CN100467569C - 依据远红外线工艺制成的生化乙醇、生化燃料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开依据远红外线工艺制成的生化乙醇、生化燃料及其生产方法。将从植物中提取的乙醇通过远红外线工艺进行活化后得到生化乙醇，再添加异丙醇及/或异丁醇、异辛烷及/或异戊烷、重整汽油、乙醚进行混合搅拌，再辐射远红外线而取得生化燃料；或者将上述生化乙醇与甲醇混合后，添加各种化学添加物进行混合搅拌，再辐射远红外线而取得的生化燃料。因上述生化燃料可取代现有的石化燃料，同时因运用了远红外线工艺活化了酒精分子，提高了酒精的能量动力。因此，无论在品质还是性能上，它都比目前通过蒸馏原油而获得的汽油更加优秀，并能达到使污染物排放最小化的功效。所以，它是环保型的清洁燃料。

Description

依据远红外线工艺制成的生化乙醇、生化燃料及其生产方法
技术领域
本发明涉及车用燃料，尤指依据远红外线工艺制成的生化乙醇、生化燃料及其生产方法。
背景技术
在以酒精为替代燃料作为车用燃料的研究领域中，美国早在1800年就开始对此进行了探讨，并于1979年试推出了混合了10％乙醇的汽油，到了80年代可以看到在全美境内已经得到了相当的普及。目前，美国的车用燃料中全部添加7％以上的乙醇。并且，使用也呈逐步扩大之势。
虽然，乙醇燃料与汽油相比，通常具有低温点火的优点。但因其与汽油相比发热量小，为了提高发热量，通常的做法是在里面添加属芳香族原料的甲苯或二甲苯等物质，由此可诱发公害问题。
另外，因酒精燃料与汽油相比氧含量较高，不完全燃烧时，会加热内燃机器的箱体或者发动机的机械部位，从而成为导致机械发生故障的原因；因氧化作用还会腐蚀车辆、非金属及各种管道等，从而成为导致车辆内燃机器发生故障的原因。因在低温状态下不易发动，又不可避免的会排放未完全燃烧的甲醛或乙醛等碳化物质，从而污染环境。
另一方面，近年来通过各种方式，研制出了多种燃料用添加剂。但大多存在制造方法粗糙、无连续性、诱发污染等问题。即使单从功效上讲，这些研究也还没能取得满意的成果。这就是目前车用燃料的现状。
发明内容
为改善上述固有问题，本发明提供一种利用远红外线辐射活化而生产出生化乙醇、生化燃料的生产方法，从而提供一种提高了能量动力，可以符合燃料用的活化了的生化乙醇，并且进一步提供将上述生化乙醇与规定的各种化学添加剂混合搅拌后辐射远红外线、从而改善了替代燃料物质特性的生化燃料。
本发明还借此提供将上述生化乙醇与甲醇混合后，再与规定的各种化学添加剂混合搅拌并辐射远红外线、从而改善了物质特性的、混合了甲醇的生化燃料。
以下就本发明的构成进行详细的说明：
本发明的特征为：运用远红外线工艺活化从植物中提取的乙醇的分子，提高酒精的能量动力，将其活化为生化乙醇，使普通的酒精可以作为燃料用。
同时，本发明的另一个特征是将上述生化乙醇与异丙醇及/或异丁醇、异辛烷及/或异戊烷、重整汽油(Reformed gasoline)、乙醚混合搅拌后再辐射远红外线。
另外，本发明的特征还在于将上述生化乙醇与甲醇混合后，添加各种规定的化学添加剂而制成终产品。它是将上述生化乙醇与甲醇、异丙醇及/或异丁醇、异辛烷及/或异戊烷、重整汽油、乙醚混合搅拌后再辐射远红外线。
上述生化燃料可取代现有的石化燃料，同时它运用远红外线工艺活化了酒精及添加剂的分子，因而，无论在品质还是性能上，它都比目前通过蒸馏原油而获得的汽油更加优秀，并能够达到使污染物排放最小化的功效。所以，它是环保型的清洁燃料。
本发明中第一项发明：
特征是：它是利用远红外线工艺活化了从植物中提取的乙醇的分子，提高了酒精的能量动力，使普通的酒精可以燃料用。
上面提到的从植物中提取的乙醇：是指从甘蔗、玉米、木薯、甜菜、土豆、香附子等农产品或野生植物中采用普通发酵法获取的乙醇，无其它特别限定条件。
上面提到的运用于本发明中的远红外线工艺：是指利用规定的远红外线装置辐射活化从植物中提取的乙醇。同时，使用同样的装置于产品的储藏罐中，以对产品进行再活化。
