一种超细水油煤混合燃料浆及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种超细水油煤混合燃料浆及其生产方法。所述水油煤混合燃料浆含有：（ａ）１０－７０重量份数的煤；（ｂ）５－８０重量份数的燃料油；和（ｃ）１０－４０重量份数的水；其中，固体颗粒的平均粒径为０．５－４微米。本发明专利技术的水油煤混合燃料浆的稳定性好、可泵送且可雾化燃烧，是一种成本低廉的洁净燃料。

【技术实现步骤摘要】
一种超细水油煤混合燃料浆及其生产方法
本专利技术涉及燃料加工和环境保护领域，更具体地涉及一种超细水油煤混合燃料浆及其生产方法。
技术介绍
为了节省燃油，人们长期以来探索以煤代油的技术，特别是在上个世纪70年代石油危机以来，这种探索更加迫切。在以煤代油的技术中，有“油煤浆”技术，“水煤浆”技术和“水油煤浆”技术。油煤浆技术基本被放弃，原因是，在煤的加入量少时节油效果不大，煤加入量大时，燃料浆的黏度过高，难于操作。水煤浆技术则在近20年来有了飞速的发展，已经实现了工业化规模生产，并且进入了市场。但是，水煤浆的局限性也很明显，这就是它的热值低，不能满足对热值要求较高的应用要求。另外，水煤浆的稳定性较差，在储存和运输过程中要不断地搅拌，才能使浆中的煤颗粒不会沉淀结饼。这些缺点限制了它的推广应用。水油煤浆弥补了水煤浆的不足，其热值高，点火温度比水煤浆低，对煤种要求不高，储存稳定性明显优于水煤浆，而且代替重油时重油锅炉改造成本很低。经过上个世纪70到80年代的二十多年的研究，水煤油浆技术有了很大的进展，但是仍然没有实现商业化生产。原因是其制备工艺复杂，对生产设备要求高，成本较高，工业化的生产技术没有突破。目前水油煤浆的制备技术可以大体上分为两类。一类是应用添加剂技术，就是在煤、油、水三元混合物中加入添加剂(乳化剂、分散剂、稳定剂)，以达到混合燃料的各组分分散均匀，混合燃料浆稳定，便于储存、运输和应用。另一类方法是不用添加剂(乳化剂、分散剂、稳定剂)的方法，依靠超声波和其他方法，将混合物-->中的固体粒子粉碎到很细的程度，例如，平均粒径在10微米以下。美国专利5,902,359提供了一个典型的通过加入添加剂生产水煤油浆的方法，其特征是：(1)先将煤粉与水混合制备成水煤浆，控制煤粉颗粒在40-45微米范围，为使悬浮液稳定，加入0.5％-1.0％阴离子表面活性剂；(2)通过加入与(1)中相同的阴离子表面活性剂和聚合物型稳定剂制备水包油型乳化燃料油，乳化油中的油粒子平均粒径在4-7微米；和(3)将上述制备好的水煤浆和乳化油经过-系列混合装置混合制得水油煤浆燃料。该专利方法的制备程序比较复杂，需要加入表面活性剂和稳定剂，提高了生产成本，而且煤粉的粒子粒径较大，在40-45微米之间，对水油煤浆燃料的稳定性不利，该专利也没有给出产品的稳定性的数据。中国专利申请87105047.8所公开的方法中，除去水、油、煤之外还要加入助燃助氧剂。中国专利申请99112720.X、00132662.7和01113675.8的方法中，都包括了向水油煤混合物中加入乳化剂、分散剂和稳定剂，只是加入的添加剂的种类和数量不同而已。美国专利4441887、4511364、4670019、4713086、4744797、欧盟专利EP0290699、英国专利2110714、法国专利2595711、日本专利(公开号)07062364、日本专利(公开号)06145676、日本专利(公开号)59075989A等专利技术中，制备水油煤浆燃料也都要加入表面活性剂、分散剂和稳定剂，只是加入的添加剂的种类不同，具体的化合物不同，加入的数量不同。上述各中国和外国的水油煤浆的专利或专利申请的技术的共同特点是依赖添加剂使混合浆状燃料获得比较好的分散性和稳定性。无须加入添加剂的方法出现在上世纪70年代和80年代早期，比较有代表性的技术包括美国专利4400177、4377391和欧洲专利申请(公开号)0024847、0025278、0042376，在上述2个美国专利和欧洲专利申请0042376中为了获得良好的混合粉碎效果，采用了高能量密度的超声波粉碎方法，虽然获得了固体颗粒比较细的浆状燃料，但是难于进行大规模的工业化生产。在上述欧洲专利申请0024847和0025278中，采用了球磨技术，将混合燃料中的-->固体颗粒研磨到粒径接近4微米，获得了稳定性好的水油煤混合燃料浆。但是，众所周知，球磨技术动力利用率低，研磨形成的粒子粒径尺寸分布很宽，当产品颗粒度比较大时球磨技术比较实用，但是，要使平均颗粒度达到5微米左右，必须经过长时间(至少数十小时)研磨，成本过高，难于实现规模化生产。