CN103113943A

CN103113943A - 用于驱动内燃机或能量生产设备的乳化燃料

Info

Publication number: CN103113943A
Application number: CN2013100280366A
Authority: CN
Inventors: 李炎
Original assignee: Nine Peak Energy Technology (shanghai) Co Ltd
Current assignee: Shanghai nine peak Cci Capital Ltd
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: CN103113943B

Abstract

一种用于驱动内燃机或能量生产设备的乳化燃料，其为包含水、油以及乳化剂的纳米级微乳液，其中，水的添加量为燃料总重量的25%-40%，油的添加量为燃料总重量的60%-75%，乳化剂的添加量为燃料总重量的0.1%-0.4%，其中，油以亚微细颗粒的形成存在，而水为亚微细颗粒的形式或改变其相。本发明乳化燃料，具有更好的稳定性、更高的节油率和更少的排放物。

Description

用于驱动内燃机或能量生产设备的乳化燃料

技术领域

本发明涉及乳化燃料。

背景技术

二十世纪五十年代后期，环境与发展的矛盾日益明显，石油危机开始出现。节约使用燃料、提高燃料的燃烧效率成为人们重点研究和关注的课题，其中，具备节能降污双重机能的燃料掺水技术受到广泛关注和开发，并取得了积极的应用效果。

水作为极性化合物，正常情况下，是无法与由非极性化合物烃类所组成的燃料相融合的。为了将其中一相液体均匀分散在另一相液体中，使其混合液呈相对稳定的状态，需借助于外力或加入乳化剂。这种由燃料（例如煤油、汽油、柴油、重油、渣油等）与包含乳化剂的水所融合形成的混合液就被称为乳化燃料。乳化燃料能够改善燃料燃烧时的雾化状态，提高燃料的燃烧效率，从而达到节油的目的。

采用乳化燃料的意义是重大的。以重油为例，重油作为工业生产的基本燃料，广泛应用于工业生产的各个领域，目前，我国每年用作燃料的重油在4000万吨以上。在炼油厂、化工厂、炼钢厂等许多地方一般都使用重油作为燃料。近年来，由于石油价格急剧飙升，通过将含有乳化剂的水与重油或焦油相混合以形成均匀的乳化燃料，并以此代替原先的原油或重油，不仅可以降低企业的成本，提高经济效益，并且由于乳化燃料具有挥发性高、发热量大、灰分少等特点，更是具有燃烧效率高、烟尘少、环境污染小等优点，从而具有很好的经济效益和应用前景。

选择良好的乳化剂以及选择合适比例的水油进行融合能够获得更高的节油率，减少有害物质的排放，从而获得更为高效、节能和环保的乳化燃料，因此，水、油和乳化剂的配方比例可谓是乳化燃料性能好坏的关键。

发明内容

本发明提供了一种乳化燃料，具有更好的稳定性、更高的节油率以及更少的排放物。

为了实现上述技术目的，本发明提出一种乳化燃料，其为包含水、油以及乳化剂的纳米级微乳液，其中，水的添加量为燃料总重量的25%40%，油的添加量为燃料总重量的60%-75%，乳化剂的添加量为燃料总重量的0.1%-0.4%，其中，油以亚微细颗粒的形成存在，而水为亚微细颗粒的形式或改变其相。

可选的，所述乳化剂至少包含占乳化剂总重量25%-60%的山梨醇酯，占乳化剂总重量15%-25%的脂肪酸酯或蓖麻醇酸酯以及占乳化剂总重量5%-20%的聚烷氧基化烷基酚。

可选的，所述乳化剂至少包括：占乳化剂总重量25%-50%的脱水山梨醇倍半油酸酯或其类似物、衍生物或其组合、重量比为15%-25%的硬脂酸酯以及重量比为5%-10%的辛基酚。

可选的，所述乳化燃料中所采用的油为以下之一或其组合：原油、重油、常减压渣油、催化裂化渣油、焦化污油、酯化或未酯化植物或动物油。

相较于现有技术，本发明乳化燃料能够获得更高的节油率以及良好的稳定性，并且能够大大减少有害物质的排放，降低烟尘。

具体实施方式

发明人在分析总结国内外多种重油乳化剂、添加剂配方的基础上，经过长期的生产实践，提出本发明乳化燃料。

本发明乳化燃料由油、水和乳化剂混合而形成的纳米级微乳液，其中，乳化剂的重量为乳化燃料总重量的0.1%-0.4%，水的重量为乳化燃料总重量的25%-40%，油的重量为乳化燃料总重量的60%-75%。其中，所述纳米级微乳液是指，其中，油以亚微细颗粒的形成存在，而水为亚微细颗粒的形式或改变其相。

