CN101560419A - 电气石节能减排添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明是电气石节能减排添加剂，主要添加于内燃机燃料，也可添加于各种炉灶和燃烧器所用的液态燃料。本发明将电气石作为燃料添加剂的主要功能成份，利用电气石的热电效应、压电效应及电气石的远红外线核磁共振效应达成以下效果：节省燃油(节油率10－48％)、增加动力(使汽车提高一个档位爬坡)、提高燃油抗爆性能、降低噪音和震颤、净化尾气、清除积碳、恢复某些因老化失去电子打火功能的发动机的电子打火功能。本发明绝无“二次污染”，可确保公众环保安全。

Description

电气石节能减排添加剂

所属技术领域

电气石节能减排添加剂。添加到内燃发动机燃料和各种燃烧器的液态燃料可以起到显著的节能减排作用。节省燃料(10％-48％)、提升动力(使汽车提升一个档位爬坡)、提升燃油标号(提升三个标号以上)、降低噪音和振动、减少排放、清除积碳、平衡发动机过高水温。

背景技术

在内燃机领域，为了提高燃料燃烧效率、增加输出功率、降低油耗、清除积碳减少有害尾气排放，目前主要有两个技术途径：一是增添或改造设备(如各种节油、增力、净化器)，二是给燃油投入添加剂。第一个途径投资大、程序烦琐、也增加车船自重和检修难度，所以第二个途径更为人们所接受。但是目前发表的燃油添加剂大多存在以下缺点中的一个或数个：一、节省燃油、提升动力的效果不理想，有的还降低了动力性能，这是目前燃油添加剂不能为广大用户普遍接受的主要原因；二、不能明显降低发动机噪音，有的还增加了发动机噪音；三、容易造成“二次污染”——依靠化学反应起作用的添加剂，在发挥效能的同时可能会生成一些已经引起注意或尚未引起注意的、更难自然降解的公害物，从而成为商家和公众社会的隐患，比如著名的添加剂MTBE(甲基叔丁基醚)，在美国畅行20年后被发现其会增加氮氧化物排放，尤其严重的是会永久性污染水源(甚至深层地下水)，因而被限制使用；四、效能不稳定：由于燃油的组份非常复杂，不同厂家生产的同一标号燃油在生产过程中的工艺和添加成分是不一样的，甚至同一厂家同一标号产品，由于不同批次的原料来源不同也会造成产品成份的差异，正是由于这种不确定性使得主要依靠化学药剂起作用的添加剂经常不能稳定发挥效能，而且容易产生“二次污染”和机件腐蚀等不良后果。

目前市面上已有的燃油核磁共振添加剂和富含水份的微米级或纳米级水颗粒燃油添加剂成功地解决了“二次污染”和机件腐蚀方面的问题，但节省燃油、提升动力、降低噪音的效果还有进一步提高的必要和可能。目前已有的燃油抗爆剂单位成本过高、且使用时添加量过大(常在5-15％之间)，致使高标号燃油价格中抗爆剂的价格比例居高不下。

发明内容

由于目前已上市的和已发表的燃油添加剂往往存在以下问题中的一项或数项：使用成本太高、不能显著节油、不能显著提升发动机动力、不能明显降低发动机声音、容易造成“二次污染”，而且在实用中效能不稳定，有时甚至起反作用。

针对这些问题，本人已经提出了另一个发明：“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”(专利申请号：200810093139.X)，它利用核磁共振、水微粒爆炸及“水煤汽反应”构建六重“节能减排”机制，从而增加热值、净化尾气、清除汽缸和喷嘴的积碳、养护发动机，它广泛地利用了包括电气石在内的多种矿石、陶瓷和粉体，而本发明精选了其中的电气石作为主要功能成份，利用其热电效应、压电效应和远红外线辐射共振效应联合协同作用，得到一种效果优秀、效能稳定的节能减排添加剂。如将电气石与水结合在一起，则成为“三剂合一”的添加剂——即燃油微爆剂+燃油核磁共振传递剂+燃油热电效应和压电效应供给剂(电气石实质上成为燃料体系内精致而密集的天然超高压促燃电极)！

由于电气石的红外线放射率高达95-99％，是最优秀的核磁共振源动剂之一，因此在生产、储存和使用过程中不断地将核磁共振能量传输给燃料中的H原子，使燃料分子获得并保持强烈的核磁共振能力。对于核磁共振和纳米水微爆(及微爆后紧跟着发生的水煤汽反应)的节能减排机制，本人在“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”中已经进行详细论述，在此就不作赘述。那么电气石的热电效应和压电效应又是怎样促进节能减排的呢？

