一種由廢機油制備的煤基三相混合燃料的制作方法
【專利摘要】一種由廢機油制備的煤基三相混合燃料，所述混合燃料是由煤粉、廢機油和水構成；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油和水攪拌，充分攪拌均勻后，獲得油水乳液；然后將粉碎的小于1 mm的顆粒進行研磨，后經篩分獲得煤粉，并將煤粉與油水乳液進行混合，加入適量的分散劑，在室溫下充分攪拌均勻，制得煤基三相混合燃料。本發明將廢機油用于制備油水煤漿，實現了變廢為寶的目的，不僅解決了廢機油對環境的污染問題，還克服了傳統水煤漿燃點高，熱值低等缺點，所制煤基三相混合燃料具有較低的粘度和良好的穩定性，加工成本低、操作簡單，具有大規模工業化應用前景。
【專利說明】
一種由廢機油制備的煤基三相混合燃料
技術領域
[0001]本發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油制備油水煤漿混合燃料的方法。
【背景技術】
[0002]現代工業的快速發展和人們生活水平的提高使的我國成為世界上機動車數量最多且仍不斷增加的國家。據公安部交通管理局在2015年初發布的數據顯示，近五年機動車年均增量為1500多萬輛，而截至2014年底，全國機動車保有量已達2.64億輛。與此同時，對潤滑油即機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，機油在使用中由于長期處于高溫環境，并與氧氣不斷接觸，因緩慢氧化過程的發生，導致油品中的部分理化性質發生變化，進而產生氧化產物、膠質、瀝青質等有害物質，改變原來的組成，致使機油在潤滑、減磨、冷卻、密封、減振等方面失去作用而轉變為廢機油。通常，汽車每行5000公里需要更換一次新機油。由于廢機油中含有大量難以降解的各種烴類、多環芳烴和鐵、鉛、鋅等金屬，如將其直接排至環境，會對飲用水及土壤造成嚴重的危害，并在相當一段時期難以恢復。
[0003]廢機油目前主要有兩種利用方式:一是經硫酸-白土、溶劑精制和加氫精制等再生為基礎油，再加入適量添加劑繼續作為潤滑油使用；二是通過熱解將其轉化為其它化工產品。但是，目前市場上對廢機油的監管力度較弱，回收的廢機油品牌、型號、品質不一，采用傳統的再生方法難以獲得性能優良的再生油，且這些過程產生的污泥難以處理；同時高溫熱解過程需要消耗大量的能量。據統計，我國廢機油回收利用率僅為20%左右，而大量的廢機油仍然是被廢棄或直接焚燒，給環境造成了嚴重污染，因此，如何最大程度地有效利用廢機油，仍然是當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定性良好的水煤漿，有利于實現煤清潔利用的目的。通常情況下，水煤漿是由65%的煤、34%的水和1%的化學添加劑制成的，具有較高燃燒效率、較低污染及便于管道運輸等特點。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，蒸發水分需要消耗能量，因而存在燃點較高和熱值較低的弊端，而且對鍋爐及噴嘴具有較高要求。本發明以廢機油、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，并為廢機油提供了一條有效的變廢為寶的利用途徑。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的問題之一是如何為廢機油尋求一種大規模處置的新途徑，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，降低環境污染，實現變廢為寶的目的。
[0006]本發明要解決的問題之二是如何將廢機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，燃點較高，熱值較低的不足。
[0007]本發明的目的是提供一種由廢機油制備的煤基三相混合燃料。
[0008]一種由廢機油制備的煤基三相混合燃料，其原料的組成及其含量按質量百分比是由40?55%煤粉、5?20%廢機油和30?50%水構成;添加劑是按煤質量的百分比為0.5?1.0%的分散劑;按油質量的百分比為0.5?2.0%的乳化劑。
[0009]上述技術方案進一步的技術特征如下。
[0010]所述煤粉是氣煤、焦煤和瘦煤中的一種。
[0011]所述廢機油是指機油逐漸變質，生成有機酸、膠質和瀝青狀物質。
[0012]所述分散劑是木質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油和水攪拌，充分攪拌均勻后，獲得油水乳液;然后將粉碎的小于I mm的顆粒進行研磨，后經篩分獲得37-50 Mi的煤粉，并將煤粉與油水乳液進行混合，并加入適量的分散劑，在室溫下充分攪拌均勻，制得煤基三相混合燃料。
[0016]本發明上述所提供的一種由廢機油制備的煤基三相混合燃料，與現有技術相比，將廢機油混合于水煤漿中，提高了混合燃料的熱值，降低了燃點，并利用油/水或水/油在燃燒中的微爆現象，進一步提高了氣化過程的霧化效率，相應提高了燃燒效率，特別是在廢機油中的微量金屬組分正好充當燃燒過程的催化劑，進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上作為代油燃料使用。
