利用環(huán)己烷/乙醇廢液制備凝膠燃料

2014年第5期廣東化工第41卷總第271期www.gdchem.com利用環(huán)己烷/乙醇廢液制備凝膠燃料何亮,丁彬,王利華*,范利沙(中南民族大學(xué)催化材料科學(xué)湖北省暨國家民委教育部共建重點(diǎn)實(shí)驗室,湖北武漢430074)[摘要]采用固體酒精的三種典型制備方法,嘗試將相圖實(shí)驗的環(huán)己烷乙醇混合廢液制成類(lèi)似固體酒精的凝膠燃料,實(shí)驗結果表明:(1)醋酸鈣法不適用:(2)硬脂酸氫氧化鈉法可用;(3)溶膠凝膠法中使用羥丙基甲基纖維素(HPMO較合適:(4)在硬脂酸氫氧化鈉法中加入HPMC(羥丙基甲基纖維素)得到的凝膠燃料性能最好;(5)與固體酒精相比,環(huán)己烷/乙醇凝膠燃料優(yōu)點(diǎn)是火大、耐燒、熱值高,缺點(diǎn)是久燃鍋底易黑,久放罐中味重。提出了使用消煙劑、加厚工業(yè)酒精凝膠包覆層等改進(jìn)設想[關(guān)鍵詞]環(huán)己烷;乙醇;凝膠;燃料[中圖分類(lèi)號TQ153;TQ2.12[文獻標識碼]A[文章編號]1007-1865(2014)050035-01Using Liquid Waste of Ethyl Alcohol and Cyclohexane to Prepare Gel FuelLiang, Ding Bin, Wang Lihua, Fang LiKey laboratory of Catalysis and Materials Science of the State Ethnic Affair Commission &Ministry of Education, South-Central Universityfor Nationalities, Wuhan 430074, China)indicated, that calcium acetate method is not applicable, stearic acid-sodium hydroxide method is applicable, sol-gel method is applicable, hydroxypropyl methylellulose(HPMC)is applicable. HPMC was used in stearic acid-sodium hydroxide method, the best gel fuel of liquid waste was prepared. The new gel fuel has bigflame, high quantity of heat, slight carbon blank and smell. The improvement design was proposed, including adding antismoke agent and industrial alcohol gelKeywords: cyclohexane: ethyl alcohol: gel: fuel物理化學(xué)實(shí)驗中的“雙液系相圖”是一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗,其產(chǎn)生完全;將得到的溶液灌裝到金屬模具中冷卻得環(huán)己烷/乙醇凝膠,的環(huán)己烷/乙醇混合廢液不能隨便倒入下水道,需要收集后交給專(zhuān)密封包裝業(yè)公司花錢(qián)處理。盡管有人提出分離回收方法12,但是只有專(zhuān)業(yè)此法得到的凝膠燃料主要缺點(diǎn)是有明顯黑煙,通過(guò)燃燒少量純的乙醇和純的環(huán)己烷,對比發(fā)現,黑煙主要來(lái)自于環(huán)己烷們的設想是:參考現有固體酒精的生產(chǎn)方法,將物理化2.3高分子溶膠凝膠法學(xué)相圖實(shí)驗的廢液用作膠體化學(xué)實(shí)驗或者綜合試驗的原材料,而大分子在溶劑中吸收良性小分子溶劑即親和性好的溶劑)溶脹,最后分散、溶解成為溶液。此時(shí)通過(guò)改變溫度或者加入親和循環(huán)利用,變廢為寶。