專利名稱：一種制取柴油和水合成燃料油的工藝及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃油與水混合制取合成燃料油的工藝及其制作設(shè)備，尤其是一種制取柴油和水合成燃料油的工藝及其設(shè)備。
在現(xiàn)有技術(shù)中，以柴油為燃料的各型發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的燃燒效率都不夠理想。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)滿載負(fù)荷的冷車起動(dòng)的過程中，大量未能充分燃燒的油料分子，都隨發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣從燃燒室中直接以濃密黑煙形式排放出去，造成嚴(yán)重的大氣污染和能源無功損耗。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，主要是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮霧化柴油，產(chǎn)生爆炸燃燒做功的過程中，霧化油料空氣濃度受限，含氧量不夠所造成的。要用增加霧化油空氣濃度的方式來增加霧狀油料中氧含量，又受到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)和工作原理等等諸方面因素的局限。因此，目前技術(shù)發(fā)展可采取的最理想的方式是，將水按合適的比例同柴油相混合，然后由發(fā)動(dòng)機(jī)一同霧化成可燃油料，進(jìn)入汽缸燃燒室，當(dāng)油料分子被壓縮爆炸的同時(shí)，裸露出來的水分子將為外部高溫高壓條件所激發(fā)，瞬間分解成單元素氫和單元素氧。此刻，單元素氫自身燃燒做功，單元素氧則參與充分助燃，使汽缸中霧化燃油燃燒利用效率大幅度提高。而由霧化帶入的水分子因高溫高壓激發(fā)分解出來的單元素氫則同時(shí)爆炸燃燒做功，使得整個(gè)混合燃油的有效功率和燃燒熱值都同時(shí)提高。這對(duì)合理利用有限能源，保護(hù)自然環(huán)境有著重大的積極意義。
中國專利88107331公開了一種《用水混合燃料的方法、實(shí)施該方法的設(shè)備和燃料-水乳液》，這項(xiàng)專利采用特殊幾何結(jié)構(gòu)空間，利用強(qiáng)制外力混合作用，使油水混合液繞預(yù)定軸向作高速旋轉(zhuǎn)，用以形成燃料乳液。這種方式的不足之處是在封閉的幾何空間中，單靠強(qiáng)制性機(jī)械外力作用，會(huì)由于混合液各個(gè)局部所處均相對(duì)位置差異，形成不同的混合均勻度。這樣，無論整個(gè)混合液有多少個(gè)循環(huán)周期，有多快的旋轉(zhuǎn)速度，都很難使全部混合液在同一時(shí)間內(nèi)形成一致均勻的混合液。這就必然會(huì)使混合液整體構(gòu)成的各個(gè)局部存在一定的相對(duì)差異，從而對(duì)混合液的使用可靠性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性產(chǎn)生程度不同的影響。再則，強(qiáng)制性機(jī)械外力在作用混合液的表面時(shí)，運(yùn)行速度提高越快、循環(huán)周期增加越多、加工能耗也就隨之增大，這就形成了一面生產(chǎn)節(jié)能，一面又不盡合理地產(chǎn)生耗能。
從中國專利92210401公開的《柴油乳化機(jī)》和中國專利94231336公開的《燃油合成機(jī)》來看，無論采用螺旋推進(jìn)器方式；還是采用高速絞刀方式，在對(duì)油水進(jìn)行互溶乳化的全過程中，每一時(shí)刻都存在著一個(gè)明顯的問題，那就是在整個(gè)連續(xù)工作過程中的每一個(gè)瞬間，作用于混合液的推進(jìn)器或絞刀都必定有一個(gè)“工作死角”存在，不管工作容器怎樣同推進(jìn)器或絞刀相互配合作用，對(duì)連續(xù)液狀混合物的作用而言，同一時(shí)間，不同局部將不可避免地產(chǎn)生差異。水油混合不勻的狀況在發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不利影響。同時(shí)，產(chǎn)品靜態(tài)儲(chǔ)存的穩(wěn)定性能也將隨水油混合原本不均勻的現(xiàn)象而降低。
