CN101928615B - 燃料制造方法、燃料制造装置以及燃料油 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可提高燃料效率、易于抑制有害物质的产生、且稳定的燃料制造方法以及燃料制造装置，并提供一种燃料油，可提高使用者的满意度，且对防止环境破坏做出贡献。提供一种燃料制造方法，由至少包含脂肪分解酶的天然植物性酶与水混合而制成的酶水与石油系烃油混合反应而制造燃料油。该天然植物性酶含有纤维素酶。另外，所述酶水还混合有甲醇。

Description

燃料制造方法、燃料制造装置以及燃料油

技术领域

本发明关于一种制造例如燃料效率高且能够防止环境破坏的燃料油的燃料制造方法、燃料制造装置以及燃料油。

背景技术

人类使用化石燃料、生化能源、太阳光能源等各式各样的能源。在这些能源当中，化石燃料不仅自古使用至今，且在世界范围内使用。因此，化石燃料十分贵重。

另一方面，近年来，能源造成的环境破坏已成为问题。而且，已知化石燃料中含有硫成分、氮成分、酚成分等有毒气体的来源，与造成环境破坏有关。此外，寻找因二氧化碳的产生所造成的全球变暖的对策也是当务之急。

为了防止或抑制该环境破坏的情形，减少因使用化石燃料产生的有毒气体或提高燃料效率，都是有效的对策。

以此类技术而言，提出了油包水型乳化燃料用乳化剂(参考专利文献1)。该油包水型乳化燃料用乳化剂，其成分为A重油、B重油、C重油、甲醇、糊精及水，添加并混合到石油燃料与水中以制造石油乳化燃料。由此，可改善燃烧效率，防止氮氧化物或煤尘等有毒废弃物的产生。

此外，也提出了成分为A重油、B重油、C重油、甲醇、乙醇、棕榈油以及水的油包水型乳化燃料(参考专利文献2)。该油包水型乳化燃料，也可实现燃料效率的改善以及有毒废弃物产生的减少。

专利文献1：特开平4-71118号公报

专利文献2：特开2009-91593号公报

发明内容

然而，上述两项现有技术，两者都有所制造的油包水型乳化燃料欠缺稳定性的问题。即，油包水型乳化燃料，由于是搅拌混合制成，以输油管等输送时，可能导致途中产生油水分离的问题或失火灾害。

本发明鉴于上述问题，以提供一种可提高燃料效率、易于抑制有害物质的产生、且稳定的燃料制造方法、燃料制造装置以及燃料油，提高使用者的满意度，同时对防止环境破坏做出贡献为目的。

本发明提供一种燃料制造方法，其特征在于，该燃料制造方法将由至少包含脂肪分解酶的天然植物性酶与水混合而制成的酶水和石油系烃油混合反应，以制造燃料油。

由此，经过反应的水也能作为燃料发挥机能，可提升燃料使用效率。

作为本发明的实施方式，所述天然植物性酶优选还可含有纤维素酶。

此外，所述酶水还可混合有甲醇。

此外，作为本发明的实施方式，所述酶水和所述石油系烃油混合反应时，使所述酶水以及所述油以旋风状通过内部有多个销的圆锥状搅拌器内。

由此，可促进酶水与油的反应。

此外，作为本发明的实施方式，可从所述燃料油中去除残渣以制造精制燃料油。由此，可去除杂质以得到高纯度的精制燃料油。

此外，本发明提供一种燃料制造装置，该燃料制造装置是使水中混合了至少包含脂肪分解酶的天然植物性酶的酶水在分解反应层与石油系烃油反应以制造燃料油，该燃料制造装置具有：搅拌器，在所述分解反应层内的圆锥状的内层面设有多个销，所述酶水和所述石油系烃油的流入口设于该圆锥状的基部侧的侧面，所述酶水和所述石油系烃油的流出口设于该圆锥状的顶点部或基部中心的任意一者。

由此，经过反应的水也能作为燃料发挥机能，制造出燃料使用效率高的燃料油。

作为本发明的实施方式，其中，所述搅拌器的流入口采用偏心配置(eccentric configuration)以使所述酶水和所述石油系烃油的流入方向偏心于所述圆锥状的圆心。

