CN106194514A - 一种智能控制节能减排增效处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能控制节能减排增效处理系统，其包括中央控制系统、监测系统和燃料处理系统，通过监测系统采集系统运行数据和环境数据，由中央控制系统对数据进行智能化分析并控制家居设备的运行，燃料处理系统由燃料活化处理部件依次排列组成。其中燃料活化处理部件包括导流片、整流弹簧、蜂窝陶瓷、若干由导流片与同极相向的两个磁环间隔排列组成的同极共振单元，燃料处理系统利用同极共振加载及其传递处理技术，使燃料进行充分燃烧，同时利用增效载体使燃烧产物发生甲烷化反应和水煤气反应，形成一个链式增燃反应使单位燃料释放更多发热量，并减少污染物的生成，本发明具有节气、减排和智能化的优点。

Description

一种智能控制节能减排增效处理系统

技术领域

本发明属于流体燃料处理设备技术领域，尤其涉及一种应用于汽车、飞机等机械设备的流体燃料智能控制节能减排增效处理系统。

背景技术

污染减排是我国确定的一项硬任务。“十一五”期间，我国严抓硫排放量，二氧化硫排放量有所下降，而氮氧化物的排放量增加，加剧了区域复合型酸雨的恶化趋势。随着氮氧化物排放污染的日趋严重，我国已经加大对氮氧化物排放的控制力度。“十二五”期间，除了节能、二氧化硫减排指标，氮氧化物的排放也列为强制减排指标。根据“十二五”规划纲要，今后5年，氮氧化物排放量要削减10％。

氮氧化物除了作为一次污染物伤害人体健康外，还是臭氧和酸沉降等二次污染的重要前体物，也是形成区域细粒子污染和灰霾的重要原因，使我国珠江三角洲等经济发达地区大气能见度日趋下降，灰霾天数不断增加。氮氧化物排放量的增加使得我国酸雨污染已经由硫酸型主导，向硫酸和硝酸复合型转变，氮氧化物排放已经成为我国酸雨控制的又一重要污染物。

大气氮氧化物会影响大气的氧化性，造成光化学污染、二次颗粒物大大增加、灰霾问题等，已经到非解决不可的地步了。全面推行电厂脱硫脱硝，开展机动车二氧化硫、氮氧化物减排，是减排的主要举措。汽车、锅炉、窑炉等燃气用户改用石油气、天然气等气态燃料，虽然可以减少碳氢化合物、一氧化碳的排放量，但氮氧化物的排放量增大了。

2010年11月，《中国机动车污染防治年报（2010年度）》首次公布我国机动车污染物排放情况，明确指出机动车尾气排放已成为我国大中城市空气污染的主要来源，伴随着汽车保有量急剧上升，有害污染物的排放也不断加剧。

作为交通工具的汽车，每天要排放大量的碳、氮、硫的氧化物、碳氢化合物、铅化物等多种大气污染物，是重要的大气污染发生源，对人体健康和生态环境带来严重的危害，新能源和节能减排是汽车产业发展的永恒主题。不断加强节能减排工作，大力开发新能源，已成为我国经济实现又好又快发展的迫切需要。汽车是能源消耗和污染物排放的“大户”，也是节能减排工作的重点，所以汽车行业推进节能减排工作和新能源的意义尤为重大。

根据《关于实施国家第四阶段轻型汽油车、两用燃料车和单一气体燃料车污染物排放标准的公告》，自2011年7月1日起，所有生产、进口、销售的轻型汽油车、两用燃料车、单一气体燃料车必须符合国Ⅳ标准的要求。

