CN106590780B - 一种用于燃油的环保节能添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于燃油的环保节能添加剂及其制备方法，属于能源清洁技术，其特征在于包括以下重量组份：生物酶：0.002－0.004份、辅酶制剂：0.001－0.003份，植物提取物：0.3～0.5份，作为载体的石油馏出物：25～30份；活菌数含量为2×109‑3×109cfu/g的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的冻干菌粉0.001‑0.005份；提供给一种添加到燃油中的添加剂，能够降低燃油黏稠度使其成为富氧燃料，提升燃油燃尽特性及低氧燃烧的性能，减少燃油燃烧后氮氧化物、硫氧化物及碳氢化合物的排放。

Description

一种用于燃油的环保节能添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及能源清洁技术，特别是一种用于燃油的环保节能添加剂及其制备方法。
背景技术
燃油产生的排放污染物主要有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、硫化物、细微颗粒物(PM物质)，毒性物质重金属铅等，它们对环境的污染主要表现为产生温室效应，破坏臭氧层，产生酸雨、黑雨等现象。对人体的危害主要表现为造成各种疾病，严重损害呼吸系统，并且具有很强的致癌性。汽车行驶时排出有害物质破坏环境和人体健康。这些有害物质成分非常复杂，主要包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。一氧化碳是燃料在发动机内燃烧不完全的产物，它与人体血红蛋白的结合力远远强于氧与血红蛋白的结合力。所以一氧化碳削弱了血红蛋白向人体组织输送氧的能力，影响神经中枢系统，严重时造成中毒死亡。碳氢化合物是燃料在发动机中燃烧不完全和燃料挥发形成的。它包括多种烃类化合物，部分烃类化合物有致癌性，进入人体后产生慢性中毒。
降低燃油燃烧后排放污染物目前常用的有物理方法和化学方法。物理方法主要是对喷油系统进行改进，例如减少喷油提前角、改善喷油器质量以控制燃烧条件、调整喷油泵的供油量优化燃油与空气的配比等。
而化学法主要对燃油进行改质，以达到减少污染物排放的目的，例如在汽油中添加甲醇、乙醇等。
然而，石油仍是主要的一次性能源，短时间之内不可能被取代，在雾霾情况日益严重的情况下，燃油清洁技术是亟待攻克的难题，现有技术有待改进。
发明内容
基于上述领域的需求和空白，提供给一种添加到燃油中的添加剂，能够降低燃油黏稠度使其成为富氧燃料，提升燃油燃尽特性及低氧燃烧的性能，减少燃油燃烧后氮氧化物、硫氧化物及碳氢化合物的排放。本发明请求的技术方案如下：
一种用于燃油的环保节能添加剂，其特征在于包括以下重量组份：生物酶：0.002－0.004份、辅酶制剂：0.001－0.003份，细胞提取物：0.3～0.5份，作为载体的石油馏出物：25～30份；活菌数含量为2×109-3×109cfu/g的地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)的冻干菌粉0.001-0.005份；
所述生物酶选自乙醇脱氢酶、纤维素酶、半纤维素酶和/或木质素酶；
所述辅酶制剂包括烟酰胺、辅酶Q和/或辅酶A；
细胞提取物选自椰子提取物、越橘提取物和/或酵母提取物；
作为载体的石油馏出物选自石脑油和/或己醇。
所述生物酶包括乙醇脱氢酶、纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶；配比为2：1：0.5：1。
所述辅酶制剂包括烟酰胺、辅酶Q和辅酶A；其配比为1.5：1：0.5。
所述细胞提取物包括椰子提取物、越橘提取物和酵母提取物；其配比为4：1：3。
作为载体的石油馏出物包括石脑油和己醇；其配比为6：4。
制备任一所述的环保节能添加剂的方法，包括如下步骤：
在容器中加入作为载体的石油馏出物25～30份后，加入植物提取物0.3～0.5份后开始匀速搅动2-5小时；
