专利名称：油包水型有机废液乳化燃料油及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种油包水型有机废液乳化燃料油及其制备方法。
背景技术：
众所周知，乳化燃料油是一类燃烧效果好、节能、低排放的洁净燃料，它克服了重油、渣油、稠原油等重质燃料油燃烧不完全、排放物污染环境的缺点，所以将重质燃油转化成为乳化燃料油是一种趋势，受到广泛重视。因为乳化燃料油燃烧完全，减少未燃净物和无机氧化物在热交换炉管外壁上的沉积，提高了热交换效率，减少了锅炉停炉除垢时间，从而提高了锅炉运转效率。同时因为有水的存在，达到了燃料低温燃烧，减少了氧化氮的生成和排放。又由于乳化油燃烧不需要太多的过量空气，减少了能催化三氧化硫形成的无机氧化物的生成，所以减少了三氧化硫的生成和排放，由此可见乳化燃料油极有推广价值。但是，目前国内国外制备乳化油时，为了达到油水均匀混合和贮存使用稳定的目的，都要加入乳化剂和稳定剂，这不但提高了成本而且增加了工艺的复杂性，制备乳化油所用的乳化剂种类依所用重质燃料油的种类和油的组成成分而变化。所以，以不同性质的重质油为原料制备的乳化油所用的乳化剂种类和用量也不同。
有机废液大量产生于各类企业，这些企业包括石油化工企业、轧钢厂(热轧)、精细化工企业、涂料生产企业、有机高分子生产企业、制药企业、染料企业、造纸企业和食品企业及其它产生有机废液的各类企业。有机废液的排放，对环境造成严重的污染。目前处理有机废液的方法主要有生物氧化法、空气氧化法、吸附法、絮凝沉淀过滤法、浓缩再提炼法和焚烧炉焚烧法等等，这些方法虽然可以在一定程度上减少有机废液的排放，但是各有缺点，不是处理不彻底就是成本太高。例如，生物氧化法只能处理浓度较低且种类不多的有机废液，而且有时处理不够彻底，在有些情况下，处理后仍达不到排放标准。再提炼法适用于有机物浓度高而且成分不太复杂的废液，而且提炼后的残液仍是废液，难于处理。焚烧炉焚烧有机废液，需要燃用大量燃油，例如焚烧高毒性有机物含量在0.1-5％左右的一吨有机废水需要柴油(重油)300-400公斤，成本高昂，而且焚烧设备昂贵，在大量废水用此法处理时，企业成本大为上升。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种以有机废液为原料，加入重质燃料油和水混合而成的油包水型有机废液乳化燃料油；另一目的是提供该油包水型有机废液乳化燃料油的制备方法。
本发明的目的是这样实现的本发明所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特点为是由水、重质燃料油和有机废液中的有机质组成。
该乳化燃料油中，水均匀分布在连续相油中，水滴粒径在0.1-20微米范围，最佳可在0.1-5.0微米范围，而且粒径分布很窄。
其中，有机废液中的有机质与重质燃料油的重量比(有机质重质燃料油)可以在0.00001∶100～90∶10范围，最好是在1.0∶99～50∶50范围。
而水与有机质和重质燃油之和的重量比[水∶(有机质+重质燃料油)]可在5.0∶95～35∶65范围，最好是在8.0∶92～15∶85范围。
本发明所述之有机废液，是指任何企业产生的含有有机质的废液，它们可以是含有(一种或多种)各类有机化合物的废水，这些废水中的有机物包括有机烷烃、有机稀烃、有机炔烃、芳香族化合物、有机多环和稠环化合物、醇类化合物、醛类化合物、酮类化合物、羧酸类化合物、酯类化合物、金属有机化合物等，还可以包括含氧有机化合物、含硫有机化合物、含磷有机化合物、含卤素有机化合物，含氮有机化合物和有机高分子化合物等；这些有机废液中还可以含有很少量的可燃性固体杂质，如碳黑、炭粉、活性炭、煤粉、和其他可燃烧固体物质等。
该有机废液还可以是废矿物油、废植物油、废动物油、废食用油、有机废乳液和任何含油油污的废液或二种及二种以上废油混合物等。
本发明中所述之重质燃料油包括重柴油、重油、渣油、沥青、稠原油、天然沥青、石油焦、煤焦油和高分子物质裂解油，以及由二种或二种以上上述重质燃料油组成的混合物等。
