CN114806658B - 一种水性燃液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种水性燃液及其制备方法和应用，涉及燃料制备技术领域。水性燃液包括以下重量份的原料：水700～800份、硝化纤维素0.8～1.2份、甘油0.8～1.2份、丙二醇0.6～1.5份和甘醇800～1100份。制备方法为：将水过滤，边搅拌边加入硝化纤维素，将甘油和丙二醇混合均匀倒入水中，搅拌至均相，然后加入甘醇，搅拌均匀后静置乳化，即可得到水性燃液。本申请采用水、硝化纤维素、甘油和丙二醇和甘醇作为原料制备得到水性燃液，其成本低廉，低碳环保，闪点高，用明火点不着，因此具有安全不爆炸的优点，便于运输，并且燃料热值高，可以达到11000大卡，较天然气更高，因此具有更优异的燃烧性能。
Description
技术领域
本申请涉及燃料制备技术领域，具体而言，涉及一种水性燃液及其制备方法和应用。
背景技术
燃料，指可燃烧的物质。根据物质的状态可分为固体燃料，如：煤、油页岩及煤加工后的产品焦炭等；液体燃料，如石油及其加工后的产品汽油、柴油等；气体燃料，如煤气、天然气等。根据来源可划分为：天然燃料，如煤、石油、天然气、油页岩等；人造燃料或合成燃料，如合成石油和合成汽油等。此外还有利用原子核反应放出巨大热量的核燃料等。燃料在工农业生产、交通运输以及人民生活方面都起着重要的不可缺少的作用。燃料广泛应用于工农业生产和人民生活，能通过化学反应释放出能量的物质。燃料有许多种，最常见的如煤炭、焦炭、天然气和沼气等等。随着科技的发展，人类正在更加合理地开发和利用燃料，并尽量追求环保理念。
目前，城市饭店、食堂用的餐饮灶和茶炉等大多数都以燃烧石油资源为基础，但石油液化气灶具使用时需配贮存液化气的钢瓶，因此安全无保障且体积庞大，管道煤气灶具，使用时需铺设煤气管道，因此投资大，实施困难，从而不能满足广大市民的需求，而且普通的石油液化气燃料燃烧不完全，因此导致其性价比不高，输送困难，更重要的是具有安全问题，石油液化气的燃点低，容易着火，因此也说明不管在运输过程中还是储存使用过程中都容易发生爆炸等事故。
发明内容
本申请的目的在于提供一种水性燃液，此水性燃液具有安全、成本低和低碳环保的优点。
本申请的另一目的在于提供一种水性燃液的制备方法，该制备方法操作简单，降低生产成本。
本申请的再一目的在于提供上述水性燃液的应用。
本申请解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本申请实施例提供一种水性燃液，包括以下重量份的原料：水700～800份、硝化纤维素0.8～1.2份、甘油0.8～1.2份、丙二醇0.6～1.5份和甘醇800～1100份。
另一方面，本申请实施例提供一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：将水过滤，边搅拌边加入硝化纤维素，将甘油和丙二醇混合均匀倒入水中，搅拌至均相，然后加入甘醇，搅拌均匀后静置乳化，即可得到水性燃液。
再一方面，本申请实施例提供一种水性燃液在制备民用燃料、商用燃料或工业燃料领域中的应用。
相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本申请采用水、硝化纤维素、甘油、丙二醇和甘醇作为原料制备得到水性燃液，在本申请中，甘醇起到助燃效果，硝化纤维素可以改善水质，降低水中的亚硝酸碱；甘油作为稳定剂，并且可以起到助燃的效果，丙二醇可以起到助燃的效果，并且提高整个燃液的闪点。
本申请水性燃液以水为基础材料，成本低廉，低碳环保，其闪点高，用明火点不着，需要用电气灶在近300℃温度才能点燃，因此在常温下具有安全不爆炸的优点，便于运输和储存，减少了运输储存时的条件成本。另一方面，本申请的燃料热值高，可以达到11000大卡，较普通的家用天然气更高，因此具有更优异的燃烧性能，在同样质量和同样火力大小的情况下，本申请制备的水性燃液可以具有更持久的燃烧时间，同样降低了使用成本。
本申请制备方法简单，先将水经过过滤，可以去除水中的水锈和杂质，可以提高燃料的纯度，然后硝化纤维素加入到水中，可以降低水中的亚硝酸碱，后续加入甘油、丙二醇和甘醇后进行乳化，不仅仅可以使各原料充分混合，还可以使硝化纤维素溶于有机溶剂中，使最终制备的水性燃料具有均一性。
本申请制备水性燃液的使用方法简单，通过电气化炉气化成气体后即可燃烧，可以替代天然气和其他燃料作为民用、商用和工业用燃料进行使用。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本申请。
一种水性燃液，包括以下重量份的原料：水700～800份、硝化纤维素0.8～1.2份、甘油0.8～1.2份、丙二醇0.6～1.5份和甘醇800～1100份。
在本申请中，甘醇起到助燃效果，硝化纤维素可以改善水质，降低水中的亚硝酸碱；甘油作为稳定剂，并且可以起到助燃的效果，丙二醇可以起到助燃的效果，并且提高整个燃液的闪点。
本申请水性燃液以水为基础材料，成本低廉，低碳环保，其闪点高，用明火点不着，需要用电气灶在近300℃温度才能点燃，因此在常温下具有安全不爆炸的优点，便于运输和储存，减少了运输储存时的条件成本。另一方面，本申请的燃料热值高，可以达到11000大卡，较普通的家用天然气更高，因此具有更优异的燃烧性能，在同样质量和同样火力大小的情况下，本申请制备的水性燃液可以具有更持久的燃烧时间，同样降低了使用成本。
在本申请的一些实施例中，上述水性燃液包括以下重量份的原料：水750～800份、硝化纤维素0.9～1.1份、甘油0.8～1份、丙二醇0.8～1.2份和甘醇900～1000份。本申请中进一步限定了各原料的比例，可以达到更优的效果。
在本申请的一些实施例中，上述水性燃液包括以下重量份的原料：水750份、硝化纤维素1份、甘油1份、丙二醇1份和甘醇1000份。
在本申请的一些实施例中，上述水性燃液包括以下重量份的原料：水780份、硝化纤维素1份、甘油1份、丙二醇1份和甘醇950份。
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：
将水过滤，边搅拌边加入硝化纤维素，将甘油和丙二醇混合均匀倒入水中，搅拌至均相，然后加入甘醇，搅拌均匀后静置乳化，即可得到本申请的水性燃液。