性差的小分子溶劑,可以使大分子相互靠攏形成不能流動(dòng)的空間1實(shí)驗部分網(wǎng)絡(luò )結構,小分子溶劑被包裹在內,即得到凝膠。所有大分子在硬脂酸、氫氧化鈉、乙醇、環(huán)己烷、醋酸鈣等,均為分析純溶劑中的溶解,都需要加熱并且長(cháng)時(shí)間攪拌分散后,才能慢慢溶?chē)幑咎峁?。熱溶型HPMC(羥丙基甲基纖維素,粘均分子量0萬(wàn)),石家莊澤旭纖維素有限公司;環(huán)己烷/乙醇廢液,來(lái)自物取10mL環(huán)己烷乙醇廢液(摩爾比約為5:5)置于100mL燒化實(shí)驗室,可能含少量水等雜質(zhì):固體酒精及配套火鍋,市售商上將5mL到60,取熱水加入到上述混合液中并不斷快速攪拌FA2004電子天平,上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;DzTW即形成白色半透明環(huán)己烷/乙醇凝膠,待固體冷卻即可用基本性狀:表觀(guān)為白色微黃的半透明膠體,有彈性,有粘度調溫電熱套,北京永光明醫療儀器廠(chǎng);DF-1015集熱恒溫磁力攪拌器,鞏義市英峪子華儀器廠(chǎng)久置后環(huán)己烷等易揮發(fā)失重。燃燒時(shí)火焰呈淡藍色,無(wú)黑煙,易熄滅,殘渣含量多。取12.lg燃燒9分48秒,可以將200mL水凝膠燃料性能與評價(jià):(1)外觀(guān)及氣味,久置是否揮發(fā)失重(2)火焰顏色,有無(wú)黑煙,是否熄滅,燃燒是否充分,殘渣含量從28℃加熱到88℃(3)發(fā)熱量,取10-20g固體燃料,記錄燃燒持續時(shí)間以及200-50024綜合法mL水的升溫幅度。系“硬脂酸氫氧化鈉法”和“高分子溶膠-凝膠法”的綜合體。典型方法是:取環(huán)己烷/乙醇廢液(摩爾比約為5:5)40mL并2實(shí)驗與討論加入1.5克硬脂酸,加熱溶解后加入1.5克HPMC,充分攪拌使之2.1醋酸鈣法混合、溶解;在7mL水中加入0.25克氫氧化鈉,溶解后加熱至取環(huán)已烷/乙醇廢液摩爾比約為5:540m置于50mL燒6℃:將7mL氫氧化鈉熱水溶液加入前液中攪拌均勻,室溫靜杯中加熱到45℃,加入4mL飽和醋酸鈣攪拌均勻,瞬間凝膠。置6小時(shí)置有濃體流,燃燒不體優(yōu)且表街有自色圖體產(chǎn)生,淡焰黃色,大焰較大鍋底有少量黑煙取20克產(chǎn)品做燃燒實(shí)驗,在黃色火焰,火焰較大,略有黑煙環(huán)己烷極性小且不溶于水,酒精環(huán)己烷混和液的性能與酒精較小,易清理相差較大,也許不能使用經(jīng)典的醋酸鈣法。在上述配方中添加適量工業(yè)乙醇,黑煙更少。將最終得到的22硬脂酸氫氧化鈉法凝膠燃料命名為“民大2號”,與商品固體酒精的比較見(jiàn)表1,缺點(diǎn)在一個(gè)裝有回流冷凝管的250mL的三口圓底燒瓶中加入適是仍有少量黑煙。已在此基礎上提出使用超細氧化鐵消煙劑、外量硬脂酸和適量環(huán)己烷乙醇廢液(摩爾比約為5:5),置于一定溫加厚工業(yè)酒精凝膠包覆層等幾種改進(jìn)方法,目前正在加緊研制。度的恒溫水浴中加熱攪拌至固體溶解為止;另一個(gè)燒杯中加入適量氫氧化鈉,加入適量環(huán)己烷/乙醇混合液攪拌溶解后,對于氫氧中,可能使廢液輕微渾濁,此時(shí)可以加入適量工業(yè)酒精?；c在環(huán)己烷乙醇混合液中的溶解性未知,如果溶解效果不佳,3小結可適當加入少量水或者乙醇:60℃恒溫下,將氫氧化鈉的環(huán)己烷中國煤化工體酒精的凝膠燃料,/乙醇混合溶液通過(guò)恒壓滴液漏斗慢慢滴入到裝有硬脂酸的環(huán)己但是仍需烷/乙醇混合溶液的圓底燒瓶中;在水浴上加熱回流15min使反應CNMH(下轉第18頁(yè))[收稿日期]2013-12-14作者簡(jiǎn)介何亮(92,男,湖南永州人,本科生,主要研究方向有機廢液處理?！睘橥ㄓ嵶髡邧|化工2014年第5期www.gdchem.com第41卷總第271期空間格局沒(méi)有出現在固定區域和某一點(diǎn)位上。