CN105925327A - 一种由废机油制备的煤基三相混合燃料 - Google Patents

Abstract

一种由废机油制备的煤基三相混合燃料，所述混合燃料是由煤粉、废机油和水构成；其中添加有分散剂和乳化剂，并先将乳化剂加入一定量的水中，后在胶体磨中加入废机油和水搅拌，充分搅拌均匀后，获得油水乳液；然后将粉碎的小于1 mm的颗粒进行研磨，后经筛分获得煤粉，并将煤粉与油水乳液进行混合，加入适量的分散剂，在室温下充分搅拌均匀，制得煤基三相混合燃料。本发明将废机油用于制备油水煤浆，实现了变废为宝的目的，不仅解决了废机油对环境的污染问题，还克服了传统水煤浆燃点高，热值低等缺点，所制煤基三相混合燃料具有较低的粘度和良好的稳定性，加工成本低、操作简单，具有大规模工业化应用前景。

Description

一种由废机油制备的煤基三相混合燃料

技术领域

本发明涉及一种煤基三相混合燃料及其制备方法，具体是一种利用废机油制备油水煤浆混合燃料的方法。

背景技术

现代工业的快速发展和人们生活水平的提高使的我国成为世界上机动车数量最多且仍不断增加的国家。据公安部交通管理局在2015年初发布的数据显示，近五年机动车年均增量为1500多万辆，而截至2014年底，全国机动车保有量已达2.64亿辆。与此同时，对润滑油即机油的需求量也在迅猛激增，其消耗量仅次于燃用油，成为第二大石油消耗品。然而，机油在使用中由于长期处于高温环境，并与氧气不断接触，因缓慢氧化过程的发生，导致油品中的部分理化性质发生变化，进而产生氧化产物、胶质、沥青质等有害物质，改变原来的组成，致使机油在润滑、减磨、冷却、密封、减振等方面失去作用而转变为废机油。通常，汽车每行5000公里需要更换一次新机油。由于废机油中含有大量难以降解的各种烃类、多环芳烃和铁、铅、锌等金属，如将其直接排至环境，会对饮用水及土壤造成严重的危害，并在相当一段时期难以恢复。

废机油目前主要有两种利用方式：一是经硫酸-白土、溶剂精制和加氢精制等再生为基础油，再加入适量添加剂继续作为润滑油使用；二是通过热解将其转化为其它化工产品。但是，目前市场上对废机油的监管力度较弱，回收的废机油品牌、型号、品质不一，采用传统的再生方法难以获得性能优良的再生油，且这些过程产生的污泥难以处理；同时高温热解过程需要消耗大量的能量。据统计，我国废机油回收利用率仅为20%左右，而大量的废机油仍然是被废弃或直接焚烧，给环境造成了严重污染，因此，如何最大程度地有效利用废机油，仍然是当今全球亟需共同解决的问题。

流体燃料是煤气化目前常用的一种供料方式。将煤制成流动性和稳定性良好的水煤浆，有利于实现煤清洁利用的目的。通常情况下，水煤浆是由65%的煤、34%的水和1%的化学添加剂制成的，具有较高燃烧效率、较低污染及便于管道运输等特点。由于流动性较好，在一定范围可以作为代油燃料使用。然而，由于水煤浆含水比例较高，蒸发水分需要消耗能量，因而存在燃点较高和热值较低的弊端，而且对锅炉及喷嘴具有较高要求。本发明以废机油、煤和水制得的油煤水三相混合燃料，很好地克服了这些缺陷，并为废机油提供了一条有效的变废为宝的利用途径。

发明内容

本发明要解决的问题之一是如何为废机油寻求一种大规模处置的新途径，并制成有利于煤洁净利用的油水煤浆燃料，有效提高资源利用率，降低环境污染，实现变废为宝的目的。

本发明要解决的问题之二是如何将废机油加入水煤浆中制备混合燃料，以克服水煤浆在使用过程中能耗较大，燃点较高，热值较低的不足。

本发明的目的是提供一种由废机油制备的煤基三相混合燃料。

一种由废机油制备的煤基三相混合燃料，其原料的组成及其含量按质量百分比是由40~55%煤粉、5~20%废机油和30~50%水构成；添加剂是按煤质量的百分比为0.5~1.0%的分散剂；按油质量的百分比为0.5~2.0%的乳化剂。

