本發(fā)明涉及能源領域，具體地涉及一種重整燃料的制備方法及裝置。

背景技術：

目前，產油國的政情、核能發(fā)電的安全性、地球的溫暖化、石化燃料的供需平衡、全球的環(huán)境等問題，特別是石化燃料的使用所產生的二氧化碳的排放量等問題，一直得不到有效的解決；控制石化燃料使用的法令的推出，將造成產業(yè)的停滯；因此，解決石化燃料供應、使用問題的有效對策一直懸而未決。

為了解決石化燃料供應、使用問題，現在逐漸嘗試使用天然能源替代石化燃料，而真正取代石化燃料所花費的時間和經費是不可預期的，因此，采用天然能源替代石化燃料是無法預期的。

現有技術通過在燃料油里添加水從而形成新的燃料，即所說的乳化燃料，并不斷進行乳化燃料的實用性改進。通過該技術，石化燃料的基本結構不變，并因為水的加入，減少了石化燃料的使用量，并減少二氧化碳等的排放量。但，由于水的加入，不可避免的導致閃點的上升，卡值的下降。使用乳化燃料替代石化燃料的結果并不理想。

最初的乳化燃料僅是在燃料油和水中加入表面活性劑，并通過簡單的攪拌混合制成。日本專利(jp特2006-028215)通過使用電解、超聲波、振動等方法提高乳化燃料的品質，但仍然解決不了閃點上升，卡值下降的問題。

由于水與油的不相容性，在燃料油中加水形成的乳化燃料的閃點上升、卡值下降問題的原因是，乳化燃料中水的形態(tài)不變，導致乳化燃料的閃點上升、卡值下降。水溶性燃料的燃燒效率高、相較于基油燃料性差、燃料中水分一經分離而導致不點火、在寒冷地區(qū)凍結、廢氣中水分堵塞濾器等問題使得乳化燃料的應用范圍變得狹窄。

乳化燃料的燃料油和水通過表面活性劑處于一種非常不穩(wěn)定的狀態(tài)，容易引起油水分離，且成分水會阻礙燃燒。因此，在不使用乳化方法的情況下，如何完成燃料油和水的一體化，且燃料油和水一體化后的重整燃料中不殘留成分水，不發(fā)生油水分離，閃點和卡值與基油維持同等數值，重整燃料具有和基油一樣的燃燒性能，仍是需要解決的技術問題。

技術實現要素：

針對上述現有技術的缺點或不足，本發(fā)明要解決的技術問題是：

提供一種重整燃料的制備方法及裝置，該制備方法不使用乳化技術，即可完成燃料油與水的一體成形，且重整后的燃料穩(wěn)定，不含成分水，無油水分離，不出現閃點提高、卡值下降。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案如下：

一種重整燃料的制備工藝，包括以下步驟：

a.前處理工序，將燃料油和水分別經催化裝置催化處理，其中，所述催化裝置由過渡金屬復合體、堿土金屬、稀土金屬、特殊貴金屬燒結冶煉而成；

b.改質工序，向催化處理后的燃料油中添加改制促進劑進行改質處理；

c.攪拌混合工序，將催化處理后的水和改質處理后的燃料油置于攪拌混合裝置中進行攪拌混合處理；

d.安定化工序，將攪拌混合處理后的混合液置于安定化裝置中，進行超聲波振動安定化處理。

前處理工序，所述過渡金屬復合體選自釕、銠、鉑、鐒、鈷、鐵、鎳、錳中任意一種組合。

改質工序，所述改質促進劑為含有50％重量比的碳數16-22的不飽和脂肪酸的脂肪酸或聚羥基脂肪酸與碳數4以上的多元醇縮合形成的酯，改質促進劑的添加量為燃料油體積的0.1％-5％。