其中，所述乳化剂至少包含占乳化剂总重量25%-60%的山梨醇酯，占乳化剂总重量15%-25%的脂肪酸酯或蓖麻醇酸酯以及占乳化剂总重量5%-20%的聚烷氧基化烷基酚。优选的，所述乳化剂至少包含占乳化剂总重量25%-50%的脱水山梨醇倍半油酸酯或其类似物、衍生物或其组合、重量比为15%-25%的硬脂酸酯以及重量比为5%-10%的辛基酚或聚乙氧基化壬基酚。

本发明乳化燃料，具有较好的广适性，可采用原油、重油、渣油例如常减压渣油、催化裂化渣油、焦化污油等多种重质燃油进行乳化。此外，本发明乳化燃料可以直接应用于很多方面，包括公路运输、野外运输、发电、以及工业用途。

与传统燃料相比，本发明乳化燃料具有较明显的技术优势：由于水的加入，其耗油量减少了40%，有利于降低成本、减少碳排放；由于耗油量减少、燃烧更充分，使得采用本发明乳化燃料进行燃烧，其二氧化碳的排放量每加仑每兆瓦要少数磅，从而能够降低接近60%的碳排放。

而与其它乳化燃料相比，本发明作为纳米级微乳液，能够燃烧的更加充分，并且降低了对燃烧装置的要求，从而能够进一步降低成本，并且减少排放物。

具体来说，在制作本发明乳化燃料的过程中，首先将水进行电离，获得独立的氢分子和氧分子，同时将油也分解为亚微细颗粒的气泡，使得将油和水进行混合时，油气泡能够对独立的氢分子或者氧分子进行吸收，形成包含油气泡、水分子以及吸附氢分子或氧分子的油气泡等乳化颗粒的水油混合液。接着，向水油混合液中加入乳化剂，所述乳化剂由于具有亲油基或亲水基，因而能够覆盖在水油混合液中的乳化颗粒表面，使其呈负电荷，从而使这些乳化颗粒尽快进入燃烧装置。

在燃烧装置中，由于油的沸点比水高，受热后水总是先达到沸点而蒸发或沸腾。当乳化颗粒进入燃烧装置的炉膛之后，其内的高温使得水分子沸腾蒸发当乳化颗粒中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时，包裹在油滴中的水蒸气将冲破油膜的阻力使乳化颗粒发生爆炸，即产生微爆，从而使乳化颗粒再度细化，进而形成更细小的乳化颗粒。乳化颗粒与氧接触面积与其直径成反比，例如，当乳化颗粒的直径小于100微米时，它的氧接触面积为其直径的100倍；而当其直径小于1微米时，其氧接触面积则达到了其直径的10000倍。微爆产生的热气流将乳化颗粒与氧分子进行最优化混合，从而极大地提高了燃烧效率，使燃烧更加充分，使内燃机或能量生产设备达到节能的效果。

此外，由于水煤气反应的作用，油中由于高温裂解产生的碳粒子能与水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气，从而使碳粒子燃烧更加充分，以减低排出物中的烟尘含量。并且，油气泡上所携带的氢分子和氧分子能够引起二次燃烧，生成水蒸汽，，不仅降低了锅炉温度，也减少氮氧化物的释放。

此外，本发明乳化燃料还可包含添加剂，例如防冻剂、助燃剂、水质稳定剂等，以更好的实现乳化、助燃、抗氧化、清洁等复合功能。

在一种具体实施例中，取溶剂：0.15份脱水山梨醇倍半油酸酯、0.05份乙氧基化硬脂酸、0.1公斤聚乙氧基化壬基酚，搅拌混合形成0.3份的乳化剂。将40份的水进行电离后，与60份的重油进行混合；接着掺入上述乳化剂进行搅拌混合；采用纳米级混合装置对掺有乳化剂的水油混合液进行处理，从而形成100份的乳化燃料。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种用于驱动内燃机或能量生产设备的乳化燃料，其为包含水、油以及乳化剂的纳米级微乳液，其中，水的添加量为燃料总重量的25%-40%，油的添加量为燃料总重量的60%-75%，乳化剂的添加量为燃料总重量的0.1%-0.4%，其中，油以亚微细颗粒的形成存在，而水为亚微细颗粒的形式或改变其相。

2.如权利要求1所述的乳化燃料，其特征在于，所述乳化剂至少包括：占乳化剂总重量25%-50%的脱水山梨醇倍半油酸酯或其类似物、衍生物或其组合、重量比为15%-25%的硬脂酸酯以及重量比为5%-10%的辛基酚或聚乙氧基化壬基酚。

3.如权利要求1所述的乳化燃料，其特征在于，所述乳化燃料中还含有燃料油，所述燃料油为以下之一或其组合：原油、重油、常减压渣油、催化裂化渣油、焦化污油、酯化或未酯化植物或动物油。

4.如权利要求1所述的乳化燃料，其特征在于，所述乳化燃料还含有添加剂。

5.如权利要求4所述的乳化燃料，其特征在于，所述添加剂为防冻剂、水质稳定剂及助燃剂。