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新調(diào)和燃料添加劑表面張力下降,燃燒更充分
來(lái)源:成都綠創(chuàng)新能源科技集團(tuán)有限公司 瀏覽 330 次 發(fā)布時(shí)間:2024-06-25
生物甲酯調(diào)和燃料是以多種烷烴碳鏈化合物為主原料并調(diào)合以餐廚廢棄油脂、潲水油等原料經(jīng)脂化反應(yīng)后的脂肪酸甲酯,調(diào)和成的一種無(wú)毒無(wú)害,明火不易點(diǎn)燃的液體燃料,具有閃點(diǎn)高、無(wú)毒、VOC含量低、熱值較高的特點(diǎn),它的燃點(diǎn)約為230攝氏度,并且抗爆性能好,有利于安全運(yùn)輸和貯存;雖然提高了運(yùn)輸?shù)陌踩?,但是也略微?dǎo)致了粘度的增加,粘度的增加也導(dǎo)致了生物甲酯調(diào)和燃料更容易霧化不良或者燃燒不充分。
現(xiàn)有餐飲領(lǐng)域,常用液化氣作為燃料,其容易發(fā)生氣體泄漏,易燃易爆,并且對(duì)液化氣進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸,都需要特殊資質(zhì);而生物甲酯調(diào)和燃料其屬于非?;?,明火不易點(diǎn)燃,并且燃燒排放環(huán)評(píng)環(huán)保達(dá)標(biāo),使用過(guò)程也無(wú)需復(fù)雜證照,應(yīng)用在城市餐飲廚房領(lǐng)域存在巨大的潛力。
現(xiàn)有專(zhuān)利如公開(kāi)號(hào)CN111944567A的一種高熱值環(huán)保燃燒油,上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的燃料添加劑中,也存在助燃劑與增氧劑;但是上述燃料添加劑主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榇碱?lèi)燃料,而生物甲酯調(diào)和燃料含有的更多的是酯鍵,其在高溫下比醇類(lèi)燃料更穩(wěn)定,在餐飲廚房中,應(yīng)用甲酯調(diào)和燃料更加適合;而應(yīng)用于醇類(lèi)燃料的添加劑并不適用于甲酯調(diào)和燃料中。
現(xiàn)有專(zhuān)利如公開(kāi)號(hào)CN115287105A的一種環(huán)?;旌仙锊裼图捌渲苽浞椒?,上述技術(shù)方案在生物柴油中添加有三氧化二鋁磁性納米粒子,期望通過(guò)形成納米流體,使得其具有更高的燃燒效率;但是現(xiàn)有技術(shù)添加的納米材料,有機(jī)納米分子等,在存儲(chǔ)使用過(guò)程中容易發(fā)生團(tuán)聚,無(wú)法在調(diào)和燃料中均勻分散,使得添加劑的混合效果變差。
因此,迫切需要引入新的工藝技術(shù)來(lái)解決以上問(wèn)題并尋求更可行的解決方案。
新調(diào)和燃料添加劑配方
14份自制改性增氧劑、1.4份自制改性助燃劑、24份乙醇、13份叔丁醇、2.5份抗氧化劑、1.5份二甲基乙酰胺;
其中,抗氧化劑為N,N'-二亞水楊基丙二胺與2,6-二叔丁基甲酚兩者的混合物;
其中,自制改性助燃劑為3-羥基十四酸改性納米鋁粉;
自制改性助燃劑3-羥基十四酸改性納米鋁粉的制備合成方法:將制備得到的3-羥基十四酸置于乙二醇二甲醚溶劑中,并將混合溶液在50攝氏度下加熱15min,使得3-羥基十四酸充分溶解在溶劑中;隨后向混合溶液中添加納米鋁粉,并進(jìn)行1h的超聲分散,隨后加熱混合溶劑至75攝氏度,隨后在800rpm的磁力攪拌下,攪拌該混合溶液3h;使得兩者充分反應(yīng),隨后進(jìn)行抽濾分離洗滌,并對(duì)得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行真空干燥,即制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定無(wú)機(jī)/有機(jī)復(fù)合產(chǎn)物3-羥基十四酸改性納米鋁粉。
自制改性增氧劑為:草酸十二酯-馬來(lái)酸酐二元聚合物;
草酸十二酯的合成方法:稱(chēng)取10g的草酸二甲酯和12g的十二醇加入到三口燒瓶中,啟動(dòng)加熱、攪拌器,待醇酯充分混合后,加入催化劑鈦酸四丁酯,逐漸升溫至有甲醇餾出,隨后繼續(xù)緩慢升溫,直至無(wú)餾出流出停止反應(yīng);將反應(yīng)液抽濾,連接減壓蒸餾裝置對(duì)濾液蒸餾提純,即制備得到乳黃色呈蠟膏狀固體的草酸十二酯。
