[发明专利]褐煤甲醇煤浆燃料在压缩式内燃机中富氧燃烧的方法

摘要

本发明公开了一种褐煤甲醇煤浆燃料在压缩式内燃机中富氧燃烧的方法。利用甲醇煤浆和富氧燃烧技术解决传统水煤浆在内燃机中点火较困难的问题；通过对尾气产生的CO2进行捕集，实现整体系统零碳排放，消除了对环境的污染。本发明采用的技术方案是：采用超细超洁净褐煤甲醇煤浆为燃料，以纯氧和再循环尾气中高浓度的CO2混合气体为助燃气体，在压缩式内燃机中进行富氧燃烧，由压缩内燃机产生驱动力。采用纯氧与内燃机尾气再循环CO2为助燃气体进行燃烧，有效降低了尾气中NOX的形成，提高了尾气中CO2的浓度，减少了尾气处理费用，并使得处理后的尾气易于压缩储存。该燃烧方法适用于分布式发电系统，以及大型船舶动力系统。

主权项

一种净褐煤甲醇煤浆燃料在压缩式内燃机中富氧燃烧的方法，其特征在于该方法包括以下内容：一.褐煤甲醇煤浆的制备首先将褐煤原煤利用破碎机进行粗磨和筛分，选择粗磨后0.5mm以下的煤粉进行物理及化学脱灰，灰分含量为煤粉质量的1.0％以下；脱灰后的煤粉在0.1‑2bar、100‑250℃条件下，经过热水蒸汽流化床干燥器中进行干燥，干燥至水分含量为煤粉质量的1％以下；然后利用高能球磨机进行超细磨，超细磨后煤粉粒度为10μm以下；经超细磨后的煤粉在270‑350℃、1‑5bar条件下，利用煤沥青或焦油将其进行表面涂覆，所加入的煤沥青或焦油的比例为煤粉质量的2‑7％；涂覆后的煤粉中加入煤粉质量10‑15％的水进行搅拌混合，搅拌3‑5min；加入煤粉质量20‑35％的工业甲醇，搅拌3‑5min；加入煤粉质量0.2‑3％的表面活性剂及稳定剂继续搅拌至混合均匀，制备好的褐煤甲醇煤浆总水分含量为总煤浆质量的18％以下，煤粉的质量为总煤浆质量的50‑60％，在剪切率为100S‑1时其粘度在50‑1000cPa·s，静置两个月内不产生不可恢复性硬沉淀，在柴油机中的燃尽率在99％以上，热值为21‑25MJ/Kg；二.压缩式内燃机中富氧燃烧装置压缩式内燃机中富氧燃烧装置包括：空分机、纯氧缓冲罐、压缩机、内燃机喷嘴、内燃机燃烧室、气缸及活塞、尾气处理系统、CO2捕集与封存系统，再循环CO2管路连接在纯氧缓冲罐与压缩机之间的管路上；三.褐煤甲醇煤浆燃料在压缩式内燃机中富氧燃烧方式制备好的褐煤甲醇煤浆通过内燃机喷嘴进入压缩式内燃机进行富氧燃烧，燃烧方式为压燃式，内燃机的喷嘴的启喷压力为14‑18MPa，喷嘴出口速度为200‑300m/s。由空分机产生的纯氧与尾气再循环的CO2提供褐煤甲醇煤浆的助燃气体，氧气的供应量为褐煤甲醇煤浆完全燃烧理论量的125‑145％(V/V)，经富氧燃烧后的内燃机尾气中含有CO2以及粉尘、SOX、NOX，尾气首先经常规内燃机尾气脱硫脱硝剂脱除SOX以及NOX，之后通过布袋进行除尘，处理后的尾气中含有90‑95％(V/V)的CO2，其中20‑50％(V/V)的CO2循环与纯氧 混合提供褐煤甲醇煤浆燃烧的助燃气体，余下部分进行捕集与封存，整个循环体系过程尾气的零排放。