安定化工序，所述超聲波振動安定化處理依次采用20-25千赫、30-40千赫及60-80千赫的三個等級的超聲波。

一種重整燃料的制備裝置，包括燃料油罐、水罐、催化裝置、改質促進劑罐、攪拌混合裝置、安定化裝置和儲存罐；

所述燃料油罐和所述水罐分別管道并聯于所述催化裝置，所述催化裝置管道連通于所述攪拌混合裝置，所述攪拌混合裝置管道連通于所述安定化裝置，所述安定裝置管道連通于所述儲存罐；

所述催化裝置和所述攪拌混合裝置之間設置所述改質促進劑罐，所述改質促進劑罐管道連通于所述催化裝置和所述攪拌混合裝置之間的連通管道；

所述安定化裝置連接有超聲波發(fā)生裝置；

所述安定化裝置和所述儲存罐之間設置有水分監(jiān)測器，所述水分監(jiān)測器的入口連通所述安定化裝置的出口，所述水分監(jiān)測器的出口連通所述儲存罐的入口。

與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、通過前處理工序和改質工序，促使低分子化，易實現融合狀態(tài)；攪拌混合工序和安定工序，實現燃料油和水不經乳化即可實現一體化重整燃料的生成。生成的重整燃料和原始燃料油之間無差別，不發(fā)生油水分離，達到和基油相同的閃點和卡值，能夠實現和基油相同的使用。

2、將燃料油和水分別經催化裝置催化處理，促進燃料油中苯環(huán)等芳香類化合物向鏈狀脂肪類化合物的轉換，促進低分子化，即：水與油各自的分子鏈分拆；同時，水產生微量的氫氧水，也即：水中的氫原子和氧原子轉換為自由基，水中氧化還原電位降低；因此，燃料油和水均達到易于融合的狀態(tài)。

3、向經過前處理工序的燃料油中加入改質促進劑，增強油水結合后的穩(wěn)定性，更易于成分水在燃料油中的分散，燃料油和水更易融合，促進重整燃料的生成。

4、本發(fā)明提供的重整燃料制備裝置，燃料油和水在該制備裝置中不發(fā)生乳化，獲得品質穩(wěn)定的重整燃料。

5、本申請中作為原材料投入的燃料油有煤油、柴油、a號重油、b號重油、廢油等，燃料油與水混合獲得的重整燃料里不含殘留水分，不發(fā)生油水分離，能達到和基油同等的閃點和卡值。

附圖說明

圖1：本發(fā)明重整燃料制備裝置示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

本發(fā)明的重整燃料制備工藝包括前處理工序、改質工序、混合攪拌工序、安定化工序。

前處理工序，是指分別讓燃料油和水進行催化處理，實現燃料油中苯環(huán)等芳香類化合物向鏈狀脂肪族化合物的轉換，促進低分子化；實現水中氫原子和氧原子轉換為自由基，降低水的氧化還原電位，最終促進燃料油和水融合。

其中，催化處理所使用催化裝置，是由過渡金屬復合體、堿土金屬、稀土金屬和特殊貴金屬燒結冶煉而成。所述催化裝置采用陶瓷催化裝置，為光觸媒陶結構。

過渡金屬復合體選自釕、銠、鉑、鐒、鈷、鐵、鎳、錳中任意一種組合。

改質工序，是指向催化處理后的燃料油中添加改質促進劑進行改質處理，改質處理所使用的改質促進劑是指含有50％重量比的碳數16-22的不飽和脂肪酸的脂肪酸或聚羥基脂肪酸與碳數4以上的多元醇縮合形成的酯，在燃料油中加入改質促進劑，更易于燃料油中水分子均一分散，促進燃料油和水的融合，更易于生成重整燃料。

改質促進劑是脂肪酸、聚羥基脂肪酸、多元醇酯三者的混合物。

其中，不飽和脂肪酸選自棕櫚烯酸，油酸，芥酸等中的任意一種或者任意一種的組合，多元醇選自蔗糖，乳糖，葡萄糖，聚甘油，山梨糖醇，山梨醇酐等中的任意一種或者任意一種的組合。

攪拌混合工序，是指將改質處理后的燃料油和前處理后的水置于攪拌混合裝置中進行攪拌混合處理，所使用的攪拌裝置采用靜止攪拌技術的靜止型攪拌混合機，在混合攪拌工序中燃料油和水仍處于乳化狀態(tài)。

