CN116463153B - 一种工业窖炉用改性甲醇燃料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃料化工技术领域，具体涉及一种工业窖炉用改性甲醇燃料及其制备方法。本发明提供的一种工业窖炉用甲醇改性燃料中改性剂主要由以下重量百分比的原料组成：阴离子表面活性剂25‑35％、增热调节剂20‑30％、非离子表面活性剂13‑22％、碱性改制剂10‑20％和增氧催化剂7‑15％。通过以上改性剂的加入，可以实现甲醇的改性，提高其闪点，以及改善腐蚀性。并通过和热值剂共同使用，热值剂主要是大量的重油，废油，生物油，地沟油等按配比要求调配成油，同改性甲醇燃料共同使用燃烧后无烟无味，将这些废油，地沟油从源头卡断，在燃料中不仅起到了增加热值的作用，还可以减少碳排放，对城市环保作出重大贡献。
Description
技术领域
本发明属于燃料化工技术领域，具体涉及一种工业窖炉用改性甲醇燃料及其制备方法。
背景技术
其中，利用废油脂做热值剂可以实现碳中合，从源头把废油，地沟油进行充分燃烧，减少污染。甲醇广泛的存在于自然中，是物美价廉资源丰富的低成本清洁燃料，可以从煤碳，天然气，石油，多种值物中，可燃垃圾中等提取。还有酒精厂，糖厂，化肥工厂的副产品，甲醇燃烧后生成二氧化碳和水，不存在其他任何有害物质和烟尘。但是甲醇作为燃料因为其自身的腐蚀性以及热值低，因此需要对甲醇进行改性，以避免甲醇的腐蚀性。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料，通过加入大量的水，减少甲醇的使用量，节省原料的成本，且甲醇改性后，便于运输储存，使用更加安全。
本发明的第二目的在于提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，制备方法简单，可适用于工业化生产。
本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料，改性甲醇燃料主要由以下重量份数的原料组成：甲醇90-110份、水50-60份、改性剂0.15-0.18份；
上述改性剂主要由以下重量百分比的原料组成：阴离子表面活性剂25-35％、增热调节剂20-30％、非离子表面活性剂13-22％、碱性改制剂10-20％和增氧催化剂7-15％。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述阴离子表面活性剂包括烷基芳基磺酸钠。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述增热调节剂包括硬脂酸钠C18。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述非离子表面活性剂包括磷酸三钠。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述碱性改制剂包括过碳酸钠。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述增氧催化剂包括氯化钠。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述燃料还包括热值剂，热值剂加入量为甲醇、水和改性剂总重量的15-20％。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述热值剂主要由以下重量百分比的原料组成：地沟油10-20％、工业废油10-20％、轻质循环油20-30％、重油15-25％、煤焦油10-20％，60号白油4-13％和改质环烷酸钠0.5-1.5％。
第二方面，本发明提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，其特征在于，制备方法主要包括如下步骤：
按重量比在容器中加入改性剂和部分水，将所述改性剂溶解后加入余量的水，并按重量比加入其余组分，搅拌均匀即可得到改性甲醇燃料。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，在所述改性剂中加入部分水溶解过程中，加水量为水总重量的10-80％，加水温度为40-50℃。
与现有技术相比，本发明至少具有如下技术效果：
本发明提供的工业窖炉用改性甲醇燃料，加水量大，燃料成本大幅度降低，燃烧后排放二氧化碳和水，对空气无污染。
第一次燃烧后，因为加入的热值剂在高温下才能燃烧，高温下，在催化剂的作用下，热值剂二次燃烧，二次燃烧过程中，因为前期过量的水在高温下和改性剂作用，持续供氧，从而实现热值剂的完全燃烧，可将改性甲醇燃料的热值倍增，超过1万大卡的热值，且排放无烟无味无污染。
