一种燃料助燃剂及其应用

文档序号：1290119 发布日期：2020-08-07 浏览：11次 >En<

阅读说明：本技术 一种燃料助燃剂及其应用 (Fuel combustion improver and application thereof ) 是由吴汉升默罕默德法沙夫瑟苏海布法沙夫瑟于 2019-01-30 设计创作，主要内容包括：为克服现有燃烧催化剂存在成分复杂、制备成本高以及催化效率低的问题,本发明提供了包括溶剂和含有金属元素的金属化合物,所述金属化合物包括含铝化合物、含铁化合物和含镁化合物中的一种或多种,所述金属化合物至少部分在所述溶剂中形成胶体颗粒。同时,本发明还公开了上述燃料助燃剂的应用。本发明提供的燃料助燃剂能够有效提高燃料的燃烧效率,保证燃料的充分燃烧,减少污染产物,提高发热量。(In order to overcome the problems of complex components, high preparation cost and low catalytic efficiency of the existing combustion catalyst, the invention provides a catalyst which comprises a solvent and a metal compound containing metal elements, wherein the metal compound comprises one or more of an aluminum-containing compound, an iron-containing compound and a magnesium-containing compound, and the metal compound at least partially forms colloidal particles in the solvent. Meanwhile, the invention also discloses the application of the fuel combustion improver. The fuel combustion improver provided by the invention can effectively improve the combustion efficiency of the fuel, ensure the sufficient combustion of the fuel, reduce pollution products and improve the heat productivity.)

一种燃料助燃剂及其应用

技术领域

本发明属于燃料节能技术领域，具体涉及一种燃料助燃剂及其应用。

背景技术

煤炭、天然气、汽油和柴油等为常见的燃料，在采用燃料进行燃烧时需要保证燃料的充分燃烧，然而在现有情况中，燃料燃烧不充分的问题仍十分严重，燃料的不充分燃烧容易产生一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘颗粒等，对环境造成不利的影响，另一方面也导致燃料燃烧产生热量的较低，不利于能源的充分利用。

现有提高燃料燃烧效率的方法主要是通过增加燃料和空气的接触面积以及在燃料中加入燃烧催化剂的方式进行，然而现有的燃烧催化剂存在成分复杂、制备成本高以及催化效率低的缺点，导致最终使用成本的提高，不利于实际使用。

发明内容

对现有燃烧催化剂存在成分复杂、制备成本高以及催化效率低的问题，本发明提供了一种燃料助燃剂及其应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种燃料助燃剂，包括溶剂和含有金属元素的金属化合物，所述金属化合物包括含铝化合物、含铁化合物和含镁化合物中的一种或多种，所述金属化合物至少部分在所述溶剂中形成胶体颗粒。

可选的，所述溶剂为水。

可选的，所述燃料助燃剂中还包括有酸，所述燃料助燃剂的pH值为2～7。

可选的，所述酸包括柠檬酸、碳酸、盐酸和醋酸中的一种或多种。

可选的，所述溶剂和所述含铝化合物的质量比为1000：0.01～60。

可选的，所述含铝化合物包括铝盐和氢氧化铝中的一种或多种。

可选的，当所述含铝化合物选自硫酸铝时，所述溶剂和所述硫酸铝的质量比为1000：10～60；

当所述含铝化合物选自硫酸铝钾时，所述溶剂和所述硫酸铝钾的质量比为1000：30～60；

当所述含铝化合物选自氢氧化铝时，所述溶剂和所述氢氧化铝的质量比为1000：0.01～30。

可选的，所述含铁化合物选自硫酸铁，所述溶剂和所述硫酸铁的质量比为1000：10～60。

可选的，所述含镁化合物包括硫酸镁和氧化镁中的一种或多种。

可选的，当所述含镁化合物选自硫酸镁时，所述溶剂和所述硫酸镁的质量比为1000：10～60；

当所述含镁化合物选自氧化镁时，所述溶剂和所述氧化镁的质量比为1000：10～60。

另一方面，本发明还提供了如上所述的燃料助燃剂在燃料助燃上的应用。

可选的，所述燃料选自煤炭，所述应用的过程包括：将燃料助燃剂渗入煤炭，将煤炭干燥后，即可用于燃烧。

可选的，所述燃料选自汽油、柴油和天然气中的一种或多种，所述应用的过程包括：将燃料通入所述燃料助燃剂中与燃料助燃剂接触，使燃料携带所述燃料助燃剂中的胶体颗粒，待分层后将燃料导出用于燃烧。

