一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料的制作方法
【專利摘要】一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，所述混合燃料是由煤粉、廢機(jī)油和水構(gòu)成；其中添加有分散劑和乳化劑，并先將乳化劑加入一定量的水中，后在膠體磨中加入廢機(jī)油和水?dāng)嚢?，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅@得油水乳液；然后將粉碎的小于1 mm的顆粒進(jìn)行研磨，后經(jīng)篩分獲得煤粉，并將煤粉與油水乳液進(jìn)行混合，加入適量的分散劑，在室溫下充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得煤基三相混合燃料。本發(fā)明將廢機(jī)油用于制備油水煤漿，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目的，不僅解決了廢機(jī)油對環(huán)境的污染問題，還克服了傳統(tǒng)水煤漿燃點(diǎn)高，熱值低等缺點(diǎn)，所制煤基三相混合燃料具有較低的粘度和良好的穩(wěn)定性，加工成本低、操作簡單，具有大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種煤基三相混合燃料及其制備方法，具體是一種利用廢機(jī)油制備油水煤漿混合燃料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高使的我國成為世界上機(jī)動車數(shù)量最多且仍不斷增加的國家。據(jù)公安部交通管理局在2015年初發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，近五年機(jī)動車年均增量為1500多萬輛，而截至2014年底，全國機(jī)動車保有量已達(dá)2.64億輛。與此同時，對潤滑油即機(jī)油的需求量也在迅猛激增，其消耗量僅次于燃用油，成為第二大石油消耗品。然而，機(jī)油在使用中由于長期處于高溫環(huán)境，并與氧氣不斷接觸，因緩慢氧化過程的發(fā)生，導(dǎo)致油品中的部分理化性質(zhì)發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生氧化產(chǎn)物、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等有害物質(zhì)，改變原來的組成，致使機(jī)油在潤滑、減磨、冷卻、密封、減振等方面失去作用而轉(zhuǎn)變?yōu)閺U機(jī)油。通常，汽車每行5000公里需要更換一次新機(jī)油。由于廢機(jī)油中含有大量難以降解的各種烴類、多環(huán)芳烴和鐵、鉛、鋅等金屬，如將其直接排至環(huán)境，會對飲用水及土壤造成嚴(yán)重的危害，并在相當(dāng)一段時期難以恢復(fù)。
[0003]廢機(jī)油目前主要有兩種利用方式:一是經(jīng)硫酸-白土、溶劑精制和加氫精制等再生為基礎(chǔ)油，再加入適量添加劑繼續(xù)作為潤滑油使用；二是通過熱解將其轉(zhuǎn)化為其它化工產(chǎn)品。但是，目前市場上對廢機(jī)油的監(jiān)管力度較弱，回收的廢機(jī)油品牌、型號、品質(zhì)不一，采用傳統(tǒng)的再生方法難以獲得性能優(yōu)良的再生油，且這些過程產(chǎn)生的污泥難以處理；同時高溫?zé)峤膺^程需要消耗大量的能量。據(jù)統(tǒng)計，我國廢機(jī)油回收利用率僅為20%左右，而大量的廢機(jī)油仍然是被廢棄或直接焚燒，給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，因此，如何最大程度地有效利用廢機(jī)油，仍然是當(dāng)今全球亟需共同解決的問題。
[0004]流體燃料是煤氣化目前常用的一種供料方式。將煤制成流動性和穩(wěn)定性良好的水煤漿，有利于實(shí)現(xiàn)煤清潔利用的目的。通常情況下，水煤漿是由65%的煤、34%的水和1%的化學(xué)添加劑制成的，具有較高燃燒效率、較低污染及便于管道運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。由于流動性較好，在一定范圍可以作為代油燃料使用。然而，由于水煤漿含水比例較高，蒸發(fā)水分需要消耗能量，因而存在燃點(diǎn)較高和熱值較低的弊端，而且對鍋爐及噴嘴具有較高要求。本發(fā)明以廢機(jī)油、煤和水制得的油煤水三相混合燃料，很好地克服了這些缺陷，并為廢機(jī)油提供了一條有效的變廢為寶的利用途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的問題之一是如何為廢機(jī)油尋求一種大規(guī)模處置的新途徑，并制成有利于煤潔凈利用的油水煤漿燃料，有效提高資源利用率，降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)變廢為寶的目的。
[0006]本發(fā)明要解決的問題之二是如何將廢機(jī)油加入水煤漿中制備混合燃料，以克服水煤漿在使用過程中能耗較大，燃點(diǎn)較高，熱值較低的不足。