由此可見用機(jī)械外力強(qiáng)行將水油混合，所生成的混合燃油始終分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，其主要原因是水分子在油相分子內(nèi)的分布不勻，因而儲(chǔ)存穩(wěn)定性和使用可靠性較差。
本發(fā)明的目的之一是提供一種制取柴油和水合成燃料油的設(shè)備，通過高頻磁場(chǎng)多切向分割混合液分子間的排列順序，利用超聲波震蕩對(duì)加工容器中的全部混合液整體進(jìn)行重排均化整理，避免整個(gè)加工過程中的局部差異，消除工作“死角”，提高靜態(tài)儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的之二是提供一種制取柴油和水合成燃料油的工藝，采用上述設(shè)備先對(duì)油、水分別加工，再混合處理，使水分子分割整齊地包圍在油相分子鏈中間，從而，達(dá)到柴油和水均勻地融合成燃料油的目的。
本發(fā)明的目的之三是提供一種制取柴油和水合成燃料油所用添加劑的最佳用量，使其分解速迅，以縮短工作周期，降低生產(chǎn)成本，減少能源消耗。
本發(fā)明的具體方案是1．在機(jī)殼內(nèi)安裝有柴油處理室、水處理室、兩性溶劑室、綜合處理室、泵及管道，在機(jī)殼的頂面設(shè)置有控制開關(guān)(K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7)，在機(jī)殼的后面安裝有電氣控制柜，電氣控制柜上裝有配線板、油處理控制板、水處理控制板和超聲波控制板；在柴油處理室和水處理室內(nèi)裝有高頻磁場(chǎng)發(fā)生器，該高頻磁場(chǎng)發(fā)生器經(jīng)導(dǎo)線與油處理控制板或水處理控制板連接；柴油處理室和水處理室的上方經(jīng)進(jìn)油管或進(jìn)水管與機(jī)殼的頂面相通，柴油處理室和水處理室的下方安裝有磁性傳輸管和傳輸工作泵，柴油處理室和水處理室經(jīng)磁性傳輸管與綜合處理室相通；在綜合處理室內(nèi)裝有超聲波振蕩發(fā)生器，超聲波振蕩發(fā)生器經(jīng)導(dǎo)線與超聲波控制板連接；綜合處理室上方的兩性溶劑室經(jīng)管道分別與機(jī)殼頂面和綜合處理室相通，在綜合處理室的下方安裝有輸出工作泵和出料管，出料管與處界相通。
2．一種用上述設(shè)備制取柴油和水合成燃料油的工藝，按如下步驟進(jìn)行A．取重量比為75％的柴油加上油添加劑進(jìn)入柴油處理室進(jìn)行初級(jí)處理；B．取重量比為25％的潔凈水加上水添加劑進(jìn)入水處理室進(jìn)行初級(jí)處理；C．在A和B兩項(xiàng)完成后送入綜合處理室，再加上水溶、油溶兩性添加劑進(jìn)行混合處理。
3．根據(jù)前述的制取柴油和水合成燃料油的工藝，其特征是油添加劑是重量比為0．5％的非離子表面活性劑和重量比為0．2％的分散劑；水添加劑是重量比為0．2％的非離子表面活性劑和重量比為0．1％的分散劑；水溶、油溶兩性添加劑是重量比為0．01％的水溶、油溶兩性非離子表面活性劑。
本發(fā)明取75％的柴油加上油添加劑進(jìn)入柴油處理室進(jìn)行初級(jí)處理，其目的是將柴油和添加劑混溶均勻，在高頻磁場(chǎng)的作用下打開油相分子間的連接鏈?zhǔn)褂拖啾砻媾懦鈴埩p弱，并為接納水相分子團(tuán)做準(zhǔn)備。
本發(fā)明取25％的潔凈水加上水添加劑進(jìn)入水處理室進(jìn)行初級(jí)處理，其目的是將水和添加劑混合均勻，在高頻磁場(chǎng)的作用下切割連續(xù)水相分子間的張力鏈，使水相分子鏈排斥張力下降，做好進(jìn)入油相分子團(tuán)的準(zhǔn)備。本發(fā)明在油、水初級(jí)處理后進(jìn)入綜合處理室，匯同水溶、油溶兩性添加劑一并進(jìn)行最后的混合處理，在超聲波振蕩作用下，占數(shù)量上多數(shù)和結(jié)構(gòu)張力強(qiáng)勁得多的油相連續(xù)分子鏈，會(huì)毫無例外地將數(shù)量上占少數(shù)和結(jié)構(gòu)上張力呈弱勢(shì)的水分子分割整齊地包圍在油相分子鏈中間，從而，達(dá)到了柴油和水相互混合成燃料油的目的。這種混合抱溶狀態(tài)的合成燃料油，完全能夠替代100％的柴油，用在以柴油為燃料的各型發(fā)動(dòng)機(jī)上，作為燃料用油。
