CN1084784C - 醚烃液体复合燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的醚烃液体复合燃料，是由二甲醚、戊烷及附助燃料石油液化气组成，它们的组成分别是：二甲醚20-40%、戊烷燃料50-70%、石油液化气0-20%，该复合燃料热值高、污染小、安全卫生、价格便宜。所配制的燃料有专用配套灶具燃烧。

Description

醚烃液体复合燃料
本发明属于含碳燃料技术领域，具体涉及到一种主要由戊烷及二甲醚物质组成的液体复合燃料。
目前常用的民用燃料有煤气、天燃气、石油液化气、煤气和天然气受设备、管道的供应限制，而石油液化气价格偏高，且燃烧不完全，而有污染、常黑锅底。中国专利公报中公开报道了一种液体复合燃料：它是以粗甲醇为主并加有少量的二甲醚及碳五，由于甲醇的沸点比较高，所以不易气化，在使用中，灶具难点火；另外甲醇有毒，当没有气化或燃烧不完全时，对人体有毒害，并刺激眼睛流泪；甲醇价格比较高，对普通老百姓来讲使用不经济。甲醇脱水后制取的二甲醚液化气称知为洁净燃料，由于甲醇原料的市场变化(价格高)，直接影响着二甲醚液化气作为民用燃料的使用范围。轻烃燃料(戌烷)作为民用燃料已被人们认为是一种成本低，无污染、卫生、安全、易气化点燃的理想燃料，它是一种液体燃料，而如何将液体燃料变为气态进行燃烧是一个难题，目前使用的方法有：一是用微型泵将空气经***钢瓶的立管送入钢瓶内，轻烃燃料利用泵鼓泡形成蒸气，空气混合物，经角伐减压供灶具燃烧。二是用压缩机对轻烃(指的是戊烷)液体燃料进行雾化，实现管道输送，供应千家万户。所以单纯的轻烃(指戊烷)液体燃料使用起来对使用前设备有一定要求，代价比较高，另外气化或雾化程度不易掌握，而且比较麻烦。
本发明的目的是提供一种主要由戊烷和二甲醚液化气组成的醚烃液体复合燃料，还可以加有少量石油液化气，以克服现有技术中各燃料或其使用中的不足。
本目的以下列技术方案来实现：该醚烃液体复合燃料，是由二甲醚、戊烷及其附助燃料石油液化气组成，各组份含量的百分比是：
二甲醚：                  20-40％
戊烷                      50-70％
石油液化气                0-20％
本发明主要采用二甲醚的理化性质和戌烷的特性，配制而成的醚烃液体复合燃料，使之具有成本低，污染小、毒性低、安全、卫生，燃烧彻底，不留残液，且燃烧热值高等优点。燃料被使用时，不使用外界任何器械进行雾化。因为二甲醚的理化特殊性质而决定了，它不但是个溶剂，也是个气雾推进剂，所以选用这种沸点低、热值高、价格便宜的烃类燃料戊烷配合有适量的二甲醚液化气作为协同效应，所得到的液体复合燃料具有任何液体燃料不可比的优势。
戊烷包括正戊烷、异戊烷，新戊烷，它们是无色液体和气体，正戌烷(CH3CH2CH2CH2CH3)：比重0.6262(20/4°)，沸点36.1℃、溶点129.7℃、热值12630Kcal/kg，其理化特性是不溶于水，微溶于乙醇，溶于烃类和醚，是一种价格较低、热值较高，且沸点低的液体燃料的主要成份。而异戊烷沸点低，不易保存，在温度较高或长途运输中易挥发，所以在20度以上不适用作醚烃燃料成分。新戊烷本身就是一种气体。所以，后者不能作为烃醚液体复合燃料的主要成分。
二甲醚是一种洁净燃料，无色无味，易燃气体，有一般醚的性质，毒性较低，空气中的允许浓度为400ppm，空气中的***极限为3.4-27％；其一般理化性质BP是-23.7℃，MP是-138.5℃，d4 20 0.661g/ml，临界压力52.6atn，临界温度127℃，燃烧热值347.6Kcal/mol，闪点-41.1℃(闭环)，自燃点350℃是国际公认的洁净燃料，它不但可作精细化工气雾推进剂，还可开发其它燃料，对降低环境污染，净化人类生存空间都有着特殊的意义。
下面是本发明在研制过程中对二甲醚的戊烷溶合性作了试验，实验是在耐压封闭的透明溶器中进行，用称量法按一定比例先注入戌烷物质，然后再注入二甲醚液化气观察其压力变化和二者的熔合性。用纯度98％、蒸气压0.58mpa(20℃)、沸点为-24℃的二甲醚和溜程为29-60℃的正戌烷，试验结果如下：
