一种多功能燃烧助剂及其应用的制作方法

本发明涉及助燃剂技术领域，具体而言，涉及一种多功能燃烧助剂及其应用。

背景技术：

目前使用的能源均为不可再生能源；为实现可持续发展的目标，当前的主要任务，一方面是寻找可替代能源，以缓解能源压力；另一方面是提高对现有不可再生能源的利用率。

其中，现有的燃烧系统，普遍存在燃料燃烧不充分，燃烧效率不高的问题，导致燃料利用率不高。

技术实现要素：

本发明解决的问题提高燃料的利用率。

为解决上述问题，本发明提供一种多功能燃烧助剂，该多功能燃烧助剂包括如下原料：溶剂油、甲醇、环烷酸盐、稳定剂、甲酚皂以及硝酸盐。

其中溶剂油、甲醇用作溶剂，以对多功能燃烧助剂中的其他组分进行溶解，使得该多功能燃烧助剂成为液体燃烧助剂；此外，在燃料燃烧过程中，不可避免的存在一些难溶物；这些难溶物通常难以燃烧，或难以燃烧完全；本申请通过在燃烧助剂中加入溶剂油以及甲醇，将该燃烧助剂加入燃烧系统后，一方面用于溶解燃料中的难溶物质，以便于将难溶物质溶解后，降低其燃烧难度，使这些难溶物能够完全燃烧，从而提高燃料的燃烧效率，提高燃料的利用率；同时，还可减少燃料燃烧后的排放物，达到节能减排的目的；另一方面，溶剂油以及甲醇均易于燃烧，通过燃烧助剂向燃烧系统中引入溶剂油以及甲醇，使得溶剂油以及甲醇参与燃烧过程，有利于降低燃烧着火点，从而发挥助燃作用。

本申请中的环烷酸盐主要在油性溶液配方中有起到防老化、防腐、防水、杀菌防霉等稳定配方作用，并且在燃烧过程中提供催化作用和对炉管的保护和高温防腐作用。

本申请中的甲酚皂主要用于在油性溶液配方中有起到防老化、防腐、防水、杀菌防霉等稳定配方作用。

本申请同时加入环烷酸盐与甲酚皂，通过二者的协同作用，在促进燃烧过程稳定进行的同时，还起到催化作用，并在燃烧过程中对炉管进行高温防腐，保护炉管，延长燃烧设备的使用寿命。

由于燃料燃烧过程中，会有焦类附着物形成，不仅会增加燃烧后的排放物，造成燃烧系统结焦，还会降低燃料的燃烧效率，影响燃料的利用率；本申请通过在多功能燃烧助剂中加入硝酸盐，硝酸盐参与燃烧过程中，可起到微爆作用，进而通过微爆作用将系统中已生成的焦类物质进行去除；结合本申请中的溶剂溶剂油以及甲醇，对结焦微爆后产生的物质进行溶解，从而降低结焦微爆后产物的燃烧难度，进一步在燃烧系统中将该结焦微爆后产物进行燃烧，在达到防结焦作用的同时，还可提高燃料的利用率。

为提高燃烧过程的安全性，本申请进一步在多功能燃烧助剂中添加稳定剂，以便于使得本申请提供的多功能助燃剂，在起到助燃、提高燃料利用率的同时，还能够提高燃烧系统的稳定性。

本发明提供的多功能燃烧助剂，通过各成分的协同作用，不仅能够提高燃烧效率，提高燃料的利用率，还有利于实现燃烧过程的减排与防结焦。

可选地，所述溶剂油包括150#溶剂油。

通过优选溶剂油为150#溶剂油，以便于通过该150#溶剂油与甲醇相结合，使得本申请提供的多功能燃烧助剂能够对难溶物进行溶解以提高燃料利用率的基础上，进一步提高燃烧过程的稳定性与安全性。