上述技术方案进一步的技术特征如下。

所述煤粉是气煤、焦煤和瘦煤中的一种。

所述废机油是指机油逐渐变质，生成有机酸、胶质和沥青状物质。

所述分散剂是木质素磺酸钠和萘磺酸甲醛缩合物中的一种。

所述乳化剂是吐温80、曲拉通X-100和月桂醇聚氧乙烯醚中的一种。

所述原料和试剂是市售工业级。

所述煤基三相混合燃料的制备方法是先将乳化剂加入一定量的水中，后在胶体磨中加入废机油和水搅拌，充分搅拌均匀后，获得油水乳液；然后将粉碎的小于1 mm的颗粒进行研磨，后经筛分获得37-50 μm的煤粉，并将煤粉与油水乳液进行混合，并加入适量的分散剂，在室温下充分搅拌均匀，制得煤基三相混合燃料。

本发明上述所提供的一种由废机油制备的煤基三相混合燃料，与现有技术相比，将废机油混合于水煤浆中，提高了混合燃料的热值，降低了燃点，并利用油/水或水/油在燃烧中的微爆现象，进一步提高了气化过程的雾化效率，相应提高了燃烧效率，特别是在废机油中的微量金属组分正好充当燃烧过程的催化剂，进一步提高了燃烧效果；由于混合燃料中使用了粒度较小的煤粉以及具有较低的粘度，可直接用于燃油锅炉燃烧，而且还可以在重型柴油机上作为代油燃料使用。

本发明所述废机油水煤浆混合燃料，具有制备过程简单，成本低廉，无需对废机油进行预处理等优点，不仅解决了废机油对环境的污染问题，而且还充分利用了废机油的价值，实现了变废为宝，避免了环境污染的目的。本混合燃料，煤粉含量按质量百分比计可以达到55%；在剪切速率为100s^-1时，其粘度低于1000mPa·s；放置20天，无硬沉淀现象产生，表现出较好的稳定性，具有广阔的工业化应用前景。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做出进一步的说明。

实施一种由废机油制备的煤基三相混合燃料的制备方法，所述制备方法的原料组成及其含量按质量百分比是40~55%煤粉、5~20%废机油和30~50%水；添加剂是按煤质量的百分比为0.5~1.0%的分散剂；按油质量的百分比为0.5~2.0%的乳化剂，具体方法如下：

先将乳化剂加入一定量的水中，后在胶体磨中加入废机油和水搅拌，充分搅拌均匀后，获得油水乳液；然后将粉碎的小于1 mm的煤颗粒进行研磨，后经筛分获得37-50 μm的煤粉，并将煤粉与油水乳液进行混合，并加入适量的分散剂，在室温下充分搅拌均匀，制得煤基三相混合燃料。

在上述实施方案中，煤粉是采用气煤煤粉、焦煤煤粉和瘦煤煤粉中的一种；所采用的废机油是机油在使用过程中逐渐变质，生成有机酸、胶质和沥青状物质，包括各种机器、设备、汽车、轮船、飞机等工业及农业使用过的废机油；所采用的分散剂是木质素磺酸钠，或者是萘磺酸甲醛缩合物；所采用的乳化剂是吐温80、曲拉通X-100和月桂醇聚氧乙烯醚中的一种。

下面通过具体实例进一步说明如下。

实施例一

在胶体磨中加入40g蒸馏水、0.05g吐温80（Tween 80，又称聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯）和5g废机油室温下高速（2900转/分）乳化10分钟获得油水乳液，然后在已制备的油水乳液中加入0.275g木质素磺酸钠搅拌5分钟使其均匀，加入经过研磨后的气煤煤粉（37-50 μm）55g，边加煤粉边搅拌，待全部加完后继续高速搅拌10分钟制成煤基三相混合燃料。整个制备过程均在室温下进行，制得本发明所述的煤基三相混合燃料。