提高排放标准的重要意义之一在于减少污染物排放，改善城市空气质量。排放标准要求日渐严格，汽车安装三元催化器减少氮氧化物，但三元催化器价格高、使用寿命短，监管困难而造成难以坚持实施，同时如果汽车使用的油品、气品不给力，减排效果也会大打折扣。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种智能控制节能减排增效处理系统，其包括中央控制系统、监测系统和燃料处理系统，通过监测系统采集系统运行数据和环境数据，由中央控制系统对数据进行智能化分析并控制家居设备的运行，燃料处理系统由燃料活化处理部件依次排列组成。其中燃料活化处理部件包括导流片、整流弹簧、蜂窝陶瓷、若干由导流片与同极相向的两个磁环间隔排列组成的同极共振单元，燃料处理系统利用同极共振加载及其传递处理技术，使燃料进行充分燃烧，同时利用增效载体使燃烧产物发生甲烷化反应和水煤气反应，形成一个链式增燃反应使单位燃料释放更多发热量，并减少污染物的生成，本发明具有节气、减排和智能化的优点。

一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，其包括中央控制系统、监测系统、燃料处理系统；

中央控制系统包括数据处理模块、通讯模块、存储模块、PLC设备控制模块，通讯模块负责接收监测系统采集的数据和对外通讯，并将数据传输到数据处理分析模块，数据处理模块分析处理监测系统采集的数据，根据分析结果得出控制指令并将指令发送到PLC设备控制模块，PLC设备控制模块根据指令对相关设备进行控制，储存模块存储采集的数据、分析结果、控制指令、控制结果以及系统运行记录；

监测系统包括传感器和数据传输模块，传感器分别安装在汽车各部件和其他各系统中，采集系统运行数据和发动机运行情况，通过数据传输模块发送到中央控制系统；

燃料处理系统包括封盖、碳钢碳钢外壳、陶瓷管和若干组燃料活化处理部件，陶瓷管相套于碳钢外壳内，若干燃料活化处理部件依次排列在陶瓷管内，封盖位于碳钢外壳两端，其通过高能共振加载使节能环保流体燃料处理器中所有元素的分子处在同相或同频振动的共振状态，然后传递给燃料，使燃料具有电荷云碰撞和同极共振效应，在设定的高温高压或高温场下，燃料中的碳氢化合物分子的碳链和碳、氢原子电荷云电键裂解、重整，使燃料的长碳链结构裂解为短碳链；

燃料活化处理部件包括导流片、整流弹簧、蜂窝陶瓷、若干由导流片与同极相向的两个镀络永磁镀络永磁磁环间隔排列组成的同极共振单元，同极共振单元、蜂窝陶瓷、整流弹簧和另一个导流片依次排列，导流片和整流弹簧都经过电镀特殊金属处理，导流片进行镀锡处理，用于对燃料进行初步脱硫处理；整流弹簧进行镀钼处理，起助燃作用；

若干组燃料活化处理部件依次排列并相套于陶瓷管内，陶瓷管相套于管状碳钢碳钢外壳内，两个封盖分别嵌合于管状碳钢碳钢外壳两端或一个封盖嵌合于管状碳钢碳钢外壳一端，另一端一体成型密封，封盖一端具有管状开口，另一端具有环状凹槽，凹槽上套有一条密封塑料圈。

所述的传感器包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧浓度传感器。

所述的导流片是具有聚磁作用的边缘凹凸的圆轮状导流片，对燃料进行径向导流，聚磁作用可以降低两个同极相向的镀络永磁磁环相互排斥的程度，使两个镀络永磁磁环可以近距离靠近并形成同极共振反应，同时凹凸的边缘可以径向导流燃料，利用流体力学的原理引导燃料扰流，加大燃料的比表面积。

所述的同极共振单元中的镀络永磁磁环是铷铁硼镀络永磁磁环，钕铁硼作为稀土永磁材料的一种，具有极高的磁能积和矫顽力，可以形成稳定的磁场，使燃料处理器具有稳定的效果。

所述的蜂窝陶瓷和陶瓷管的组成成分包括纳米级的石墨烯、壳聚糖、电气石和铷铁硼磁粉，具有100-300nm的微孔，蜂窝陶瓷具有极大的比表面积，通过石墨烯和壳聚糖可以将燃料分散成小分子团，使燃料与蜂窝陶瓷更充分接触，同时壳聚糖和石墨烯具有丰富的官能团，电气石辐射的远红外射线与燃料分子产生共振，使燃料分子的C—C，C—H键的震动增强，降低燃料的活化能，从而节省燃料，减少CO和NO的排放。