可选地，所述环烷酸盐包括环烷酸铜。

通过优选环烷酸盐为环烷酸铜，有助于在保证多功能燃烧助剂助燃、提高燃料利用率的同时，通过铜盐来实现对燃烧设备的防腐保护，延长燃烧设备的使用寿命，从而降低成本。

可选地，所述稳定剂包括甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯。

通过添加甲基叔丁基醚与碳酸二甲酯协同作用，一方面提高防爆性能，提高燃烧过程的稳定性，另一方面有利于降低燃烧产物中的积碳，达到除黑烟的效果。

可选地，所述硝酸盐包括硝酸锰、硝酸铜、硝酸钴。

本申请通过优选硝酸盐为硝酸锰、硝酸铜以及硝酸钴，在硝酸盐在燃烧过程中通过微爆防止结焦的同时，还通过锰盐、铜盐以及钴盐来增加燃烧过程中的反应活性，使燃料中的难燃烧物质加快燃烧完全，实现对有机排放物(voc)的完全燃烧，从而起到催化作用，提高燃料的利用率，同时减少排放，实现硝酸盐的一物两用。

可选地，还包括四氯乙烯。

可选地，还包括油酸。

其中四氯乙烯以及油酸均起溶剂作用；通过四氯乙烯以及油酸与溶剂油以及甲醇的协同作用，进一步提高对燃料中难溶物的溶解，降低燃烧难度，提高燃烧效率，提高燃料的利用率。

可选地，按照重量份数计，包括如下原料：10～50重量份的150#溶剂油、30～70重量份的甲醇、1～30重量份的环烷酸铜、1～20重量份的碳酸二甲酯、1～20重量份的甲基叔丁基醚、1～5重量份的甲酚皂、1～5重量份的硝酸锰、1～5重量份的硝酸铜、1～5重量份的硝酸钴、1～10重量份的四氯乙烯以及1～5重量份的油酸。

本申请通过对多功能燃烧助剂中各组分的配比进行优化，通过各组分的的协同作用，使得本申请提供的多功能燃烧助剂在燃烧过程中能够同时发挥催化、助燃、清灰、防腐、除黑烟、减排以及防结焦等功能，能够大幅度的降低烟气中硫化物和丹阳化合物的含量；经实验证明，本申请提供的多功能燃烧助剂，可增加燃烧效率1％～20％，达到节能减排的效果。

此外，现有的燃烧助剂，通常一种燃烧助剂仅适用于一种形态的燃料，如适用于固体燃料的燃烧助剂、适用于液体燃料的燃烧助剂，而本申请提供的多功能燃烧助剂，通过对各组分间的协同作用，使得本申请提供的多功能燃烧助剂能够同时适用于固体燃料系统、液体燃料系统以及气体燃料系统。

具体的，固体燃燃料系统产生问题的一般是因杂质中的钒化物和硫化物引起燃烧过程中，燃烧温度在800℃～1200℃时，易生成流动状态的吸附焦；使用本发明提供的多功能燃烧助剂后，可以提高硫化物和钒化物的熔点，使之达到1300℃左右时形成固体颗粒状物质，可随灰排出，减少锅管上的附着，从而起到良好的防焦作用；同时硝酸盐类物质的微爆功能有除焦作用，助燃功能化学品的充分燃烧作用，使燃烧物料的着火点降低，从而使排烟中的碳降低，减少黑烟等功能，起到助燃、防焦、除焦、减排等作用。

液体燃料燃烧过程中，液体燃料中的焦油类易附着物料，易产生类油泥类物质，从而引起燃烧喷咀的结垢类污堵，同进影响喷咀的雾化效果。使用本发明提供的多功能燃烧助剂后，多功能燃烧助剂中的溶剂和表活剂类物质起到分散油泥类作用，易于通过降粘提高液体燃料的流动性，起到减少喷咀堵和增强雾化效果的作用，同时本申请提供的多功能燃烧助剂还能够起到对液体燃料中的硫化物防结焦和除焦功能，通过多功能燃烧助剂中的助燃成份起到燃烧完全的助燃作用。

气体燃料使用过程中，需要通过一定的特殊气化装置配合，使气体大分子团变成活性小分子团，利于燃烧充分。多功能燃烧助剂中的除焦成份，使燃烧系统更加清洁，利于传热；多功能燃烧助剂中的助燃剂成分帮助可燃烧成份充分燃烧，从而达到增效和减排作用。从使用效果来分析，本发明提供的多功能燃烧助剂特别利于气体燃料的使用，为国内领先水平的产品。