电气石具有特殊的晶体结构，其复三方环[Si₆O₁₈]由六个硅氧四面体构成，且每个四面体角顶均指向同一方向，此为其具有极性的原因，也使其具有永久性的自发电极，并且其周围存在着静电场。电气石经加热加压后放电特性会得到加强，温度每提高10℃效果倍增.电气石经过粉碎，其放电性能不变，并且同量的电气石越细其静电产生得越多，电压也越高(在平常环境下长宽为2公分的电气石电压在3.3~5.3V之间，而同样环境下0.3微米的黑电气石，静电压100V)。而在炉膛高温及内燃机高温极压条件下电气石微纳米粉体电压会高达万伏以上，变成足以令周边水分子瞬间裂解为氢氧、令周边燃料分子瞬间完成燃烧的天然高压电极。不仅如此，这些超高压电极在乳化分散技术的作用下十分均匀而且密集地分布于燃料的每个角落，因此水分子瞬间裂解和燃料分子瞬间燃烧不是仅仅发生在某个点、某条线或某个面上，而是同时地、整体地、全面地发生在整个燃烧室的每个点、每条线和每个面上，因此燃烧室里的裂解和燃烧是在一瞬间同时完成的，完全不存在某些区域裂解和燃烧滞后的而造成爆燃的问题。如此完美的燃烧方式也只有在如此精致而密集的“超高压电极”同时放电的情况下才能达到，而这是目前技术条件下任何人为铺设的电极都不可能达到的境界，而本发明利用电气石巧妙地达到了这一境界。

由于电气石使燃烧室内同时地、整体地、全面地发生了全部燃油分子的瞬间燃烧和全部水分子的瞬间裂解，因此燃烧室内的燃烧方式必然会是同步爆发式的燃烧。由于电气石高发射率的远红外线的辐射作用，本发明的燃料具有强烈核磁共振特性，核磁共振使燃料中含有H原子的分子具有了正负极特征，分子排列从混乱无序变得整齐划一，燃料的导电性能大大加强，因而统一发火、同步燃烧的能力得到增强。两个因素都促使燃烧同步爆发、同时进行，而燃烧同步爆发的必然结果就是爆震被消除。既然爆震消除了，发动机的内耗问题也就解决了。内耗消除了，实际上就增加了两倍于内耗的动力，如果先前有15％能量用于作负功内耗，那么现在就等于增加了30％的有用功，也就是说作同样的功实际减少燃料消耗30％。

由于以上所述原理，电气石成份进一步加强了添加剂的节能效果，节能效果提升了，燃油的消耗量就会相应下降，有害气体的排放量当然也会相应减少。

当本发明中添加了水的成份后，水不但继续如在“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”(专利申请号：200810093139.X)中那样作为“微爆炸药”用于炸散燃油分子团，而且在电气石的作用在水还直接裂解为氢氧，直接给燃料加氢、增氧。基于这个原因，虽然本发明添加剂与“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”一样只需添加0.02％即可取得明显效果，但是将实施例中前三个的成品添加量扩大到最大溶解量(4％左右)，让更多的水成为氢氧燃料直接取代一部分燃油(精致密集的微型电气石超高压电极使水在能耗很低的情况下发生裂解，而水裂解后可以产生约为其体积三倍的柴油或汽油的能量)，从而取得更好的节能减排效果，用户在经济支出上也更为节省。

具体实施方式

一、原料及原料的预处理：

◎电气石原矿碎块、微粉、纳米粉或富含电气石成份的陶瓷粒、微粉、纳米粉等。

◎水(纯净水、矿泉水或其他干净水，如井水、雨水、江河水、充分曝气散尽水中余氯的自来水等)；必须经过预处理：在将要用于生产的备用水中投入大量(体积比的20％以上)电气石原矿碎粒或富含电气石成份的陶瓷粒，并且让这些备用水长时间(96小时以上)反复迴漩滤流于这些陶瓷粒或原矿粒之间，让微量电气石成份自然溶解于备用水中。

◎表面活性剂(乳化剂、微乳化剂)；

◎油料(指各种市售燃油或其他各种液态石化产品、各种生物燃油等)，必须经过预处理：在将要用于生产的备用燃料油中投入大量(体积比的20％以上)电气石原矿碎粒或富含电气石成份的陶瓷粒，并且让这些备用油长时间(96小时以上)反复迴漩滤流于这些陶瓷粒或原矿粒之间，让微量电气石成份自然溶解于备用燃油当中。