許巧倩等研究發(fā)現,在蟹苗放養強度約1kghm2的條件下,底棲23基于大型底棲動(dòng)物的水質(zhì)生物指數評價(jià)軍山湖一水文年底棲動(dòng)物的監測數據,計算各監測點(diǎn)位致使水體富營(yíng)養化,致使大型底棲動(dòng)物的物種多樣性降低。吉曉三種生物學(xué)指數(表3)。結果顯示:10個(gè)監測點(diǎn)位的燕研究發(fā)現,水產(chǎn)養殖是軍山湖年入湖TN、TP的不同污染源中Shannon- Wiener多樣性指數值在0.34~1.58之間,均值為0.94,全貢獻率最大的污染源明。本次調查全湖各點(diǎn)位的TN、TP濃度的湖水質(zhì)總體評價(jià)結果為重污染,其中4#、5#、7#、9號點(diǎn)的H平均值分別為1054mgL、0.081mgL,遠遠超過(guò)了國際上承認的值大于1,處于中污染狀態(tài); Margalef多樣性指數值在048-1.08水體富營(yíng)養化的發(fā)生濃度,即TN濃度為0.2mgL、TP濃度為002之間,均值為0.74,全湖水質(zhì)總體評價(jià)結果為重污染,其中5#7#的d值大于1,處于中污染狀態(tài); Simpson多樣性指數值mg/L,說(shuō)明軍山湖水體已經(jīng)富營(yíng)養化。富營(yíng)養化可能是導致底棲動(dòng)物群落變化的主要原因,富營(yíng)養化可顯著(zhù)改變底棲動(dòng)物棲息的040.76之間,均值為047,全湖水質(zhì)總體評價(jià)結果為重污染理化環(huán)境,如溶氧、有機質(zhì)、沉積物粒徑大小。富營(yíng)養化水體其中4#、5#、7#、9#、10#的值大于0.5,處于中污染或清潔狀態(tài)。大量有機質(zhì)的分解降低了水體底層的溶氧含量,這直接限制了那總的來(lái)說(shuō),湖泊上游因為河流的注入,水質(zhì)好于中下游。些耐低氧能力較差種類(lèi)的生存,即使是短時(shí)間的缺氧也可能對某表3各點(diǎn)的3種生物指數這也增加了其對底棲動(dòng)物的潛在毒性。富營(yíng)養化往往伴隨著(zhù)底棲Tab3 3 kinds of biological index of each sampling point動(dòng)物優(yōu)勢種從大個(gè)體的種類(lèi)(如腹足綱、雙殼綱)轉變?yōu)樾€(gè)體的種類(lèi)(如搖蚊幼蟲(chóng)、寡毛類(lèi)),底棲動(dòng)物的多樣性也顯著(zhù)降低。龔0.650.690.29志軍等研究武漢四個(gè)營(yíng)養水平不同的湖區后發(fā)現,大型底棲動(dòng)物025的物種多樣性與營(yíng)養水平呈相反趨勢,富營(yíng)養化導致多樣性明顯降低。第三,河蟹的養殖對水生植被破壞極大,嚴重影響了螺234567890.68類(lèi)等軟體動(dòng)物的生存。水生植被的存在有利于螺類(lèi)的生長(cháng),螺類(lèi)L34088以水草或附著(zhù)在水草上的著(zhù)生藻類(lèi)為食,又在水草的莖葉上產(chǎn)卵。1070.76經(jīng)調査,養殖河蟹3年以上的水體,高等水生維管植物幾乎被破0.98098047壞,沉水植物幾乎滅絕,這就是螺類(lèi)減少的原因之080.6603404914參考文獻1.020057]高峰,尹洪斌,胡維平,等.巢湖流域春季大型底棲動(dòng)物群落生態(tài)特征0.8648及與環(huán)境因子關(guān)系[應用生態(tài)學(xué)報,2010,21(8):2132-2139平均值0.74[2]程濟生.黃海無(wú)脊椎動(dòng)物資源結構及多樣性門(mén).中國水產(chǎn)科學(xué),200512(1):68-753 Shannon C E, Weaver ww. The mathematical theory of3討論communication[M]. Urbana: University of Illinois Press, 1963歷史上,對軍山湖大型底棲動(dòng)物系統的調查并不多見(jiàn),潘洪4 lanowiczRE, Information theory in ecolog. Computers& c chemistry超等2005~2006年間進(jìn)行了周年調查,共發(fā)現37種7。