在发明中使用的远红外线装置：是指将能够发生远红外线的高负离子抗菌陶瓷球，置入由铝板制成的反射圆桶内侧并密封起来的圆柱形体。具体方案可以是将由50％高岭土Al2Si2O5(OH)4和20％电气石NaAl6(BO3)Si6O18(OH)4和30％膨润土(Al.Fe)1.67，Mg0.33-Si4O10(OH)4三种矿石混合后做成小四角或者六角形，在850℃条件下焙烧后而获得能够产生远红外线的高负离子抗菌陶瓷球，置入以铝板成型的圆筒形装置中。该装置的使用期限通常为8个月左右。远红外线发生器的体积为油罐体积的1/2000左右。本发明下面实例中所使用的远红外线装置即是如上所述制成的。
本发明中第二项发明：
它以将重量比为60～80％的上述生化乙醇与重量比为3～8％的异丙醇及/或异丁醇、重量比为7～13％的异辛烷及/或异戊烷、重量比为8～15％的重整汽油、重量比为2～4％的乙醚混合搅拌后辐射远红外线而取得最终产品。
在此，对上述生化乙醇与各种化学添加剂的调合顺序不做特别的规定。但从加工效率角度考虑，先将异丙醇等各种化学添加剂按照规定的比例混合后，再一并添加至上述生化乙醇中较适宜。
上述各种成分的添加比例是综合考虑了产品的成本、性能、安全等多方面因素并经无数次试验后得来的。
上述生化乙醇的含量以60～80％重量比为宜。当生化乙醇的含量低于60％重量比时，因发热量将降低，从而降低添加的效果。反之，当含量超过80％时，因酒精含氧量高的特点，有不完全燃烧的危险。
因异丙醇与异丁醇同样为平衡成分，当两者同时添加时，二者比例任意不限定，保证总含量在3～8％重量比即可，也可在两种成分中任选一种添加，含量以重量比为3～8％为宜。
因异辛烷与异戊烷同样为提高辛烷值的添加剂，当两者同时添加时，二者比例任意不限定，保证总含量在7～13％重量比即可；也可在两种成分中任选一种添加，含量以7～13％重量比为宜。为了提高辛烷值而过量添加会产生爆震现象。
重整汽油的添加量以8～15％重量比为宜。
作为起增加辛烷值作用的乙醚，添加比例以2～4％重量比为宜。
本发明的第二项发明中，在上述生化乙醇与各种化学添加剂的添加、混合、储藏过程中，均运用了远红外线工艺来增进生物燃料的性能，就是在这些过程中都放入本发明中使用的远红外线装置进行远红外线辐射。
本发明中第三项发明：
将上述生化乙醇与甲醇混合后取得。它以将重量比为25～35％上述生化乙醇与重量比为35～45％的甲醇、重量比为4～8％的异丙醇及/或异丁醇、重量比为5～12％的异辛烷及/或异戊烷、重量比为9～16％的重整汽油、重量比为2～4％的乙醚混合搅拌后辐射远红外线而取得终产品。
在此，如果与上述生化乙醇混合的甲醇量不足35％重量比时，会降低提高发热量及经济性的预期。反之，当含量超过45％重量比时，虽然因减少了乙醇的添加量而变得更经济，但会产生公害问题。
同前项，因异丙醇与异丁醇同样为平衡成分，当两者同时添加时，二者比例任意不限定，保证总含量在4～8％重量比即可，也可在两种成分中任选一种添加，含量以重量比为4～8％为宜。
同前项，因异辛烷与异戊烷同样为提高辛烷值的添加剂，当两者同时添加时，二者比例任意不限定，保证总含量在5～12％重量比即可；也可在两种成分中任选一种添加，含量以5～12％重量比为宜。
另外，重整汽油添加比例以9～16％重量比为宜。
在本发明的第三项发明中，在将各种规定的化学添加物添加到上述生化乙醇与甲醇的混合物中及混合、储藏过程中，均运用远红外线工艺，即使用将高负离子抗菌陶瓷球置入产品内部，外部使用以铝板成型的圆筒形远红外线装置。
附图说明
图1：为用CCD像机拍摄的用本发明的远红外线处理前、后乙醇能量场的变化图。
图2：为本发明的生化燃料生产时GDV变化的坐标图(单位：Pixel)
图3：为普通乙醇燃料生产时GDV变化的坐标图(单位：Pixel)
具体实施方式
以下，通过实例对本发明的组成进行进一步的详细说明。
实例1(生化酒精的制造)
将本发明的远红外线装置浸入从植物中提取的乙醇中，通过安装在反应罐外部的马达来转动上述远红外线装置。
随之，上述远红外线装置在旋转时会加速搅拌。同时，从装置内部发生的远红外线基本的辐射、穿透、共鸣吸收作用，通过加速组成分子的振动来活化分子，使分子内部产生巨大的能量。
就这样，利用本发明中的远红外线装置产生4个小时以上的远红外线辐射，将从植物中提取的乙醇活化为本发明的燃料用生化乙醇。
即，利用远红外线工艺活化酒精分子，提高酒精的能量动力，使食用酒精可作燃料用。
对于如此获得的生化乙醇，CCD像机对用本发明的远红外线处理前、后能量场的变化过程拍摄了下来。如图1。