本申请制备方法简单，先将水经过过滤，可以去除水中的水锈和杂质，可以提高燃料的纯度，然后硝化纤维素加入到水中，可以降低水中的亚硝酸碱，后续加入甘油、丙二醇和甘醇后进行乳化，不仅仅可以使各原料充分混合，还可以使硝化纤维素溶于有机溶剂中，使最终制备的水性燃料具有均一性。
在本申请的一些实施例中，上述水采用微滤方式过滤，过滤精度为0.1～10μm。在本申请中采用微滤的方式过滤，可以去掉水中的细菌和其余悬浮物杂质，进一步提高水质。
在本申请的一些实施例中，上述搅拌速度为100～150转/分钟。在整个过程保持匀速的搅拌速度可以使得各原料组分之间的均匀混合，同时也能保证最终制备得到的水性燃液具有稳定的燃烧性能。
在本申请的一些实施例中，上述静置乳化的时间为40～80分钟，通过40～80分钟的静置乳化可以使得各原料混合充分。
在本申请的一些实施例中，上述加入甘醇后，搅拌40～80分钟，充分搅拌有助于各原料之间形成均一稳定的整体。
在本申请的一些实施例中，上述水性燃液在制备民用燃料、商用燃料或工业燃料领域中的应用。使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：
称取水780千克、硝化纤维素1千克、甘油1千克、丙二醇1千克和甘醇950千克备用；
将水经过5μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以120转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌60分钟，静置乳化60分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例2
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水750千克、硝化纤维素1千克、甘油1千克、丙二醇1千克和甘醇1000千克备用；
将水经过10μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以150转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌70分钟，静置乳化40分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例3
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水800千克、硝化纤维素1.2千克、甘油1.1千克、丙二醇1.1千克和甘醇800千克备用；
将水经过1μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以110转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌50分钟，静置乳化80分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例4
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水700千克、硝化纤维素0.8千克、甘油1.2千克、丙二醇1.3千克和甘醇1100千克备用；
将水经过2μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以120转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌60分钟，静置乳化40分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例5
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水800千克、硝化纤维素1.1千克、甘油0.8千克、丙二醇1.5千克和甘醇1000千克备用；
将水经过8μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以150转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌50分钟，静置乳化50分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例6
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水700千克、硝化纤维素1.15千克、甘油0.8千克、丙二醇1千克和甘醇1100千克备用；
将水经过8μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以110转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌70分钟，静置乳化45分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例7
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水780千克、硝化纤维素0.8千克、甘油1.2千克、丙二醇1.2千克和甘醇800千克备用；
将水经过0.1μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以120转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌60分钟，静置乳化50分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例8
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水800千克、硝化纤维素1.2千克、甘油1.2千克、丙二醇0.6千克和甘醇950千克备用；
将水经过10μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以150转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌70分钟，静置乳化50分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例9