这些油粘度高，在室温下可以是粘稠液体、半固体或固体；这些重质燃油中可以含有很少量的水，也可以同有机废液一样含有很少量的可燃性固体杂质。
本发明中所述的水可以是外加的水、有机废液中的水，也可以是重质燃料油中含的水或其组合。
本发明中所述的水可以是淡水、含盐水、碱性水、酸性水和海水等。
其中，所述之盐水盐浓度不超过10％，这里的盐是泛指无机盐或有机盐，常用的为氯化钙、氯化镁、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸镁、乙酸钙和硬脂酸钙等；上述的碱性水pH不大于10，酸性水pH不小于4.0。
本发明中所述油包水型有机废液乳化燃料油的制备方法，其特点为将有机废液的有机质、重质燃料油和水按上述比例加入进行研磨、乳化均质，不加任何乳化剂，可连续制备。
其中，加入的重质燃料油的温度可在10～95摄氏度范围，最好是在35～85摄氏度范围；所用有机废液和水的温度可在5～95摄氏度范围，最好是在35～85摄氏度范围。
本发明的制备方法，其特点为研磨、乳化、均质混合所用设备为本公司发明的旋转脉动超细微粒粉溶机(简称粉溶机，专利申请号011093943)，也可选用能将油和水分散研磨粉碎达到本发明要求的粒度标准的其它设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明中生产乳化油不须加入乳化剂，仅通过粉溶机的高速冲击作用即可达到分散相在乳液连续相中均匀分布，并且分散相粒子平均直径很小，达到0.1-20微米之间，大都在0.1-5微米范围，为扩大生产乳化油的原料范围提供了可能。
再者，本发明是以有机废液为原料，直接与一定比例的重质燃料油和废水废液经高速机械脉冲设备混合乳化后制成性能优良的油包水型有机废液乳化燃料油，作为洁净燃料用于发电厂锅炉、轧钢企业加热炉、陶瓷玻璃企业加热炉和各种造汽供热锅炉的燃料，洁净地燃烧，是有机废液彻底的处理方法；生产有机废液乳化燃料油过程中不产生废液、废渣、废气，是清洁化生产。
另外，本发明所述制备方法中粉溶机能将机械运动产生的高速冲击充分作用在被混合和被乳化的物料上，并通过物料不同成分之间相互作用使分散相水被粉碎成极其微小的液滴并在连续相油中均匀分布，制备成水滴粒径小而分布很窄的稳定性良好的油包水型有机废液乳化燃料油。实现了将有机废液转化为优良的乳化燃料油，从而达到有机废液低成本资源化的目标。
具体实施例方式
下面举几个较佳实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
实施例一1.原料(1)有机废液。江苏省某家树脂企业产生的有机废水，其中所含有机物包括丙醇、异丁醇、环己醇和化学组分为C6H10O5的混合物，总有机物含量为0.20％。
(2)180#重油，指标如下密度(15摄氏度，公斤/升)0.9680动力黏度(50摄氏度，CST)158.1硫含量(％) 3.24含水量(％) 0.10灰分(％) 0.034倾点(摄氏度) 0.0闪点(摄氏度) 962.制备条件(1)原料配比(％)有机废水10，180#重油90(2)物料温度(摄氏度)180#重油55，有机废水55(3)物料流量(公斤/小时)
有机废水400，180#重油3600(4)乳化机转速(转/分)14603.产品(乳化油)指标组成水10％，有机质加重油90％粘度(动力黏度，50摄氏度)163比重(公斤/升，15摄氏度) 0.9712水滴平均直径(微米) 0.5～3.0稳定性常温下储存3个月油水不分层燃净率大于99％实施例二1.原料(1)有机废液，从上海某轧钢厂回收之废乳液浓缩液。
组成(％)有机质70，水30(2)进口180#重油，指标同例一。
2.制备条件(1)物料配比(％)废乳液浓缩液 50180#重油 50(2)物料温度(摄氏度)55(3)物料流量(公斤/小时)废乳液浓缩液 2000180#重油 2000