由此，使得液体易于在搅拌器的内部旋转，进而易于实现以旋风状进行搅拌。

此外，作为本发明的实施方式，可具备残渣去除部，从通过所述分解反应层制造的燃料油去除残渣以制造精制燃料油。

由此，可去除杂质以得到高纯度的精制燃料油。

此外，作为本发明的实施方式，可为将至少包含脂肪分解酶的天然植物性酶混合到水中而成的酶水与石油系烃油混合反应而制成的燃料油。

根据发明，可提供制造能够提高燃料效率、易于抑制有害物质的产生、且稳定的燃料油的燃料制造方法以及燃料制造装置，能够提高使用者的满意度，同时对防止环境破坏做出贡献。

附图说明

图1为制造酶水的酶水制造装置的结构图；

图2为燃料制造装置的结构图；

图3为表示搅拌槽结构的结构图；

图4为说明搅拌器结构的说明图；

图5为表示搅拌器内部的纵剖面图；

图6为说明脉冲波过滤器与精密过滤器结构的说明图；

图7为牛顿分离槽的纵剖面图；

图8为说明精制燃料油特征的说明图；

图9为表示以燃料制造装置从轻油精制的酶轻油进行气相色谱试验结果的图表；

图10为表示原料的轻油进行气相色谱试验结果的图表；

图11为表示其它实施例的搅拌器的纵剖面图。

附图标记说明

2              燃料制造装置

23             搅拌槽

25             脉冲波供给部

26             牛顿分离槽

27             分离槽

28             精密过滤部

43L、43R、43A  搅拌器

53a            流入孔

57             流入口

61             排出孔

63             销

具体实施方式

与以下附图一并说明本发明的具体实施方式。

实施例

图1为制造酶水的酶水制造装置1的结构图。

酶水制造装置1，由多个混合槽11(11a～11d)、稳定化槽14、将空气送入各槽的增压泵15、在各槽之间移动液体的泵P、以及在其移动时除去杂质的过滤器F所构成。

混合槽11a～11d如图所示，分别在上下设有两套系统，两套系统都以混合槽11a、11b、11c、11d的顺序由泵P和过滤器F连接。

在混合槽11a中，供给有软水与酶粉末(例如EP-10)，该软水与酶粉末通过由增压泵15所供给的空气进行搅拌混合。水与酶粉末的比例，例如优选相对于软水99.95％(重量比)，酶粉末为0.05％(重量比)的程度。此外，构成该酶粉末的酶，优选使用来自植物的酶(天然植物性酶)，尤其优选使用来自水果的酶。并且，优选酶以脂肪分解酶为主要原料，更优选由脂肪分解酶和纤维素酶构成。此外，优选酶含有二价氧化铁。此外，更优选酶脂肪分解酶为98％(重量比)、纤维素酶为2％(重量比)。这些酶可由芒果、酪梨、凤梨、诺丽果、沙棘等水果中提取出。此外，优选酶粉末采用将这样的酶经热干燥制成粉末以提高保存性。

该混合水，经过一定时间后通过泵P往下一个混合槽11b移动。进行该移动时，通过过滤器F去除杂质。接着，在混合槽11b中，再次通过由增压泵15所供给的空气进行搅拌混合。将该动作重复进行至混合槽11d为止后，在稳定化槽14中添加醇类。该醇类可为甲醇或乙醇，优选使用甲醇。该醇类的调配比率，相对于混合水，优选为例如甲醇10％～20％(重量比)的程度。

添加了醇类的精制酶水，通过泵P从稳定化槽14中取出。此时，通过3个过滤器F去除杂质。取出的精制酶水，转移到适当的容器中，或是储存到如图2所示的燃料制造装置2的酶水槽22中。

图2为燃料制造装置2的结构图。

燃料制造装置2，由作为用以储存油的油储存部的原料油槽21、作为用以储存酶水的酶水储存部的酶水槽22、两个搅拌槽23、控制盘24、脉冲波供给部25、牛顿分离槽26、分离槽27、精密过滤部28、完成槽29以及排液槽30构成。