制备的煤基三相混合燃料在25℃下的表观粘度为998mPa·s，流动性较好，保存20天无硬沉淀现象。

实施例二

在胶体磨中加入43g蒸馏水、0.15g曲拉通X-100（TritonX-100）和10g废机油室温下高速（2900转/分）乳化15分钟获得油水乳液，然后在已制备的油水乳液中加入0.376g木质素磺酸钠搅拌5分钟使其均匀，加入经过研磨后的焦煤煤粉（37-50 μm）47g，边加煤粉边搅拌，待全部加完后继续高速搅拌10分钟制成煤基三相混合燃料。整个制备过程均在室温下进行，制得本发明所述的煤基三相混合燃料。

制备的煤基三相混合燃料在25℃下的表观粘度为493mPa·s，流动性较好，保存20天无硬沉淀现象。

实施例三

在胶体磨中加入40g蒸馏水、0.075g月桂醇聚氧乙烯醚和15g废机油室温下高速（2900转/分）乳化20分钟获得油水乳液，然后在已制备的油水乳液中加入0.45g萘磺酸甲醛缩合物搅拌5分钟使其均匀，加入经过研磨后的瘦煤煤粉（37-50 μm）45g，边加煤粉边搅拌，待全部加完后继续高速搅拌20分钟制成煤基三相混合燃料。整个制备过程均在室温下进行，制得本发明所述的煤基三相混合燃料。

制备的煤基三相混合燃料在25℃下的表观粘度为219mPa·s，流动性较好，保存20天无硬沉淀现象。

实施例四

在胶体磨中加入50g蒸馏水、0.4g吐温80（Tween 80，又称聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯）和20g废机油室温下高速（2900转/分）乳化20分钟获得油水乳液，然后在已制备的油水乳液中加入0.32g萘磺酸甲醛缩合物搅拌5分钟使其均匀，加入经过研磨后的气煤煤粉（37-50 μm）40g，边加煤粉边搅拌，待全部加完后继续高速搅拌20分钟制成煤基三相混合燃料。整个制备过程均在室温下进行，制得本发明所述的煤基三相混合燃料。

制备的煤基三相混合燃料在25℃下的表观粘度为283mPa·s，流动性较好，保存20天无硬沉淀现象。

实施例五

在胶体磨中加入30g蒸馏水、0.2g吐温80（Tween 80，又称聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯）和20g废机油室温下高速（2900转/分）乳化20分钟获得油水乳液，然后在已制备的油水乳液中加入0.40g萘磺酸甲醛缩合物搅拌5分钟使其均匀，加入经过研磨后的焦煤煤粉（37-50 μm）50g，边加煤粉边搅拌，待全部加完后继续高速搅拌20分钟制成煤基三相混合燃料。整个制备过程均在室温下进行，制得本发明所述的煤基三相混合燃料，无硬沉淀现象。

Claims (6)

1. 一种由废机油制备的煤基三相混合燃料，其原料的组成及其含量按质量百分比是由40~55%煤粉、5~20%废机油和30~50%水构成；添加剂是按煤质量的百分比为0.5~1.0%的分散剂；按油质量的百分比为0.5~2.0%的乳化剂。

2.如权利要求1所述的由废机油制备的煤基三相混合燃料，所述煤粉是气煤、焦煤和瘦煤中的一种。

3.如权利要求1所述的由废机油制备的煤基三相混合燃料，所述废机油是指机油逐渐变质，生成有机酸、胶质和沥青状物质。

4.如权利要求1所述的由废机油制备的煤基三相混合燃料，所述分散剂是木质素磺酸钠和萘磺酸甲醛缩合物中的一种。

5.如权利要求1所述的由废机油制备的煤基三相混合燃料，所述乳化剂是吐温80、曲拉通X-100和月桂醇聚氧乙烯醚中的一种。

6.如权利要求1所述的由废机油制备的煤基三相混合燃料的制备方法，所述制备方法是先将乳化剂加入一定量的水中，后在胶体磨中加入废机油和水搅拌，充分搅拌均匀后，获得油水乳液；然后将粉碎的小于1 mm的煤颗粒进行研磨，后经筛分获得37-50 μm的煤粉，并将煤粉与油水乳液进行混合，并加入适量的分散剂，在室温下充分搅拌均匀，制得煤基三相混合燃料。