可选的，所述应用的过程包括：将空气或氧气通入所述燃料助燃剂中与燃料助燃剂接触，使空气或氧气携带所述燃料助燃剂中的胶体颗粒，用于燃烧。

根据本发明提供的燃料助燃剂，通过将含铝化合物、含铁化合物和含镁化合物中的一种或多种的金属化合物与溶剂混合，同时使金属化合物的至少部分在溶剂中通过水解或分散等其他方式形成具有带正电荷的胶体颗粒的胶体分散体，带正电荷的胶体颗粒具有强吸附性，相对少量的带正电荷的胶体颗粒在与燃料的接触过程中能够均匀附着到燃料中，带正电荷的胶体颗粒在燃料与氧气的接触燃烧过程中，能够有效降低氧气分子打开其双键所需的能量，从而提高燃料的燃烧效率，保证燃料的充分燃烧，减少污染产物，提高发热量。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种燃料助燃剂，包括溶剂和含有金属元素的金属化合物，所述金属化合物包括含铝化合物、含铁化合物和含镁化合物中的一种或多种，所述金属化合物至少部分在所述溶剂中形成胶体颗粒。

本发明提供的燃料助燃剂通过将含铝化合物、含铁化合物和含镁化合物中的一种或多种的金属化合物与溶剂混合，同时使金属化合物的至少部分在溶剂中通过水解或分散等其他方式形成具有带正电荷的胶体颗粒的胶体分散体，带正电荷的胶体颗粒具有强吸附性，相对少量的带正电荷的胶体颗粒在与燃料的接触过程中能够均匀附着到燃料中，带正电荷的胶体颗粒在燃料与氧气的接触燃烧过程中，能够有效降低氧气分子打开其双键所需的能量，从而提高燃料的燃烧效率，保证燃料的充分燃烧，减少污染产物，提高发热量。

在一些实施例中，所述溶剂为水。

水与现有大部分燃料不互溶，采用水作为溶剂能够实现所述燃料助燃剂与燃料的有效分离，避免对燃料本身燃烧性能产生影响。

作为本发明的进一步改进，所述燃料助燃剂中还包括有酸，所述燃料助燃剂的pH值为2～7。

在所述燃料助燃剂加入酸的目的是提高氢离子，在酸性条件下胶体颗粒更容易带正电荷，从而更有利于胶体颗粒对燃料的附着，提高其助燃性能，需要说明的是，为了使胶体颗粒保持稳定，可控制酸的添加以使所述燃料助燃剂的pH值控制在2～7之间，优选pH值小于7，呈酸性。

在一些实施例中，所述酸包括柠檬酸、碳酸、盐酸和醋酸中的一种或多种。

在一些实施例中，所述溶剂和所述金属化合物的质量比为1000：0.01～60。

在不同的实施例中，所述含铝化合物可采用不同的物质。

在一些实施例中，所述含铝化合物为铝盐。

铝盐在水溶剂中容易发生水解，其中铝离子与氢氧根离子之间不同的结合方式能够产生多种带正电荷的胶体粒子，根据所采用铝盐的溶解性可采用升温的方式促进其水解，从而得到本发明所需要的胶体形式的燃料助燃剂。