采用上述方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1．高頻磁場(chǎng)發(fā)生器在對(duì)柴油和水進(jìn)行切割分離的全部過程中，從始至終對(duì)整個(gè)被作用面的任何一個(gè)局部，施放的能量都是同等和均勻的，不存在差異和作用力的“死角”，因此，消除了機(jī)械外力作用的缺陷。
2．超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的高頻振蕩作用，直接作用于分子鏈排列結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，產(chǎn)生極大的分子鏈相互作用力，使各分子排列的親合力、均勻度接近理想狀態(tài)，排出了機(jī)械外力作用的局限性。
3．加工工藝簡(jiǎn)單，時(shí)間極短(整個(gè)工作過程只需10分鐘)，能量耗用低。
4．用本發(fā)明制取的混合燃料油，水油混合均勻，水分子均勻有序地抱合在油相分子內(nèi)部，因而它的工作可靠和靜態(tài)儲(chǔ)存穩(wěn)定性高。
本工藝生產(chǎn)制作的這種燃料油，各項(xiàng)物理指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)均同純柴油非常近似，在各型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用均不會(huì)對(duì)機(jī)械零部件產(chǎn)生腐蝕或損害的負(fù)作用，因此，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的后視圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是本發(fā)明的工藝流程圖；圖5是本發(fā)明制取的混合燃料油分子排列示意圖。
由圖1、圖2、圖3可知本發(fā)明的設(shè)備由柴油處理室1、高頻磁場(chǎng)發(fā)生器2、傳輸工作泵3、磁場(chǎng)傳輸管4、綜合處理室5、超聲波振蕩發(fā)生器6、輸出工作泵7、出口管8、機(jī)殼9、管道10、兩性溶劑室11、水處理室12、進(jìn)水管13、進(jìn)油管14、配線板15、電氣控制柜16、油處理控制板17、水處理控制板18、超聲波控制板19組成。它們之間的連接關(guān)系及結(jié)構(gòu)特征是在機(jī)殼9內(nèi)安裝有柴油處理室1、水處理室12、兩性溶劑室11、綜合處理室5、泵及管道，在機(jī)殼9的頂面設(shè)置有控制開關(guān)(K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7)，在機(jī)殼9的后面安裝有電氣控制柜16，電氣控制柜16上裝有配線板15、油處理控制板17、水處理控制板18和超聲波控制板19；在柴油處理室1和水處理室12內(nèi)裝有高頻磁場(chǎng)發(fā)生器2，該高頻磁場(chǎng)發(fā)生器2經(jīng)導(dǎo)線與油處理控制板17或水處理控制板18連接；柴油處理室1和水處理室12的上方經(jīng)進(jìn)油管14或進(jìn)水管13與機(jī)殼9的頂面相通，柴油處理室1和水處理室12的下方安裝有磁性傳輸管4和傳輸工作泵3，柴油處理室1和水處理室12經(jīng)磁性傳輸管4與綜合處理室5相通；在綜合處理室5內(nèi)裝有超聲波振蕩發(fā)生器6，超聲波振蕩發(fā)生器6經(jīng)導(dǎo)線與超聲波控制板19連接；綜合處理室5上方的兩性溶劑室11經(jīng)管道10分別與機(jī)殼9頂面和綜合處理室5相通，在綜合處理室5的下方安裝有輸出工作泵(7)和出料管8，出料管8與處界相通。
從圖3可看到在機(jī)殼9頂面有進(jìn)水管13的入口、進(jìn)油管14的入口、兩性溶劑室10的入口；機(jī)殼9的頂面上有控制開關(guān)K，它們分別表示K1為電源開關(guān)、K2為柴油處理室1內(nèi)高頻磁場(chǎng)發(fā)生器2的控制開關(guān)、K3為水處理室12內(nèi)高頻磁場(chǎng)發(fā)生器2的控制開關(guān)、K4為傳輸工作泵3的控制開關(guān)、K5為綜合處理室5內(nèi)超聲波振蕩發(fā)生器6的控制開關(guān)、K6為兩性溶劑室11的控制開關(guān)、K7為輸出工作泵7的控制開關(guān)。