一种智能控制节能减排增效处理系统，其通过催化剂的作用在燃料燃烧的之后进行甲烷化反应和水煤气反应，产生链式增燃作用。

一种智能控制节能减排增效处理系统，其在燃烧的过程中可以调低空气过剩系数、改变燃料的结构和燃烧速率、对燃料极度雾化进行稀薄燃烧，再加上选择性尾端还原反应使多种污染物协同减排。

一种智能控制节能减排增效处理系统，其通过同极共振场效应传递到燃烧系统表面形成的场能互斥层进行离析积碳和阻止新积碳的产生，同时在处理器及炉壁上形成一个场能反射面，阻止热能扩散的功效，进一步提高燃烧系统工作效率。

本发明的原理和有益效果：导流片和镀络永磁磁环形成同极共振单元，通过高能共振加载等高科技物理手段使燃料处理器中所有元素的分子处在同相或同频振动状态，即共振状态，然后将震动传递给燃料，使燃料具有电荷云碰撞和同极共振效应，在发动机燃烧室中设定的高温高压或高温场下，燃料中的碳氢化合物分子的碳链和碳、氢原子电荷云电键裂解、重整，使燃料的长碳链结构裂解为短碳链，裂解放出大量的热量同时释放出氢原子，另外裂解成短链后可以减少活化能的消耗，提高分子间的有效碰撞率，使燃烧反应更完全。

同极共振场效应传递到燃烧系统表面还可以形成5微米左右的场能互斥层，离析积碳，并阻止新积碳的产生；同时在系统及炉壁上形成一个场能反射面，阻止热能扩散的功效，进一步改善并提高燃烧系统工作效率。

蜂窝陶瓷通过其极大的比表面积与燃料小分子团充分接触，将其中的石墨烯、壳聚糖和电气石等材料融入燃料中，对燃烧产物起到催化作用，使裂解释放出来的氢原子与燃烧室中的燃烧产物一氧化碳、二氧化碳发生甲烷化反应。

甲烷化反应是强放热反应，它反应的产物是甲烷和水蒸汽，其中一个摩尔就放出约900卡热量：CO+3H₂= CH₄+H₂O+Q，CO+H₂O =CO₂+H₂+Q，CO₂ +4H₂= CH₄+2H₂O+Q，还有甲烷化副反应：C+2H₂= CH₄+Q，2CO = CO₂+C+ Q。

甲烷化反应产生的水蒸汽又与燃料未燃尽的碳粒子在一定的温度和压力下通过微爆产生水煤气反应：C+H₂O =CO+H₂（水煤气），以上一系列的燃烧反应形成链式增燃反应，使单位燃料在发动机内的发热量得到很大提高，从而减少燃料使用量。

由于高效的燃烧减少了燃料的使用量，从而减少了污染物的产生量，同时减少了助燃送风量，因而形成稀薄燃烧，可减少NOx、SO₂、CO₂等有害氧化物的生成。

同极共振单元形成的互斥电荷能量场辅以烧成物具有的选择性尾端还原特性，使NOx排放降低，成为一种低氮燃烧技术。

燃料的碳得到充分燃烧，加上助燃送风量减少以及在尾端发生的电荷聚降反应，使PM2.5产生及排出量减少。

燃料处理器通过上述一系列的反应，对多种污染物一起减排，可以起到更好的环保效果。

中央控制系统分析监测系统采集的数据，根据分析结果对各个系统和设备进行控制，具有燃油喷射控制、点火系统控制、怠速控制、尾气排放控制、进气控制、增压控制、失效保护、后备系统、诊断系统等功能。中央处理器将采集的信息与储存的逻辑控制程序进行比较调理，精确计算发动机的最佳运行工况，最大化的实现部件间与发动机的运作整合，使得发动机工作效能更精确，最大程度地发挥发动机的动力，同时更精确地控制发动机油耗，并可以针对不同汽油品质自动进行适应性调节，保证了发动机的平稳运行并延长其寿命。

