块不流淌，火焰为黄色，火焰稳定；残渣量为0.05g/g，残渣量较少；燃烧热达到3100J/g。
实施例3
一种新型固体燃料，由下述重量份数的原料组成：质量浓度为99％的工业酒精50份，作物秸秆粉末90份，地沟油20份，硬脂酸6份，用工业烧碱和水制成的质量浓度为36％的氢氧化钠溶液4份，石蜡3份，氯酸钾1份。
上述的新型固体燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份数将硬脂酸加入工业酒精中，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为 68℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液A；
(2)将步骤(1)所得的混合液A从水浴中取出，放入温度为43℃的水浴中，加入植物粉末，搅拌6分钟至均匀后得到混合物B；
(3)按重量份数将氯酸钾加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后得到混合液C；
(4)在步骤(3)得到的混合液C中加入石蜡，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为73℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液D；
(5)在步骤(4)得到的混合液D中加入地沟油，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为68℃，搅拌8分钟至均匀后得到混合液E；
(6)将步骤(2)得到的混合物B加入步骤(5)得到的混合液E中，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为66℃，搅拌均匀后自然冷却凝固，即可得到新型固体燃料。
取新型固体燃料进行检验，质地较硬，切块时不会散掉；燃烧时固体燃料块不流淌，火焰为黄色，火焰稳定；残渣量为0.03g/g，残渣量较少；燃烧热达到3001J/g。
实施例4
一种新型固体燃料，由下述重量份数的原料组成：质量浓度为95％的工业酒精54份，作物秸秆粉末94份，地沟油23份，硬脂酸5份，用工业烧碱和水制成的质量浓度为32％的氢氧化钠溶液3份，石蜡3份，氯酸钾2份。
上述的新型固体燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份数将硬脂酸加入工业酒精中，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为61℃，搅拌3分钟至均匀后得到混合液A；
(2)将步骤(1)所得的混合液A从水浴中取出，放入温度为46℃的水浴中，加入植物粉末，搅拌7分钟至均匀后得到混合物B；
(3)按重量份数将氯酸钾加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后得到混合液C；
(4)在步骤(3)得到的混合液C中加入石蜡，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为78℃，搅拌2分钟至均匀后得到混合液D；
(5)在步骤(4)得到的混合液D中加入地沟油，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为67℃，搅拌7分钟至均匀后得到混合液E；
(6)将步骤(2)得到的混合物B加入步骤(5)得到的混合液E中，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为63℃，搅拌均匀后自然冷却凝固，即可得到新型固体燃料。
取新型固体燃料进行检验，质地较硬，切块时不会散掉；燃烧时固体燃料块不流淌，火焰为黄色，火焰稳定；残渣量为0.03g/g，残渣量较少；燃烧热达到3011J/g。
综上分析，本发明提供的配方生产的新型固体燃料的性能稳定，燃烧热能高，燃烧过程稳定，燃烧后产生残渣量很少，固体外形稳定，易于存储、运输和使用。

Claims (10)

1.一种新型固体燃料，其特征在于，由下述重量份数的原料组成：工业酒精50～60份，植物粉末90～100份，地沟油20～30份，硬脂酸5～10份，氢氧化钠溶液3～5份，石蜡2～7份，氯酸钾1～3份。
2.如权利要求1所述的新型固体燃料，其特征在于，由下述重量份数的原料组成：工业酒精50～55份，植物粉末90～92份，地沟油22～25份，硬脂酸5～7份，氢氧化钠溶液3～4份，石蜡2～5份，氯酸钾1～3份。
3.如权利要求2所述的新型固体燃料，其特征在于，由下述重量份数的原料组成：工业酒精51份，植物粉末92份，地沟油24份，硬脂酸6份，氢氧化钠溶液4份，石蜡2份，氯酸钾3份。
4.如权利要求1所述的新型固体燃料，其特征在于：所述植物粉末为作物秸秆粉末和/或废木粉。
5.如权利要求1所述的新型固体燃料，其特征在于：所述氢氧化钠溶液为质量浓度30～40％的氢氧化钠水溶液。
6.如权利要求1所述的新型固体燃料，其特征在于：所述工业酒精的质量浓度为95％以上。
7.一种权利要求1所述的新型固体燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按重量份数将硬脂酸加入工业酒精中，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为60～70℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液A；
(2)将步骤(1)所得的混合液A从水浴中取出，放入温度为40～50℃的水浴中，加入植物粉末，搅拌5～8分钟至均匀后得到混合物B；
(3)按重量份数将氯酸钾加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后得到混合液C；
(4)在步骤(3)得到的混合液C中加入石蜡，水浴加热搅拌，搅拌过程中保持水浴温度为70～80℃，搅拌2～3分钟至均匀后得到混合液D；
(5)在步骤(4)得到的混合液D中加入地沟油，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为60～70℃，搅拌5～10分钟至均匀后得到混合液E；
(6)将步骤(2)得到的混合物B加入步骤(5)得到的混合液E中，水浴加热搅拌，搅拌过程保持水浴温度为60～70℃，搅拌均匀后自然冷却凝固，即可得到新型固体燃料。
8.如权利要求7所述的新型固体燃料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，水浴温度为65℃。
9.如权利要求7所述的新型固体燃料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，水浴温度为70℃。
10.如权利要求7所述的新型固体燃料的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，水浴温度为62℃。
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