專利名稱：一種煤、水、油組成的水基三元混合燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種煤、水、油組成的水基三元混合燃料。
八十年代興起的油煤漿和水煤漿燃料可用于燃油鍋爐中代油燃燒，因此引起了人們的普遍關(guān)注。油煤漿由于節(jié)油不多，因此很快被水煤漿所代替。水煤漿能用70％煤和30％水以代替燃油，在節(jié)油安全運(yùn)輸方面有很大的優(yōu)越性。在當(dāng)時(shí)雖然得到很大發(fā)展，并已在國(guó)內(nèi)外解決了大規(guī)模生產(chǎn)工藝，但由于水煤漿顆料大，著火點(diǎn)高，加上煤的含灰量大，燃燒時(shí)需改造燃燒鍋爐及鍋爐噴嘴，用戶并不歡迎，因此嚴(yán)重影響水煤漿的工業(yè)化推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提供一種煤、水、油組成的水基三元混合燃料，這種混合燃料可以節(jié)省大量燃料油，并能克服水煤漿代油燃燒中出現(xiàn)的難題，即需對(duì)原有燃燒鍋爐及鍋爐噴嘴作改造。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案水基三元混合燃料包括煤、水、可燃油及煤的分散劑、油的乳化劑，所述的煤的灰份水于10％，粒徑小于40微米，它們的用量是煤占10-55％，可燃油10-50％，水20-50％，分散劑、乳化劑分別占0.2-2％。
上述煤可以是原煤或精選煤，可燃油可以是汽油、柴油、煤油、重油、渣油等。
分散煤粉用的分散劑可以是一種非離子型表面活性劑或離子型表面活性劑或者是它們的混合體，最好用烷基萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽，腐植酸磺酸鹽，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂，烷基聚氯乙烯衍生物等。
油的乳化劑有非離子型表面活性劑，最好用雙己烷基琥珀酸磺酸脂，烷基酚聚氧乙烯醚等。
制備水基三元混合燃料的工藝是煤粉中加入分散劑并分散在水里充分?jǐn)嚢璩删鶆驖{體，然后加入分散油用的乳化劑，在高速攪拌下逐漸加入油，繼續(xù)攪拌成煤、水、油均勻漿體。分散煤粉用分散劑可以在研磨時(shí)或研磨后加入。
本發(fā)明提供的水基三元混合燃料可以節(jié)省大量燃料油，并能克服水煤漿代油中的技術(shù)難題，例如，由于水煤漿煤粉顆粒大、含灰量大、著火點(diǎn)高產(chǎn)生的燃燒時(shí)需改造原有燃燒鍋爐及鍋爐噴嘴等，在本發(fā)明中采用水基煤、水、可燃油三元混合燃料，這種燃料屬于一種互不相容的混合體系，因此在放置和運(yùn)輸期間的分層與沉淀以及體系的流動(dòng)性能是研究的難點(diǎn)，本發(fā)明通過控制各組份的相對(duì)含量、顆粒大小以及添加劑的選用、用量，來控制上述性能，特別是輕油作為可燃油成份時(shí)，如何保證其穩(wěn)定性是其關(guān)鍵難題，另外，水煤漿的熱值比較低，在本發(fā)明中于水煤漿中加入油并利用了水油混合爆炸以及燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生水煤氣反應(yīng)等過程，使燃料的熱值和燃燒效率優(yōu)于水煤漿，水油混合發(fā)生爆炸以及水煤氣發(fā)生反應(yīng)的相關(guān)文獻(xiàn)見Y.Kitamuna，Q，Huang，and T.Takahashi；J of colloid and interface science 156，188-194，1993；張倩，現(xiàn)代化工，1995年第11期以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不局限于本實(shí)施例。
實(shí)施例一取經(jīng)過粉碎后粒度平均為10微米的煤粉500克，其灰份為4％，煤粉加入含有5克分散劑的300克的水里，充分?jǐn)嚢璩删鶆驖{體，然后加入4克散油用的乳化劑，在高速攪拌下逐漸加入汽油200克，繼續(xù)攪拌成煤水油均勻漿體，最后得到煤水油漿其流變性能近似于牛頓(Newton)型，切變速變?yōu)?0秒時(shí)，粘度為200mPa·s靜置一個(gè)月不發(fā)生油水分離和顆粒沉淀。
實(shí)施二取經(jīng)過粉碎后粒度平均為20微米的煤粉500克，其灰份為4％，煤粉加入含有7克分散劑的210克的水里，充分?jǐn)嚢璩删鶆驖{體，然后加入4克散油用的乳化劑，在高速攪拌下逐漸加入汽油300克，繼續(xù)攪拌成煤水油均勻漿體，最后得到煤水油漿其流變性能近似于Bingham型流體，當(dāng)切變速變?yōu)?0秒時(shí)，粘度為1100mPa·s靜置一個(gè)月不發(fā)生油水分離和顆粒沉淀。
實(shí)施三取經(jīng)過粉碎后粒度平均為35微米的煤粉500克，其灰份為4％，煤粉加入含有9克分散劑的300克的水里，充分?jǐn)嚢璩删鶆驖{體，漿體和渣油加熱至80℃，然后加入分散油用的乳化劑，在高速攪拌下逐漸加入汽油200克，繼續(xù)攪拌成煤水油均勻漿體，最后得到煤水油漿，在恒溫80℃時(shí)粘度為2000mPa·s(切變速度為50秒-1)室溫下為軟膏狀體，有利于長(zhǎng)期保存，遠(yuǎn)途運(yùn)輸。
權(quán)利要求
1.一種水基三元混合燃料，其特征在于它包括煤、水、可燃油及煤的分散劑、油的乳化劑，它們的用量是煤占10-55％，可燃油10-50％，水20-50％，分散劑和乳化劑各占0.2-2％(重量百分)所述煤的灰份小于10％，粒徑小于40微米。
2.按權(quán)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劑是一種非離子型表面活性劑或離子型表面活性劑或它們的混合體。
3.按權(quán)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劑為烷基萘磺酸鹽，木質(zhì)素磺酸鹽，腐植酸磺酸鹽，聚氯乙烯失水山梨醇脂肪酸脂、烷基聚氯乙烯衍生物。
4.按權(quán)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劑是非離子型表面活性劑。
5.按權(quán)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劑為雙己烷基琥珀酸磺酸脂，烷基酸聚氧乙烯醚。
6.按權(quán)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為汽油、柴油、煤油、重油、渣油。
7.按權(quán)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.按權(quán)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徑最好小于10微米。
全文摘要
一種煤、水、油組成的水基三元混合燃料，它包括煤、水、可燃油、煤的分散劑、油的乳化劑，它們的含量是煤占10-55％，油占10-50％，水占20-50％，分散劑和乳化劑各占0.2-2％(重量百分)，所述煤的灰含量小于10％，粒徑小于40微米，本混合燃料穩(wěn)定、流動(dòng)性好，由于顆粒細(xì)、灰份低以及含有燃料油，燒油鍋爐不需要改造爐膛噴嘴就可以改燒這種三元混合燃料，三元混合燃料的熱值高于水煤漿，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C10L1/00GK1136583SQ9610111
公開日1996年11月27日 申請(qǐng)日期1996年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月8日
發(fā)明者傅小安, 郭東紅, 江龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院感光化學(xué)研究所