CN1136583A - 一种煤、水、油组成的水基三元混合燃料 - Google Patents
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Abstract
一种煤、水、油组成的水基三元混合燃料，它包括煤、水、可燃油、煤的分散剂、油的乳化剂，它们的含量是：煤占10-55％，油占10-50％，水占20-50％，分散剂和乳化剂各占0.2-2％(重量百分)，所述煤的灰含量小于10％，粒径小于40微米，本混合燃料稳定、流动性好，由于颗粒细、灰份低以及含有燃料油，烧油锅炉不需要改造炉膛喷嘴就可以改烧这种三元混合燃料，三元混合燃料的热值高于水煤浆，易于推广应用。
Description
本发明属于一种煤、水、油组成的水基三元混合燃料。
八十年代兴起的油煤浆和水煤浆燃料可用于燃油锅炉中代油燃烧，因此引起了人们的普遍关注。油煤浆由于节油不多，因此很快被水煤浆所代替。水煤浆能用70％煤和30％水以代替燃油，在节油安全运输方面有很大的优越性。在当时虽然得到很大发展，并已在国内外解决了大规模生产工艺，但由于水煤浆颗料大，着火点高，加上煤的含灰量大，燃烧时需改造燃烧锅炉及锅炉喷嘴，用户并不欢迎，因此严重影响水煤浆的工业化推广应用。
本发明的目的是提供一种煤、水、油组成的水基三元混合燃料，这种混合燃料可以节省大量燃料油，并能克服水煤浆代油燃烧中出现的难题，即需对原有燃烧锅炉及锅炉喷嘴作改造。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：水基三元混合燃料包括煤、水、可燃油及煤的分散剂、油的乳化剂，所述的煤的灰份水于10％，粒径小于40微米，它们的用量是煤占10-55％，可燃油10-50％，水20-50％，分散剂、乳化剂分别占0.2-2％。
上述煤可以是原煤或精选煤，可燃油可以是汽油、柴油、煤油、重油、渣油等。
分散煤粉用的分散剂可以是一种非离子型表面活性剂或离子型表面活性剂或者是它们的混合体，最好用烷基萘磺酸盐、木质素磺酸盐，腐植酸磺酸盐，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂，烷基聚氯乙烯衍生物等。
油的乳化剂有非离子型表面活性剂，最好用双己烷基琥珀酸磺酸脂，烷基酚聚氧乙烯醚等。
制备水基三元混合燃料的工艺是：煤粉中加入分散剂并分散在水里充分搅拌成均匀浆体，然后加入分散油用的乳化剂，在高速搅拌下逐渐加入油，继续搅拌成煤、水、油均匀浆体。分散煤粉用分散剂可以在研磨时或研磨后加入。
本发明提供的水基三元混合燃料可以节省大量燃料油，并能克服水煤浆代油中的技术难题，例如，由于水煤浆煤粉颗粒大、含灰量大、着火点高产生的燃烧时需改造原有燃烧锅炉及锅炉喷嘴等，在本发明中采用水基煤、水、可燃油三元混合燃料，这种燃料属于一种互不相容的混合体系，因此在放置和运输期间的分层与沉淀以及体系的流动性能是研究的难点，本发明通过控制各组份的相对含量、颗粒大小以及添加剂的选用、用量，来控制上述性能，特别是轻油作为可燃油成份时，如何保证其稳定性是其关键难题，另外，水煤浆的热值比较低，在本发明中于水煤浆中加入油并利用了水油混合爆炸以及燃烧时会发生水煤气反应等过程，使燃料的热值和燃烧效率优于水煤浆，水油混合发生爆炸以及水煤气发生反应的相关文献见Y.Kitamuna，Q，Huang，and T.Takahashi；J of colloid and interface science 156，188-194，1993；张倩，现代化工，1995年第11期
以下结合实例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于本实施例。
实施例一：
取经过粉碎后粒度平均为10微米的煤粉500克，其灰份为4％，煤粉加入含有5克分散剂的300克的水里，充分搅拌成均匀浆体，然后加入4克散油用的乳化剂，在高速搅拌下逐渐加入汽油200克，继续搅拌成煤水油均匀浆体，最后得到煤水油浆其流变性能近似于牛顿(Newton)型，切变速变为50秒时，粘度为200mPa·s静置一个月不发生油水分离和颗粒沉淀。
实施二：
取经过粉碎后粒度平均为20微米的煤粉500克，其灰份为4％，煤粉加入含有7克分散剂的210克的水里，充分搅拌成均匀浆体，然后加入4克散油用的乳化剂，在高速搅拌下逐渐加入汽油300克，继续搅拌成煤水油均匀浆体，最后得到煤水油浆其流变性能近似于Bingham型流体，当切变速变为50秒时，粘度为1100mPa·s静置一个月不发生油水分离和颗粒沉淀。
实施三：
取经过粉碎后粒度平均为35微米的煤粉500克，其灰份为4％，煤粉加入含有9克分散剂的300克的水里，充分搅拌成均匀浆体，浆体和渣油加热至80℃，然后加入分散油用的乳化剂，在高速搅拌下逐渐加入汽油200克，继续搅拌成煤水油均匀浆体，最后得到煤水油浆，在恒温80℃时粘度为2000mPa·s(切变速度为50秒-1)室温下为软膏状体，有利于长期保存，远途运输。
Claims (8)
1、一种水基三元混合燃料，其特征在于它包括煤、水、可燃油及煤的分散剂、油的乳化剂，它们的用量是煤占10-55％，可燃油10-50％，水20-50％，分散剂和乳化剂各占0.2-2％(重量百分)所述煤的灰份小于10％，粒径小于40微米。
2、按权利要求1所述的水基三元混合燃料，其特征在于所述煤的分散剂是一种非离子型表面活性剂或离子型表面活性剂或它们的混合体。
3、按权利要求2所述的水基三元混合燃料，其特征在于所述的分散剂为烷基萘磺酸盐，木质素磺酸盐，腐植酸磺酸盐，聚氯乙烯失水山梨醇脂肪酸脂、烷基聚氯乙烯衍生物。
4、按权利要求1或2所述的水基三元混合燃料，其特征在于所述的油的乳化剂是非离子型表面活性剂。
5、按权利要求4所述的水基三元混合燃料，其特征在于所述的油的乳化剂为双己烷基琥珀酸磺酸脂，烷基酸聚氧乙烯醚。
6、按权利要求2所述的水基三元混合燃料，其特征在于所述的可燃油为汽油、柴油、煤油、重油、渣油。
7、按权利要求1所述的水基三元混合燃料，其特征在于所述的煤的灰份最好小于4％。
8、按权利要求1或7所述的水基三元混合燃料，其特征在于所述的粒径最好小于10微米。
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