附图说明

图1是一种智能控制节能减排增效处理系统的燃料处理系统组装完成的结构示意图。

图2是一种智能控制节能减排增效处理系统分拆开的结构示意图。

其中1-封盖，2-碳钢碳钢外壳，3-陶瓷管，4-燃料活化组件，5-监测系统，6-中央控制系统，11-密封塑料圈，41-导流片，42-镀络永磁磁环，43-蜂窝陶瓷，44-整流弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示的一种智能控制节能减排增效处理系统，包括中央控制系统（6）、监测系统（5）、燃料处理系统；

中央控制系统（6）包括数据处理模块、通讯模块、存储模块、PLC设备控制模块，通讯模块负责接收监测系统（5）采集的数据和对外通讯，并将数据传输到数据处理分析模块，数据处理模块分析处理监测系统（5）采集的数据，根据分析结果得出控制指令并将指令发送到PLC设备控制模块，PLC设备控制模块根据指令对相关设备进行控制，储存模块存储采集的数据、分析结果、控制指令、控制结果以及系统运行记录；

监测系统（5）包括传感器和数据传输模块，传感器分别安装在汽车各部件和其他各系统中，采集系统运行数据和发动机运行情况，通过数据传输模块发送到中央控制系统（6）；

燃料处理系统包括封盖（1）、碳钢外壳（2）、陶瓷管（3）和四组燃料活化处理部件，陶瓷管（3）相套于碳钢外壳（2）内，四组燃料活化处理部件依次排列在陶瓷管内，封盖（1）位于碳钢外壳（2）两端；

燃料活化处理部件包括导流片（41）、整流弹簧（44）、蜂窝陶瓷（43）、两个由导流片（41）与同极相向的两个镀络永磁磁环（42）间隔排列组成的同极共振单元，同极共振单元、蜂窝陶瓷（43）、整流弹簧（44）和另一个导流片（41）依次排列；

四组燃料活化处理部件依次排列并相套于陶瓷管（3）内，陶瓷管（3）相套于管状碳钢碳钢外壳（2）内，两个封盖（1）分别嵌合于管状碳钢碳钢外壳（2）两端。

封盖（1）一端具有管状开口，另一端具有环状凹槽，凹槽上套有一条密封塑料圈（11）。

监测系统（5）中的传感器包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧浓度传感器。

导流片（41）和整流弹簧（44）都经过电镀特殊金属处理，导流片（41）进行镀锡处理，用于对燃料进行初步脱硫处理；整流弹簧（44）进行镀钼处理，用于催化燃料活化反应。

导流片（41）是具有聚磁作用的边缘凹凸的圆轮状导流片（41），对燃料进行径向导流。

同极共振单元中的镀络永磁磁环（42）是铷铁硼镀络永磁磁环（42）。

蜂窝陶瓷（43）和陶瓷管（3）的组成成分包括纳米级的石墨烯、壳聚糖、电气石和铷铁硼磁粉等材料，经过一定的烧制工艺制成。

将该节能环保流体燃料处理器安装在汽车发动机进气管之前，汽油在进入发动机前先进入节能环保流体燃料处理器，汽油经过导流片（41）分散成许多股小流，同时受到同极共振单元产生的影响，汽油分子逐渐进入共振状态，分子结构和其电子云发生变化，然后汽油流经蜂窝陶瓷（43），被分散成小分子团，与蜂窝陶瓷（43）充分接触并溶解蜂窝陶瓷（43）释放出来的由石墨烯、壳聚糖、电气石等组成的催化剂。

经过处理的汽油流出处理器并进入发动机中燃烧，释放出大量的热量并产生一氧化碳和二氧化碳等燃烧产物，接着一氧化碳、二氧化碳等燃烧产物在催化剂的作用下与汽油经处理时裂解出的氢离子发生甲烷化反应，生成甲烷继续燃烧，甲烷燃烧产生的水蒸汽又与燃料未燃尽的碳粒子在高温高压下发生水煤气反应，产生水煤气进行第三次燃烧，单位汽油产生出更多的热量，大大减少了汽油的使用量。