本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例取用0#柴油37．5公斤；潔凈水12．5公斤。配備油添加劑吐溫-80、250克，司盤-80、250克，OP-10、100克；水添加劑吐溫-80、50克，司盤-80、50克，PVA、50克；水溶、油溶兩性添加劑烷基酚類聚氧乙烯醚100克，油酸100克。按如下步驟進(jìn)行一、打開電源開關(guān)K1，將37．5公斤柴油和油添加劑吐溫-80、250克，司盤-80、250克、OP-10、100克注入柴油處理室1內(nèi)，再打開K2，即啟動(dòng)柴油處理室1內(nèi)的高頻磁場(chǎng)發(fā)生器2工作，工作頻率在每秒六千兆赫左右，工作2分鐘方可達(dá)到切割油分子鏈的作用。
二、把12．5公斤潔凈水和水添加劑吐溫-80、50克，司盤-80、50克，PVA、50克注入水處理室12內(nèi)，打開K3，即啟動(dòng)水處理室12內(nèi)的高頻磁場(chǎng)發(fā)生器2工作，工作頻率在每秒二千五百兆赫范圍，工作2分鐘方可達(dá)到切割水分子鏈的作用。
三、初混合處理完畢后，打開K4，即啟動(dòng)傳輸工作泵3工作。利用此泵將油水按比例泵入綜合處理室5內(nèi)，在傳輸過程中磁場(chǎng)傳輸管4內(nèi)的高頻磁場(chǎng)發(fā)生器繼續(xù)對(duì)油水作用，保證混合液在傳輸過程中分子鏈之間的切割分離狀態(tài)不變。
四、混合均勻的柴油和水，按相對(duì)應(yīng)的流速，由傳輸工作泵3打入綜合處理室5后，關(guān)閉K2、K3、K4，開啟K6，將水溶、油溶兩性添加劑烷基酚類聚氧乙烯醚100克和油酸100克注入綜合處理室5里，然后打開K5，使超聲波振蕩發(fā)生器6工作，對(duì)相互混合的燃料油整體進(jìn)行超聲波振蕩，其振蕩頻率在每秒六萬伍仟赫芝左右，此時(shí)，油水分子間的排列將會(huì)產(chǎn)生均勻、定向、有序的連續(xù)油相長(zhǎng)鏈分子排列(如圖5所示)。工作時(shí)間只需6分鐘。
五、混合燃料油產(chǎn)品制成后，打開K7，由輸出工作泵7將其輸送出綜合處理室5。
本發(fā)明經(jīng)試驗(yàn)獲得顯著成功，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，它既可節(jié)約能源，又能減少廢氣污染。下面介紹幾例試驗(yàn)情況1．工農(nóng)10型手扶拖拉機(jī)，在放出原有柴油后，加入用本發(fā)明制得的混合燃料油，隨即發(fā)動(dòng)拖拉機(jī)，連續(xù)工作3小時(shí)40分，在田間作業(yè)(犁水田)過程中，加速、減速、滿負(fù)荷工作，發(fā)動(dòng)機(jī)無異響產(chǎn)生，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲音更為清脆和節(jié)奏。廢氣排放呈現(xiàn)無黑煙逸出。試用地點(diǎn)四川成都新民鄉(xiāng)。
2．東方紅-75型推土機(jī)，放出油箱內(nèi)原有柴油后，加入用本發(fā)明制得的產(chǎn)品，隨即冷車啟動(dòng)，無異?，F(xiàn)象。待發(fā)動(dòng)機(jī)溫度正常后，進(jìn)行超負(fù)荷作業(yè)，操作者感覺機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)同柴油工作無異樣，但廢氣排放的濃密黑煙大幅減少，并且發(fā)動(dòng)機(jī)聲響的節(jié)奏感明顯增強(qiáng)。試用地點(diǎn)四川都江堰農(nóng)機(jī)局。
3．東風(fēng)141-柴油5噸載重貨車，加入本發(fā)明制得的產(chǎn)品，重載原煤7．6噸，經(jīng)480公里運(yùn)行，駕駛員感覺同柴油使用情況無區(qū)別。上坡和超車均無差異。試用地點(diǎn)重慶榮昌縣永榮礦務(wù)局。