(4)乳化机转速(转分)14603.产品(油包水型有机废液乳化燃料油)指标组成(％)水 15有机物 35重油 50比重(公斤/升)0.9728粘度(动力黏度CST，50摄氏度)152.3乳液中水滴直径(微米)0.1～3稳定性室温贮存3个月油水不分层燃净率(％)大于99实施例三1.原料(1)有机废液，上海某企业收集之地沟油，过滤除渣。含废油76％，含水24％。
(2)380#重油，指标如下密度(公斤/升) 0.9562黏度(恩氏)E80 10.02硫含量(％)3.15灰分(％) 0.040水含量(％)0.20机械杂质(％) 0.45
闪点(摄氏度) 大于100凝固点(摄氏度)122.制备条件(1)物料配比(％)地沟油 80380#重油20(2)物料温度(摄氏度)地沟油95，380#重油85(3)物料流量(公斤/小时)地沟油 1600380#重油400(4)乳化机转速(转/分)14603.产品乳化油指标组成(％)水 19废油有机质 61重油 20比重(公斤/升)0.9606黏度(恩氏)E808.90水粒子大小(微米)1.0～5.0稳定性室温下放置三个月油水不分层燃净率(％)大于99实施例四
1.原料(1)华东地区某企业含氰废水，氰化物浓度在4.5毫克/升(2)180号重油，指标如下密度(公斤/升) 0.9615黏度(恩氏)E80 6.13含硫量(％)2.45灰分(％) 0.035水含量(％)0.50闪点(摄氏度) 100凝固点(摄氏度)82.制备条件(1)物料配比(％)含氰废水25180#重油75(2)物料流量(公斤/小时)含氰废水250180#重油750(3)物料温度(摄氏度)50(4)乳化机转速(转/分) 14603.产品(乳化油)指标组成(％)水 25氰化物加油 75比重(公斤/升，15摄氏度) 0.9711黏度(恩氏)E806.05
水粒径(微米) 0.5-3.0稳定性 常温下储存1000小时油水不分层燃净率(％) 大于99实施例五1.原料(1)上海某企业产生的含氯含水废溶剂混合液，含水6％(2)180号重油，指标同实施例四(3)含钙碱性水，pH9.52.制备条件(1)物料配比(％)废溶剂 20180#重油 70碱性水 10(2)物料流量(公斤/小时)废溶剂200180#重油 700碱性水100(3)物料温度(摄氏度)30(4)乳化机转速(转/分) 14603.产品(乳化油)指标组成(％)水 11.2氯化物加油 88.8比重(公斤/升，15摄氏度)0.9703黏度(恩氏)E80 5.10
水粒径(微米)0.1-3.0稳定性 常温下储存1000小时油水不分层燃净率(％)大于99实施例六1.原料(1)有机废液从上海市区某饭店回收之费食用油，内含1.3％的食物焦化废油。
(2)我国某油田采出之稠原油，与轻质燃料油经过重油混合均质机混合研磨制备的调和油，其中密度(公斤/升，15摄氏度)0.9873黏度(恩氏)E809.83.制备条件(1)物料配比(％)废食用油 85稠原油调和油 10水 5(2)物料流量(公斤/小时)废食用油 1700调和油200水100(3)物料温度(摄氏度)废食用油与水5，调和油10(4)乳化机转速(转/分)14603.产品(乳化油)指标组成(％)水5
有机质 85油 10比重(公斤/升，15摄氏度)0.9553黏度(恩氏)E80 5.54水粒径(微米) 3-5稳定性 常温下储存1000小时油水不分层燃净率(％) 大于99实施例七1.原料(1)上海某树脂厂产生的含有多氯联苯的酸性水，多氯联苯含量1.2毫克/升，pH值4.5。
(2)山西某炼焦厂生产之煤焦油，其中含有1％的煤粉和焦屑，其密度(公斤/升，15摄氏度)0.9750黏度(恩氏)E805.322.制备条件(1)物料配比(％)有机废水 34煤焦油 66(2)物料流量(公斤/小时)有机废水680煤焦油 1320(3)物料温度(摄氏度)煤焦油95，有机废水50(4)乳化机转速(转/分)14603.产品(乳化油)指标组成(％)水 34有机质 0.000041油 65.999959比重(公斤/升，15摄氏度)0.9841黏度(恩氏)E80 5.45水粒径(微米) 2-5稳定性 常温下储存1000小时油水不分层燃净率(％) 大于99实施例八1.原料(1)上海某化工厂企业有机废水浓缩液，含可燃有机质10.3％。