具体的，本申请提供的多功能燃烧助剂不仅适用于有机质燃料、垃圾燃料、固废燃料、危险废物燃料等固体可燃烧物料，也可适用于汽油、柴油、煤油、重油、煤焦油等可燃性液体燃料，还可适用于天然气燃料、煤气燃气、液化石油气燃气、焦炉煤气燃气、油田伴生气燃气、沼气燃气、钢铁高炉煤气、转炉煤气以及醇类、醚类、烯烃类可燃气等气体燃料，从而使得本申请提供的多功能燃烧助剂能够适用于各行业中的低压燃烧系统，如蒸汽锅炉、热水锅炉、烘干炉、热风炉、供暖炉、燃烧灶具、玻璃行业窑炉、陶瓷行业窑炉、马蹄窑炉、有色金属行业窑炉、冶炼加热炉、冶炼淬火炉、工业气体焚烧炉、油田油水分离加热炉、有机质发动机燃烧系统、固废燃料回转窑、危险废物燃料回转窑等，解决燃烧过程的节能减排和稳定安全生产问题，适用范围广。

本申请提供的多功能燃烧助剂，在用于不同的燃料系统和燃烧装置时，增效效果不同；具体的，将本申请提供的多功能燃烧助剂在各不同种类的燃料系统中的增效作用，与现有的燃烧助剂的增效作用对比如下：

本申请提供的多功能燃烧助剂对气体燃料节能增效作用在5％～20％之间(现有的燃烧助剂1％～5％)，减排效率在20％～50％之间(现有的燃烧助剂1％～10％)；

本申请提供的多功能燃烧助剂对液体燃料节能增效作用在3％～10％之间(现有的燃烧助剂1％～3％)，减排效率在10％～30％之间(现有的燃烧助剂1％～5％)；

本申请提供的多功能燃烧助剂对混合固体燃料节能增效作用在1％～5％之间(现有的燃烧助剂1％～2％)，减排效率在1％～20％之间(现有的燃烧助剂1％～5％)。

同时，本申请提供的多功能燃烧助剂对燃烧系统的防结焦和除焦作用明显，保证了燃烧系统的安全稳定运行。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的多功能燃烧助剂在气体燃料系统中的应用。

通过本申请提供的多功能燃烧助剂中各组分的协同作用，使得本申请提供的多功能燃烧助剂在用于气体燃料系统时，尤其用于燃气燃烧装置上，具有优异的节能减排效果。

本申请提供的多功能燃烧助剂为液体，所以使用该多功能燃烧助剂时，可选用相应的加药设备进行加药；加药方式主要有两种，一种是通过压缩空气或加药泵将该多动能燃烧助剂加入燃烧的燃料中，与燃料混合后进入燃烧区域；对于气体燃料而言，优选通过气化设备对多功能燃烧助剂进行气化后，将气态的多功能燃烧助剂加入至气体燃料中，以促进多功能燃烧助剂与气体燃料充分混合；第二种是在燃烧装置的燃烧区域进入口处开孔，通过该开孔处将方案剂量的多功能燃烧助剂喷入，使得喷入的多功能燃烧助剂直接参与燃烧，发挥助燃作用。

上述第二种加药方式中，对开孔有如下要求：安装设备之前，需要在停炉状态时，在加药点处对应开孔位置处开法兰孔。加药点位置需由专业人员现场调查交流后确定；具体位置需要根据不同类型燃烧系统，以及加入燃烧助剂需要解决的不同问题而定；根据选择的最佳加药位置，安装加药点和加药点的数量开设加药孔，并在开孔时联系药剂供应商现场指导，本申请优选在做好隔热层的情况下，开孔内径为100毫米。

此外，加药过程中对加药喷枪由如下要求：加药喷枪建议由药剂供应商提供，安装可由客户自行安装，并由药剂供应商现场配合确定位置。加药喷枪需做好隔热层，加药喷枪外面安装一个法兰，便于安装与拆卸。加药喷枪需向外部延伸20cm。喷枪头为专用雾化喷头，使用时需小心防撞破损。

管道及其他要求：加药设备本体建议由药剂供应商提供。客户配合提供内径为dn32的碳钢管、3-5公斤的压缩空气和3相5线的380v电源。

设备及药剂存放要求：加药设备安装在加药点附近，如现场设备和药剂只能露天放置的，则需搭建雨棚，防雨防潮，且药剂不能直接接触潮湿的地面。

加药时管理：将连接加药设备的加药管线，伸进对应连接的管道。根据系统实际运行情况，定期将加药喷枪拆除，对管道和加药口进行清理清洗，加药管线有陶瓷管，安装与拆卸时要精心操作，防止陶瓷管损坏。

