CN104232184A - 一种电气石节能减排添加剂 - Google Patents

Abstract

一种电气石节能减排添加剂，是一种用于节能减排、增加发动机输出功率、提高燃油抗爆性能、降低发动机噪音和水温的液态燃料的添加剂，组份中具有水份和电气石微粉或电气石纳米粉。其不但利用了水微粒爆炸和核磁共振二者协同作用，还使发动机燃烧室内部弥漫性密布高压电极（电气石微粉或纳米粉），而这些高压电极在气缸内部高温极压条件下必然产生超过万伏强烈放电，迫使燃烧以绝对统一的方式爆发，从而彻底消除不良燃烧方式，从而显著节省燃油（节油率10－48%）、显著增加动力（使汽车提高一个档位爬坡）、显著提高燃油抗爆性能、降低噪音和震颤、平衡过高的甚至开锅的发动机水温，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。

Description

一种电气石节能减排添加剂

 

技术领域

本发明是一种节能减排的燃油添加剂，主要用于内燃发动机燃料，也可添加于各种炉灶的液态燃料，起节省燃料（10%－48%）、提升动力（使汽车提升一个爬坡）、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、养护发动机等作用。

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反应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。在目前燃油价格日益飚升的情况下，降低燃油价格的有效途径之一就是大大降低用于提升汽油标号和柴油十六烷值的添加剂的成本。本发明的添加剂不但有抗爆性能优异、生产和使用过程绝对安全环保的特点，而且产品组份中绝大部分是水，使用时添加量甚微（万分之一至二），因此使用成本可以降至最低，对降低高标号燃油的价格有重要现实意义。

而电气石具有热电效应和压电效应，温度越高、压力越大、电气石颗粒越细小，则放电效应越强。

发明内容

一、本发明的目的

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。

为妥善解决这些技术难题，发明人已经“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”（CN200810093139x）。该发明依靠水微粒爆炸和核磁共振二者协同作用，同时解决节省燃油、提升动力、降低噪音、养护发动机、杜绝“二次污染”等技术问题，并且达到效果显著、功能稳定、价格低廉等目的。

为了进一步加强气缸内部每次燃烧的统一爆发能力而达到基本杜绝任何不良燃烧的技术目的，特提出本项发明。

本发明不但使水微粒爆炸和核磁共振二者协同作用，还使发动机燃烧室内部弥漫性密布高压电极（电气石微粉或纳米粉），而这些高压电极在气缸内部高温极压条件下必然产生超过万伏强烈放电，迫使燃烧以绝对统一的方式爆发，从而彻底消除不良燃烧方式。

水微粒爆炸和核磁共振皆为物理作用，电气石微粉或纳米粉的热电效应和压电效应也是物理过程，并不生成新的污染物质，因此本发明是一种物理型燃料添加剂。

二、本发明添加剂的原料、配比、技术关键、生产方法如下：

（一）原料及配比：

（1）不可缺少的原料

       水（纯净水、矿泉水或其他干净水，如井水、兩水、江河水、充分曝气散尽水中余氯的自来水等）；比例在5%—98%之间。

       电气石微粉或纳米粉，比例可在0.001%—0.03%之间。

       表面活性剂（乳化剂、微乳化剂）；比例在2%—30%之间。

（2）可以视实际需要选用的原料

       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）；比例可在94%—1%之间。

（二）对技术关键的解说：

在本发明中，水是不可缺少的成份，电气石微粉或纳米粉也是不可缺少的成份，缺少此二者之一则脱离本发明范畴。

本发明中的“水”不但是优秀的催化剂，而且是优秀的核磁共振传递剂，因为水分子中的H原子受中、远红外线辐射后必然发生强烈的核磁共振，从而成为引发燃料核磁共振的优秀共振源。因此，扩大水在产品组份中的比例可以增强其功效并降低产品成本；相反，如果水的比例低于5%，水的催化作用要想得到较好体现，就必须大大增加产品的用量。由于水还是优秀的溶剂，因此可以根据实际需要在水份中溶进具有特殊功能的组份。