本发明的工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，将所有原料在常温常压下进行物理混合，先加入部分水将改性剂混合均匀，等完全溶解后加入余量的水和甲醇，常温常压下静态混合即可得到改性甲醇燃料，制备方法简单，原料易于获得，适合工业化生产。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围，实施例中未注明的具体条件，按照常规条件或者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。
本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料，改性甲醇燃料主要由以下重量份数的原料组成：甲醇90-110份、水50-60份、改性剂0.15-0.18份；
上述改性剂主要由以下重量百分比的原料组成：阴离子表面活性剂25-35％、增热调节剂20-30％、非离子表面活性剂13-22％、碱性改制剂10-20％和增氧催化剂7-15％。
其中，甲醇的含醇量为95-99.9％。甲醇的闪点为12℃左右，甲醇属于危险化学品类，不利于运输储存和使用，通过本方案的改性剂将甲醇改性得到的改性甲醇燃料，其闪点在25-50℃之间，便于运输储存，具有更安全的效果。
燃料含醇量低于70％，改性剂是水溶性物质且不属于危险品，改性甲醇燃料可以抗低温-20℃低温，不结冰易流动，可以在国内70％地门区使用。
进一步地，上述阴离子表面活性剂包括烷基芳基磺酸钠。其中烷基芳基磺酸钠在水和甲醇中，起到增效作用，让醇和水具有更好的互溶性。
进一步地，上述增热调节剂包括硬脂酸钠C18。硬脂酸钠可提高燃料油热值，在高温700℃条件下，激发热值剂和甲醇的热效，让甲醇充分燃烧，减少一氧化碳的产生。
进一步地，上述非离子表面活性剂包括磷酸三钠。通过加入的磷酸三钠可以减弱甲醇分子的附着力，增加水的亲和力，通过束缚水中所含的硬度离子，使水得以软化，发挥醇水最大互溶性效用。
进一步地，上述碱性改制剂包括过碳酸钠。过碳酸钠作为分散剂，使硬水形成沉淀软化水质，在高温中加剧易燃物质的燃烧作用，过碳酸钠在高温中也会释放出过氧化氢，增加助燃的效果。
进一步地，上述增氧催化剂包括氯化钠。
进一步地，上述燃料还包括热值剂，热值剂加入量为甲醇、水和改性剂总重量的5-20％。
其中改性甲醇燃料同热值剂混合使用，不仅可以减少甲醇的使用，也可以提高燃料的热值效果。
进一步地，上述热值剂主要由以下重量百分比的原料组成：地沟油10-20％、10-20％、轻质循环油20-30％、重油15-25％、煤焦油10-20％，60号白油4-13％和改质环烷酸钠0.5-1.5％。
其中工业废油包括导热油、变压器油、液压油和发动机废机油。
轻质循环油为船用油或烧火油。
重油包括柴油燃烧后剩余的重质油。
本发明中还包含热值剂，热值剂主要是大量的重油，废油，生物油，地沟油等按配比要求调配成油，热值剂同改性甲醇燃料共同使用，燃烧后无烟无味，一氧化碳低于30毫克/公斤，各项指标达到环保排放要求，将这些废油，地沟油从源头卡断，在燃料中不仅起到了增加热值的作用，还可以减少碳排放，净化城市空气，减少环境污染，实现节能减排的目的，利用能源转换燃料的技术，可带动能源革命，对城市环保作出重大贡献。
其中改性甲醇燃料中加入热值剂混合使用，不仅可以减少甲醇的使用，也可以提高燃料的热值效果，在工业窖炉中燃烧热值可以超过1万大卡，燃烧排放无烟无尘无味，颗粒PM2.5及氮氧化合物，排放均低于同类产品，尾气排放不需要再增加有害烟尘过滤器，经济效高，避免能源浪废，主燃料甲醇在燃料中价格最低，甲醇(粗甲醇)均可使用，且热值剂均为废油，将所有废油从源头切断，减少污染源，对城市环保做出了极大的贡献。
第二方面，本发明提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，其特征在于，制备方法主要包括如下步骤：
按重量比在容器中加入改性剂和部分水，将所述改性剂溶解后加入余量的水，并按重量比加入其余组分，搅拌均匀即可得到改性甲醇燃料。
本发明提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，具体操作步骤如下：按重量比在容器中加入改性剂并加入部分水，将改性剂溶解均匀，继续加入余量的水和甲醇，静态混合后、过滤，得到改性甲醇燃料，在使用过程中可以按比例加入热值剂，将热值剂和改性甲醇燃料共同使用，进一步得到改性甲醇燃料。
进一步地，在所述改性剂中加入部分水溶解过程中，加水量为水总重量的10-80％，加水温度为40-50℃。其中水温在40-50摄氏度，可以更好的溶解改性剂。
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
本实施例提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料，甲醇1000份、水500份、改性剂1.5份混合均匀得到改性甲醇燃料1；
