本发明涉及醇基燃料
技术领域：
，具体是醇基环保民用燃料。
背景技术：
：随着化石资源的不断枯竭，能源消费将逐步向可再生能源发展。醇基燃料是一种以甲醇、乙醇、丁辛醇等多元醇类为主体配置的燃料，根据不同的比例调和支撑，又称为甲基燃料，以液体或者固体形式存在。醇基燃料作为一种生物质能，和核能、太阳能、风能、水能一样，是各国政府目前大力推广的环保清洁能源，针对现如今的能源枯竭，是最具有潜力的新型替代能源，深受各国企业组织的青睐。但是，现有的醇基燃料存在以下缺点：1.醇基液体燃料的互溶性较差；2.醇基液体燃料会释放少量的有毒气体，造成环境污染；3.醇基液体燃料的燃烧效率不高，且热值低。中国专利文献cn200510013300.4，申请日20050408，名称为：醇基液体燃料，公开了一种醇基液体燃料，包括甲醇50～100份、乙醇10～20份、丙酮8～20份、异丁醇5～10份、过氧化氢0.5～5份、高锰酸钾0.3～1.5份、樟脑1～3份、水5～15份、稳定剂10份；所述稳定剂包括豆油3～8份、甘油0.5～3份、桐油1.5～4份。上述专利文献通过添加高锰酸钾等金属化合物，起到了很好的助燃作用，提高了甲醇燃料的热值和火焰温度。但根据《化工辞典》介绍，高锰酸钾遇甲醇、乙酸即分解，不能稳定存在；另外高锰酸钾的燃烧产物对金属腐蚀，对环境有害。因此，我们亟需一种能够提高发热量、燃烧效率和降低污染物排放的环保醇基燃料。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供醇基环保民用燃料，以达到提高发热量、燃烧效率和降低污染物排放的效果。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：醇基环保民用燃料，按重量份计，包括甲醇70～80份、秸秆颗粒燃料12～16份、硝酸钙改性活性氧化铝2～5份、单原子钴基催化剂3～6份和助燃剂5～6份。通过上述技术方案，利用所述甲醇和秸秆颗粒燃料作为燃料，所述硝酸钙改性活性氧化铝可以起到固硫作用，达到了减少二氧化硫排放的效果，所述单原子钴基催化剂达到了使反应物接触更加充分，提高催化效率的效果。进一步的，所述助燃剂包括共溶剂、生物油、二茂铁和助溶剂。通过上述技术方案，所述甲醇、共溶剂和生物油三者之间互溶后，所述共溶剂和生物油作为助燃增热剂，达到了提高燃烧热值、燃烧稳定性和燃烧效率，以及降低点火难度的效果；所述二茂铁能提高燃料成膜性，易于均匀稳定地汽化，增大燃烧时与氧气的接触面积，达到了充分燃烧、消除烟尘、减少积碳和提高火焰清晰度的效果；所述助溶剂能够促进助燃剂中各成分的充分互溶，有效解决了分层、乳化和产生沉淀物等问题，达到了显著提高醇基燃料助燃剂的稳定性和燃烧性能的效果。进一步的，所述共溶剂、生物油、二茂铁和助溶剂的重量比为15～20:15～20:0.1～0.2:5～8。进一步的，所述共溶剂包括乙醇、丙醇、辛丁醇中的至少一种。进一步的，所述生物油包括松脂油、松节油和动物油脂中的至少一种。进一步的，所述助溶剂包括植物油和甘油中的至少一种。进一步的，所述植物油包括大豆油、菜籽油和花生油中的至少一种。进一步的，所述单原子钴基催化剂为co-n-c催化剂。通过上述技术方案，添加单原子钴基co-n-c催化剂，首先由于其具有较强的氧吸附性能，氧分子被迅速富集到催化剂表面，进而与催化剂之间发生电子转移，生成氧负离子，再与甲醇燃料发生氧化反应；其次单原子钴基催化剂中掺杂的碳和氮能有效的促进电子转移；最后单原子钴基co-n-c催化剂由于其特殊的结构，使其暴露了更多的活性位点，反应物之间接触更为充分，进一步提高其催化效率。