專利名稱：用于驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)或能量生產(chǎn)設(shè)備的乳化燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乳化燃料。
背景技術(shù)：
二十世紀(jì)五十年代后期，環(huán)境與發(fā)展的矛盾日益明顯，石油危機(jī)開始出現(xiàn)。節(jié)約使用燃料、提高燃料的燃燒效率成為人們重點研究和關(guān)注的課題，其中，具備節(jié)能降污雙重機(jī)能的燃料摻水技術(shù)受到廣泛關(guān)注和開發(fā)，并取得了積極的應(yīng)用效果。水作為極性化合物，正常情況下，是無法與由非極性化合物烴類所組成的燃料相融合的。為了將其中一相液體均勻分散在另一相液體中，使其混合液呈相對穩(wěn)定的狀態(tài)，需借助于外力或加入乳化劑。這種由燃料(例如煤油、汽油、柴油、重油、渣油等)與包含乳化劑的水所融合形成的混合液就被稱為乳化燃料。乳化燃料能夠改善燃料燃燒時的霧化狀態(tài)，提高燃料的燃燒效率，從而達(dá)到節(jié)油的目的。采用乳化燃料的意義是重大的。以重油為例，重油作為工業(yè)生產(chǎn)的基本燃料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，目前，我國每年用作燃料的重油在4000萬噸以上。在煉油廠、化工廠、煉鋼廠等許多地方一般都使用重油作為燃料。近年來，由于石油價格急劇飆升，通過將含有乳化劑的水與重油或焦油相混合以形成均勻的乳化燃料，并以此代替原先的原油或重油，不僅可以降低企業(yè)的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，并且由于乳化燃料具有揮發(fā)性高、發(fā)熱量大、灰分少等特點，更是具有燃燒效率高、煙塵少、環(huán)境污染小等優(yōu)點，從而具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。選擇良好的乳化劑以及選擇合適比例的水油進(jìn)行融合能夠獲得更高的節(jié)油率，減少有害物質(zhì)的排放，從而獲得更為高效、節(jié)能和環(huán)保的乳化燃料，因此，水、油和乳化劑的配方比例可謂是乳化燃料性能好壞的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種乳化燃料，具有更好的穩(wěn)定性、更高的節(jié)油率以及更少的排放物。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提出一種乳化燃料，其為包含水、油以及乳化劑的納米級微乳液，其中，水的添加量為燃料總重量的25%40%，油的添加量為燃料總重量的60%-75%，乳化劑的添加量為燃料總重量的0.1%-0.4%，其中，油以亞微細(xì)顆粒的形成存在，而水為亞微細(xì)顆粒的形式或改變其相?？蛇x的，所述乳化劑至少包含占乳化劑總重量25%_60%的山梨醇酯，占乳化劑總重量15%-25%的脂肪酸酯或蓖麻醇酸酯以及占乳化劑總重量5%-20%的聚烷氧基化烷基酚。可選的，所述乳化劑至少包括:占乳化劑總重量25%_50%的脫水山梨醇倍半油酸酯或其類似物、衍生物或其組合、重量比為15%-25%的硬脂酸酯以及重量比為5%-10%的辛 基酚。可選的，所述乳化燃料中所采用的油為以下之一或其組合:原油、重油、常減壓渣油、催化裂化渣油、焦化污油、酯化或未酯化植物或動物油。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明乳化燃料能夠獲得更高的節(jié)油率以及良好的穩(wěn)定性，并且能夠大大減少有害物質(zhì)的排放，降低煙塵。
具體實施例方式發(fā)明人在分析總結(jié)國內(nèi)外多種重油乳化劑、添加劑配方的基礎(chǔ)上，經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐，提出本發(fā)明乳化燃料。本發(fā)明乳化燃料由油、水和乳化劑混合而形成的納米級微乳液，其中，乳化劑的重量為乳化燃料總重量的0.1%-0.4%，水的重量為乳化燃料總重量的25%-40%，油的重量為乳化燃料總重量的60%-75%。其中，所述納米級微乳液是指，其中，油以亞微細(xì)顆粒的形成存在，而水為亞微細(xì)顆粒的形式或改變其相。其中，所述乳化劑至少包含占乳化劑總重量25%_60%的山梨醇酯，占乳化劑總重量15%-25%的脂肪酸酯或蓖麻醇酸酯以及占乳化劑總重量5%-20%的聚烷氧基化烷基酚。優(yōu)選的，所述乳化劑至少包含占乳化劑總重量25%-50%的脫水山梨醇倍半油酸酯或其類似物、衍生物或其組合、重量比為15%-25%的硬脂酸酯以及重量比為5%-10%的辛基酚或聚乙