本发明中的电气石微粉或纳米粉则可以绝对保证燃烧统一爆发。由于电气石具有热电效应和压电效应，温度越高、压力越大、电气石颗粒越细小，则放电效应越强，而发动机的气缸内部具有高温、极压的特点，因此电气石微粉或纳粉随燃油雾滴进入气缸之后会受其高温、极压作用而发生强烈放电。由于电气石微粉或纳粉随燃油雾滴弥漫于气缸的每一个角落，而气缸内部的高温、极压会同时作用于弥漫在气缸内部的全部电气石微纳粉，因此气缸内部内同时爆发强烈放电，迫使气缸内部瞬间爆发全面燃烧，从而达到消除爆燃和预燃的目的。

表面活性剂也是不可缺少的成份，否则水就不能与燃料均匀混合发挥其杰出的催化剂作用。表面活性剂使水在燃料体系中呈微乳化或乳化状态扩散、溶混，与燃料紧密结合，从而使水发挥催化剂的作用。

油料在本发明中不是不可缺少的组份，但生产者如果出于自身技术条件或产品特殊功能等方面考虑，可以在组份中加入油料（普通油料或含特殊功能成份的液体油性物料）。

（三）本发明添加剂的生产方法如下：

如组份中需要用核磁共振源动剂，必须先确认所选用的源动剂是亲油性的还是亲水性的，然后将源动剂粉料分别投入到已经经过称量的备用油料和水中进行充分搅拌使之完全分散，对不易分散的粉料可使用高剪切分散机实施强力剪切分散。

如组份中不加入核磁共振源动剂，就必须在生产前期将备用的水或油料进行前期核磁共振处理，或在生产后期对已充分搅拌的各种原料的混合液体进行核磁共振处理。处理方法：一、让需要处理的液体经过强力磁场的反复切割磁化；二、将红外线发射率在80%以上的陶瓷粒或负离子陶瓷粒长时间浸泡于需要处理的液体，陶瓷粒体积最好不少于需作核磁共振处理的液体体积的30%，浸泡时间应不少于96小时。

乳化、微乳化的方法：如所选用的表面活性剂中有固态物料，必须先行将固态表面活性剂溶解于备用的水或油料中（将亲水性的溶于水中，将亲油性的溶于油料中），再将已经分别溶入了表面活性剂的水和油料投入混合搅拌釜进行充分的强力的搅拌（一般需30分钟以上），直至成品呈透明或半透明。如组份中不加入油料，就可直接向水中加入表面活性剂，然后进行充分搅拌（不少于20分钟）。

三、本发明的作用机制和原理

（一）电气石微粉或纳米粉在本发明中的作用

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，因此其具有极性，是永久性的自发电极，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%。

（二）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。因此本发明还具有“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”（CN200810093139x）所具有的“六重‘节能减排’机制，而该种核磁共振添加剂的技术原理也适用于本发明。

（三）本发明与“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”（CN200810093139x）由于相同的原因而同样具有“不燃、不爆、不腐蚀、无公害、无生物毒性、保质期超过五年等突出优点。”

（四）本发明的使用方法和注意事项与“一种能使燃料发生强烈核磁共振的含水添加剂”（CN200810093139x）的使用方法和注意事项相同。

具体实施方式

实施例一：

（一）      原料

水    20公斤

电气石微粉或纳米粉    3克

偏硅酸钠    0.4公斤

椰子油酸烷醇酰胺    0.3公斤

（二）      工序

1、水10公斤和电气石粉3克，混合、充分搅拌（最好是用高速剪切分散机）备用；水10公斤和偏硅酸钠0.4公斤，混合、充分搅拌（以一般搅拌机慢速搅拌即可）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（一般搅拌机慢速搅拌即可）。

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

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      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度），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。

对实例的说明：

1、以上四个实施例产品（尤其是实施例一）有用量小而功效高、功能全面的特点，添加0.02%（万分之二）即可节油10－48%，并且机动车可以提高一个档位爬坡，可使90＃（E90＃）汽油的抗爆性能达到并超越93＃水平。

2、该两个实施例产品皆具有不燃、不爆、不腐蚀、无公害、无生物毒性、保质期超过五年等突出优点。

Claims (1)

1.一种电气石节能减排添加剂，一种用于节能减排、增加发动机输出功率、提高燃油抗爆性能、降低发动机噪音和水温的液态燃料的添加剂，其特征是：组份中具有水份和电气石微粉或电气石纳米粉。