(2)高分子裂解油和渣油经重油均质机混合研磨生产之调和燃油，其密度(公斤/升，15摄氏度)0.9667黏度(恩氏)E80 5.322.制备条件(1)物料配比(％)废水 9.0调和油 91.0(2)物料流量(公斤/小时)废水 90调换油910(3)物料温度(摄氏度) 15(4)乳化机转速(转/分) 14603.产品(乳化油)指标组成(％)水 8.07有机质 0.93油 91.00比重(公斤/升，15摄氏度)0.9827黏度(恩氏)E80 5.41水粒径(微米) 2-4稳定性 常温下储存1000小时油水不分层燃净率(％) 大于99当然，上述重质燃油或有机废液中可以含有很少量炭黑、炭粉、活性炭、煤粉、焦屑或其他可燃固体。
本发明中所述制备油包水型有机废液乳化燃料油的方法中，有机废液、重质燃料油和水按一定比例直接加入粉溶机中，也可以将其中任何二种组分进行预混合，然后再将这个预混合物与第三组分在粉溶机中进行混合乳化制成油包水型有机废液乳化重质燃料油。例如，可以先将有机废液与水按一定比例在一个装有搅拌器的容器中进行混合，然后再将有机废液和水的混合物按一定配比与重质燃料油在粉溶机中混合乳化，制得油包水型有机废液乳化油。又如，可以先将重质燃料油与水按一定配比在粉溶机中先混合乳化制成乳化重质燃料油，然后再将这种乳化重质燃料油与有机废液按一定比例在粉溶机或燃油均质机中混合，制得油包水型有机废液乳化重制燃料油。
再者，本发明的方法中除去可以用一种有机废液外，也可以将二种及以上有机废液与重质燃料油和水按一定配比在粉溶机中混合乳化制得油包水型有机废液乳化重质燃料油，也可以先将二种及二种以上的有机废液按一定配比进行预混合，然后再与重质燃料油和水按一定配比在粉溶机中混合乳化，制得油包水型有机废液乳化重质燃料油。
本发明中所指的百分比或比例均为重量百分比或重量比。
另外，本发明所述制备方法中，所用设备包括一个有加热装置的供水装置，一个或一个以上重质燃料油储罐并带有加热装置，一个或一个以上有机废液储罐并带有加热装置，一个或一个以上带有搅拌器的预混合容器，而且还包括连接上述水供装置、油和废液储罐和预混合装置的管线，输液泵、阀门、温度测量、物料计量的仪表，以及一个及以上重油均质机；特别重要的是本发明的制备方法中所用设备还包括一个及以上的高速脉冲乳化机，如粉溶机，它能将机械运动产生的高强作用力充分作用在被混合和被乳化的物料上，并且在各物料之间产生强力相互作用，使分散相物料在高速脉冲作用下被粉碎、均质、分散在连续相物料中，形成的分散相液滴平均直径可在0.1-20微米之间，大多数在0.1-5微米之间，并依所用原料种类、原料配比、原料温度、乳化时间和其他乳化条件而变化。
最后，该方法中还可以应用电脑和自动程序控制装置，根据需要自动调节各物料的配比、流量、温度、压力和粉溶机的工作参数，以实现自动化连续生产本发明所述的油包水型有机废液乳化燃料油和自动调节产量和质量。
权利要求
1.一种油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于其由水、重质燃料油和有机废液中的有机质组成。
2.如权利要求1所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于其分散相水滴的粒径为0.1-20微米。
3.如权利要求2所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于该分散相水滴的粒径为0.1-5微米。
4.如权利要求1所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于该有机废液中的有机质和重质燃料油的重量比为0.00001∶100～90∶10；水与有机废液中有机质和重质燃料油重量之和的比为5.0∶95～35∶65。
