[發(fā)明專利]一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811380085.5
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109628164B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周璐;馬紅和;趙翊帆
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;C10L1/12;C10L1/30;F23K5/08
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：包括納米燃料制備、超臨界水熱燃燒、超臨界水氧化反應(yīng)和納米粒子的回收和再生，具體步驟如下：

1)將固體納米粒子和分散劑加入液體燃料中，首先采用機(jī)械攪拌至均勻，再采用超聲振動，制得穩(wěn)定的納米燃料懸浮液；

2)將步驟1)制得的納米燃料在常溫下加壓至反應(yīng)器壓力后通入超臨界水熱燃燒器中，再將經(jīng)過預(yù)熱和壓縮的氧氣通入超臨界水熱燃燒器中與納米燃料混合，納米燃料被氧氣迅速加熱發(fā)生燃燒反應(yīng)，燃燒產(chǎn)生的熱量迅速傳遞至整個超臨界反應(yīng)器，將加入超臨界反應(yīng)器內(nèi)的待處理反應(yīng)物料與經(jīng)過加壓的氧氣加熱至超臨界狀態(tài)23～30MPa，400～600℃，從而發(fā)生超臨界水反應(yīng)；

3)將步驟2)中的固體納米粒子與液相反應(yīng)產(chǎn)物一起排出反應(yīng)器，經(jīng)回?zé)釂卧鋮s后進(jìn)入過濾裝置進(jìn)行分離回收；分離出的納米粒子進(jìn)入再生單元，進(jìn)行納米粒子再生以重復(fù)使用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述固體納米粒子的體積分?jǐn)?shù)為0.5～5％，所述固體納米粒子和分散劑的摩爾比為1:2～1:5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述步驟1)中機(jī)械攪拌1～3h，超聲振動2～5h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述固體納米粒子為金屬氧化物、納米金屬或者碳納米管中的一種；所述金屬氧化物為氧化銅、三氧化二鋁、氧化鐵，所述納米金屬為銅、鋁和鐵。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、烷基硫醇中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述液體燃料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～50％，所述液體燃料為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述高溫氧氣起始階段可采用電加熱或燃?xì)饧訜釥t加熱，正常運(yùn)行后可采用反應(yīng)產(chǎn)物回?zé)釂卧訜幔恍柰饨绻┙o熱量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述超臨界水反應(yīng)包括有機(jī)廢水氧化處理和生物質(zhì)氣化制氫。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的一種采用納米燃料的超臨界水熱燃燒方法，其特征在于：所述納米粒子再生單元，對于初始納米粒子成分為金屬氧化物時，由機(jī)械研磨裝置組成，將部分燒結(jié)團(tuán)聚的納米粒子經(jīng)過機(jī)械研磨恢復(fù)為具有一定粒度的納米粉體；如該納米粒子為納米金屬粒子或碳納米管時，可不設(shè)置再生裝置。