CN1202223C - 以醇基液体为基料的醇基混合燃气及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及醇基燃料及其制备方法。本发明提供了以醇基液体为基料的醇基混合燃气及其制备方法，这种以醇基液体为基料的醇基混合燃料气是掺入少量添加剂的醇基液体经汽化后再和另一类辅助燃料气态物混合而成，辅助燃料是柴油、液化石油气、天然气、煤气、碳五或液化丙烷中一种或任两种。添加剂由乙二醇甲醚、过氧化氢、二茂铁甲醇溶液和乙酸的混合物组成。本发明由于采用了使用时气体混合的物理混合方式，使醇基燃料与其它掺烧燃料均匀混合，能实现充分燃烧，也实现了醇基液体与液化石油气、天然气、煤气等常用的高热值燃气的掺烧。添加剂的使用使醇基燃料燃烧充分，提高热值，达到民用炊事的热值使用要求，同时净化了燃烧废气，消除了环境污染，提供了洁净能源。通过选用不同的掺烧燃料，可配制出不同热值的醇基燃料，以适应不同用途的需要。

Description

以醇基液体为基料的醇基混合燃气及其制备方法

技术领域

本发明涉及醇基燃料及其制备方法，尤其是以醇基液体为基料的混合燃气及其制备方法。

背景技术

能源是发展国民经济的基础，又是人们赖以生存的必要资源，随着科学技术的进步和人类文明的发展，民用液体燃料的需求越来越大，而且随着环保意识的增强，人们对燃料的要求也越来越高，这就在实际上造成了这么一种局面，一方面是以石油为代表的矿物燃料日趋紧张，而且价格也居高难下；另一方面由于保护地球人类自下而上环境的需要，必须日益降低对煤炭能源的依赖。因此在相当多的城市对民用燃料的需求日益偏重于柴油、汽油、天然气、管道煤气等多种能源，使这些不可再生的能源日趋紧张。因此不少有远见的能源专家将未来的民用能源的重点着眼于取自于生物资源的醇基燃料。但由于单纯的醇基燃料，因热值偏低，只能作火锅燃料用，不能用于炊事等，所以近些年以来，有不少发明人提出了不少以液体醇基燃料为基料的混合燃料，它们都采用与甲醇极性差别不大的几种液体化工原料及少量添加剂，通过化学混合法将其在液态下混合在一起，如甲醇与异丙醇混合；甲醇与丙酮混合；甲醇与乙醇混合；甲醇与轻烃类(如碳五)混合等。仔细分析上述配方我们可以看出，由于上述混合方式均采用液态混合，所用的原料都局限于液体类，所选用的原料不是价格高就是来源有限，如异丙醇和丙酮是价格比较高的化工原料，显然不宜作燃料使用；轻烃类的碳五虽然可以作燃料，但它是石油化工生产中的副产品，数量有限，难于普通推广使用。液化石油气、天然气、煤气等常用的热值高的燃气因其无法与醇基液体在液态下均匀混合而无法与醇基液体掺烧。

因此，寻求一种或多种能与甲醇等醇基燃料相混合的辅助燃料，并使其与醇基燃料均匀混合燃烧，克服醇基燃料热值偏低的缺陷，是提高醇基燃料利用率的必由之路。

技术内容

本发明的目的是旨在：提供一种以醇基液体为基料的醇基混合燃气及其制备方法，即提高醇基燃料的热值及适用性，同时也为世上日益短缺的石油资源找到一种替代资源。

这种以醇基液体为基料的醇基混合燃料气，它是掺入少量添加剂的醇基液体经汽化后再和另一类辅助燃料气态物混合而成，所述的辅助燃料是柴油、液化石油气、天然气、煤气、碳五或液化丙烷中一种或任两种。所述的添加剂由乙二醇甲醚、过氧化氢、二茂铁甲醇溶液和乙酸的混合物组成。

