專利名稱：一種摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)饧捌渲谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)?，特別涉及一種摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)饧捌渲谱鞣椒ā?br>
背景技術(shù)：
地球大陸架可采的石油資源已不多，僅可供人類利用數(shù)十年時間。這導(dǎo)致近年來石油價格飛漲，正影響著世界各國經(jīng)濟的發(fā)展。而煤炭雖可供人類開采數(shù)百年，但用煤炭作燃料會排放出大量有害氣體，對大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。因此，世界各國正尋找替代能源，而且從保護(hù)環(huán)境出發(fā)，要求這種替代能源是只排放微量有害氣體的潔凈燃料。
二甲醚(DME)是一種無毒含氧燃料，常溫常壓下為氣態(tài)，在5個大氣壓下就可實現(xiàn)液化，比家用的液化石油氣需要8個大氣壓才能液化的壓力還要低，所以安全性優(yōu)于液化石油氣。這種二甲醚不但能從煤、煤層氣及天然氣中提取，還可由氮肥廠的聯(lián)醇生產(chǎn)中的產(chǎn)品——甲醇經(jīng)脫水而得。隨著科技的發(fā)展及工業(yè)現(xiàn)代化，還能由CO2接觸加氫生產(chǎn)，還能由各種植物、甚至從生活垃圾中提取。
隨著科技的進(jìn)步，合成甲醇技術(shù)的發(fā)展，使以甲醇為基料生產(chǎn)二甲醚(DME)作為燃料有了可能。廉價原料所制得的甲醇可以與其他燃料(主要是烴燃料)相競爭，例如甲醇在貯存和管道輸送方面比天然氣更經(jīng)濟(指5000公里以上遠(yuǎn)距離輸送)。在煤、天然氣、石油有一定比價的情況下，由煤制取的甲醇可能是最經(jīng)濟而且能夠大量生產(chǎn)的液體燃料，其產(chǎn)量可能達(dá)到由煤所制得的各種富能產(chǎn)品(例如合成天然氣，氨和氫)的25％～30％。
二甲醚在自然界里并不存在，必須由其它物質(zhì)作原料來制成。天然氣與煤是目前較好的原料。天然氣的可開采年份是65年，而煤炭可供開采250年以上，甚至達(dá)到400年，所以利用煤炭來生產(chǎn)二甲醚是一種較好的選擇。煤炭直接用作燃料有如下缺點 1、煤是固體，難以用管道輸送； 2、煤中灰分多，會增加運輸成本，燃燒后還有灰的處理問題； 3、燃燒產(chǎn)生大量的SOX、NOX等有害氣體，且產(chǎn)生大量煤塵，對大氣和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，為了防止污染，必須花費大量投資進(jìn)行處理； 4、低熱值的褐煤，次煙煤等并不能很好利用。
而以煤作為原料生產(chǎn)二甲醚，再以二甲醚作為燃料，則上述缺點全都克服了，而且煤層中甲烷也可使用。
以煤為原料生產(chǎn)二甲醚(DME)的過程如下 原料煤，氣化(煤層甲烷)，精制，調(diào)整，在反應(yīng)器中生成二甲醚、CO2、水和甲醇。
煤氣化技術(shù)沒有浪費煤炭里的任何成分，煤中的硫變成純硫被回收，灰變成清潔爐渣，可用作陶瓷瓦和磚的原料，這一技術(shù)的優(yōu)勢還在于，能使用各種各樣的煤，包括劣質(zhì)的褐煤和次煙煤。
用3噸標(biāo)煤可以轉(zhuǎn)化為1噸非石油基燃料，生產(chǎn)成本僅為柴油的84％，汽油的45％。