原料油槽21，为储存作为原料用油的槽，将所储存的原料油分别依所需的量通过输送管R注入搅拌槽23中。原料油例如可为A重油、B重油、C重油、轻油、煤油等，在本实施例中使用A重油。

酶水槽22，为储存在酶水制造装置1中所精制的酶水的槽，将所储存的酶水分别依所需的量通过输送管R注入搅拌槽23中。

搅拌槽23，为将所注入的原料油(本例中为A重油)与酶水搅拌反应以制造燃料油的槽。此处所指的反应，为利用酶进行的原料油水解反应。注入该搅拌槽23中的原料油与酶水的比例，可随原料油的种类进行适当调整，例如优选为A重油60％与酶水40％、轻油70％与酶水30％，或煤油70％与酶水30％的比例。

控制盘24为控制各部的控制部，进行电力供给的ON/OFF等的各种控制。

脉冲波供给部25，对搅拌槽23所制造的燃料油施予振动以使得残渣物易于取出。残渣物例如为未反应完全的水、或重油中的杂质等。

牛顿分离槽26，用于储存燃料油并利用重力使残渣物落向下方，提取在上方剩余的燃料油。

分离槽27，从燃料油中进一步分离残渣物。

精密过滤部28，将燃料油通过过滤器去除残渣物。

完成槽29，储存完成的精制燃料油。

排液槽30，储存在脉冲波供给部25以及牛顿分离槽26中产生的排液。

图3为表示搅拌槽结构的结构图。

搅拌槽23设有大致呈圆筒状的搅拌空间40，在该搅拌空间40中，设有搅拌器43(43L、43R)以及泵44(44L、44R)。

搅拌器43(43L、43R)在搅拌槽23的搅拌空间40内，通过缆绳吊在固定的高度。

关于搅拌器43，图示左方的搅拌器43L设于搅拌空间40内的下方，而图示右方的搅拌器43R设于搅拌空间40内的上方，各自分散配置于上下左右。各搅拌器43连接于泵44(44L、44R)，由该泵44供给燃料油、酶水、或是酶水与油的混合物等。

泵44L，接续于吸入口41L配置在上方的输送管，通过泵44L将燃料油、酶水、或酶水与油的混合物送至搅拌器43L，以使搅拌空间40内的燃料油、酶水、或酶水与油的混合物等大致均等地进行循环。

泵44R，接续于吸入口41R配置在下方的输送管，通过泵44R将燃料油、酶水、或酶水与油的混合物送至搅拌器43R，以使搅拌空间40内的燃料油、酶水、或酶水与油的混合物等大致均等地进行循环。

该泵44L、44R，优选都使用30气压～40气压的泵。

图4为说明搅拌器43结构的说明图。

搅拌器43为内部中空的金属制的搅拌器，主要由大致呈圆筒状的头部51、接于其下的大致呈圆筒状的颈部58和倒圆锥形的主体部59、以及其下的后端部60所构成。

在头部51的上侧面中央，设有圆筒形的中心轴53。该中心轴53，设有在上下方向贯穿的流入孔53a(参照图5)，燃料油、酶水、或酶水与油的混合物从该流入孔53a流入。

在头部51的侧面的一处，设有流入燃料油、酶水、或酶水与油的混合物的流入口57。该流入口57，为由外往内贯穿的孔洞，且由圆筒形的连结盖55围绕其周围。连结盖55的内面设有螺纹槽56，以安装与泵44连接的输送管。

此外，流入口57的位置与连结盖55的方向，其结构如图4(B)的A-A剖面图所示，使得燃料油、酶水、或酶水与油的混合物以偏心于搅拌器43的中心朝内圈的方向流入。由此，从流入口57流入的燃料油等，可更具效率地以圆筒形的中心轴53为轴旋转。

如图4的B-B剖面图(参考图5)所示，搅拌器43的内部沿着内周设有多个销63。该多个销63配置为各自不交叉且留有空隙。例如，可以将3mm的销，空10mm左右的间隔设置55至80根。