在改性甲醇燃料1中加入热值剂，混合均匀得到改性甲醇燃料2；
其中热值剂加入量是改性甲醇燃料1总质量的20％。
改性剂由以下重量百分比的原料组成：阴离子表面活性剂30％、增热调节剂25％、非离子表面活性剂18％、碱性改制剂15％和增氧催化剂12％。
热值剂由以下重量百分比的原料组成：地沟油15％、工业废油15％、轻质循环油25％、重油20％、煤焦油15％，60号白油9％和改质环烷酸钠1％。
本实施例提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，
将上述重量的改性剂混合均匀后，加入100份的水将改性剂溶解均匀后，再加入余量的水和甲醇，搅拌均匀即可得到改性甲醇燃料1。
在改性甲醇燃料1中继续加入上述质量的热值剂混合均匀，得到甲醇改性燃料2。
实施例2
本实施例提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料，包括：甲醇1000份、水550份、改性剂1.8份混合均匀得到改性甲醇燃料3；
在改性甲醇燃料3中加入热值剂，混合均匀得到改性甲醇燃料4；
其中热值剂加入量是改性甲醇燃料3总质量的15％。
改性剂主要由以下重量百分比的原料组成：阴离子表面活性剂25％、增热调节剂20％、非离子表面活性剂13％、碱性改制剂10％和增氧催化剂10％。
热值剂由以下重量百分比的原料组成：地沟油10％、工业废油10％、轻质循环油20％、重油15％、煤焦油10％，60号白油4％和改质环烷酸钠0.5％。
本实施例提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，其制备方法同实施例相同。
实施例3
本实施例提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料，包括：甲醇1000份、水600份、改性剂1.7份混合均匀得到改性甲醇燃料5；
在改性甲醇燃料5中加入热值剂，混合均匀得到改性甲醇燃料6；
其中热值剂加入量是改性甲醇燃料5总质量的15％。
改性剂主要由以下重量百分比的原料组成：阴离子表面活性剂35％、增热调节剂30％、非离子表面活性剂22％、碱性改制剂20％和增氧催化剂15％。
热值剂由以下重量百分比的原料组成：地沟油20％、工业废油20％、轻质循环油30％、重油25％、煤焦油20％，60号白油13％和改质环烷酸钠1.5％。
本实施例提供一种工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法，其制备方法同实施例相同。
为了说明本申请提供改性甲醇燃料可以降低有害物质排放的能力，特进行下述实验：
实验例1
试验场地：重庆正涛科技研究所南山科技
试烧设备：150万大卡导热油炉
试烧要求：试烧7种能源燃料达150万大卡的热能
试烧油炉记录时间、耗量、排放、安全(企业数据)
试烧采用民用电价，根据热值换算数据
将实施例1的加入热值剂后的改性甲醇燃料同市面正常的含醇85％的醇基燃料以及其他燃料对比，在150万大卡的导热油炉，油温达到120℃下进行试验，试验结果见表1
表1
通过上述表1可知，在都可产生热值150万大卡的燃烧炉中燃烧，在油炉温度相同的情况下，本发明的改性甲醇燃料成本最低，燃烧时间最短，安全性能极好，污染物排放量最低，不仅起到了增加热值的作用，还可以减少碳排放，其中实施例的改性甲醇燃料每公斤仅排放一氧化碳和氮氧化物不超过10mg，对城市环保做出重大的贡献。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种工业窖炉用改性甲醇燃料，其特征在于，所述工业窖炉用改性甲醇燃料是通过向改性甲醇燃料1中加入热值剂制得；
其中，以质量百分数计，所述热值剂加入量是改性甲醇燃料1总质量的20％；
所述改性甲醇燃料1是由以下重量份数的原料组成：甲醇1000份、水500份、改性剂1.5份；所述改性剂是由以下重量百分比的原料组成：阴离子表面活性剂30％、增热调节剂25％、非离子表面活性剂18％、碱性改制剂15％和增氧催化剂12％；
所述增热调节剂为硬脂酸钠C18；
所述碱性改制剂为过碳酸钠；
所述增氧催化剂为氯化钠；
所述热值剂是由以下重量百分比的原料组成：地沟油15％、工业废油15％、轻质循环油25％、重油20％、煤焦油15％，60号白油9％和改质环烷酸钠1％；
所述工业窖炉用改性甲醇燃料的制备方法包括以下步骤：
将所述改性剂中各组分按重量比例进行混合均匀后，加入100重量份的水将改性剂溶解均匀后，再加入余量的水和甲醇，搅拌均匀即可得到改性甲醇燃料1；
向所述改性甲醇燃料1中继续加入所述热值剂进行混合均匀，得到所述工业窖炉用改性甲醇燃料。
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