目前全國有很多的新建城市，由于遠(yuǎn)離天然氣供銷網(wǎng)絡(luò)，所以很難解決新建城區(qū)的管道燃?xì)狻，F(xiàn)代化城市，現(xiàn)代化建筑，居民也盼望能用上方便、清潔、高效、低毒性的能源。為了更充分的利用當(dāng)?shù)鼗蚋浇貐^(qū)的能源，上個世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的小氮肥廠，幾乎每個縣、市均有一至兩家，九十年代經(jīng)調(diào)整以后，現(xiàn)還存一半，即每兩個縣市至少有一家小氮肥廠，有的縣市將小氮肥廠的余氣作為城鎮(zhèn)的管道氣氣源，但隨著城區(qū)的擴建，人口的增加，原有的氣源已不能滿足供應(yīng)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為了緩解目前存在的能源緊張狀況，提供一種摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)饧捌渲谱鞣椒ā?br> 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)?，?0％-40％體積的混空二甲醚燃?xì)鈸交?0％-90％體積的其它燃?xì)馀渲贫桑龅幕炜斩酌讶細(xì)庥?0％-70％體積的二甲醚和30％-50％體積的空氣混配而成。
所述的其它燃?xì)膺x自天然氣、輕烴燃?xì)?、人工煤制氣、焦?fàn)t煤氣、兩段爐煤氣、液化石油氣、醇后氣和工礦余氣中的一種或幾種。
上述混合燃?xì)獾闹谱鞣椒?，包括以下步驟 A、將液態(tài)二甲醚過濾去除雜質(zhì)； B、將經(jīng)過過濾的液態(tài)二甲醚導(dǎo)入熱補償汽化器中進(jìn)行氣化； C、將氣化后的二甲醚與空氣進(jìn)行等壓力計量混配，制成混空二甲醚； D、將混空二甲醚與其它燃?xì)獾葔毫τ嬃炕炫洌瞥苫旌先細(xì)狻?br> 步驟A中所述的過濾采用200目過濾器過濾。
步驟B中所述的熱補償汽化器的氣化溫度控制在≥30℃。
本發(fā)明摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)饩哂幸韵聝?yōu)點和特點 1、混合燃?xì)獾脑鲜且悦禾繛橹?，一般距離礦區(qū)較近，運輸費用低，生產(chǎn)成本較低，混合燃?xì)獾墓?yīng)價相應(yīng)的低，居民較易接受。
2、混和燃?xì)獾囊谎趸己烤陀趩我坏娜斯っ簹?，所以毒性也低?br> 3、原料就地解決，增強了能源的安全性。
4、混和燃?xì)膺h(yuǎn)離燃爆的可能性，所以安全性較好。
5、有條件的城市不但可用輕烴混空燃?xì)庾鳛樵摮鞘械恼{(diào)峰氣源或備用氣源，如果一旦天然氣入市，也可按比例與原混合燃?xì)鈸交焓褂?，其燃燒特性均不變，多氣源燃?xì)饪苫パa置換，符合城市燃?xì)獾墓舛喾N化要求。
6、居民用氣條件的改善，同時大氣環(huán)境，廚房環(huán)境相應(yīng)得到改善。
7、混空二甲醚可成為6T天然氣的制備氣，純二甲醚經(jīng)氣化制備后不但能與原城市天然氣摻混使用，也能成為獨立的氣源作為城市管道氣，其燃燒特性符合12T天然氣的要求，二甲醚還能灌瓶作為散戶一瓶一灶燃用。



圖1為本發(fā)明的基本工藝流程圖。

具體實施例方式 本發(fā)明的基本工藝流程如圖1所示，首先將液態(tài)二甲醚過濾去除雜質(zhì)，接著將經(jīng)過過濾的液態(tài)二甲醚導(dǎo)入熱補償汽化器中進(jìn)行氣化，再將氣化后的二甲醚與空氣進(jìn)行等壓力計量混配，制成混空二甲醚；然后將混空二甲醚與其它燃?xì)獾葔毫τ嬃炕炫?，即制成本發(fā)明的混合燃?xì)狻１?列出了按照上述方法制作的混合燃?xì)獾?0個具體實施例，其中實施例1-7的混合燃?xì)饣旌先細(xì)夥?R城市燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)(華白指數(shù)W為21.1-24.3MJ/m3，燃燒勢CP為55-96)；實施例8-18的混合燃?xì)夥?R人工煤氣的燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)(華白指數(shù)W為21.1-24.3MJ/m3，燃燒勢CP為55-96)；實施