[發明專利]一種精煤硝酯化制備燃料的方法

在審

• 申請號: 201811214167.2
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109280572A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 梅萬倫
• 申請（專利權）人: 梅萬倫
• 主分類號: C10L9/02
• 分類號: C10L9/02
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發明涉及硝化燃料領域，具體涉及一種精煤硝酯化制備燃料的方法。本發明所提供的方法可以對多種品種的原煤，精選后進行硝酯化加工，使煤中所含的能量元素C、H、O、N等的摩爾原子數比例發生變化，硝化以后重組的元素能實現氧平衡，在一定的壓力、溫度、濕度、粒度條件下，與其它燃料混合點火后平行層有規律穩定的無空氣燃燒，釋放熱量和氣體能量。相較于現有煤有氧燃燒2次能量轉換、僅利用熱能，本發明的燃料能量利用率提高了40％，效率極大提升；動力煤運輸量降低了1/2；并且大幅度降低有害氣體、顆粒物的排放，成本與使用動力煤相當；利用本發明提供的方法可以對精煤燃料的硝化度根據需求進行調整、并且安定性優異、雜質含量低。

技術領域

本發明涉及硝化燃料領域，具體涉及一種精煤硝酯化制備燃料的方法。

背景技術

煤炭是植物的枝葉和根莖聚集而成的腐殖質，因為地殼的變動埋入地下，長期與空氣隔絕，在高溫高壓下，經過物理化學變化，形成了黑色沉積巖，富含C、H元素少量O、N和其它元素，與空氣混合經點火可燃；通過煉焦、氣化、液化等多種手段可以從煤炭中回收多種化工原料，制造出塑料、染料，醫療藥品、炸藥和化肥等物質；同時煤炭可轉化為煤氣和液體燃料苯等，從煤中可以提出鍺、鈾、鎵、釩等；近期全球年均煤炭消耗量約80億噸，石油42.1億噸。

日前，人民生產生活中大量長期使用這煤炭、石油這兩種碳化燃料，并且直接與空氣混合燃燒的，造成了大量的熱污染；并且使有害元素Ca、Fe、K、Si、Na、Al以及SO₂、CO₂、CO、HC、NO_x，灰渣、可吸入顆粒物，散失殘留在地表大氣中；這種直接與空氣混合燃燒的粗放式生產方法在人類進程中已經沿用了數千年，特別是近兩百年工業化以來，人類消耗了大量煤炭，但使用煤炭的效果極低，經統計，目前燃煤電廠熱效率≤39.2％，內燃發動機≤41.5％，燃氣輪機+蒸汽輪機聯合循環≤63.5％；尤其是使用原煤作為燃料發電的燃煤電廠消耗量巨大，又由于選煤技術與經濟性的限制，燃煤電廠大都采用原煤作為燃料，運輸量大，燃燒后產生大量煤灰渣懸浮在廢氣中不能被汽化，過濾難度大降解時間長，可吸入顆粒物給人類和其它動植物以及生態環境造成了極大的傷害，近兩百年來使地球溫度升高了6℃，霧霾、極端天氣頻發，不斷產生新的病原體傷害人類的健康；如此粗放式地利用原煤在空氣中燃燒后實現能量轉換、發電，已經無法滿足當代可持續綠色發展的理念。

工業化生產硝化纖維素(火藥)也已經有160多年歷史，主要用于軍工領域，尤其在槍、炮、火箭發射中應用很廣泛；還用于飛機起飛、驅動渦輪、開動導彈中的燃料泵、飛機的彈射座椅，日前還在化工、航天、機械、建材涂料、油漆、和醫藥等領域廣泛應用。

但由于硝酯化的工藝具有危險性和爆炸性，纖維素質量要求高；生產工藝繁雜；成本高；目前難以作為普通的能源進行工業化應用，然而經研究發現，相較于成本高工藝復雜的硝化纖維素，經過硝化后的物料可以實現氧平衡，燃燒后釋放出大量的能量用作工業生產及日常供能；并且含有痕量氧化物的硝基物幾乎能與除某些特殊鋼之外的所有植物、金屬發生反應；目前硝化工藝人們常常追求高含氮量采取過量硝化，生產硝化纖維素過程中產生大量的廢酸，成品廢酸比為1：10～25，并且將大量顆粒物和有害氣體排放在地表，耗費了大量的能量并未利用。

因此如何發明一種基礎原料豐富易得、綠色制造清潔環保、大幅度提高能量利用率、使用后只產生微量固體顆粒、具有高熱值高穩定性的硝酯化燃料是本領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種用煤預處理后，經過硝酯化向分子中均引入硝基物，形成硝酰正離子和苯環行親電芳香取代反應，脫去了分子中的氫離子自身實現氧平衡，可與其它硝酯化原料混合；清潔環保并且能量利用率比用普通精煤燃燒發電提高一倍、運輸量降低1/2，固體殘渣減少85％；大量降低有害氣體排放，硝酯化度可根據需要進行調整、安定性好、灰分雜質含量可控，性能優良的硝化精煤燃料制備方法。

本發明公開了一種用精煤硝酯化燃料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：