综上所述，目前尚没有成本低、适合规模化生产的令人满意水油煤混合燃料技术，因此本领域迫切需要开发新的燃烧洁净，且成本低廉的水油煤混合燃料浆以及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种燃烧洁净，且成本低廉的水油煤混合燃料浆及其制备方法。在本专利技术的第一方面，提供了一种水油煤混合燃料浆，它含有：(a)10-70重量份数的煤；(b)5-80重量份数的燃料油；(c)10-40重量份数的水；其中，燃料浆中的固体颗粒的平均粒径为0.5-4微米。在另一优选例中，所述固体颗粒的平均粒径为1-3.5微米。在另一优选例中，燃料浆中90％固体颗粒的粒径为0.5-4微米。在另一优选例中，所述水油煤混合燃料浆含有：(a)30-50重量份数的煤；(b)20-50重量份数的燃料油；(c)20-30重量份数的水。在另一优选例中，所述燃料浆的发热量为4000大卡/公斤～7500大卡/公斤。在另一优选例中，所述燃料浆在室温下放置6个月、90℃放置1周时不发生煤、油、水分层离析现象和储存容器低部无沉积物板结现象。在另一优选例中，所述的煤粉选自下组：烟煤、无烟煤、褐-->煤、泥煤、洗精煤、洗精煤下脚、焦炭、焦屑、木炭、活性炭、含有废碳质燃料的固体废弃物、或上述物质的混合物。在另一优选例中，所述的燃料油选自下组：柴油、重柴油、重油、渣油、石油原油、稠原油、页岩油、植物油、动物油、石油焦、煤焦油、废燃料油、废食用油、废工业用油、高分子物质裂解油、或其混合物。在另一优选例中，还含有脱硫剂，所述的脱硫剂的用量是使脱硫剂中的钙或镁与燃料浆中的硫的克原子比例在1.0∶1～6∶1之间。在本专利技术的第二方面，提供了一种水油煤混合燃料浆的制备方法，该方法包括以下步骤：(i)将(a)10-80重量份数的煤、(b)5-80重量份数的燃料油和(c)10-40重量份数的水混合，形成原料混合物，(ii)将原料混合物进行研磨，使燃料中的固体颗粒的平均粒径为0.5-4微米，从而获得水油煤混合燃料浆；或者该方法包括步骤：将(a)10-80重量份数的煤、(b)5-80重量份数的燃料油和(c)10-40重量份数的水同时送入研磨设备进行研磨，使燃料中的固体颗粒的平均粒径为0.5-4微米，从而获得水油煤混合燃料浆。附图说明图1显示了对本专利技术水油煤混合燃料浆中固体颗粒的粒径测量结果。具体实施方式本专利技术人经过深入而广泛的研究发现：将水、煤粉和燃料油按合适的比例预混合形成的原料混合物，经过超细研磨和均质，当固体颗粒的平均粒径为0.5-4微米时，形成一种煤粉被油膜包裹、水形成连续相的浆状燃料。在这种浆状燃料中，由于粒子微细，分布均匀，所以浆状燃料非常稳定。又由于燃料中的超细颗粒物之间有油膜相分隔，易于分散雾化，使燃烧非常完全，烟道气中的一氧化碳、未燃净的炭粒子大大减少，超细脱硫剂的存在显著-->减少了二氧化硫的排放。其熔融的炉渣将重金属包在其内，防止了重金属浸出形成二次污染，所以这种浆状燃料是一种清洁燃料。在此基础上完成了本专利技术。如本文所用，术语“本专利技术的燃料”、“本专利技术的燃料组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水油煤混合燃料浆，其特征在于，它含有：（ａ）１０－７０重量份数的煤；（ｂ）５－８０重量份数的燃料油；（ｃ）１０－４０重量份数的水；其中，燃料浆中的固体颗粒的平均粒径为０．５－４微米。

【技术特征摘要】
1.一种水油煤混合燃料浆，其特征在于，它含有：(a)10-70重量份数的煤；(b)5-80重量份数的燃料油；(c)10-40重量份数的水；其中，燃料浆中的固体颗粒的平均粒径为0.5-4微米。2.如权利要求1所述的水油煤混合燃料浆，其特征在于，所述固体颗粒的平均粒径为1-3.5微米。3.如权利要求1所述的水油煤混合燃料浆，其特征在于，燃料浆中90％固体颗粒的粒径为0.5-4微米。4.如权利要求1所述的水油煤混合燃料浆，其特征在于，含有：(a)30-50重量份数的煤；(b)20-50重量份数的燃料油；(c)20-30重量份数的水。5.如权利要求1所述的水油煤混合燃料浆，其特征在于，所述燃料浆的发热量为4000大卡/公斤～7500大卡/公斤。6.如权利要求1所述的水油煤混合燃料浆，其特征在于，所述燃料浆在室温下放置6个月、90℃放置1周时不发生煤、油、水分层离析现象和储存容器低部无沉积物板结现象。7.如权利要求1所述的水油煤混合燃料浆，其特征在于，所述的煤粉选自下组：烟煤、无烟煤、褐煤、泥煤、洗精煤、洗精煤下脚、焦炭、焦屑、木...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景云，王力民，
申请(专利权)人：上海精微粉溶机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]