例19-32的混合燃?xì)夥?T天然氣的燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)；實施例33-36的混合燃?xì)夥?R燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)；實施例37-40的混合燃?xì)夥?R燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)(華白指數(shù)W為25.2-29MJ/m3，燃燒勢CP為63-110)。
表1 表1中所列各實施例的混合燃?xì)獾捏w積濃度百分比均大于該燃?xì)獗O限上限的1.5倍，屬于安全型燃?xì)狻?br> 下面是對本發(fā)明的混合燃?xì)獾膸讉€實際應(yīng)用例。
一、某城市原有人工煤氣5R標(biāo)準(zhǔn)的管網(wǎng)煤氣用戶10萬戶，隨著近年城區(qū)的擴大，人口的增多，原人工煤氣生產(chǎn)量已不能滿足新增用戶的需要，只能維持原用戶的供氣，估計5年后將發(fā)展到20萬戶以上。選擇混空二甲醚摻混人工煤氣增加擴容，不但能滿足5年后20萬戶的供氣，就目前的情況可根據(jù)管網(wǎng)擴建的速度逐步擴大供氣量。液態(tài)二甲醚經(jīng)200目濾網(wǎng)過濾，在熱補償氣化室內(nèi)氣化后與壓縮空氣等壓計量按1∶1的比例混配，經(jīng)濃度檢測合格后進(jìn)入中間儲氣柜儲存，由于發(fā)展用戶是分步實施的，可按下面幾個階段進(jìn)行。
1.用戶量發(fā)展到12萬戶時(即新增用戶2萬)，用人工煤氣90％摻混10％的混空二甲醚(其中二甲醚5％、空氣5％)，增熱后的混空燃?xì)獾臒嶂祻?700Kcal/Nm3增加到4052Kcal/Nm3，產(chǎn)量增加11％，總量增至121.6％； 2.用戶發(fā)展到14.5萬戶時，用人工煤氣80％摻混20％的混空二甲醚(其中二甲醚與空氣各10％)，熱值增至4403Kcal/Nm3，產(chǎn)氣量增加25％，總量增至148.75％； 3.用戶發(fā)展到18萬戶時，用人工煤氣70％摻混30％的混空二甲醚(其中二甲醚與空氣各15％)，熱值增至4755Kcal/Nm3，產(chǎn)量增加42％，總量增至183.6％； 4.用戶發(fā)展到23萬戶時，用人工煤氣60％摻混40％的混空二甲醚(其中二甲醚與空氣各20％)，熱值增至5106Kcal/Nm3，產(chǎn)氣量增加66％，總量增至230％，尚可滿足用戶的燃用。
上述所有各檔的混合燃?xì)饩显斯っ簹?R的燃燒特性，一氧化碳的含量逐步下降，從17.9％降到10.74％，可燃?xì)夂颗c爆炸極限上限之比均達(dá)到國家規(guī)定的安全范圍即1.5倍以上。
二、某縣城有一家以兩段爐增熱水煤氣生產(chǎn)氮肥的化工廠，除了滿足生產(chǎn)的原料氣外，每天尚有11.39萬m3的熱值為3140Kcal/Nm3的煤制氣可供當(dāng)?shù)氐木用袢加谩Ｓ捎谌紵匦圆环蠂乙?guī)定的某一種燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)，所以燃具只能非標(biāo)生產(chǎn)，按戶均6500Kcal/戶·天計算，充其量只能解決5萬戶的燃用，已不能適應(yīng)城區(qū)擴大、人口增長的需要。
決定采用對原人工煤氣進(jìn)行增熱擴容，以混空二甲醚作為增熱劑，將液態(tài)二甲醚經(jīng)200目濾網(wǎng)過濾后，進(jìn)入熱補償氣化器內(nèi)氣化后與壓縮空氣等壓計量按2∶1的比例(即2份二甲醚混配1份空氣)混配，經(jīng)濃度檢測合格后進(jìn)入中間儲氣柜，與兩段爐增熱水煤氣按混空二甲醚30％摻混70％的兩段爐氣，制成混合燃?xì)?，其熱值?077Kcal/Nm3、華白數(shù)W為23.42MJ/m3(5593Kcal/Nm3)；燃燒勢CP為65.72，燃燒特性符合國標(biāo)5R人工煤氣的燃燒特性，W21.1～24.3MJ/m3；CP55～96。
