化学固体燃料制取和应用
  化学固体燃料可由乌洛托品(六亚甲基四胺)和硬脂酸或石蜡,也可由低沸点醇、羧酸脂、烷烃、芳香烃或它们的混合物与胶凝剂、火焰调节剂、膨松体等制成呈三维网状结构固体燃料,具有容易点燃、火焰大小均匀、热值高、火焰偏差小(火焰从初燃到燃完时大小均一)、携带方便,燃烧时无毒、无异味、无污染,安全又成本低,适用于宾馆、饭店、餐车、船只、旅游、医院、学校、军队、野外作业、地质勘探、野营、家庭生活取暖用火及煤炭和木材等引火燃料。

制造方法

  因原料及配比不同而有多品种:

  a 把工业品(GB9015-88)乌洛托品粉碎、烘干、筛选,并把工业品硬脂酸或蜡切成薄片,称取乌洛托品98~99份,硬脂酸(或石蜡)1~2份,二种原料充分混合,于压片成型机中压制成每片10g,适作饮食燃料及手炉取暖燃料。所用石蜡因精制深度不同而有黄蜡及白蜡之分,又因蜡熔点不同而分48、50、52、54、56、58、60等型号,以选白蜡可燃时无烟为好,如携带及使用环境温度高,则用高标号58~60为好。

  b 取乌洛托品89份,乙醇石蜡乳化液11份,充分混合、热熔、冷却成型即可。

  c 蜂巢煤引火用化学固体燃料,火柴一点即着火:用工业品一级或二级品轻质MgO(视比容5~6ml/g)4份与工业酒精22份充分混合,然后与硬脂酸1份,木粉或煤粉73份混合,压制成型。取40目木粉6.3份、80目木炭分32份、石蜡58份、95%工业酒精4份,充分混合,压制成型。用具空隙大高度分散(视比容为5~25ml/g)的SiO2·nH2O(又名白炭黑)或CaSO3与可燃性液体醇类(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇)、酮类、酯类或是它们的回收品混合而成。固体与液体配比为5~8∶1。取木粉12份与95%工业酒精8份充分混合,然后与石蜡12份、无烟煤60份(水份<10%)混合均匀,压制成型。把乌洛托品4份、乙醇石蜡乳液7份、稿杆粉末(麦杆、棉杆、稻杆、高梁杆等都可)89份,充分混合并压制成型。

  d 醋酸钙法:取95%工业酒精1kg及适量水于容器中,在热水浴中加热到45-50℃,逐步加入于0.1kg事先配制的饱和醋酸钙水溶液[(Ca(CH3COO)2]于水中溶解度40℃为24.9%,(Ca(CH3COO)2·H2O于40℃水中溶解度为33.22%)]中,边搅拌边逐步加入,物料会迅速凝结成粒状固体,冷却后即可包装。该法制取的产品久置软化为糊状物,所以应在制成后短期内用完。

  e 硝化纤维法:取硝化纤维4.3kg、醋酸乙酯4.3kg、丙酮13kg,置于热水浴中带回流冷却器的容器内,充分溶解均匀,然后在搅拌情况下,逐步加到温度在40℃的装有95%工业酒精78.4kg及适量水的另一容器中,迅速成胶后,冷却包装为成品。该燃料在燃烧时有小火炸裂状。

  f 其他纤维素法:本法胶凝剂有羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPMC)及聚酰氨纤维。取110g甲基纤维素和150g丙酮搅拌混合溶解,逐步加入到有95%工业酒精1kg和适量水的另一容器中(40~50℃),会立即成固体燃料。该法纤维素价格较贵,丙酮气味较大。

  g 硬脂酸盐作胶凝剂法:常用的是硬脂酸的钾、钠、铝盐。用固碱28g、适量水、石蜡15g于70~75℃的热水浴容器中熔化反应,热回流情况下加入1kg95%工业酒精回流30min,冷却到60℃,于搅拌下加入火焰调节剂CuNO38g,搅拌10min,冷至50℃入模具,为半透明固体燃料。取火碱10~30g,水150g,溶解后,于另一容器内放硬脂酸40g,95%工业酒精800g,在水浴上加热,回流到60℃停止加热,将上述二容器内物料合并混合搅拌,45℃以上将物料倒入模具,冷却得半透明固体燃料。固体汽油的制造:把5%~10%的硬脂酸铝放入热水浴中加热的容器中,加热到60℃,倒入汽油,搅拌20min,冷却倒入模具,或以5%-10%硬脂酸的汽油放入热水浴中加热的容器内,加热到60℃,再加入为硬脂酸重量的1/3的50%浓度的液碱,搅拌30min,冷却入模,取出即为成品。用硬脂酸5份,浓度为30%的液碱水6份,异丙醇89份,或甲醇89份,或乙醇20份,甲醇20份,异丙醇30份,水19份,或丙酮20份,95%工业酒精50份,甲苯19份,或乙酸乙酯40份,95%工业酒精49份,或上述任何可燃物混合物或它们回收的下脚料在适当配比下都可成固体燃料。用硬脂酸与动物脂肪酸或氢化植物油与碱水同上述可燃物于适当配比及反应条件下都可成固体燃料。取甲醇12g,乙二醇3g,水5g混合,并用作胶凝剂的丙烯酸——乙烯醇共聚物0.05g,甲基纤维素0.05g,硅酸物0.3g,膨松体为聚乙烯发泡体5cm3,包装于聚乙烯薄膜封顶的聚乙烯与纸复合的薄膜杯内。用火柴于杯顶点着,即得均匀火焰。把甲醇40g,乙醇20g,水40g,异丁烯马来酸共聚物的交联产物为胶凝剂0.2g,硅酸物10g,膨松性纸浆30cm3,混合包装于填充无机质的聚乙烯筒杯子中,用聚乙烯膜封杯顶,可延长燃烧时间。把乙醇50g,玻璃棉(气孔率95~99%)为膨松体20g,封装于聚乙烯膜封杯口顶的聚乙烯镀铝质杯子中。

结果及讨论

  用低沸点可燃性单元醇、二元醇、烷烃、芳香烃、酯类、酮类、乌洛托品或它们的混合物与胶凝剂、膨松体,火焰调节剂等混合在一起,在一定条件下都可成化学固体燃料。火柴一点即着,可作取暖及引火燃料,携带方便,使用安全,成本又低,一般为2000~3000元/吨,而市场售价为4800-7000元/吨。如建年200吨产品的设备投资为2~5万元,净利40~50万元,经济效益可观。

  上述各生产方法中,在特定条件下都有生产实用性。以醋酸钙法、玻璃棉法、白炭黑法、硅酸钙法成本较低;可燃物以汽油货源充足,价格又便宜,尤以直馏汽油中含不饱和烃及芳香烃少,烟少,如在火焰处加铁丝网,则可获得燃烧均匀而无烟,热值又高,用醇类与烷烃类混合制得的化学固体燃料,燃烧时既无烟,热值又理想。

 

 

 

 


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