产品储存：本申请提供的多功能燃烧助剂为危险品，使用储存和运输过程严格按照msds手册要求操作。

与现有技术相比，本发明提供的多功能燃烧助剂具有如下优势：

本发明提供的多功能燃烧助剂，通过各成分的协同作用，不仅能够提高燃烧效率，提高燃料的利用率，还有利于实现燃烧过程的减排与防结焦。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。

基于本发明提供的多功能燃烧助剂用于燃气类燃料时具有优异的节能减排效果，本申请中的实施例以燃气类燃料系统为例，来对该多功能燃烧助剂进行说明。

实施例一

本实施例以“上胶voc二次处理设备”气体燃烧锅炉为例进行说明。

按照重量份数计，本实施例添加的多功能燃烧助剂的组成如下：

30重量份的150#溶剂油、50重量份的甲醇、15重量份的环烷酸铜、10重量份的碳酸二甲酯、10重量份的甲基叔丁基醚、3重量份的甲酚皂、3重量份的硝酸锰、3重量份的硝酸铜、3重量份的硝酸钴、5重量份的四氯乙烯以及3重量份的油酸。

在同等处理量的情况下，分别记录加入本实施例的多功能燃烧助剂时燃烧锅炉的耗气量，以及不加多功能燃烧助剂时燃烧锅炉的耗气量，并根据两种情况下耗气量的不同来计算加入本实施例多功能燃烧助剂后的节能率，具体数值详见下表：

从上表数据可知，以日均耗气量计算，加入本实施例提供的多功能燃烧助剂后，节能率为9％～17％；以瞬时流量计算，加入本实施例提供的多功能燃烧助剂后，节能率为17％～21％；从而证明，本实施例提供的多功能燃烧助剂在用于处理废气的燃气炉时，节能效果明显。

实施例二

本实施例以一台20吨天然气燃气锅炉为例进行说明。

按照重量份数计，本实施例添加的多功能燃烧助剂的组成如下：

50重量份的150#溶剂油、30重量份的甲醇、30重量份的环烷酸铜、20重量份的碳酸二甲酯、1重量份的甲基叔丁基醚、5重量份的甲酚皂、5重量份的硝酸锰、1重量份的硝酸铜、1重量份的硝酸钴、1重量份的四氯乙烯以及5重量份的油酸。

在同等处理量的情况下，分别记录加入本实施例的多功能燃烧助剂时燃气锅炉的耗气量，以及不加多功能燃烧助剂时燃气锅炉的耗气量，并根据两种情况下耗气量的不同来计算加入本实施例多功能燃烧助剂后的节能率，具体数值详见下表：

通过上述表格可知，加入本实施例提供的多功能燃烧助剂后，燃气节能比例可达20.78％；从而证明，本实施例提供的多功能燃烧助剂在用于燃气锅炉时，节能效果明显。

进一步的，对上述燃气锅炉的排放物进行检测，具体数据记录详见下表：

以上检测是针对一台二十吨蒸汽锅炉进行氮氧化合物的检测，投加多功能燃烧助剂后，总体减排明显，尤其是氮氧化合物，减排量可达20％～30％。

实施例三

本实施例以一台钢铁锻造加工过程加热炉为例进行说明。

按照重量份数计，本实施例添加的多功能燃烧助剂的组成如下：

10重量份的150#溶剂油、70重量份的甲醇、1重量份的环烷酸铜、1重量份的碳酸二甲酯、1重量份的甲基叔丁基醚、1重量份的甲酚皂、1重量份的硝酸锰、5重量份的硝酸铜、5重量份的硝酸钴、10重量份的四氯乙烯以及1重量份的油酸。

在同等处理量的情况下，分别记录加入本实施例的多功能燃烧助剂时燃气锅炉的耗气量，以及不加多功能燃烧助剂时燃气锅炉的耗气量，并根据两种情况下耗气量的不同来计算加入本实施例多功能燃烧助剂后的节能率，具体数值详见下表：

从上述表格可知，按现有混合产品型号测试结果，使用本实施例提供的多功能燃烧助剂后，节能比例可达8.36％；从而证明，本实施例提供的多功能燃烧助剂在用于钢铁锻造加工过程的加热炉时，节能效果明显。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。