如图1所示，可以清楚地看到用本发明中的远红外线处理后的能量场面积与处理前相比特别的大。从而，可以确认通过远红外线工艺，能量被活化的事实。
实例2(生化燃料的制造)
首先，将按重量比含70％的通过实例1获取的生化乙醇液体加入到混合反应罐中。然后，添加各种化学添加剂进行混合。
作为添加剂，这里将重量比为2％的异丙醇、重量比为3％的异丁醇、重量比为5％的异辛烷、重量比为5％的异戊烷、重量比为12％的重整汽油、重量比为3％的乙醚混合搅拌后，再一并添加至上述生化乙醇中。
此时，将在实例1中使用的远红外线装置浸入到此混合反应罐中，通过安装在反应罐外部的马达，转动上述远红外线装置以活化能量。
上述的远红外线辐射下的调合过程虽属微热反应，但尚不需要特别的冷却装置，搅拌过程也不存在太大的困难。
现将如此获得的生化燃料，经(韩国)国家公认的油类测试机构--高丽审定株式会社(KIMSCO)测试后，获得的检测报告显示于表1中。
[表1]
 
测试项目 汽油指标 本发明的燃料 测试标准
苯Benzene vol％ 最大值2 0.13 ASTM D5134
烯烃Olefin vol％ 最大值23 0.83 ASTM D5134
芳香族Aromatic vol％ 最大值35 18.53 ASTM D5134
硫磺Sulfur ppm 最大值200 7.2 ASTM D5453
R.V.P(37.8℃，Koa) 最大值82 43 ASTM D323
磷Phosphorus g/l 最大值0.0013 0.0001 ASTM D3231
密度Density 15/4℃ - 0.7901 ASTM D4052
沉积物W/Sediment vol％ 最大值0.01 小于0.01 ASTM D2709
铜片腐蚀Copper Corrosion，50℃，3hrs 最大值1.0 1-a ASTM D130
感应周期Induction Period，最小 最小值480 MT720 ASTM D525
实际胶质Existent Gum，mg/100ml 最大值5.0 2.0 ASTM D381
R.O.N 91-94 116.1 ASTM D2699
蒸馏范围Distillation Range，℃1.B.P10％50％90％F.B.P残渣Residue ml 最大值70最大值125最大值175最大值225最大值2.0 49.459.568.1126.3164.91.0 ASTM D86
颜色Color 黄 透明 视觉
医生测试Doctor Test 甜 甜 ASTM D-4-952
酒精含量Alcohol Content.vol％ - 57.0 ASTM D-4815
从上表中可以确认，本发明的生化燃料不但完全符合汽油的各种指标。从具体数值上看也能够充分地满足各种汽油指标。
将在实例2中进行的各个过程的变化制成图表，显示于图2。图2是显示本发明的生化燃料在生产时GDV(Gas Discharge Visualization)变化的坐标图。
GDV技术是指将酒精能量场与电子气场通过相互作用而发光的过程影像化，再利用计算机进行分析的技术。
图2中的A是指从植物中提取的普通乙醇；B是指在实例1中获得的生化乙醇；C是在B中添加了各种规定的化学添加剂状态的混合物；D是将C重新运用远红外线工艺进行活化后的实例2的最终产品。
如图所示，运用了规定的远红外线工艺后，原来A状态时面积为1300Pixel左右的能量场上升到了B状态的1600Pixel。
由于要在B中混入各种规定的化学添加剂，导致C状态时的能量场面积又下降到了1500Pixel。但是，可以看到重新运用了本发明远红外线工艺的D状态，能量场面积已经回升到了1700Pixel。
即，可以确认在将普通的从植物中提取的乙醇转化为生物燃料过程中，能量场面积增大的事实。从中，可以感知到本发明远红外线工艺的效果。
另一方面，图3作为普通乙醇燃料生产时GDV变化的坐标图，E是指普通的从植物中提取的乙醇；F是在E中添加了与本发明相同的化学添加剂的状态；G是将F重新利用本发明的远红外线装置活化后的状态。
参见图3可见，从植物中提取的普通乙醇(E)的能量场面积与图2相同，为1300Pixel左右，在此添加了规定的各种化学添加剂后下降至1200Pixel，待运用了与本发明相同的远红外线工艺后，能量场面积又上升至1400Pixel附近。