燃燒器具可按5R標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一采購及生產(chǎn)。
原兩段爐煤氣經(jīng)增熱擴容后，其供氣戶可由5萬戶發(fā)展到11萬戶左右，可滿足該縣城中、長期發(fā)展規(guī)劃。
三、某縣城的城郊有一家日產(chǎn)20噸甲醇的化工廠，每天產(chǎn)生的尾氣有1萬多m3，熱值2900Kcal/Nm3左右，除了部分回收作鍋爐熱源外，很多被排放掉，既影響環(huán)境，又損失了能源。采用醇后氣60％+二甲醚20％+空氣20％組成混合燃?xì)?，熱值?8.58MJ/m3(4445Kcal/Nm3)；華白數(shù)W為22.15MJ/m3(5300Kcal/m3)，燃燒勢CP為77.58。
回收的工礦尾氣可生產(chǎn)制作2.67萬m3/天的混合燃?xì)猓磻艟蘸臒?500Kcal/戶·日計算，可供縣城一萬八千多居民戶的用燃，這樣從此改變了該縣城無管網(wǎng)燃?xì)獾臍v史，隨著城區(qū)需求的增加，只要擴大化工廠的生產(chǎn)規(guī)模即成，廠內(nèi)增加一道生產(chǎn)二甲醚的生產(chǎn)線，不但能自足，還可望供給臨近的縣市。(可見圖3-2)
權(quán)利要求
1.一種摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)?，其特征在于?0％-40％體積的混空二甲醚燃?xì)鈸交?0％-90％體積的其它燃?xì)馀渲贫?，所述的混空二甲醚燃?xì)庥?0％-70％體積的二甲醚和30％-50％體積的空氣混配而成。
2.如權(quán)利要求1所述的摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)?，其特征在于所述的其它燃?xì)膺x自天然氣、輕烴燃?xì)?、人工煤制氣、焦?fàn)t煤氣、兩段爐煤氣、液化石油氣、醇后氣和工礦余氣中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的混合燃?xì)獾闹谱鞣椒?，其特征在于，包括以下步驟
A、將液態(tài)二甲醚過濾去除雜質(zhì)；
B、將經(jīng)過過濾的液態(tài)二甲醚導(dǎo)入熱補償汽化器中進(jìn)行氣化；
C、將氣化后的二甲醚與空氣進(jìn)行等壓力計量混配，制成混空二甲醚；
D、將混空二甲醚與其它燃?xì)獾葔毫τ嬃炕炫洌瞥苫旌先細(xì)狻?br> 4.如權(quán)利要求3所述的混合燃?xì)獾闹谱鞣椒?，其特征在于步驟A中所述的過濾采用200目過濾器過濾。
5.如權(quán)利要求3所述的混合燃?xì)獾闹谱鞣椒?，其特征在于步驟B中所述的熱補償汽化器的氣化溫度控制在≥30℃。
全文摘要
一種摻混有混空二甲醚的混合燃?xì)猓?0％-40％體積的混空二甲醚燃?xì)鈸交?0％-90％體積的其它燃?xì)馀渲贫?，所述的混空二甲醚燃?xì)庥?0％-70％體積的二甲醚和30％-50％體積的空氣混配而成。上述混合燃?xì)獾闹谱鞣椒ㄊ?，首先將液態(tài)二甲醚過濾去除雜質(zhì)，將經(jīng)過過濾的液態(tài)二甲醚導(dǎo)入熱補償汽化器中進(jìn)行氣化，將氣化后的二甲醚與空氣進(jìn)行等壓力計量混配，制成混空二甲醚，然后將混空二甲醚與其它燃?xì)獾葔毫τ嬃炕炫?，制成混合燃?xì)?。本發(fā)明的混合燃?xì)庥捎趽交煊谢炜斩酌眩捎行岣咂錈嶂岛凸?yīng)量，為緩解目前存在的能源緊張狀況提供了一條有效途徑。
文檔編號C10L3/00GK101210207SQ200610148800
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月31日
發(fā)明者陳興曾, 張湘婷 申請人:上海聯(lián)翔置業(yè)有限公司