4．柴油發(fā)動(dòng)機(jī)加入用本發(fā)明制得的產(chǎn)品，帶負(fù)荷(攪拌機(jī))連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)11小時(shí)25分，用于攪拌墻體仿瓷涂料試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)黑煙排放明顯減少，油料工作時(shí)間測(cè)算增加14分鐘，加工產(chǎn)品的質(zhì)量同使用傳統(tǒng)柴油無區(qū)別。操作者感覺發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲響更加干脆和有節(jié)奏。試用地點(diǎn)四川大邑縣沙溪涂料廠。
權(quán)利要求
1．一種制取柴油和水合成燃料油的設(shè)備，其特征在于在機(jī)殼(9)內(nèi)安裝有柴油處理室(1)、水處理室(12)、兩性溶劑室(11)、綜合處理室(5)、泵及管道，在機(jī)殼(9)的頂面設(shè)置有控制開關(guān)(K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7)，在機(jī)殼(9)的后面安裝有電氣控制柜(16)，電氣控制柜(16)上裝有配線板(15)、油處理控制板(17)、水處理控制板(18)和超聲波控制板(19)；在柴油處理室(1)和水處理室(12)內(nèi)裝有高頻磁場(chǎng)發(fā)生器(2)，該高頻磁場(chǎng)發(fā)生器(2)經(jīng)導(dǎo)線與油處理控制板(17)或水處理控制板(18)連接；柴油處理室(1)和水處理室(12)的上方經(jīng)進(jìn)油管(14)或進(jìn)水管(13)與機(jī)殼(9)的頂面相通，柴油處理室(1)和水處理室(12)的下方安裝有磁性傳輸管(4)和傳輸工作泵(3)，柴油處理室(1)和水處理室(12)經(jīng)磁性傳輸管(4)與綜合處理室(5)相通；在綜合處理室(5)內(nèi)裝有超聲波振蕩發(fā)生器(6)，超聲波振蕩發(fā)生器(6)經(jīng)導(dǎo)線與超聲波控制板(19)連接；綜合處理室(5)上方的兩性溶劑室(11)經(jīng)管道(10)分別與機(jī)殼(9)頂面和綜合處理室(5)相通，在綜合處理室(6)的下方安裝有輸出工作泵(7)和出料管(8)，出料管(8)與處界相通。
2．一種用權(quán)利要求1所述設(shè)備制取柴油和水合成燃料油的工藝，按如下步驟進(jìn)行A．取重量比為75％的柴油加上油添加劑進(jìn)入柴油處理室(1)進(jìn)行初級(jí)處理；B．取重量比為25％的潔凈水加上水添加劑進(jìn)入水處理室(12)進(jìn)行初級(jí)處理；C．在A和B兩項(xiàng)完成后送入綜合處理室(5)，再加上水溶、油溶兩性添加劑進(jìn)行混合處理。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的制取柴油和水合成燃料油的工藝，其特征在于油添加劑是重量比為0．5％的非離子表面活性劑和重量比為0．2％的分散劑；水添加劑是重量比為0．2％的非離子表面活性劑和重量比為0．1％的分散劑；水溶、油溶兩性添加劑是重量比為0．01％的水溶、油溶兩性非離子表面活性劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制取柴油和水合成燃料油的工藝及其設(shè)備,它利用高頻磁場(chǎng)多切向分割混合液分子間的排列順序,利用超聲波震蕩作用對(duì)加工容器中的全部混合液整體進(jìn)行重排均化整理。先將柴油加油添加劑注入柴油處理室進(jìn)行初級(jí)處理,把水加水添加劑注入水處理室進(jìn)行初級(jí)處理;然后把經(jīng)初級(jí)處理后的柴油和水注入綜合處理室同水溶、油溶兩性添加劑一起進(jìn)行最后的混合處理。該發(fā)明能使油水混合均勻,其靜態(tài)儲(chǔ)存穩(wěn)定性高;工藝簡(jiǎn)單,能耗低,時(shí)間短,全部進(jìn)料、加工和出料過程僅需10分鐘。
文檔編號(hào)C10G31/08GK1204681SQ9710758
公開日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1997年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月4日
發(fā)明者王志強(qiáng), 楊會(huì)見, 邱亞力 申請(qǐng)人:楊忠秀