蓝天新能源二甲醚节能技术应用

 

一． 二甲醚简况

1. 二甲醚简述

二甲醚(Dimethyl ether，简称DME)是一种最简单的脂肪醚，又称木醚、甲醚，分子式是CH3OCH3，是一种无色、无毒气体，具有轻微的醚香味，是环境友好的化合物，其物理性质与LPG相似。DME稳定性好，无腐蚀性，无致癌性；DME燃烧性能好，燃烧过程中无残渣、无黑烟，CO、NOx排放量低；DME十六烷值大于55，高于柴油，可作为柴油替代品。如纯度(质量分数)≥95%的DME可以直接作为LPG的替代燃料。

2. 二甲醚特性被定位为环保清洁新能源。

二甲醚是世界公认的清洁能源，国家根据能源的规划，基于二甲醚作为燃料特点优势， 在2011年将二甲醚定位为未来取代LGP等石油燃料的清洁新能源。

①可燃性好。虽然DME的热值比LPG低，低热值为31.45MJ/kg，但是DME本身含氧，在燃烧过程中所需空气量低于LPG。其燃烧更加充分、完全，无碳析出，几乎无残留物，可实现无烟燃烧，废气无毒，符合卫生标准。
    ②液化压力低。20℃下DME的饱和蒸气压约0.51MPa，而LPG饱和蒸气压为0.84MPa，DME的气化潜热为460kJ/kg，而LPG的气化潜热为426kJ/kg，DME与LPG一样在常温下就可压缩成液体，可以利用LPG设备进行储存灌装。
    ③无毒性。DME在常温常压下是一种无色可燃气体，具有轻微的醚香味，对人体呼吸道、皮肤有轻微刺激作用，对人体毒性很低。但达到一定浓度时，具有刺激性和麻醉性，高浓度的DME在医学上可作为麻醉剂。
    ④安全性高。DME比LPG的液化压力更低，更有利于储存和使用；DME的爆炸下限比LPG高，爆炸隐患大大缩小。

⑤造价低，见效快。以建设一个年产10×104t/a的DME项目为例，如果是外购甲醇作原料，则只需投资约1×108元，建设期为1.5～2.0年，属于短平快项目。
   ⑥资源广泛。自然界里DME并不存在，必须由天然气或煤等原料来制成。而中国的能源资源特点总体上是缺油、少气、富煤。基于这一资源状况，国内发展煤基DME燃料是一个重要的能源战略选择。
    ⑦具有经济性。在我国发展煤基DME用作燃气能源，与LPG相比具有一定的成本优势。

3. 二甲醚产业国内发展情况

我国生产二甲醚起步较晚，直到1995年国内才大规模生产二甲醚。

2002年我国二甲醚产能为3.18万吨。

2008年我国二甲醚产能为490万吨

2009年我国二甲醚产能为938万吨

2010年我国二甲醚产能为1022万吨

2011年我国二甲醚产能为1060万吨

目前生产二甲醚的国内大型企业有：

山东久泰化工科技股份公司

河北新奥集团股份有限公司

内蒙古天河化工有限责任公司

中煤能源集团股份有限公司

四川泸天化绿源醇业公司

中国的二甲醚作为燃料发展情况与国外相比，生产研究处于国际领先水平，应用研究相对比较落后，94%二甲醚用作掺混液化石油气的燃料使用。因掺混存在安全问题，在2011年7月，国家颁布了条例， 明文禁止二甲醚掺混液化石油气，这就导致了二甲醚产能过剩问题了。但是，在当前国际油价较严峻的形势下，作为清洁能源的二甲醚是适合我国能源结构调整的替代燃料，发明高效的燃烧炉具，无疑是二甲醚作为燃料在民间和工业上应用的关键课题。