氧基化壬基酚。本發(fā)明乳化燃料，具有較好的廣適性，可采用原油、重油、渣油例如常減壓渣油、催化裂化渣油、焦化污油等多種重質(zhì)燃油進(jìn)行乳化。此外，本發(fā)明乳化燃料可以直接應(yīng)用于很多方面，包括公路運輸、野外運輸、發(fā)電、以及工業(yè)用途。與傳統(tǒng)燃料相比，本發(fā)明乳化燃料具有較明顯的技術(shù)優(yōu)勢:由于水的加入，其耗油量減少了 40%，有利于降低成本、減少碳排放；由于耗油量減少、燃燒更充分，使得采用本發(fā)明乳化燃料進(jìn)行燃燒，其二氧 化碳的排放量每加侖每兆瓦要少數(shù)磅，從而能夠降低接近60%的碳排放。而與其它乳化燃料相比，本發(fā)明作為納米級微乳液，能夠燃燒的更加充分，并且降低了對燃燒裝置的要求，從而能夠進(jìn)一步降低成本，并且減少排放物。具體來說，在制作本發(fā)明乳化燃料的過程中，首先將水進(jìn)行電離，獲得獨立的氫分子和氧分子，同時將油也分解為亞微細(xì)顆粒的氣泡，使得將油和水進(jìn)行混合時，油氣泡能夠?qū)Κ毩⒌臍浞肿踊蛘哐醴肿舆M(jìn)行吸收，形成包含油氣泡、水分子以及吸附氫分子或氧分子的油氣泡等乳化顆粒的水油混合液。接著，向水油混合液中加入乳化劑，所述乳化劑由于具有親油基或親水基，因而能夠覆蓋在水油混合液中的乳化顆粒表面，使其呈負(fù)電荷，從而使這些乳化顆粒盡快進(jìn)入燃燒裝置。在燃燒裝置中，由于油的沸點比水高，受熱后水總是先達(dá)到沸點而蒸發(fā)或沸騰。當(dāng)乳化顆粒進(jìn)入燃燒裝置的爐膛之后，其內(nèi)的高溫使得水分子沸騰蒸發(fā)當(dāng)乳化顆粒中的壓力超過油的表面張力及環(huán)境壓力之和時，包裹在油滴中的水蒸氣將沖破油膜的阻力使乳化顆粒發(fā)生爆炸，即產(chǎn)生微爆，從而使乳化顆粒再度細(xì)化，進(jìn)而形成更細(xì)小的乳化顆粒。乳化顆粒與氧接觸面積與其直徑成反比，例如，當(dāng)乳化顆粒的直徑小于100微米時，它的氧接觸面積為其直徑的100倍；而當(dāng)其直徑小于I微米時，其氧接觸面積則達(dá)到了其直徑的10000倍。微爆產(chǎn)生的熱氣流將乳化顆粒與氧分子進(jìn)行最優(yōu)化混合，從而極大地提高了燃燒效率，使燃燒更加充分，使內(nèi)燃機(jī)或能量生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到節(jié)能的效果。
此外，由于水煤氣反應(yīng)的作用，油中由于高溫裂解產(chǎn)生的碳粒子能與水蒸氣反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，從而使碳粒子燃燒更加充分，以減低排出物中的煙塵含量。并且，油氣泡上所攜帶的氫分子和氧分子能夠引起二次燃燒，生成水蒸汽，，不僅降低了鍋爐溫度，也減少氮氧化物的釋放。此外，本發(fā)明乳化燃料還可包含添加劑，例如防凍劑、助燃劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑等，以更好的實現(xiàn)乳化、助燃、抗氧化、清潔等復(fù)合功能。在一種具體實施例中，取溶劑:0.15份脫水山梨醇倍半油酸酯、0.05份乙氧基化硬脂酸、0.1公斤聚乙氧基化壬基酚，攪拌混合形成0.3份的乳化劑。將40份的水進(jìn)行電離后，與60份的重油進(jìn)行混合 ；接著摻入上述乳化劑進(jìn)行攪拌混合；采用納米級混合裝置對摻有乳化劑的水油混合液進(jìn)行處理，從而形成100份的乳化燃料。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)或能量生產(chǎn)設(shè)備的乳化燃料，其為包含水、油以及乳化劑的納米級微乳液，其中，水的添加量為燃料總重量的25%-40%，油的添加量為燃料總重量的60%-75%，乳化劑的添加量為燃料總重量的0.1%-0.4%，其中，油以亞微細(xì)顆粒的形成存在，而水為亞微細(xì)顆粒的形式或改變其相。
2.如權(quán)利要求1所述的乳化燃料，其特征在于，所述乳化劑至少包括:占乳化劑總重量25%-50%的脫水山梨醇倍半油酸酯或其類似物、衍生物或其組合、重量比為15%-25%的硬脂酸酯以及重量比為5%-10%的辛基酚或聚乙氧基化壬基酚。
3.如權(quán)利要求1所述的乳化燃料，其特征在于，所述乳化燃料中還含有燃料油，所述燃料油為以下之一或其組合:原油、重油、常減壓渣油、催化裂化渣油、焦化污油、酯化或未酯化植物或動物油。
4.如權(quán)利要求1所述的乳化燃料，其特征在于，所述乳化燃料還含有添加劑。
5.如權(quán)利要求4所述的乳化燃料，其特征在于，所述添加劑為防凍劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑及助燃劑。
全文摘要
一種用于驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)或能量生產(chǎn)設(shè)備的乳化燃料，其為包含水、油以及乳化劑的納米級微乳液，其中，水的添加量為燃料總重量的25%-40%，油的添加量為燃料總重量的60%-75%，乳化劑的添加量為燃料總重量的0.1%-0.4%，其中，油以亞微細(xì)顆粒的形成存在，而水為亞微細(xì)顆粒的形式或改變其相。本發(fā)明乳化燃料，具有更好的穩(wěn)定性、更高的節(jié)油率和更少的排放物。
文檔編號C10L1/32GK103113943SQ20131002803
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者李炎 申請人:九峰能源科技(上海)有限公司