所述的醇基液体是甲醇、粗甲醇(含水量为≤5％)、乙醇或甲醇和乙醇的混合物。

所述醇基液体和辅助燃料的重量比为4∶1-1∶1。

所述的添加剂配比为：乙二醇甲醚50～60％；过氧化氢32～10％；二茂铁甲醇溶液15～25％；乙酸3～5％；

所述醇基液体与添加剂的重量比为100∶0.2-0.5。

所述醇基混合燃气的制备方法为：

步骤1：配制添加剂：将二茂铁用甲醇溶解，配制成1％的甲醇溶液，再与乙二醇甲醚、过氧化氢溶液、乙酸按比例混合均匀。

步骤2：将添加剂按醇基液体与添加剂的重量比为100∶0.2-0.5加入到醇基液体中。

步骤3：将掺有添加剂的醇基液体和掺烧的液体辅助燃料分别加热气化或雾化，得醇基燃气和辅助燃气。

步骤4：将醇基燃气和辅助燃气按所需配比充分混合，即得醇基混合燃气。

有益效果

本发明由于采用了使用时气体混合的物理混合方式，使醇基燃料与其它掺烧燃料均匀混合，克服了醇基液体与掺烧燃料液态时无法混合均匀的缺陷、能实现充分燃烧，也实现了醇基液体与液化石油气、天然气、煤气等常用的高热值燃气的掺烧。同时，由于本发明在醇基燃料中加入少量的添加剂，添加剂中的乙二醇甲醚能降低废气中的HC、NOx、CO含量，二茂铁能减少烟雾，过氧化氢起助燃作用，乙酸可去除臭味，上述添加剂的使用使醇基燃料燃烧充分，提高热值，达到民用炊事的热值使用要求，同时净化了燃烧废气，消除了环境污染，提供了洁净能源。通过选用不同的掺烧燃料，可配制出不同热值的醇基燃料，实现了醇基燃料这一清洁能源的多元化，以适应不同层次、不同消费者和不同用途使用者的需要。

具体实施方式：

实例1

甲醇与柴油

将二茂铁用甲醇溶解，制成1％甲醇溶液。称取乙二醇甲醚50克(50％)，过氧化氢32克(32％)，1％二茂铁甲醇溶液15克(15％)，乙酸3克(3％)。将其混匀即为添加剂，按甲醇∶添加剂重量比为1000∶0.5的比例将添加剂加入到甲醇中。

柴油、甲醇分别用泵输送，经流量计计量，甲醇以一定的速度，柴油以一定的速度，分别输送到安装在燃烧内的甲醇螺管加热器和柴油螺管加热器，加热器的另一端分别连接甲醇喷嘴和柴油喷嘴，甲醇在螺管内受热汽化，从喷嘴喷出甲醇蒸汽，从柴油喷嘴喷出的是雾化柴油，甲醇蒸汽与雾化柴油迅速混合燃烧，从而实现了甲醇与柴油掺混燃烧。甲醇与柴油重量比为：1∶1。

热值见表1

实例2

粗甲醇与柴油

添加剂的配制：称取乙二醇甲醚60克(60％)，过氧化氢溶液15克(15％)，1％二茂铁甲醇溶液20克(20％)，乙酸5克(5％)，将其混合，即为添加剂，按甲醇∶添加剂＝100∶0.2的比例，将添加剂加到甲醇中。

甲醇用泵输送，经流量计计量，以一定的速度，输送到安装在燃烧器内螺管加热器，加热器的另一端是安装在燃烧器内的甲醇喷嘴。

柴油用泵输送，经流量计量后，柴油以一定的速度输送到柴油螺管加热器，再经喷嘴喷出，甲醇蒸汽与雾化柴油迅速混合燃烧，甲醇与柴油的重量比为4∶1

该燃料的热值见表1

实例3

甲醇与液化石油气

添加剂的配制：称取乙二醇甲醚60克(60％)，过氧化氢溶液10克(10％)，1％二茂铁甲醇溶液25克(25％)，乙酸5克(5％)，将其混合，即为添加剂，按甲醇∶添加剂＝100∶0.2的比例，将添加剂加到甲醇中。

甲醇用泵输送，经流量计计量，以一定的速度，输送到安装在燃烧器内螺管加热器，加热器的另一端是安装在燃烧器内的甲醇喷嘴，液化石油气经气体流量计计量后直接输送到燃烧器内的气体喷嘴混合燃烧，甲醇与液化石油气的重量比例为1∶1。

热值见表1

实例4

甲醇与液化石油气

按实例3的添加剂和燃烧方法，将甲醇与液化石油气的流速调整，进行掺烧，甲醇与液化石油气重量比例为4∶1。

该燃料的热值见表1

实例5

甲醇与天然气

添加剂按下法配制：乙二醇甲醚55克(55％)，乙酸4克(4％)，过氧化氢溶液21克(21％)，1％二茂铁甲醇溶液20克(20％)，将其混匀，即为添加剂，按甲醇∶添加剂＝100∶0.3的比例配制醇基燃料，按实例3的掺烧方法，将加有添加剂的甲醇按例3的方法输送至喷嘴喷出，将经气体流量计计量后的天然气输运至气体喷嘴上，喷出的两种气体迅速混合燃烧，甲醇∶天然气的重量为1∶1。

热值见表1

实例6

甲醇与天然气

按实例5的添加剂及燃烧方法，将甲醇与天然气的输入速度调整，进行掺烧，甲醇与天然气的重量比为4∶1。

热值见表1

实例7

甲醇与碳五

添加剂按下法配制：称取乙二醇甲醚55克(55％)，乙酸3克(3％)，过氧化氢溶液32克(32％)，1％二茂铁甲醇溶液10克(10％)，将其混匀，即为添加剂，按甲醇∶添加剂的重量比为100∶0.4的比例将添加剂加入到甲醇中，按实例1的掺烧方法，掺烧燃料为碳五，甲醇∶碳五重量比为＝1∶1，按此比例调整甲醇流速和碳五流速，从甲醇喷嘴喷出的为甲醇蒸汽，从另一嘴喷出的为碳五气体，两者迅速混合，从而实现甲醇与碳五的掺混燃烧，碳五贮罐为耐压容器。

