其它液体燃料

3.3.2　其它液体燃料

1.煤焦油

煤焦油是煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体，简称焦油。在焦化厂中，它是焦炉煤气净化产品之一。煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油和高温煤焦油，在冶金焦化领域中一般用以指焦炉煤气冷却时从煤气中冷凝分离出来的高温煤焦油。

煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃，还夹带有煤尘、焦尘和热解炭。刚回收的煤焦油还含有5%左右的溶有多种无机盐和其它杂质的水分。由于有颗粒极细的热解炭的存在，水分往往和油形成稳定的乳化液。煤焦油的绝大多数组分熔点较高，但由于大量单体化合物互相溶解而形成低共溶混合物，使煤焦油在常温下仍呈液体状态。煤焦油的许多组分还组成大量多元共沸体系，给蒸馏分离造成很大困难。高温煤焦油含有1万多种化合物，按化学性质可分为中性的烃类、酸性的酚类和碱性的吡啶、喹啉类化合物。

煤焦油一般作为加工精制的原料，制取各种化工产品，也可直接利用，如作为工业型煤、型焦和煤质活性炭用的粘结剂的配料组分；还可用作燃料油、高炉喷吹燃料以及木材防腐油和烧炭黑的原料。

2.页岩油

油页岩干馏时，其所含的固体有机物质受热分解生成的一种褐色有臭味的粘稠状液体产物。页岩油类似天然石油（原油），富含烷烃和芳烃，但都不含烯烃，并有较多的含氧、氮、硫等非烃类化合物。页岩油可作为燃料油，也可进一步加工生成汽油、煤油、柴油等液体燃料，其加工方法与天然石油炼制工艺基本相同。中国抚顺和茂名有页岩油的生产。

3.其它合成液体燃料

合成液体燃料是由煤、油页岩、油砂、天然气等经过一系列不同的加工方法得到的一类液体燃料。合成液体燃料的生产过程较复杂，生产费用较高，而原油（天然石油）的开采和加工费用较低，故各种液体燃料大都来源于天然石油。当前仅有少数国家生产合成液体燃料，例如，加拿大从油砂抽提焦油，加工为轻质油品；南非将煤气化，再合成各种轻质油品；新西兰从天然气合成液体燃料。中国和原苏联自油页岩干馏制取页岩油，作为燃料油，或进一步加工成轻质油品和化工产品。此外，有些国家如美国、澳大利亚等则开展了不少合成液体燃料的科学研究和工业试验，随着天然石油资源的逐渐减少，合成液体燃料作为一种替代或补充能源将有其发展前景。

（1）煤液化合成燃料

煤液化是煤经化学加工转化为液体燃料（合成液体燃料）的过程。煤的液化包括直接液化和间接液化。煤直接液化是将煤在高压和较高温度下直接转化为液体；间接液化是将煤在有氢气和催化剂作用下使其加氢转化为一氧化碳和氢，然后在催化剂作用下合成为烃类或醇类液体燃料（汽油、柴油、或甲醇燃料）。

（2）醇类燃料

用作发动机燃料的有机含氧化合物的混合物，其中主要是醇类物，如工业甲醇和乙醇，用作甲醇燃料或酒精燃料，一般与石油燃料掺合使用，常用掺合比例为3%～20%，以节省车用汽油。掺合后仍保持原石油燃料基本性质，不必改造发动机，且具有燃烧效率高的优点。单独使用醇类作为车用发动机燃料的工作正在进行。

甲醇是一种具有20MJ/kg发热值的干净的液体燃料，可以作为汽车的燃料。

乙醇亦称酒精。分子式为C₂H₃OH，是无色的挥发性液体，可与大多数溶剂互溶，具有良好的燃烧性能。纯乙醇液体沸点为78.3℃，相对密度0.785，燃烧低热值为26900kJ/kg。工业上用化学合成法和发酵法制取乙醇。合成法是用乙烯或天然气来催化合成乙醇。发酵法的基本过程为：淀粉等碳水化合物由糖化酶转化为糖类，再在酵母菌作用下分解为乙醇和二氧化碳。酒精发酵原料有三种：糖质原料，如甘蔗汁；淀粉质原料，如玉米、薯类；纤维素原料，如甘蔗渣、高粱秆。乙醇除用作化学试剂和药品外，它还是良好的燃料，燃烧后不产生污染物。

4.煤浆

所谓煤浆就是由煤、水（或油、甲醇等）和少量添加剂按一定比例组成，通过物理加工处理，制成类似油一样的新型洁净流体燃料。煤浆具备像燃料油那样易于装、贮、管道输送及雾化燃烧等特点。

煤浆是上世纪70年代石油危机中发展起来的一种新型低污染代油燃料。它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品。大约2t水煤浆可以替代1t石油。不同的煤浆产品是根据煤与不同流体的混合来命名的。主要有：50%煤粉和50%油组成的油煤浆；煤粉、油及10%以上水组成的煤油水浆；60%～70%煤粉与40%～30%的水及少量添加剂组成的水煤浆；60%煤粉和40%甲醇组成的煤－甲醇混合物。

根据原煤的灰份高低又可将水煤浆分为超低灰、低灰、中灰和高灰煤浆。其中高灰煤浆又叫做煤泥水煤浆，它是用洗煤泥与水混合而成，可作为矿区工业锅炉替代优质煤的代用燃料。

此外，还有石油焦浆（石油焦为低灰高热值的石油残渣），石油焦浆又可分为石油焦与油混合的油焦浆和水与石油焦浆混合的水焦浆。

煤浆技术的应用将使煤炭的品质、运输、工业应用、环境效益发生根本性的改变。首先煤炭的洗选与制浆相结合，使煤浆变成低灰、低硫、高品位的燃料。其次，在矿区制备好的煤浆可以不用传统的火车运输方式，而用封闭式、低损耗、洁净化的管道运输方式运向工业用户，使用户能得到稳定的、高质量的燃料供应，同时又能大幅度降低运输的投资与运行成本以及煤炭的运输损耗。再者，用户能得到的易贮存、能泵送、无需在厂房内布置煤粉制备系统的洁净燃料，大大改善了环境，降低了投资及使用成本。

但在锅炉中燃烧煤浆也有许多问题没有得到很好解决。诸如：受热面的腐蚀和磨损问题；炉内燃烧和传热问题；煤浆雾化及喷嘴磨损问题等。