在搅拌器43的后端部60设有排出孔61。

如上述所构成的搅拌器43可有效率地将油与酶水搅拌以进行分解反应。更详细地说，从流入口57流入的燃料油、酶水、或是酶水与油的混合物，在中心轴53的周围旋转，且朝排出孔61以旋转半径渐渐变小的旋风状进行移动。此时，由设于内部的多个销63进行搅拌。此外，通过呈旋风状的旋转，中心轴53的下方附近产生负压，由此燃料油、酶水、或是酶水与油从流入孔53a流入。

即，如图3所示的搅拌器43L，通过泵44L将从吸入口41吸入的主要为油的物质从流入口57取入，且从流入孔53a取入主要为酶水的物质，以进行搅拌。

搅拌器43R与此相反，通过泵44R将从吸入口41R吸入的主要为酶水的物质从流入口57取入，且从流入孔53a取入主要为油的物质，以进行搅拌。

通过该搅拌器43，可在强大的水压中将酶水与油冲撞搅拌以进行反应。

在具有该搅拌器43的搅拌槽23中以固定的时间(例如15分钟～20分钟左右)进行搅拌后，在搅拌器43内以旋风状移动以进行搅拌的油与酶经过300次到500次的接触，促进水解反应以使分子结构变小、比重也变轻。

图6(A)为说明设于脉冲波供给部25的脉冲波过滤器70的立体图。该脉冲波过滤器70，设于两个管线搅拌器(line mixer)之间，使燃料油从格子状的隔板71之间形成的孔洞通过。该脉冲波供给部25(特别是隔板71)，以陶瓷烧结体形成。

隔板71在内部呈螺旋状和缓地扭转，以振动流入的燃料油，促进反应。由此，可使燃料油成为易于去除杂质的状态。

图6(B)为说明设于精密过滤部28的精密过滤器80的立体图。

该精密过滤器80，在以网眼状的材质形成的圆筒形筒部82的周围，设有从中心呈放射状扩展的过滤器81。通过使燃料油从相对该过滤器81的外周往筒部82内通过，可去除杂质。

过滤器81设为放射状，因此如图6(C)的局部放大平面图所示，从基部侧81a到先端侧81c为止的板状面81b，全体都能使燃料油通过。为此，即使基部侧81a堆积了杂质而变得不易通过，板状面81b也可顺利使燃料油通过且除去杂质。

图7为牛顿分离槽26的纵剖面图。

牛顿分离槽26，主要由设置于底部附近的倾斜板96、设于其上方位置且相互交错的多个高位板92以及低位板93构成，前段设有液体流入口91，而后段设有液体排出口95。

高位板92在下端与倾斜板96之间留有空间，其结构使得燃料油可朝前后移动。

低位板93形成为其上端低于高位板92，使储存的燃料油的上部溢出后可移动往相邻的储存部。该低位板93在下端部设有可动板94，其结构使该可动板94的下端接触于倾斜板96。

高位板92与低位板93以该顺序交互排列而成，且其下端配合倾斜板96的倾斜度逐渐变短。

通过该结构，从液体流入口91流入第一储存部90a的燃料油的杂质往下方堆积，经精制的燃料油往上方集中后向第二储存部90b溢出。从第一储存部90a往第四储存部位90重复进行该过程而变得干净的燃料油，从液体排出口95排出。

在各储存部90a～90d沉淀的杂质，沿着倾斜板96往下方移动。此时，可打开可动板94以使杂质往下方移动。此外，该可动板94无法朝反方向打开，因此不会产生杂质逆流的情形。

沿着倾斜板96往下方移动的杂质，从回收开口部97经由阀99a往回收部98移动，回收于该回收部98内。阀99a间歇进行开合动作，若残渣累积至一定程度后即开放以回收至回收部98，随后闭合。此时，由设置于回收部98的上部附近的排气阀99c进行排气。回收于回收部98中的杂质，可从回收阀99b取出废弃。

通过以上所说明的酶水制造装置1以及燃料制造装置2，可制造出使油与酶水分解反应得到的精制燃料油。

由此，如图8的特征说明图所示，可得到提高燃料效率、有助于防止环境破坏的燃料油。

即，图表示关于A重油利用上述的酶水制造装置1以及燃料制造装置2制造的精制燃料油的特性。

如该表所示，精制燃料油削减为CO₂(CO₂残碳量)99.5％、氧化硫63.0％、金属氧化物(灰分)98.0％、水分96.67％。

图9为表示以轻油为原料利用上述燃料制造装置2制造的酶轻油(cleanoil)进行气相色谱试验结果的图表。图10为表示以反应前的原料轻油进行气相色谱试验结果的图表。