5.如权利要求4所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于该有机废液中的有机质和重质燃料油的重量比为1∶99～50∶50；水与有机废液中有机质和重质燃料油重量之和的比为8∶92～15∶85。
6.如权利要求1所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于所述有机废液是任何企业产生的含有有机物的废液，这些废液中的有机物包括一种或一种以上各类碳氢化合物、有机含氧化合物、有机含氮化合物、有机含硫化合物、有机含磷化合物、有机卤素化合物、有机金属化合物、或有机高分子化合物。
7.如权利要求6所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于所述任何企业产生的含有有机物的废液是废矿物油、废植物油、废动物油、废食用油、有机废乳液或任何含有油污的废液或二种及二种以上废油混合物。
8.如权利要求1所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于所述重质燃料油是指重柴油、重油、渣油、沥青、稠原油、天然沥青、石油焦、煤焦油、高分子物质裂解油，或者二种或二种以上由上述重质燃油组成的混合油。
9.如权利要求1所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于所述重质燃料油或有机废液含有很少量可燃烧的固体。
10.如权利要求9所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于该可燃烧的固体为炭黑、炭粉、活性炭、煤粉、焦屑或其他可燃固体。
11.如权利要求1所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于所述的水为有机废液中的水、重质燃油中的水、外加的水或其组合。
12.如权利要求1或11所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于所述的水为淡水、盐水、碱性水、酸性水或海水。
13.如权利要求12所述的油包水型有机废液乳化燃料油，其特征在于该盐水盐浓度不超过10％，碱性水pH不大于10，酸性水pH不小于4.0。
14.一种如权利要求1所述的油包水型有机废液乳化燃料油的制备方法，其特征在于将水、重质燃料油和有机废液中的有机质进行研磨、乳化均质。
15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于所用的有机废液和水的温度在5～95℃，重质燃料油的温度在10～95℃范围。
16.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于所用的有机废液、水和重质燃料油的温度均在35～85℃范围。
17.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于研磨、乳化均质所用设备为旋转脉动超细微粒粉溶机。
全文摘要
一种油包水型有机废液乳化燃料油，其特点为由水、重质燃料油和有机废液中的有机质组成。本发明还公开了所述油包水型有机废液乳化燃料油的制备方法，是将有机废液中的有机质、重质燃料油和水，按一定配比，直接送入旋转脉动超细微粒粉溶机中混合乳化，不需加入乳化剂，其能将机械运动产生的高速冲击充分作用在被混合和被乳化的物料上，并通过物料不同成分之间相互作用使分散相水被粉碎成极其微小的液滴并在连续相油中均匀分布，制备成水滴粒径小而分布很窄的稳定性良好的油包水型有机废液乳化燃料油，实现了将有机废液转化为优良的乳化燃料油，从而达到有机废液低成本资源化的目标。
文档编号C10L1/32GK1632076SQ200310122779
公开日2005年6月29日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者张景云, 王力民 申请人:上海精微粉溶机械设备有限公司