注：下面的实施例二、实施例三虽然原料单上没有出现电气石，但其原料中的水和油都经过了预处理，实际上已经自然溶入了电气石成份。

二、生产方法和使用方法：

实施例一：

(一)原料

经过预处理的水            20公斤

电气石微粉或纳米粉        0.04-0.004克

偏硅酸钠                  0.4-1.0公斤

椰子油酸烷醇酰胺          0.06-0.3公斤

(二)工序

1、1/2水(10公斤)和全部偏硅酸钠混合、充分搅拌备用；1/2水(10公斤)和全部电气石粉混合、充分搅拌(最好是用高速剪切分散机)备用。

2、将第1步制备的两种溶液混合搅拌，同时逐渐加入椰子油酸烷醇酰胺0.3公斤，然后继续搅拌10分钟以上。

3、静置待成品中的泡沫上浮散尽，成品呈半透明或透明即可进入灌装工序。

实施例二

(一)原料：

经过预处理的水      10公斤

偏硅酸钠            0.3公斤

经过预处理的油料    6公斤

油酸                0.6公斤

司班80              0.2公斤

三乙醇胺            0.5公斤

椰子油酸烷醇酰胺    1.4公斤

(二)工序

1、水和偏硅酸钠混合慢速搅拌，待完全溶解后备用；油料和油酸、司班80混合搅拌均匀(如需加入电气石纳米粉或微粉，可在此处将粉体0.02-0.002克缓慢加入并将温度升高到油料闪点之下5℃，搅拌时间增加20分钟)备用。

2、将上述两种备用料液混合搅拌30分钟。

3、继续搅拌的同时缓慢加入三乙醇胺0.5公斤，然后继续搅拌(最好是强力高速剪切机)，搅拌至透明或半透明即可进入灌装工序。

实施例三

(一)原料：

经过预处理的水    0.8公斤

偏硅酸钠          0.03公斤

十二烷基苯磺酸钠  0.016公斤

经过预处理的油料  14.5公斤

油酸              0.1公斤

司班80            0.09公斤

三乙醇胺          0.14公斤

(二)工序：

1、水和偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠混合搅拌完全溶解后备用；油料和油酸、S80混合搅拌均匀(如需加入电气石纳米粉或微粉，可在此处将粉体0.02-0.002克缓慢加入并将温度升高到油料闪点之下5℃，搅拌时间增加20分钟)备用。

2、将上述两种备用料液混合搅拌15分钟，然后缓慢加入三乙醇胺，再继续搅拌(最好是强力高速剪切机搅拌)，搅拌至透明或半透明即可进入灌装工序。

实施例四

(一)原料

水            10公斤

电气石微粉    0.001公斤

偏硅酸钠                0.3公斤

蔗糖酯                  0.01公斤

单甘酯(单硬脂酸甘油酯)  0.01公斤

油酸                    4公斤

三乙醇胺                1.5公斤

司班80                  0.8公斤

煤油                    4公斤

(二)工序

1、将备用的10公斤水以红外线陶瓷粒浸泡96小时以上作核磁共振处理，然后用处理好的水制备下面的水溶液：

(1)水5公斤和偏硅酸0.3公斤混合搅拌完全溶解；

(2)水1公斤和蔗糖酯0.01公斤充分搅拌分散；

(3)水4公斤和电气石微粉0.01公斤充分搅拌分散(最好用高速剪切分散机)。

2、然后将上面制备的三种水溶液混合搅拌15分钟备用。

3、将煤油4.5公斤和单甘酯0.01公斤充分搅拌溶解(搅拌过程中加热并维持在摄氏45℃待单甘酯完全溶解后加入油酸4公斤、三乙醇胺1.5公斤继续搅拌30℃左右使之反应完全，然后加入1公斤司班80继续搅拌10分钟即可备用。