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水800千克、硝化纤维素1.2千克、甘油0.9千克、丙二醇1.3千克和甘醇900千克备用；
将水经过8μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以120转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌70分钟，静置乳化50分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例10
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水800千克、硝化纤维素1.1千克、甘油0.8千克、丙二醇1.5千克和甘醇1000千克备用；
将水经过10μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以100转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌80分钟，静置乳化80分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实施例11
一种水性燃液的制备方法，包括以下步骤：称取水700千克、硝化纤维素1.2千克、甘油0.85千克、丙二醇1.5千克和甘醇900千克备用；
将水经过8μm超微过滤器过滤，去除水中的水锈和杂质，然后边以100转/分钟的速度搅拌边加入硝化纤维素，降低水中的亚硝酸碱，将甘油和丙二醇混合均匀后加入至水，搅拌至均相，然后加入甘醇，继续搅拌70分钟，静置乳化60分钟，即可得到本实施例的水性燃液。
本实施例制备的水性燃液的使用方法为：将水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，即可作为燃料使用。
实验例
为了验证本申请制备的水性燃料的性能，将本申请实施例1制备的水性燃料与天然气进行燃烧对比，其中天然气为购买的普通家用天然气，天然气直接用家用燃气灶进行燃烧，水性燃液通过水泵抽至电气化灶的灶头处，灶头采用电加热至300℃，水性燃液通过灶头时被气化后进行燃烧，结果如表1所示。
表1
经过实验和表1可以看出，天然气燃料的热量值为每立方8000～9000大卡，而本实施例1制备的水性燃液可以达到每立方11000大卡，保持火力大小不变的情况下，本申请15千克的水性燃液可以连续燃烧22小时，普通天然气15千克可以连续燃烧20小时，说明本申请水性燃液热值高，在家用、商业用和工业用燃料领域可以代替普通天然气燃料，并且本申请制备的水性燃液成本更低，因此更具有市场推广意义。
另外，在实施例2～实施例11制备后均采用相同的使用方法对其进行燃烧测试，测试结果基本同实施例1。
综上所述，本申请实施例的一种水性燃液及其制备方法和应用。本申请采用水、硝化纤维素、甘油、丙二醇和甘醇作为原料制备得到水性燃液，在本申请中，甘醇起到助燃效果，硝化纤维素可以改善水质，降低水中的亚硝酸碱；甘油作为稳定剂，并且可以起到助燃的效果，丙二醇可以起到助燃的效果，并且提高整个燃液的闪点。本申请水性燃液以水为基础材料，成本低廉，低碳环保，其闪点高，用明火点不着，需要用电气灶在近300℃温度才能点燃，因此在常温下具有安全不爆炸的优点，便于运输和储存，减少了运输储存时的条件成本。另一方面，本申请的燃料热值高，可以达到11000大卡，较普通的家用天然气更高，因此具有更优异的燃烧性能，在同样质量和同样火力大小的情况下，本申请制备的水性燃液可以具有更持久的燃烧时间，同样降低了使用成本。本申请制备方法简单，先将水经过过滤，可以去除水中的水锈和杂质，可以提高燃料的纯度，然后硝化纤维素加入到水中，可以降低水中的亚硝酸碱，后续加入甘油、丙二醇和甘醇后进行乳化，不仅仅可以使各原料充分混合，还可以使硝化纤维素溶于有机溶剂中，使最终制备的水性燃料具有均一性。本申请制备水性燃液的使用方法简单，通过电气化炉气化成气体后即可燃烧，可以替代天然气和其他燃料作为民用、商用和工业用燃料进行使用。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (9)
1.一种水性燃液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水700～800份、硝化纤维素0.8～1.2份、甘油0.8～1.2份、丙二醇0.6～1.5份和甘醇800～1100份；
所述水性燃液的制备方法包括以下步骤：将水过滤，边搅拌边加入硝化纤维素，将甘油和丙二醇混合均匀倒入水中，搅拌至均相，然后加入甘醇，搅拌均匀后静置乳化，即可得到所述水性燃液。
2.根据权利要求1所述的一种水性燃液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水750～800份、硝化纤维素0.9～1.1份、甘油0.8～1份、丙二醇0.8～1.2份和甘醇900～1000份。
3.根据权利要求2所述的一种水性燃液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水750份、硝化纤维素1份、甘油1份、丙二醇1份和甘醇1000份。
4.根据权利要求2所述的一种水性燃液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水780份、硝化纤维素1份、甘油1份、丙二醇1份和甘醇950份。
5.根据权利要求1所述的一种水性燃液，其特征在于，所述水采用微滤方式过滤，过滤精度为0.1～10μm。
6.根据权利要求1所述的一种水性燃液，其特征在于，所述搅拌速度为100～150转/分钟。
7.根据权利要求1所述的一种水性燃液，其特征在于，所述静置乳化的时间为40～80分钟。
8.根据权利要求1所述的一种水性燃液，其特征在于，加入甘醇后，搅拌40～80分钟。
9.根据权利要求1～8任一项所述的水性燃液在制备民用燃料、商用燃料或工业燃料领域中的应用。
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