草酸十二酯-馬來(lái)酸酐二元聚合物的制備合成方法:在反應(yīng)容器中,加入12g的草酸十二酯和6g的馬來(lái)酸酐,再將過(guò)氧化苯甲酰作為引發(fā)劑,甲苯為溶劑添加到反應(yīng)容器中,隨后升溫至120攝氏度,并在持續(xù)攪拌的狀態(tài)下反應(yīng)6h,反應(yīng)結(jié)束后,用乙醇溶液洗滌反應(yīng)產(chǎn)物2-3次,并將反應(yīng)產(chǎn)物置于50攝氏度下干燥12h,即得到草酸十二酯-馬來(lái)酸酐二元聚合物。
一種具有助燃增氧功能的調(diào)和燃料添加劑的制備合成方法:常溫下,向反應(yīng)釜中加入乙醇、叔丁醇、二甲基乙酰胺,攪拌均勻,得到半成品添加劑;隨后向半成品添加劑中加入自制改性助燃劑,自制改性增氧劑,最后采取旋轉(zhuǎn)式攪拌,在60攝氏度下,以2200-2800r/min的速度攪拌2-4h,即最終制備得到調(diào)和燃料添加劑。
反應(yīng)原理
經(jīng)過(guò)改性后的納米鋁粉,其含有的羧基和羥基,這些官能團(tuán)與納米鋁粒子結(jié)合時(shí),能夠與納米鋁粒子表面形成化學(xué)鍵,從而使得納米粒子和有機(jī)物分子在同一粒子中復(fù)合,組分更加穩(wěn)定;并且納米粒子本身的活性和親油性更好,又因?yàn)轸然囊?,羧基在?fù)合粒子上,可以增加自制改性助燃劑之間的距離,使自制改性助燃劑更容易分散在調(diào)和燃料中,使得調(diào)和燃料分子團(tuán)更加分散細(xì)化,帶來(lái)了粘度和表面張力下降,從而改善了調(diào)和燃料的燃燒時(shí)的霧化質(zhì)量;使得調(diào)和燃料分子團(tuán)與氧氣的接觸面積和接觸機(jī)會(huì)增大,有利于提高熱值。
在添加劑中引進(jìn)了自制改性增氧劑、自制改性助燃劑,兩者協(xié)同作用,使調(diào)和燃料燃燒更為快速充分,并且克服了現(xiàn)有納米材料添加劑,在存儲(chǔ)使用過(guò)程中容易發(fā)生團(tuán)聚,無(wú)法在調(diào)和燃料中均勻分散的缺陷,顯著降低了調(diào)和燃料的表面張力與粘度,極大的提升了調(diào)和燃料的使用性?xún)r(jià)比。
結(jié)論
1、通過(guò)引入自制改性增氧劑,該二元聚合物具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),內(nèi)部應(yīng)力較小,具有很強(qiáng)的自身穩(wěn)定性;并且其所具有的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),與調(diào)和燃料具有良好的相溶性,也能在燃料中更均勻的分布;并且引入的二元聚合物,只含有碳、氧、氫三種元素,著火性好、滯燃期短,燃燒后不產(chǎn)生有害物質(zhì);且由于自身含氧,會(huì)促進(jìn)燃料的燃燒,提高燃料熱值;本申請(qǐng)引入的增氧劑,能夠促進(jìn)燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng),使一個(gè)活性中心引起的直鏈反應(yīng),變成同時(shí)生成多個(gè)活性中心的支鏈反應(yīng),增加了二次燃燒的機(jī)會(huì),使調(diào)和燃料燃燒更為快速充分,變相的降低了燃料消耗和一氧化碳、碳?xì)浠衔?、顆粒物的排放;
2、通過(guò)引入自制改性助燃劑3-羥基十四酸改性納米鋁粉,經(jīng)過(guò)改性后的納米鋁粉,其含有的羧基和羥基,這些官能團(tuán)與納米鋁粒子結(jié)合時(shí),能夠與納米鋁粒子表面形成化學(xué)鍵,從而使得納米粒子和有機(jī)物分子在同一粒子中復(fù)合,組分更加穩(wěn)定;并且納米粒子本身的活性和親油性更好,并且因?yàn)轸然囊?,羧基在?fù)合粒子上,可以增加自制改性助燃劑之間的距離,使自制改性助燃劑更容易分散在調(diào)和燃料中,使得調(diào)和燃料分子團(tuán)更加分散細(xì)化,從而帶來(lái)了粘度和表面張力下降,改善了調(diào)和燃料的霧化質(zhì)量;使得調(diào)和燃料分子團(tuán)與氧氣的接觸面積和接觸機(jī)會(huì)增大,更有利于提高熱值。