正戌烷重(克)     270   240   210   180   150   120
二甲醚(克)        30    60    90   120   150   180
容器压力(mpa)   0.25  0.35   0.4  0.48  0.53  0.58
溶合相态           1     1     1     1     1     1
实验证明二甲醚气体与戊烷在一定压力下具有很好的溶合性，容器中的混合物随二甲醚气体进入量的增加，压力升高，所以燃料输送到炉灶被使用，二甲醚主要有一个推进剂的作用。燃烧工况试验：燃料装入耐压容器中用配套燃具燃烧，确立其最佳配比(％)：
戊烷    90      80     70     60
二甲醚    10      20     30     40
燃烧工况   不燃   燃烧不好   燃烧好   燃烧好
试验可知：取正戌烷60-70％，二甲醚30-40％范围配制的醚烃液体复合燃料能满足环境温度在10-40℃，燃料的混合蒸气压在0.13-0.29mpa范围内使用。
由于二甲醚和戌烷的溶合性受环境温度的影响：如果环境温度高于35℃以上或夏天使用，因二甲醚在戌烷中的溶解度减少，这样导致燃液中二甲醚量减少，所以灶具打火时，不易点燃，为了增加液体中的二甲醚成份，可以采取加入甲醇物质来增加二甲醚的溶合量。那末，当环境温度低于10℃也就是冬天时，使用该液体复合燃料，因二甲醚随温度下降而溶合度加大，导致二甲醚蒸气压力下降，而降低了其推进剂的作用，为了加大开灶前钢瓶内压力，适当增加少量的石油液化气，以满足燃具点燃时的需要，其钢瓶内各燃料的配比是：
二甲醚           20-40％
戌烷             50-70％
石油液化气        0-20％
下面对醚烃液体复合燃料与石油液化气、二甲醚液化气的各种指标及参数的比较：
1、醚烃液体复合燃料与二甲醚液化气、石油液化气在配套灶具上的燃烧情况作如下比较：
                    燃具有关指标一统表
Figure C9911571000051
2、所有民用燃料性能指标的对比如下：
                     燃料有关指标一统表
3、本发明与其它液体燃料的价格及热值的比较(按钢瓶内装12kg计)：
      价格       热值
石油液化气    37元/12kg   10800kcal/kg
二甲醚液化气    38.4元/12kg   8700kcal/kg
醚烃液体燃料    23.5元/12kg   11380kcal/kg
本发明的配制过程及实施例：
实施例一：(正常温度下，灌装12kg液体复合燃料钢瓶为例)
各组份的配比为：二甲醚30％，正戌烷70％，其它为0％，即二甲醚为3.6公斤、正戌烷为8.4公斤。灌装时：和通常其它液化气注入方式一样，这里先灌入正戌烷8.4公斤，然后再注入二甲醚气体3.6公斤即可。
实施例二：(环境温度低时，灌装12kg复合燃料钢瓶为例)
各组份配比为：二甲醚20％、正戌烷60％、石油液化气20％，即二甲醚2.4公斤，正戌烷7.2公斤、石油液化气2.4公斤。灌装时，先灌入正戌烷7.2公斤，再注入二甲醚2.4公斤，然后再注石油液化气2.4公斤即可。
本发明经检验部门检测结果：一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物及甲醛等有害物质对居室的污染程度均符合国家居住区大气卫生标准及居民安全质量

Claims (1)

1、一种醚烃液体复合燃料，其特征是它由二甲醚、戊烷及石油液化气组成，各组份所含百分比是：
   二甲醚：              20-40％
   戊烷                  50-70％
   石油液化气            0-20％
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