热值见表1

实例8

甲醇与碳五

按实例7的添加剂与燃烧方法，将甲醇与碳五输入速度调整进行掺烧，甲醇与碳五的重量比为4∶1。

热值见表1

实例9

甲醇与煤气、液化石油气

添加剂按下法配制：称取乙二醇甲醚50克(50％)，过氧化氢溶液21克(21％)，二茂铁甲醇溶液25克(25％)，乙酸4克(4％)，混合，即为添加剂，按甲醇∶添加剂＝100∶0.5的比例将添加剂加入到甲醇中，按实例3的掺烧方法，甲醇按例3方法输送至甲醇喷嘴喷出，在例3液化石油气的气路上并联管道煤气，煤气也用气体流量计计量，2种气体计量后通过三通汇合入气体喷嘴，输送的2种气体比例可按所需热值调整，当液化石油气∶管道煤气的体积比为1∶4时的混合燃料热值见表1。

实例10

甲醇与液化丙烷。

添加剂按下法配制：称取乙二醇甲醚55克(55％)，过氧化氢溶液15克(15％)，1％二茂铁甲溶液25克(25％)，乙酸5克(5％)混和即为添加剂，按甲醇∶添加剂＝100∶0.3的比例将添加剂加入到甲醇中。按实例3的掺烧方法，将甲醇与液化丙烷计量后输入到燃烧器掺烧，甲醇与液化丙烷重量比为1∶1，混合燃料热值见表1。

实例11

甲醇与液化丙烷

按实例10的添加剂及燃烧方法，将甲醇和液化丙烷调整后掺烧输入速度和丙烷的输入速度调整，甲醇现丙烷重量比为4∶1

表1掺烧燃料热值

实例	醇基原料	掺烧燃料	燃料重量比	混合燃料热值千卡/kg
					1	甲醇	柴油	1∶1	7500
2	粗甲醇	柴油	4∶1	5880
					3	甲醇	液化石油气	1∶1	8250
4	甲醇	液化石油气	4∶1	6180
					5	甲醇	天然气	1∶1	6600
6	甲醇	天然气	4∶1	5520
					7	甲醇	碳五	1∶1	8400
8	甲醇	碳五	4∶1	6240
					9	甲醇	液化石油气∶煤气＝1∶4	1∶1	5871
10	甲醇	液化丙烷	1∶1	7942
					11	甲醇	液化丙烷	4∶1	6057

表2掺烧燃料使用效果

掺烧燃料	甲醇-柴油	甲醇-液化石油气	甲醇-碳五	甲醇-丙烷
					燃料消耗kg/h	2.56	2.60	3.3	2.5
甲醇与辅助燃料重量比	7∶3	7∶3	6∶4	7∶3
					烧开15kg水所需时间(分)	14	13	9	13

Claims (5)

1、一种醇基混合燃气，以醇基液体为基料，其特征在于它是掺入少量添加剂的醇基液体经汽化后再和另一类辅助燃料气态物混合而成，所述的辅助燃料是柴油、液化石油气、天然气、煤气、碳五或液化丙烷中一种或任两种，所述的添加剂由乙二醇甲醚、过氧化氢、二茂铁甲醇溶液和乙酸的混合物组成。

2、根据权利要求1所述的醇基混合燃气，其特征在于所述的醇基液体是甲醇、粗甲醇或甲醇和乙醇的混合物。

3、根据权利要求1所述的醇基混合燃气，其特征在于所述醇基燃料和辅助燃料的重量比为4∶1-1∶1。

4、根据权利要求1所述的醇基混合燃气，其特征在于所述的添加剂配比为：乙二醇甲醚50～60％；过氧化氢32～10％；二茂铁甲醇溶液15～25％；乙酸3～5％；所述醇基液体与添加剂的重量比为100∶0.2-0.5。

5、根据权利要求1所述的醇基混合燃气的制备方法，其特征在于它的制备步骤为：

步骤1：配制添加剂：将二茂铁用甲醇溶解，配制成1％的甲醇溶液，再与乙二醇甲醚、过氧化氢、乙酸按所需比例混合均匀；

步骤2：将添加剂按醇基液体与添加剂的重量比为100∶0.2-0.5加入到醇基液体中；

步骤3：将掺有添加剂的醇基液体和掺烧的液体辅助燃料分别加热气化或雾化，即得醇基燃气和辅助燃气；

步骤4：将醇基燃气和辅助燃气按所需配比充分混合，即得醇基混合燃气。