4、将第2、第3步工序制备的两种料液混合搅拌40分钟即可(搅拌过程继续维持摄氏45度左右)。

5、将第4步工序制备的液体静置冷却而得半透明膏块，该膏块易溶于燃油，并且同样是本发明的范畴。生产者可根据实际使用的需要分割成小块并用锡纸包裹。

实施例五

(一)原料：

电气石纳米粉或微粉                10克

单甘酯(单硬脂酸甘油酯)            30-50公斤

(二)工序：

1、用隔水反应釜将单甘酯加热到完全融化(注意：维持在70℃-80℃即可，温度过高单甘酯容易着火燃烧)；

2、用防爆防燃的搅拌器缓慢搅拌融化的硬酯酸，同时将电气石粉体缓慢加入到单甘酯之中搅拌10分钟；

3、将搅拌器开动到强力剪切分散档，维持强力剪切20分钟(至确认粉体完全分散)；

4、将单甘酯与电气石粉体混合液通入专业喷雾冷却干燥机造粉即为成品。

(三)使用方法：

按燃油重量比的0.02％直接添加到燃油或水性燃料中搅拌溶解即可。

实施例六

(一)原料：

电气石原矿碎块、粗粉或富含电气石的陶瓷粒、陶瓷粗粉

(二)电气石作为添加剂的使用方法：

直接将选中的电气石原矿碎块、粗粉或富含电气石的陶瓷粒、陶瓷粗粉投放到燃料中(电气石的体积比必须占燃料体积比的20％以上)并用水泵或搅拌器等使燃料反复迴漩滤流于这些陶瓷粒或原矿粒或粗粉之间96小时以上，让微量电气石成份自然溶解于燃料体系中，至此电气石作为添加剂投放到燃料体系中步骤即告完成。燃油经过这样加工后，与添加前面几种实施例产品的节油和减排效果接近。

实施例七

(一)原料：

电气石微粉或纳米粉

(二)电气石粉体作为添加剂的使用方法：

直接将电气石粉体投入到燃料中强力搅拌分散即可(粉体投入比例为燃料重量比的0.005％-0.0001％)，电气石粉体最好选用经过表面处理带阴离子(负电荷)的粉体，如选料是未经过表面处理的，可用1∶1(重量比)的S80与粉体混合投入胶体磨研磨20分钟再投入燃料体系中强力搅拌分散即可。燃油经过这样加工后，与添加前面四个实施例产品的节油和减排效果接近。

实施例八

实施例六、实施例七中经过第(二)个步骤之后的燃料(即电气石成份已经溶解于其中的燃料)，可以作为一种节能减排添加剂使用，按燃料体积比的0.06％-0.2％添加至新的燃料中也可取得接近于实施例(五)、(六)的节能减排效果。

三、实施例(一)至(四)的产品使用方法：

适用于汽油、柴油及一切液态燃料，按0.02％-4％比例直接添加到燃油里(每10升燃油添加2-40毫升)，最好先投入本剂再注入燃料以利于溶混。产品如有沉淀或分层，摇匀用即可，不影响效果。

Claims (9)

1、电气石节能减排添加剂，是一种用于液态燃料的添加剂，依靠电气石材料的热电效应、压电效应、远红外线辐射核磁共振效应协同作用，在节能减排、增加发动机输出功率、提高燃油抗爆性能、降低发动机噪音等方面取得显著效果。其特征是：含电气石成份。

2、权利要求1所述的电气石成份包括：电气石纳米粉、微粉和电气石溶出成份。

3、权利要求2所述的电气石纳米粉、微粉可以是原矿纳米粉、微粉或富含电气石的陶瓷纳米粉、微粉，可以是经过表面处理的粉体或没有经过表面处理的粉体。

4、根据权利要求2所述的电气石溶出成份是电气石原矿碎块、粗粉或富含电气石的陶瓷粒、陶瓷粗粉长时间浸泡于液体(水、水性液体、油、油性液体)而自然溶解于液体的成份。

5、根据权利要求1所述，其特征是：其他成份的比例可以是0％-100％(不含100％)之间的任何比例，其他成份的比例即使接近100％也不能取代或不能完全取代电气石的功能，客观上它们的功能之一是作为填料用于扩大添加剂体积以方便使用者计量添加量，或用于加快和稳定电气石成份在燃料中的溶解、扩散。

6、根据权利要求5所述的“其它成份”包括：水、水性液体、油、油性液体和能使电气石成份更好地扩散于燃料体系的固体或液体的分散剂、表面活性剂、乳化剂等，或是用于扩大产品体积以便于使用者计量添加量的固体或液体填料。

7、根据权利要求1所述，其特征是：水是主要填料之一，并且是除电气石成份之外的另一个主要的功能成份。

8、根据权利要求7所述，其特征是：

电气石的材质：电气石微粉或纳米粉

电气石在添加剂中所占的比例：可以小于0.001％

水在添加剂中的最大比例：可以接近100％

9、根据权利要求7所述，其特征是：

电气石的材质：电气石自然溶出成份(即权利要求2所述的电气石溶出成份。)

水在添加剂中的最大比例：可以接近100％。