二、关于二甲醚应用的相关国家政策

我国是世界能源消耗大国，面对石油短缺，能源不可再生性，国际油价居高不下，而我国石油对外的依存度还是日益过高。特别是天然气和液化石油气价格还在节节攀升时，消费人群都非常希望有更谦价、更环保和安全性更高的新能源来代替天然气和液化石油气，而新型燃料二甲醚自身（具有造价低、环保和安全性高的实质特点）具备了替代天然气和液化石油气的燃烧的潜力，同时也符合国家“十二五”规划提倡的能源节约、绿色环保和发展科技三大战略。政府在过去的10年时间里，对二甲醚作为燃料来推广作了大量的工作。

2005年，国家将醇醚燃料生产列入产业结构调整指导目录。

2006年6月15日，为实施石油替代战略，国家发改委在京召开了二甲醚产业发展座谈会，会后印发了《二甲醚产业发展座谈会会议纪要》（发改办工业[2006]1404号）中指出：“实施替代能源战略是抑制高油价挑战的重要措施。”“发展二甲醚等煤基醇醚燃料有利用迅速缓解石油供应短缺矛盾，是近期替代工作的重点。”

2007年4月13日，国家发改委发布了《二甲醚化工行业标准》。

2007年8月21日，建设部发布了《城镇燃气用二甲醚》，城镇建设行业标准CJ/T259-2007。

2008年5月18日，国家农业部发布了《二甲醚民用燃料》标准。

同年，国家财政部、国家税务总局（2008）72号文件通知：“为促进二甲醚的推广使用，经国务院批准，现将二甲醚适用增税税率由17%降为13%的增值税税率征收增值税。”

2009年，国家工信部公布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，新能源汽车包括二甲醚汽车。

2010年9月2日，国家质量监督总局和国家标准化管理委员会发布《城镇燃气用二甲醚》，于2011年7月1日实施。

三、二甲醚作为发新型燃气的新能源已势在必行。

近年来，随着西气东输的实施，我国城市天然气有了快速的发展，由于天然气燃料的优越性所在，许多城市已经正在由原有的人工煤气转换成天然气，天然气的比例逐年增加。我国天然气的储量并不太多，而且储存设施有限。天然气供应的可靠性还不太高，前几年冬季用气高峰时出现过“天然气荒”，由此应该得到警觉。从目前我国城市燃气供应最为广泛的液化石油气来讲，其液化储存方便，设施简单，即可瓶装供应，又可管道供应，受到各地的欢迎，因此许多中小城镇乃至农村都有广阔的市场。随着国际上原油价格的上涨，液化石油气的价格也在不断上涨，许多村镇用户由于经济上承受不了，纷纷弃之不用，形势不容乐观。如能克服有效燃烧的课题，作为新型能源的二甲醚，为国内外的专家看好。惠州蓝天新能源科技有限公司成功研制了高效燃烧二甲醚的炉具，是二甲醚的纯烧变成了现实。 二甲醚作为发新型燃气的新能源已势在必行了。 

第二部分：二甲醚液化气与LPG液化石油气的燃烧比热值

 一． 二甲醚与LPG液化石油气的热值简介

燃气燃料的发热量都是用单位发热量值表表示。国内企业定价的基准是单位热值的价格要相等。

LPG液化气低位热值：45970KJ/kg

DME液化气低位热值：28440KJ/kg

当用二甲醚液化气替代LPG液化气作燃料时，等热值的计算结果是1.616吨二甲醚液化气所发出的热量才等同于1.0吨LPG液化气所发出的热量。按单位热量价格相等的原则，瓶装供应的价格为LPG液化气的60%。

如：LPG液化气14.5kg瓶装120元/瓶，DME液化气14.5kg瓶装74.4元/瓶。

因为没有高效的二甲醚燃烧炉具，根据LPG和DME的热值，二甲醚就没有液化石油气耐用。虽然二甲醚液化气的价格低，在经济上与液化石油气相比，在经济上不合算。

以上的理论使二甲醚作为燃料要在经济效益上胜过LPG几乎不可能。 所以， 如何使二甲醚燃气在高效的燃烧炉里燃烧发生的基准单位热值与LPG石油气的相等，已经成为非常难攻坚的课题。