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料。
[0008]一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，其原料的組成及其含量按質(zhì)量百分比是由40?55%煤粉、5?20%廢機(jī)油和30?50%水構(gòu)成;添加劑是按煤質(zhì)量的百分比為0.5?1.0%的分散劑;按油質(zhì)量的百分比為0.5?2.0%的乳化劑。
[0009]上述技術(shù)方案進(jìn)一步的技術(shù)特征如下。
[0010]所述煤粉是氣煤、焦煤和瘦煤中的一種。
[0011]所述廢機(jī)油是指機(jī)油逐漸變質(zhì)，生成有機(jī)酸、膠質(zhì)和瀝青狀物質(zhì)。
[0012]所述分散劑是木質(zhì)素磺酸鈉和萘磺酸甲醛縮合物中的一種。
[0013]所述乳化劑是吐溫80、曲拉通X-100和月桂醇聚氧乙烯醚中的一種。
[0014]所述原料和試劑是市售工業(yè)級。
[0015]所述煤基三相混合燃料的制備方法是先將乳化劑加入一定量的水中，后在膠體磨中加入廢機(jī)油和水?dāng)嚢?，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，獲得油水乳液;然后將粉碎的小于I mm的顆粒進(jìn)行研磨，后經(jīng)篩分獲得37-50 Mi的煤粉，并將煤粉與油水乳液進(jìn)行混合，并加入適量的分散劑，在室溫下充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得煤基三相混合燃料?br>[0016]本發(fā)明上述所提供的一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，與現(xiàn)有技術(shù)相比，將廢機(jī)油混合于水煤漿中，提高了混合燃料的熱值，降低了燃點(diǎn)，并利用油/水或水/油在燃燒中的微爆現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了氣化過程的霧化效率，相應(yīng)提高了燃燒效率，特別是在廢機(jī)油中的微量金屬組分正好充當(dāng)燃燒過程的催化劑，進(jìn)一步提高了燃燒效果；由于混合燃料中使用了粒度較小的煤粉以及具有較低的粘度，可直接用于燃油鍋爐燃燒，而且還可以在重型柴油機(jī)上作為代油燃料使用。
[0017]本發(fā)明所述廢機(jī)油水煤漿混合燃料，具有制備過程簡單，成本低廉，無需對廢機(jī)油進(jìn)行預(yù)處理等優(yōu)點(diǎn)，不僅解決了廢機(jī)油對環(huán)境的污染問題，而且還充分利用了廢機(jī)油的價值，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，避免了環(huán)境污染的目的。本混合燃料，煤粉含量按質(zhì)量百分比計可以達(dá)到55%;在剪切速率為100s—1時，其粘度低于100mPa.s;放置20天，無硬沉淀現(xiàn)象產(chǎn)生，表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性，具有廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做出進(jìn)一步的說明。
[0019]實(shí)施一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料的制備方法，所述制備方法的原料組成及其含量按質(zhì)量百分比是40?55%煤粉、5?20%廢機(jī)油和30?50%水;添加劑是按煤質(zhì)量的百分比為0.5-1.0%的分散劑;按油質(zhì)量的百分比為0.5-2.0%的乳化劑，具體方法如下:
先將乳化劑加入一定量的水中，后在膠體磨中加入廢機(jī)油和水?dāng)嚢?，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅@得油水乳液;然后將粉碎的小于I mm的煤顆粒進(jìn)行研磨，后經(jīng)篩分獲得37-50 μπι的煤粉，并將煤粉與油水乳液進(jìn)行混合，并加入適量的分散劑，在室溫下充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得煤基三相混合燃料?br>[0020]在上述實(shí)施方案中，煤粉是采用氣煤煤粉、焦煤煤粉和瘦煤煤粉中的一種;所采用的廢機(jī)油是機(jī)油在使用過程中逐漸變質(zhì)，生成有機(jī)酸、膠質(zhì)和瀝青狀物質(zhì)，包括各種機(jī)器、設(shè)備、汽車、輪船、飛機(jī)等工業(yè)及農(nóng)業(yè)使用過的廢機(jī)油;所采用的分散劑是木質(zhì)素磺酸鈉，或者是萘磺酸甲醛縮合物;所采用的乳化劑是吐溫80、曲拉通Χ-100和月桂醇聚氧乙烯醚中的一種。
[0021]
下面通過具體實(shí)例進(jìn)一步說明如下。
[0022]實(shí)施例一
在膠體磨中加入40g蒸饋水、0.05g吐溫80(Tween 80，又稱聚氧乙稀脫水山梨醇單油酸酯)和5g廢機(jī)油室溫下高速(2900轉(zhuǎn)/分)乳化10分鐘獲得油水乳液，然后在已制備的油水乳液中加入0.275g木質(zhì)素磺酸鈉攪拌5分鐘使其均勻，加入經(jīng)過研磨后的氣煤煤粉(37-50 μm)55g，邊加煤粉邊攪拌，待全部加完后繼續(xù)高速攪拌10分鐘制成煤基三相混合燃料。整個制備過程均在室溫下進(jìn)行，制得本發(fā)明所述的煤基三相混合燃料。