因此，通过比较观察图2与图3即可以了解到，即使对于同样的从植物中提取的乙醇，先经过活化后，添加化学添加剂，然后再活化的实例(图2)与单纯只添加化学添加剂的例(图3)相比，能量也有明显增加，效果非常显著。从而，可以确认本发明的优秀性。
实例3(混合了甲醇的生化燃料的制造)
将重量比为30％的从实例1中获得的生化乙醇与重量比为40％的普通甲醇混合，构成酒精的主要组成部分。然后，在此添加各种化学添加剂进行混合。
作为上文中提到的各种化学添加剂。这里将重量比为3％的异丙醇、重量比为3％的异丁醇、重量比为6％的异辛烷、重量比为2％的异戊烷、重量比为13％的重整汽油、重量比为3％的乙醚进行混合搅拌，最后一并添加至上述生化乙醇与甲醇的混合物中。
如同实例1与实例2，在将各种化学添加剂添加至这种生化乙醇与甲醇的混合物中混合搅拌时，反应罐的内部同样也安装远红外线装置，运用远红外线工艺。并且，在混合后的储藏过程中也运用同样的工艺。
对于如此获得的混合了甲醇的生化燃料，用与实例2相同的方法测试能量场变化的结果，可以看到处理后的能量场变化非常显著。所以，可以确认本发明的优秀性。
虽然在本发明的实例中，主要以从植物中提取的乙醇原料，运用远红外线工艺为重点进行了说明。但本发明不只局限与此，在其它无公害或者低公害原料上运用远红外线工艺的情形，因与本发明的技术思想相似，也应视为本发明的范畴。
如上所述，依照本发明，可以运用远红外线工艺将普通的从植物中提取的乙醇制成生化乙醇；将上述生化乙醇与各种规定的化学添加剂混合搅拌后辐射远红外线，取得作为替代燃料的、改善了物质特性的生化燃料；另外，在上述生化乙醇与甲醇的混合物中添加各种规定的化学添加剂混合搅拌后辐射远红外线，取得混合了甲醇的生化替代燃料。故完全可以期待这些发明在相关领域里的利用及应用。

Claims (8)

1、一种生化乙醇的生产方法，其特征是利用能辐射远红外线的装置发生出来的远红外线辐射从植物中提取的乙醇而得到生化乙醇，其中能辐射远红外线的装置是指将能够发生远红外线的高负离子抗菌陶瓷球，置入由铝板制成的反射圆桶内侧并密封起来的圆柱形体，该装置置于欲活化的液体中。
2、一种生化燃料的生产方法，其特征是利用能辐射远红外线的装置发生出来的远红外线辐射含有按权利要求1所述的方法得到的生化乙醇的有机混合物液体而得到生化燃料，其中能辐射远红外线的装置是指将能够发生远红外线的高负离子抗菌陶瓷球，置入由铝板制成的反射圆桶内侧并密封起来的圆柱形体，该装置置于欲活化的液体中。
3、根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征是其中利用远红外线装置产生远红外线辐射的时间为4个小时以上。
4、根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征是所述的远红外线装置利用安装在反应罐外部的马达来转动。
5、根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征是装在铝板制成的圆桶内的能够发生远红外线的高负离子抗菌陶瓷球是由50％高岭土Al2Si2O5(OH)4和20％电气石NaAl6(BO3)Si6O18(OH)4和30％膨润土(Al.Fe)1.67，Mg0.33-Si4O10(OH)4三种矿石混合后做成小四角或者六角形，在850℃条件下焙烧后而获得。
6、一种生化乙醇，其特征是它是由植物中提取的普通乙醇经权利要求1所述方法进行远红外线辐射活化而获得的。
7、一种生化燃料，其特征是它包括重量比为60～80％的权利要求6所说的生化乙醇、重量比为3～8％的异丙醇及/或异丁醇、重量比为7～13％的异辛烷及/或异戊烷、重量比为8～15％的重整汽油、重量比为2～4％的乙醚混合搅拌后再按权利要求2所述的方法辐射活化而获得。
8、一种生化燃料，其特征是它包括将重量比为25～35％的权利要求6所述的生化乙醇、重量比为35～45％的普通甲醇、重量比为4～8％的异丙醇及/或异丁醇、重量比为5～12％的异辛烷及/或异戊烷、重量比为9～16％的重整汽油、重量比为2～4％的乙醚混合搅拌后按权利要求2所述的方法辐射活化而获得。
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