[發(fā)明專(zhuān)利]褐煤甲醇煤漿燃料在壓縮式內(nèi)燃機(jī)中富氧燃燒的方法無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201110295487.7 | 申請(qǐng)日： | 2011-09-30 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN102434343A | 公開(kāi)（公告）日： | 2012-05-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 余江龍;韓艷娜;李先春;阿加西.塔瑪賽比;孟繁銳;尹豐魁;王冬梅;王南;竇金孝 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 遼寧科技大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | F02M43/00 | 分類(lèi)號(hào)： | F02M43/00;F02M43/04;F02M25/07;C10L1/32;F23K1/02 |
| 代理公司： | 鞍山嘉訊科技專(zhuān)利事務(wù)所 21224 | 代理人： | 張群 |
| 地址： | 114044 遼*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 褐煤 甲醇 燃料 壓縮 內(nèi)燃機(jī) 中富氧 燃燒 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及褐煤燃料的燃燒方法，尤其是一種褐煤甲醇煤漿燃料在壓縮式內(nèi)燃機(jī)中富氧燃燒的方法。
技術(shù)背景
超細(xì)煤漿可以代替輕質(zhì)柴油應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)已有所研究，其中超細(xì)超潔凈甲醇煤漿的代油范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于精細(xì)水煤漿，相對(duì)于油煤漿又具有節(jié)省燃油的特性。甲醇原料來(lái)源十分廣泛，利用甲醇與干燥褐煤制備成的甲醇煤漿可以抑制褐煤重新吸水的性質(zhì)，因此將褐煤制備成甲醇煤漿進(jìn)行應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢(shì)。
目前，世界各國(guó)所開(kāi)發(fā)的煤漿燃料主要有油煤漿、水煤漿、油水煤漿以及甲醇煤漿，甲醇煤漿首先由日本三井集團(tuán)在1984年完成基礎(chǔ)研究工作，據(jù)報(bào)道其研發(fā)工作僅限于中試階段，該研究所制備的甲醇煤漿粒度在1500μm以下，粘度在50-1000cps，燃盡率較高，但是尚未將甲醇煤漿應(yīng)用于壓縮式內(nèi)燃機(jī)。
傳統(tǒng)煤漿燃料應(yīng)用于氣機(jī)中作為代油燃料的燃燒技術(shù)以空氣或富氧氣體作為助燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒。查閱專(zhuān)利文獻(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN?101070956A，名稱(chēng)為“一種水煤漿的燃燒方法及其燃燒設(shè)備”公開(kāi)的內(nèi)容中，將霧化的水煤漿噴入燃燒室懸浮燃燒，燃燒火焰在向前流動(dòng)的過(guò)程中逐漸形成高溫?zé)煔猓怪伎諝庠跔t膛內(nèi)形成懸浮助燃動(dòng)力場(chǎng)。該方法以空氣作為助燃?xì)怏w，利用對(duì)燃燒設(shè)備的改造提高水煤漿的燃盡率，因?yàn)樵摲椒ㄖ袣鈾C(jī)燃燒的尾氣中含有大量的由空氣為助燃?xì)怏w產(chǎn)生的NOX，所以會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN100390462C，名稱(chēng)為“水煤漿大空間燃燒方法及其專(zhuān)用設(shè)備”，為解決現(xiàn)有技術(shù)中水煤漿不使用輔助熱源時(shí)使用空氣為助燃劑低溫下不能正常燃燒的問(wèn)題，采用富氧空氣為助燃劑實(shí)現(xiàn)大空間燃燒以提高水煤漿的燃盡率，該種方法同樣存在尾氣中含有NOX對(duì)環(huán)境造成污染的問(wèn)題。同時(shí)以上兩種方法均未能將氣機(jī)尾氣中產(chǎn)生的CO2得到利用并實(shí)現(xiàn)零碳排放。
內(nèi)燃機(jī)中應(yīng)用超細(xì)超清潔水煤漿作為代油燃料時(shí)，由于普通超細(xì)超清潔水煤漿的點(diǎn)火比較困難，導(dǎo)致超細(xì)超清潔水煤漿不能完全的代替柴油。美國(guó)亨通公司利用水煤漿在內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)行燃燒，也只限于水煤漿部分代替柴油進(jìn)行燃燒，需要附加燃燒系統(tǒng)對(duì)水煤漿進(jìn)行引燃，該方法導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械工藝復(fù)雜，操作控制比較困難，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)改變較大，很難投入工業(yè)應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種褐煤甲醇煤漿燃料在壓縮式內(nèi)燃機(jī)中富氧燃燒的方法。利用褐煤的高反應(yīng)活性以及甲醇的易燃特點(diǎn)，制備成超細(xì)超潔凈褐煤甲醇煤漿為代油及代水煤漿燃料，并利用甲醇煤漿和富氧燃燒技術(shù)解決傳統(tǒng)水煤漿在內(nèi)燃機(jī)中點(diǎn)火較困難的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)尾氣產(chǎn)生的CO2進(jìn)行捕集，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)零碳排放，消除了對(duì)環(huán)境的污染。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：采用超細(xì)超潔凈褐煤甲醇煤漿為燃料，以純氧和再循環(huán)尾氣中高濃度的CO2混合氣體為助燃?xì)怏w，在壓縮式內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)行富氧燃燒，由壓縮內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行應(yīng)用。內(nèi)燃機(jī)尾氣產(chǎn)生的高濃度CO2一部分循環(huán)與純氧混合作為助燃?xì)怏w進(jìn)行利用，余下部分進(jìn)行捕集和封存。
本發(fā)明提供的凈褐煤甲醇煤漿燃料在壓縮式內(nèi)燃機(jī)中富氧燃燒的方法包括以下內(nèi)容：
一.褐煤甲醇煤漿的制備
首先將褐煤原煤利用破碎機(jī)進(jìn)行粗磨和篩分，選擇粗磨后0.5mm以下的煤粉進(jìn)行物理及化學(xué)脫灰，灰分含量為煤粉質(zhì)量的1.0％以下；脫灰后的煤粉在0.1-2bar、100-250℃條件下，經(jīng)過(guò)熱水蒸汽流化床干燥器中進(jìn)行干燥，干燥至水分含量為煤粉質(zhì)量的1％以下；然后利用高能球磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)磨，超細(xì)磨后煤粉粒度為10μm以下；經(jīng)超細(xì)磨后的煤粉在270-350℃、1-5bar條件下，利用煤瀝青或焦油將其進(jìn)行表面涂覆，所加入的煤瀝青或焦油的比例為煤粉質(zhì)量的2-7％；涂覆后的煤粉中加入煤粉質(zhì)量的10-15％的水進(jìn)行攪拌混合，攪拌3-5min；加入煤粉質(zhì)量的20-35％工業(yè)甲醇，攪拌3-5min；加入表面活性劑及穩(wěn)定劑繼續(xù)攪拌至混合均勻，表面活性劑及穩(wěn)定劑的用量為所加煤粉質(zhì)量的0.2-3％。制備好的褐煤甲醇煤漿總水分含量為總煤漿質(zhì)量的18％以下，煤粉的質(zhì)量為總煤漿質(zhì)量的50-60％。在剪切率為100S-1時(shí)其粘度在50-1000cPa·s，靜置兩個(gè)月內(nèi)不產(chǎn)生不可恢復(fù)性硬沉淀，在柴油機(jī)中的燃盡率在99％以上，熱值為21-25MJ/Kg。
二.壓縮式內(nèi)燃機(jī)中富氧燃燒裝置
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