自從20052001,25(4):393-399[S]馬克平.試論生物多樣性的概念生物多樣性,1993,1(1):20-22.與潘洪超等調查的結果相比發(fā)現,軍山湖大型底棲動(dòng)物群落結構205情,湖不同利用方式對底動(dòng)物群落的影華中農業(yè)大字調查只發(fā)現12種大型底棲動(dòng)物,種類(lèi)不及潘調查的1/3。二是密門(mén)]潘洪超,軍山湖底棲動(dòng)物群落結構及其生產(chǎn)量的研究[D],.南昌大學(xué)度和生物量發(fā)生變化。潘調查的大型底棲動(dòng)物的平均密度和平均2007生物量分別為19772ind/m2和16429g/m2,而本次調查全湖大型[8]許巧情,王洪鑄,張世萍.河蟹過(guò)度放養對湖泊底棲動(dòng)物群落的影響門(mén)是軟體動(dòng)物數量的變化,潘調查的軟體動(dòng)物有21種,而本次調及多樣性的影響,水生物學(xué)報,200,258):210號法學(xué),m底棲動(dòng)物的平均密度和平均生物量分別是3627ind/m2和91.09[9]吉曉燕軍山湖入湖污染負荷及水環(huán)境[D].南昌[0龔志軍,謝平,唐匯涓,等.水體富營(yíng)養化對大型底棲動(dòng)物群落結構造成軍山湖大型底棲動(dòng)物群落變化的原因有以下三點(diǎn):第(本文文獻格式:胡成龍,秦菲,李金軒.軍山湖大型底棲動(dòng)物群了競爭與捕食的關(guān)系,致使種群規模較小的底棲動(dòng)物減少成滅絕。落結構及其水質(zhì)生物學(xué)評價(jià).廣東化工,2014,416:16-18)(上接第35頁(yè))(2)在綜合性大學(xué),應該盡量將此試驗的產(chǎn)物或者廢物用作彼實(shí)驗的原材料,真正實(shí)現綠色實(shí)驗。表1兩種凝膠燃料比較Tab 1 Comparing two kinds of gel fuel商品酒精民大2號外觀(guān)白色近透明彈性體白色粘稠固體較小,淡藍-黃大,淡藍-黃燃燒無(wú)明顯氣味,固體塊基本不熔融流淌,鍋底基本無(wú)黑煙無(wú)明顯氣味,固體塊基本不熔融流淌,鍋底見(jiàn)少量黑煙發(fā)熱量20克可燃燒100分鐘,500毫升水升溫39度控制火焰與左相當,20克可燃燒11.5分鐘,500毫升水升溫59度064克,3.2%1.08克,54%致謝:感謝中南民族大學(xué)專(zhuān)項基金(CZY13028和大學(xué)生創(chuàng )新[6程瑾寧,胡會(huì )利,王玲.固體酒精的可逆溶膠一凝膠過(guò)程研究[.中南計劃的資助民族大學(xué)學(xué)報(自科版),2006,24(2):2023.7孔慶池,朱淑貞,固體酒精的生產(chǎn)技術(shù)適用技術(shù)市場(chǎng),1992,(12)參考文獻171[1]翁雅彤,胡國強.乙醇環(huán)己烷廢液的回收[門(mén)遼寧城鄉環(huán)境科技,199[8]賈長(cháng)英,唐麗華,張曉娟.固體酒精的制備工藝與性能研究.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,019(6):4547[2]任桂蘭,蓋紅輝,廢液中環(huán)己烷的回收[門(mén)吉林化工學(xué)院學(xué)報,2006[9]鄭靜,汪敦佳中國煤化工北師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,23(3):31-32CNMHGB3JUS Patent 1, 208, 265[4]錢(qián)曉春.固體酒精的研制[門(mén)化學(xué)世界,1991,(6):257-258(本文文獻格式:何亮,丁彬,王利華,等.利用環(huán)己烷/乙醇廢]董麗紅,張淑香,王洪彥.醋酸鈣和硬脂酸鈉為固化劑研制固體酒精液制備凝膠燃料[J.廣東化工,2014,41(5):35)化師范學(xué)院學(xué)報,2004,25(8):3336