二甲醚的低位热值为28440KJ/kg。 LPG石油气的低位热值为45970KJ/kg，二者的单位供量热值无法对等。这个是二甲醚燃气用户的要求，也是二甲醚作为燃气进入市场的要求，也是二甲醚作为工业燃料进入工业应用的要求。

惠州蓝天新能源科技有限公司研制的炉具已经攻坚了以上两者单位热值对等难题！

二． 惠州蓝天新能源燃具基本工作原理

   如果采取二甲醚直接燃烧方法，二甲醚的单位热值是LPG的0.62，没有经济效益。 惠州蓝天新能源公司经过多年的研究和实验，采取了纯二甲醚在该燃具上分解和合成的燃烧方法，其实际有效发热量，在同等条件下已达到LPG相同的供量热值，甚至超过LPG, 从经济上比较，1kg二甲醚的实际有效发热量等同于或超过LPG石油气，而价格比LPG石油气便宜得多。这样就实现了二甲醚专业燃具所发生的基准单位热值与LPG石油气相等的要求，用户达到节能经济的目的，二甲醚作为民用燃料在用户与LPG石油气相比，在经济上省钱，这才有可比性。二甲醚分解燃烧， 蓝天新能源已经做了无数次的实验，进入民用的应用技术已经成熟了。

以下是蓝天二甲醚专用炉头与目前节能燃烧炉头的热值对比

比前的条件统一（气压，水温，锅，都一样），以25斤纯水做标物，到100摄氏度和气泡涌起为开

项目		蓝天二甲醚专业炉头	普通二甲醚普通炉头	石油液化气炉头	柴油炉头
用气量	猛火炉	0.49斤		0.52斤
	鼓风炉	0.55斤	1.17斤	0.75斤	0.8斤
时间	猛火炉	7分10秒		7分
	鼓风炉	5分	6分30秒	5分	5分30秒
污染程度		无污染，无气味	有刺鼻，辣眼，未能充分燃烧	有废气	污染严重，限制使用

第三部分：工业燃料二甲醚—

二甲醚转化氢气为主的气体在工业应用方法

二甲醚作为工业燃料是非常重要的发展方向，作为工业燃料，用户同样要求：二甲醚燃气在工业应用所发生的基准单位热值要与LPG石油气相等或更优。目前，国家已将二甲醚定为于城镇民用燃料，而不定位二甲醚作为工业燃料，其原因之一是工业应用技术尚未开发成熟，另一个原因是此项运用技术尚没有一家公司非常成功地开发出相关技术产品。当前，惠州蓝天新能源公司的将二甲醚转化为氢气为主的气体在工业上应用已经成功，转化的气体热值可以提高25%以上。

目前液化石油气的市场销售价格在8600元/吨左右，二甲醚却在5500元/吨左右。但由于二甲醚的热值比液化石油气热值低的原因（即使用1.6的二甲醚燃烧出来的热值相等于1.0的液化石油气燃烧热值，按二甲醚5500元/吨 X 1.6 = 8800元），折算起来比液化石油气价格更高， 没有实惠优势。

蓝天新能源科技有限公司发明的“二甲醚转化为氢气为主的气体”应用技术是针对将以氢气把二甲醚在燃烧时的热值提高25%以上，将二甲醚热值从原来31450KJ/KG提高到39310KJ/KG，从而起到节能效果。 二甲醚与液化石油气成本计算实例：

LPG的价格是8600元每吨，二甲醚的价格是5500元每吨。蓝天新能源的转化氢为主的方法， 每吨要用200多度点，约300元。根据比值， 即，

5500元/吨 * 1.179 = 5895元/吨

5895元/吨 + （用电）300元 = 6195元/吨。

8600元/吨 - 6195元/吨 = 2405元/吨

所以，每吨二甲醚经蓝天新能源公司的转化为氢的技术，每吨可省2000元以上。

惠州市蓝天新能源科技有限公司

 

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发表时间：2013-04-15 16:10:50