[發明專利]秸稈單質碳制備內燃機燃料的生產方法

在審

• 申請號: 201310576814.5
• 申請日: 2013-11-10
• 公開（公告）號: CN103571562A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 錢剛;錢雷;錢生球
• 申請（專利權）人: 錢剛
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種秸稈單質碳制備內燃機使用的燃料，屬新能源技術領域。其方法是利用低溫炭化，石墨化和超細微化，并分散在醇溶液中的液態燃料。該膠態分散，穩定時間長，易點火，能量密度高，適合內燃機使用。

一、技術領域

本發明秸稈碳制備內燃機燃料的生產方法，碳以膠態分散在醇液中，屬新能源技術領域。

二、背景技術

化石能源主要是煤和石油。據專家估算，石油僅能供人類開采使用30年，而煤炭資源，人類還可開采300年。我國是一個富煤少油資源的國家，將煤炭液化代替石油是緊迫而具有戰略能源安全意義的。現有技術——煤炭液化，主要是化學方法。煤與石油化學成分主要區別是石油為碳氫化合物，而煤炭主要是碳而缺少氫原子。石油分子上每個碳原子結合兩個左右氫原子，碳氫原子質量比為86：14。而煤中氫原子很少，因此采用高壓催化加氫的方法，可使煤炭成為碳氫化合物而液化。但實際工業上加氫工藝復雜而成本昂貴，不利全面推廣使用。另一個是物理液化方法，經濟又簡易。即將煤炭粉碎，分散在水中懸浮，添加表面活性劑使其穩定30天以上，即水煤漿。該技術成熟，并在世界一些國家和我國推廣使用，是一種清潔的液體燃料，可代替重油。主要用在燃油鍋爐、煉鋼、干燥窯和水煤漿制氣生產化肥的工藝上。對環境保護和經濟效益都很好。在長期使用中，也發現水煤漿代油燃燒存在一些重大缺陷：①水煤漿為粗分散懸浮體，煤粒一般在75～100微米(200目)。很容易沉淀，結硬塊，影響使用②煤粒為硬質晶態，像細沙一樣堅硬，容易損壞燃燒噴咀，無石油的潤滑性，也易損害氣缸，無法在內燃機上使用③開始點火燃燒困難，大量水分在燃燒時必然有一個蒸發吸熱過程，使燃漿著火熱增加④霧化燃燒，小顆粒煤起決定性作用，而煤漿形成大液滴(100μm左右)對正常燃燒很不利，機器不能平穩運轉⑤能量密度低，僅為柴油的50％⑥含灰分高達15％，結渣嚴重。所以，目前水煤漿還不能在內燃機上使用推廣。

三、發明內容

為克服上述水煤漿代油燃料存在的缺陷，經申請人長期精心研究，解決上述難題完成了本發明。

發明的解決技術方案是選用可再生的秸稈作原料：①將硬質晶態碳通過石墨化處理，變為無定形碳，硬度明顯下降，并具有潤滑劑性質②通過超細化處理，碳粒細度為500～900nm(納米)，懸浮穩定性和物料流動性大為改善③用醇作為分散相，提高能量密度，解決了點火困難④秸稈酸性浸漬和低溫碳化使灰分降到0.5％以下⑤石墨質的潤滑特性保護了噴咀和氣缸活塞和內燃機正常運轉。

四、具體實施方法

將含水低于25％的秸稈用萬能粉碎機打碎至10～24目，將秸稈粉放置在含酸性鹽水溶液中浸漬，甩干，于旋轉的加熱爐，至秸稈粉全部變黑，減壓升溫至1000℃，保持1小時，冷卻出料，水洗精制，放入球磨機中粉碎至50微米，再打入膠體磨，調正齒距，粒度至5微米，用泵打入高壓均質機，以600kg/cm2壓力均質細化至500～900nm，脫水，分散在醇溶液中，加入表面活性劑，混合，打漿，包裝為成品(液態)。也可以不加醇，將物料干燥，粉碎，成為可濕性粉末，使用時加醇分散為液態。

本發明與傳統的水煤漿有實質性技術進步：

①產品穩定在200天以上，而水煤漿一般在30天，這就有利于運輸貯存，使用方便。

②能量密度為7.4大卡／kg，比水煤漿4.7大卡／kg提高50％

③噴咀霧化平均液粒小于1微米，而水煤漿為100微米

④灰分小于0.5％比水煤15％有大幅度減少，無殘渣，易氣缸清理

⑤有潤滑性，噴咀霧化器可使用一年以上。而水煤漿使用國產噴咀僅20天，進口也不超過兩個月。因此適合內燃機使用。在柴油機臺機試驗易點火發動，能較長期平穩運轉。

具體實例：

實例1：