[0017]本發明所述廢機油水煤漿混合燃料，具有制備過程簡單，成本低廉，無需對廢機油進行預處理等優點，不僅解決了廢機油對環境的污染問題，而且還充分利用了廢機油的價值，實現了變廢為寶，避免了環境污染的目的。本混合燃料，煤粉含量按質量百分比計可以達到55%;在剪切速率為100s—1時，其粘度低于100mPa.s;放置20天，無硬沉淀現象產生，表現出較好的穩定性，具有廣闊的工業化應用前景。
【具體實施方式】
[0018]下面對本發明的【具體實施方式】做出進一步的說明。
[0019]實施一種由廢機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量百分比是40?55%煤粉、5?20%廢機油和30?50%水;添加劑是按煤質量的百分比為0.5-1.0%的分散劑;按油質量的百分比為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油和水攪拌，充分攪拌均勻后，獲得油水乳液;然后將粉碎的小于I mm的煤顆粒進行研磨，后經篩分獲得37-50 μπι的煤粉，并將煤粉與油水乳液進行混合，并加入適量的分散劑，在室溫下充分攪拌均勻，制得煤基三相混合燃料。
[0020]在上述實施方案中，煤粉是采用氣煤煤粉、焦煤煤粉和瘦煤煤粉中的一種;所采用的廢機油是機油在使用過程中逐漸變質，生成有機酸、膠質和瀝青狀物質，包括各種機器、設備、汽車、輪船、飛機等工業及農業使用過的廢機油;所采用的分散劑是木質素磺酸鈉，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]
下面通過具體實例進一步說明如下。
[0022]實施例一
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廢機油室溫下高速(2900轉/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木質素磺酸鈉攪拌5分鐘使其均勻，加入經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行，制得本發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
天無硬沉淀現象。
[0024]
實施例二
在膠體磨中加入43g蒸饋水、0.15g曲拉通X-1OO(TritonX-1OO)和1g廢機油室溫下高速(2900轉/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木質素磺酸鈉攪拌5分鐘使其均勻，加入經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行，制得本發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
天無硬沉淀現象。
[0026]
實施例三
在膠體磨中加入40g蒸饋水、0.075g月桂醇聚氧乙稀醚和15g廢機油室溫下高速(2900轉/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行，制得本發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
天無硬沉淀現象。
[0028]
實施例四
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廢機油室溫下高速(2900轉/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行，制得本發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天無硬沉淀現象。
[0030]
實施例五
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廢機油室溫下高速(2900轉/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行，制得本發明所述的煤基三相混合燃料，無硬沉淀現象。
【主權項】
1.一種由廢機油制備的煤基三相混合燃料，其原料的組成及其含量按質量百分比是由40?55%煤粉、5?20%廢機油和30?50%水構成;添加劑是按煤質量的百分比為0.5?1.0%的分散劑;按油質量的百分比為0.5?2.0%的乳化劑。2.如權利要求1所述的由廢機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.如權利要求1所述的由廢機油制備的煤基三相混合燃料，所述廢機油是指機油逐漸變質，生成有機酸、膠質和瀝青狀物質。4.如權利要求1所述的由廢機油制備的煤基三相混合燃料，所述分散劑是木質素磺酸鈉和萘磺酸甲醛縮合物中的一種。5.如權利要求1所述的由廢機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.如權利要求1所述的由廢機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油和水攪拌，充分攪拌均勻后，獲得油水乳液;然后將粉碎的小于I mm的煤顆粒進行研磨，后經篩分獲得37-50 μπι的煤粉，并將煤粉與油水乳液進行混合，并加入適量的分散劑，在室溫下充分攪拌均勻，制得煤基三相混合燃料。
【文檔編號】C10L1/32GK105925327SQ201610263104
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】曹青, 張康, 張曉華, 趙紅, 靳利娥
【申請人】太原理工大學