另外汽油经过燃料处理器的时候，导流片（41）上的锡对汽油进行初步的脱硫处理，然后汽油进入发动机，经多次充分且低氧燃烧和电荷聚降反应，产生的燃烧产物中PM2.5、NOx、SO₂、CO₂等污染物的含量大大下降。

经测试汽车的汽油使用量节约了15%以上，PM2.5的排放量减少50%以上，减排NOx30～80%、SO₂ 30～60%，发动机动力提高了10%以上，且发动机中午积碳形成，大大增长了发动机的使用寿命。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，其包括中央控制系统、监测系统、燃料处理系统；

中央控制系统包括数据处理模块、通讯模块、存储模块、PLC设备控制模块，通讯模块负责接收监测系统采集的数据和对外通讯，并将数据传输到数据处理分析模块，数据处理模块分析处理监测系统采集的数据，根据分析结果得出控制指令并将指令发送到PLC设备控制模块，PLC设备控制模块根据指令对相关设备进行控制，储存模块存储采集的数据、分析结果、控制指令、控制结果以及系统运行记录；

监测系统包括传感器和数据传输模块，传感器分别安装在汽车各部件和其他各系统中，采集系统运行数据和发动机运行情况，通过数据传输模块发送到中央控制系统；

燃料处理系统包括封盖、碳钢外壳、陶瓷管和若干组燃料活化处理部件，陶瓷管相套于碳钢外壳内，若干燃料活化处理部件依次排列在陶瓷管内，封盖位于碳钢外壳两端，其通过高能共振加载使节能环保流体燃料处理器中所有元素的分子处在同相或同频振动的共振状态，然后传递给燃料，使燃料具有电荷云碰撞和同极共振效应，在设定的高温高压或高温场下，燃料中的碳氢化合物分子的碳链和碳、氢原子电荷云电键裂解、重整，使燃料的长碳链结构裂解为短碳链；

燃料活化处理部件包括导流片、整流弹簧、蜂窝陶瓷、若干由导流片与同极相向的两个镀络永磁磁环间隔排列组成的同极共振单元，同极共振单元、蜂窝陶瓷、整流弹簧和另一个导流片依次排列，导流片和整流弹簧都经过电镀特殊金属处理，导流片进行镀锡处理，用于对燃料进行初步脱硫处理；整流弹簧进行镀钼处理，起助燃作用；

若干组燃料活化处理部件依次排列并相套于陶瓷管内，陶瓷管相套于管状碳钢外壳内，两个封盖分别嵌合于管状碳钢外壳两端或一个封盖嵌合于管状碳钢外壳一端，另一端一体成型密封，封盖一端具有管状开口，另一端具有环状凹槽，凹槽上套有一条密封塑料圈。

2.根据权利要求1所述的一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，所述的传感器包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧浓度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，所述的导流片是具有聚磁作用的边缘凹凸的圆轮状导流片，对燃料进行径向导流。

4.根据权利要求1所述的一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，所述的同极共振单元中的镀络永磁磁环是铷铁硼镀络永磁磁环。

5.根据权利要求1所述的一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，所述的蜂窝陶瓷和陶瓷管的组成成分包括纳米级的石墨烯、壳聚糖、电气石和铷铁硼磁粉，具有100-300nm的微孔。

6.根据权利要求1至4其中之一所述的一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，其通过催化剂的作用在燃料燃烧的之后进行甲烷化反应和水煤气反应，产生链式增燃作用。

7.根据权利要求1至4其中之一所述的一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，其在燃烧的过程中可以调低空气过剩系数、改变燃料的结构和燃烧速率、对燃料极度雾化进行稀薄燃烧，再加上选择性尾端还原反应使多种污染物协同减排。

8.根据权利要求1至4其中之一所述的一种智能控制节能减排增效处理系统，其特征在于，其通过同极共振场效应传递到燃烧系统表面形成的场能互斥层进行离析积碳和阻止新积碳的产生，同时在处理器及炉壁上形成一个场能反射面，阻止热能扩散的功效，进一步提高燃烧系统工作效率。