[0023]制備的煤基三相混合燃料在25°C下的表觀粘度為998mPa.S，流動性較好，保存20
天無硬沉淀現(xiàn)象。
[0024]
實(shí)施例二
在膠體磨中加入43g蒸饋水、0.15g曲拉通X-1OO(TritonX-1OO)和1g廢機(jī)油室溫下高速(2900轉(zhuǎn)/分)乳化15分鐘獲得油水乳液，然后在已制備的油水乳液中加入0.376g木質(zhì)素磺酸鈉攪拌5分鐘使其均勻，加入經(jīng)過研磨后的焦煤煤粉(37-50 ym)47g，邊加煤粉邊攪拌，待全部加完后繼續(xù)高速攪拌10分鐘制成煤基三相混合燃料。整個制備過程均在室溫下進(jìn)行，制得本發(fā)明所述的煤基三相混合燃料。
[0025]制備的煤基三相混合燃料在25°C下的表觀粘度為493mPa.S，流動性較好，保存20
天無硬沉淀現(xiàn)象。
[0026]
實(shí)施例三
在膠體磨中加入40g蒸饋水、0.075g月桂醇聚氧乙稀醚和15g廢機(jī)油室溫下高速(2900轉(zhuǎn)/分)乳化20分鐘獲得油水乳液，然后在已制備的油水乳液中加入0.45g萘磺酸甲醛縮合物攪拌5分鐘使其均勻，加入經(jīng)過研磨后的瘦煤煤粉(37-50 ym)45g，邊加煤粉邊攪拌，待全部加完后繼續(xù)高速攪拌20分鐘制成煤基三相混合燃料。整個制備過程均在室溫下進(jìn)行，制得本發(fā)明所述的煤基三相混合燃料。
[0027]制備的煤基三相混合燃料在25°C下的表觀粘度為219mPa.S，流動性較好，保存20
天無硬沉淀現(xiàn)象。
[0028]
實(shí)施例四
在膠體磨中加入50g蒸饋水、0.4g吐溫80(Tween 80，又稱聚氧乙稀脫水山梨醇單油酸酯)和20g廢機(jī)油室溫下高速(2900轉(zhuǎn)/分)乳化20分鐘獲得油水乳液，然后在已制備的油水乳液中加入0.32g萘磺酸甲醛縮合物攪拌5分鐘使其均勻，加入經(jīng)過研磨后的氣煤煤粉(37-50 ym)40g，邊加煤粉邊攪拌，待全部加完后繼續(xù)高速攪拌20分鐘制成煤基三相混合燃料。整個制備過程均在室溫下進(jìn)行，制得本發(fā)明所述的煤基三相混合燃料。
[0029]制備的煤基三相混合燃料在25°C下的表觀粘度為283mPa.S，流動性較好，保存20天無硬沉淀現(xiàn)象。
[0030]
實(shí)施例五
在膠體磨中加入30g蒸餾水、0.2g吐溫80(Tween 80，又稱聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯)和20g廢機(jī)油室溫下高速(2900轉(zhuǎn)/分)乳化20分鐘獲得油水乳液，然后在已制備的油水乳液中加入0.40g萘磺酸甲醛縮合物攪拌5分鐘使其均勻，加入經(jīng)過研磨后的焦煤煤粉(37-50 ym)50g，邊加煤粉邊攪拌，待全部加完后繼續(xù)高速攪拌20分鐘制成煤基三相混合燃料。整個制備過程均在室溫下進(jìn)行，制得本發(fā)明所述的煤基三相混合燃料，無硬沉淀現(xiàn)象。
【主權(quán)項】
1.一種由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，其原料的組成及其含量按質(zhì)量百分比是由40?55%煤粉、5?20%廢機(jī)油和30?50%水構(gòu)成;添加劑是按煤質(zhì)量的百分比為0.5?1.0%的分散劑;按油質(zhì)量的百分比為0.5?2.0%的乳化劑。2.如權(quán)利要求1所述的由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，所述煤粉是氣煤、焦煤和瘦煤中的一種。3.如權(quán)利要求1所述的由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，所述廢機(jī)油是指機(jī)油逐漸變質(zhì)，生成有機(jī)酸、膠質(zhì)和瀝青狀物質(zhì)。4.如權(quán)利要求1所述的由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，所述分散劑是木質(zhì)素磺酸鈉和萘磺酸甲醛縮合物中的一種。5.如權(quán)利要求1所述的由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料，所述乳化劑是吐溫80、曲拉通X-100和月桂醇聚氧乙烯醚中的一種。6.如權(quán)利要求1所述的由廢機(jī)油制備的煤基三相混合燃料的制備方法，所述制備方法是先將乳化劑加入一定量的水中，后在膠體磨中加入廢機(jī)油和水?dāng)嚢瑁浞謹(jǐn)嚢杈鶆蚝?，獲得油水乳液;然后將粉碎的小于I mm的煤顆粒進(jìn)行研磨，后經(jīng)篩分獲得37-50 μπι的煤粉，并將煤粉與油水乳液進(jìn)行混合，并加入適量的分散劑，在室溫下充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得煤基三相混合燃料?br>【文檔編號】C10L1/32GK105925327SQ201610263104
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】曹青, 張康, 張曉華, 趙紅, 靳利娥
【申請人】太原理工大學(xué)