进一步的，所述秸秆颗粒燃料的制备方法，是将秸秆粉碎至粒径为100～115μm，经干燥、热裂解和挤压成型处理，即得。进一步的，所述干燥的温度为100℃～110℃，时间为18～24h；所述热裂解的温度为1000℃～1040℃；进一步的，所述硝酸钙改性活性氧化铝的制备方法，是将硝酸钙、活性氧化铝与水混合溶解，经搅拌、干燥和煅烧处理，即得。进一步的，所述硝酸钙与活性氧化铝的摩尔比为1～1.5:1。进一步的，所述搅拌的转速为50～55r/min，时间为30～32min；所述煅烧的温度为650℃～750℃，时间为45～55min。本发明的有益效果是：1.本发明的醇基环保民用燃料，将所述甲醇和秸秆颗粒燃料作为燃料，通过添加所述硝酸钙改性活性氧化铝起到固硫作用，达到了减少二氧化硫排放的效果；通过添加所述单原子钴基催化剂达到了使反应物接触更加充分，提高催化效率的效果。2.本发明的醇基环保民用燃料，通过添加助燃剂，使所述甲醇、共溶剂和生物油三者之间互溶，利用所述共溶剂和生物油作为助燃增热剂，达到了提高燃烧热值、燃烧稳定性和燃烧效率，以及降低点火难度的效果，同时提高整体燃料的闪点；利用所述二茂铁提高燃料成膜性，易于均匀稳定地汽化，增大燃烧时与氧气的接触面积，达到了充分燃烧、消除烟尘、减少积碳和提高火焰清晰度的效果；利用所述助溶剂促进助燃剂中各成分的充分互溶，有效解决了分层、乳化和产生沉淀物等问题，达到了显著提高醇基燃料助燃剂的稳定性和燃烧性能的效果。3.本发明的醇基环保民用燃料，添加单原子钴基co-n-c催化剂，利用分散的单原子催化剂实现最大的原子效率和暴露最多的活性位点，使co-n-c三者起到协同作用，达到了提高催化活性的效果。具体实施方式下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。实施例1醇基环保民用燃料，按重量份计，包括甲醇70份、秸秆颗粒燃料12份、硝酸钙改性活性氧化铝2份、co-n-c催化剂3份和助燃剂5份。更具体的，秸秆颗粒燃料的制备方法，是将秸秆粉碎至粒径为100μm，经干燥、热裂解和挤压成型处理，即得；其中，干燥的温度为100℃，时间为18h；热裂解的温度为1000℃；硝酸钙改性活性氧化铝的制备方法，是将摩尔比为1:1的硝酸钙和活性氧化铝溶于水中，经搅拌、干燥和煅烧处理，即得；其中，搅拌的转速为50r/min，时间为30min；干燥的时间为17h；煅烧的温度为650℃，时间为45min；助燃剂包括重量比为15:15:0.1:5的共溶剂、生物油、二茂铁和助溶剂；其中，共溶剂为丙醇和辛丁醇，生物油为松节油，助溶剂为大豆油、花生油和甘油。实施例2醇基环保民用燃料，按重量份计，包括甲醇80份、秸秆颗粒燃料16份、硝酸钙改性活性氧化铝5份、co-n-c催化剂6份和助燃剂6份。更具体的，秸秆颗粒燃料的制备方法，是将秸秆粉碎至粒径为115μm，经干燥、热裂解和挤压成型处理，即得；其中，干燥的温度为110℃，时间为24h；热裂解的温度为1040℃；硝酸钙改性活性氧化铝的制备方法，是将摩尔比为1.5:1的硝酸钙和活性氧化铝溶于水中，经搅拌、干燥和煅烧处理，即得；其中，搅拌的转速为55r/min，时间为32min；干燥的时间为18h；煅烧的温度750℃，时间为55min；助燃剂包括重量比为20:20:0.2:8的共溶剂、生物油、二茂铁和助溶剂；其中，共溶剂为乙醇、丙醇和辛丁醇，生物油为松脂油、松节油和动物油脂，助溶剂为大豆油、花生油和甘油。实施例3醇基环保民用燃料，按重量份计，包括甲醇75份、秸秆颗粒燃料14份、硝酸钙改性活性氧化铝4份、co-n-c催化剂4份和助燃剂5.5份。