具体的，在一实施例中，所述含铝化合物选自硫酸铝，所述溶剂和所述硫酸铝的质量比为1000：10～60。

在另一实施例中，所述含铝化合物选自硫酸铝钾，所述溶剂和所述硫酸铝钾的质量比为1000：30～60。

在一些实施例中，所述含铝化合物为氢氧化铝，所述溶剂和所述氢氧化铝的质量比为1000：0.01～30。

通过控制氢氧化铝的粒径以使氢氧化铝在所述溶剂中呈胶体颗粒状分散。

在一些实施例中，所述含铁化合物选自硫酸铁，所述溶剂和所述硫酸铁的质量比为1000：10～60。

硫酸铁在高温沸水中通过滴定能够形成氢氧化铁胶体。

在一些实施例中，所述含镁化合物包括硫酸镁和氧化镁中的一种或多种。

当所述含镁化合物选自硫酸镁时，所述溶剂和所述硫酸镁的质量比为1000：10～60。

硫酸镁在水中水解形成含金属镁的胶体颗粒。

当所述含镁化合物选自氧化镁时，所述溶剂和所述氧化镁的质量比为1000：10～60。

氧化镁加入水中时能够与水发生反应，通过控制反应条件生产氢氧化镁的胶体颗粒。

本发明另一实施例还提供了如上所述的燃料助燃剂在燃料助燃上的应用。

在一些实施例中，所述燃料选自煤炭，所述应用的过程包括：将燃料助燃剂渗入煤炭，将煤炭干燥后，即可用于燃烧。

具体的，在进行燃料助燃剂的渗入之前，可先将煤炭进行破碎，将煤炭破碎成颗粒状，且煤炭的颗粒大小越小越有利于燃料助燃剂的渗入，破碎方式可为挤压或研磨等。

燃料助燃剂的渗入方法可采用浸泡法或是喷洒法等，使得燃料助燃剂中带正电荷的胶体颗粒能够附着到煤炭上。

当完成燃料助燃剂的渗入后，需要实现溶剂的脱除，可采用现有的各种方法进行溶剂的脱除，如真空脱除，热风脱除、加热脱除或自然晾干等，基于降低能耗的角度考虑，优选采用自然晾干的方式。

需要说明的是，对煤炭的干燥并不要求完全干燥，当煤炭的含水量达到11％后即可保证煤炭的正常燃烧。

在一些实施例中，所述燃料选自汽油、柴油和天然气中的一种或多种，所述应用的过程包括：将燃料通入所述燃料助燃剂中与燃料助燃剂接触，使燃料携带所述燃料助燃剂中的含铝化合物，待分层后将燃料导出用于燃烧。

汽油和柴油与燃料助燃剂的水溶剂不互溶，同时汽油和柴油的密度均低于水溶剂的密度，可将汽油或柴油经由管道通入所述燃料助燃剂中，与燃料助燃剂充分接触后自动分层分离，燃料助燃剂中带正电荷的胶体颗粒具有较好的吸附性，从而可经由汽油或柴油带出，参与后续燃烧反应。

当燃料采用天然气等气体燃料时，其作用过程与汽油和柴油相似，通过将天然气通入所述燃料助燃剂中，通过天然气将燃料助燃剂中带正电荷的胶体颗粒携带而出，参与后续燃烧反应。

另一方面，本发明提供的燃料助燃剂同样可以用于空气或氧气的处理，其作用过程与天然气类似，通过将空气或氧气通入所述燃料助燃剂中，通过空气或氧气将燃料助燃剂中带正电荷的胶体颗粒携带而出，参与后续燃烧反应。

以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

本实施例用于说明本发明公开的一种燃料助燃剂及其应用，包括以下操作步骤：

步骤一：在1L水中加入10克硫酸铝和1克柠檬酸，常温搅拌均匀得到胶体形式的燃料助燃剂；

步骤二：将煤炭压碎成颗粒状，将颗粒状的煤炭放置以上燃料助燃剂中浸泡约5分钟使煤炭充分湿润；

步骤三：煤炭自然晾干至全水分约11％，即达到煤炭燃烧的全水分条件，煤炭即可供燃烧。

实施例2