两图表相较之下，其所含的碳氢化合物分子量，经由含脂肪分解酶的天然植物性酶进行水解所产生的分化状况，目视即可理解。

而且，作为本发明的基础的化学反应，具有充分的可重现性。并且，酶水与石油系烃油的反应为混合反应，酶水本身在反应后也可直接作为燃料供燃烧使用。

由此，可制造出十分清洁且有助于防止环境破坏、燃料效率也高的精制燃料油。该精制燃料油，可削减所使用的油的绝对量达20％～30％、且可提高燃烧效率达20％～25％，总计可实现节省燃料约40％～50％。

此外，由于酶的能力，即使在寒冷地带(例如低至-20℃的地区)也可直接使用精制燃料油。

此外，即使使用该燃料油，也不会产生引擎或锅炉内的碳附着或喷嘴锈蚀，进而可防止侵蚀，因此，几乎不需一般的维修作业，可削减维修费用。

此外，所完成的精制燃料油，可通过反应后的酶达到稳定化，即使经过一段时间也不会油水分离。

此外，所完成的精制燃料油，其透明度高、且反应过的水也可作为燃料发挥机能，故可提高燃料使用效率。

此外，所完成的精制燃料油，因酶的分解机能而不会产生煤灰或黑烟，可防止燃烧精制燃料油使得燃烧器械因残留煤灰或黑烟造成的性能降低。

此外，燃料制造装置2，可通过酶的作用易于分离、去除CO₂、氧化硫、以及金属氧化物等有害物质。

此外，燃料制造装置2，可通过搅拌器43高效地彻底搅拌以促进由酶进行的油的水解反应。

此外，搅拌器43如图11所示，也可采用不同形式的搅拌器43A。该搅拌器43A，在后端部60没有设置排出孔。而且，设有中心输送管54以取代上述实施例的中心轴53。该中心输送管54，具有内部有中空部67的圆筒形状，其上端67a具有作为燃料油排出口的机能。

这样构成的搅拌器43A，使从流入口57流入的酶水与油旋转，且边减小旋转半径边以旋风状往下方移动，从中心输送管54的下端往上端移动，而从上端排出。

该搅拌器43A，也可发挥与上述实施例的搅拌器43相同的作用效果。

本发明的结构，与上述的实施方式的对应关系为，本发明的分解反应层，对应于实施方式的搅拌槽23，以下同样地，

残渣去除部，对应于脉冲波供给部25、牛顿分离槽25、分离槽27、精密过滤部28；

搅拌器，对应于搅拌器43L、43R、43A；

流入口，对应于流入口57以及流入孔53a；

流出口，对应于排出孔61；

销，系对应于销63；

然而，本发明并不仅限定于上述实施方式的结构，可有多种实施方式。

工业实用性

本发明可用于提高各种油的燃料效率，可应用于例如A重油、B重油、C重油、轻油、煤油等。

Claims (6)

1.一种燃料制造方法，该燃料制造方法将由至少包含脂肪分解酶的天然植物性酶与水混合而制成的酶水和石油系烃油混合反应，以制造燃料油。

2.根据权利要求1所述的燃料制造方法，其中，所述天然植物性酶还包含有纤维素酶。

3.根据权利要求1所述的燃料制造方法，其中，所述酶水还混合有甲醇。

4.根据权利要求1所述的燃料制造方法，其中，所述酶水与所述石油系烃油混合反应时，使所述酶水以及所述石油系烃油以旋风状通过内部有多个销的圆锥状搅拌器内。

5.根据权利要求1所述的燃料制造方法，其中，该燃料制造方法从所述燃料油中去除残渣以制造精制燃料油。

6.一种燃料油，该燃料油是使至少包含脂肪分解酶的天然植物性酶混合到水中而成的酶水与石油系烃油混合反应而制成的。

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