安定化工序，是指給予混合攪拌工序得到的燃料油和水的混合液多等級的超聲波振動，使處于乳化狀態(tài)的燃料油和水轉換成安定的融合狀態(tài)。

多等級的超聲波振動指，20～25千赫，30～40千赫以及60～80千赫的各周波數段的超聲波震動。

超聲波振動，分解水分子中的氧和氫，使得燃料油和水的混合液中產生氣穴現象，并引發(fā)強力的壓力波。通過前處理工序和改質工序，使得燃料油和水發(fā)生階段換位的融合。第一等級的超聲振動為20～25千赫，再給予的超聲波震動是30～40千赫，最后給予的超聲波震動為60～80千赫。

安定工序結束之后進行水分監(jiān)測，將監(jiān)測到的重整燃料中的水分，與作為原材料投放的燃料油(基油)中的水分做比較，以確保重整燃料的品質。

如圖1所示的重整燃料制備裝置，包括儲存燃料油的燃料油罐1、儲存水的水罐2、進行催化處理的催化裝置3、儲存改質促進劑的改質促進劑罐4、進行攪拌混合處理的攪拌混合裝置5、進行安定化處理的安定化裝置6和儲存重整燃料的儲存罐9；

所述燃料油罐1和所述水罐2分別管道并聯于所述催化裝置3，所述催化裝置3管道連通于所述攪拌混合裝置5，所述攪拌混合裝置5管道連通于所述安定化裝置6，所述安定化裝置6管道連通于所述儲存罐9；

所述催化裝置3和所述攪拌混合裝置5之間設置所述改質促進劑罐4，所述改質促進劑罐4管道連通于所述催化裝置3和所述攪拌混合裝置5之間的連通管道；

所述安定化裝置6連接有超聲波發(fā)生裝置7；

所述安定化裝置6和所述儲存罐9之間設置有水分監(jiān)測器8，所述水分監(jiān)測器8的入口連通所述安定化裝置6的出口，所述水分監(jiān)測器8的出口連通所述儲存罐9的入口。

儲水罐2中的水通過管道經催化裝置3進入攪拌混合裝置5。催化裝置3內部采用蜂窩狀結構，蜂窩狀結構的每個通道內部設置螺旋狀的輔助管道結構。

燃料油罐中的燃料油通過管道經催化裝置3進入攪拌混合裝置5，經催化裝置3催化處理的燃料油在流出催化裝置3之后進入攪拌混合裝置5之前，打開改質促進劑罐，向燃料油中添加適量改質促進劑。燃料油催化處理所使用的催化裝置3的結構和水催化處理所使用的催化裝置3的結構相同。

攪拌混合裝置5采用靜止攪拌技術的靜止型攪拌混合器，對置于攪拌混合裝置5中的經改質處理后的燃料油和經前處理后的水進行攪拌混合處理，得到混合液。

安定化裝置6連接著3種不同周波數的超聲波發(fā)生裝置7，對進入安定化裝置6的攪拌混合裝置5生成的混合液進行超聲波安定化處理，得到品質穩(wěn)定的重整燃料。

同時，為了監(jiān)測重整燃料中的水分，在安定裝置6和儲存罐9之間設置有水分監(jiān)測器8，經過重整燃料制備工序生成的重整燃料從安定裝置6排出后，經水分檢測器8進入儲存罐9儲存。

適用本發(fā)明生成重整燃料的燃料油包括煤油、柴油、a號重油、b號重油、c號重油、待回收的廢油等。采用本發(fā)明重整燃料制備工藝及裝置生成的重整燃料不含水分殘留，品質長期穩(wěn)定，不發(fā)生油水分離，因而，閃點、卡值和燃料油(基油)相同，具有和燃料油同等的使用價值，促進環(huán)境保護，產業(yè)上推廣應用的前景良好。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明的限制。所屬技術領域的普通技術人員應當理解：凡在本發(fā)明技術方案的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。