更具体的，秸秆颗粒燃料的制备方法，是将秸秆粉碎至粒径为110μm，经干燥、热裂解和挤压成型处理，即得；其中，干燥的温度为105℃，时间为20h；热裂解的温度为1020℃；硝酸钙改性活性氧化铝的制备方法，是将摩尔比为1.2:1的硝酸钙和活性氧化铝溶于水中，经搅拌、干燥和煅烧处理，即得；其中，搅拌的转速为53r/min，时间为32min；干燥的时间为17h；煅烧的温度为700℃，时间为50min；助燃剂包括重量比为18:16:0.1:6的共溶剂、生物油、二茂铁和助溶剂；其中，共溶剂为辛丁醇，生物油为松节油，助溶剂为甘油。实施例4醇基环保民用燃料，按重量份计，包括甲醇80份、秸秆颗粒燃料12份、硝酸钙改性活性氧化铝4份、co-n-c催化剂5份和助燃剂6份。更具体的，秸秆颗粒燃料的制备方法，是将秸秆粉碎至粒径为112μm，经干燥、热裂解和挤压成型处理，即得；其中，干燥的温度为102℃，时间为22h；热裂解的温度为1010℃；硝酸钙改性活性氧化铝的制备方法，是将摩尔比为1.15:1的硝酸钙和活性氧化铝溶于水中，经搅拌、干燥和煅烧处理，即得；其中，搅拌的转速为50r/min，时间为30min；干燥的时间为18h；煅烧的温度为750℃，时间为45min；助燃剂包括重量比为20:20:0.2:8的共溶剂、生物油、二茂铁和助溶剂；其中，共溶剂为丙醇和辛丁醇，生物油为松脂油，助溶剂为大豆油、花生油和甘油。实施例5醇基环保民用燃料，按重量份计，包括甲醇70份、秸秆颗粒燃料12份、硝酸钙改性活性氧化铝5份、co-n-c催化剂3份和助燃剂6份。更具体的，秸秆颗粒燃料的制备方法，是将秸秆粉碎至粒径为115μm，经干燥、热裂解和挤压成型处理，即得；其中，干燥的温度为100℃，时间为24h；热裂解的温度为1000℃；硝酸钙改性活性氧化铝的制备方法，是将摩尔比为1.5:1的硝酸钙和活性氧化铝溶于水中，经搅拌、干燥和煅烧处理，即得；其中，搅拌的转速为55r/min，时间为30min；干燥的时间为18h；煅烧的温度为650℃，时间为50min；助燃剂包括重量比为15:15:0.1:8的共溶剂、生物油、二茂铁和助溶剂；其中，共溶剂为丙醇和辛丁醇，生物油为松节油，助溶剂为大豆油、花生油和甘油。对照例1与实施例1的成分及其制备方法基本相同，唯有不同的是未添加硝酸钙改性活性氧化铝。对照例2与实施例1的成分及其制备方法基本相同，唯有不同的是未添加单原子钴基催化剂。对照例3与实施例1的成分及其制备方法基本相同，唯有不同的是未添加助燃剂。对照例4与实施例1的成分及其制备方法基本相同，唯有不同的是未添加二茂铁。实施例1～5及对照例1～4所得燃料的性能测试结果如下表：组别发热量kcal/kgso2排放量mgno排放量mg锅炉热效率％实施例171450.0100.01097实施例270280.0120.01096实施例370930.0110.01195实施例471220.0110.01396实施例570340.0120.01495对照例167680.0320.01594对照例266930.0150.01689对照例368740.0160.03086对照例468130.0140.02591由上表可知，相比于实施例1，对照例1～4的发热量降低了3.79％～6.32％；对照例2～4的so2排放量略有上升，而对照例1的so2排放量显著提高了220％；对照例1～2的no排放量略有上升，而对照例3～4的no排放量显著提高了150％～200％；对照例1和4的锅炉热效率略有降低，而对照例2～3的锅炉热效率显著下降了8.25％～11.34％。因此，本发明的环保醇基燃料能够提高发热量、燃烧效率和降低污染物排放。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。当前第1页12