然后按序加入辅酶制剂0.001～0.003份，搅动15－30分钟后接着加入将0.002～0.004份的生物酶，及活菌数含量为2-3×109cfu/g的硫杆菌冻干菌粉0.001-0.005份，在20℃～30℃环境温度下开始匀速搅动3小时至充分溶解后包装。
一种环保节能燃油，其特征在于，包含燃油以及添加到燃油中的任一所述的环保节能添加剂。
本发明针对以油为燃料的内燃机/锅炉运行中存在的不足，采取生物酶分解催化重组燃油分子结构性状，使其成为富氧燃料，是一种燃油用的高效环保节能添加剂。具体而言，利用生物酶群的特性对燃油进行预处理，在常温常压下重组燃油的分子结构，剪断燃油碳链、重组燃油分子团使其小分子化，分解燃油中的纤维碳素、油蜡、胶质、氮化合物、硫化合物及其它杂质，因燃油分子团变小、运动粘度降低、流动性提升，雾化效果可显著提升，燃油消耗量减少、同步燃烧性及燃尽性能提高，碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物及PM物质的排放自然减少。并利用生物酶群赋于燃油含氧的分子结构，使燃油分子团内外同步快速完全燃烧，藉由燃油燃烧效率的提升，在提高动力的情形下，仍然节省油耗。利用生物酶微分散特性，清除储油/供油系统的沉積油泥等原來不易燃燒的部份，增加可燒燃油回收量，提升燃油利用率，亦方便燃油柜的日常清理维护。利用生物酶群赋于燃油含氧的分子结构，抑制厌氧性硫酸根还原菌〈SRB〉滋生，对远洋航运而言还可防止燃油酸败、变质。本发明的添加剂中包含有芽孢杆菌，其增殖的同时，会释出高活性的分解酵素，将难分解的大分子物质分解成可利用的小分子物质，本发明中选用地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)。添加剂中的氨基酸，细胞提取物等物质为地衣芽孢杆菌提供增殖所需的养分。
本发明还请求保护上述添加剂的制备方法，任何以销售为目的对本发明的添加剂的制备/生产过程都属于本发明的权利范围。
实验数据表明，采用本发明的节能环保添加剂之后，可大幅降低燃油燃烧后烟气中一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、硫氧化物及PM物质的排放，长期使用平均还可省油10％以上。
可以将本发明的添加剂添加到柴油中对柴油进行预处理获得环保高效柴油直接销售或使用。因此，这样的环保高效柴油也属于本发明请求保护的范围。
具体实施方式
以下实施例仅用于说明本发明，而不是限定本发明。
本发明的实验材料为已知的可购买到的试剂。
地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)：购买自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号分别为CGMCC NO.1.10314、CGMCC NO.1.813。
乙醇脱氢酶、纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶，烟酰胺、辅酶Q、辅酶A、酵母提取物，采用sigma出品产品。
椰子提取物：长沙农建科技有限公司，干粉，规格为：10:1(原粉经乙醇提取去渣后、浓缩、干燥而得，浓缩比为10:1)
黑果越桔提取物：西安益源生物科技有限公司，规格UV,花青素25％.
石脑油，上海和逸化工有限公司；
己醇，上海广嘉化学品有限公司。
实施例1本发明的燃油环保节能添加剂的制备
(1)制备芽孢杆菌冻干粉
菌种：地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)CGMCC NO.1.10314、CGMCCNO.1.813。培养基配方为CGMCC提供的0033液体培养基，配方如下：
酵母提取物 5.0 g
蛋白胨 10.0 g
NaCl 10.0 g
琼脂 15.0 g
蒸馏水 1.0 L
pH 7.0
冻干条件为：预冻2h、冷凝温度-50℃、真空度9Pa、冻干时间24h，制得活菌数含量为2-3×109(cfu/g)的冻干菌粉。
菌种液按2％接种到液体培养基后，置于恒温振荡培养箱中，在37℃、200r/min的条件下进行振荡扩大培养，连续扩大培养三代，每代24小时。培养液于6000rpm离心20min获得菌泥，加入冻干保护剂(谷氨酸钠4％、乳糖5％、海藻糖2％、脱脂乳18％)制成菌悬液，加入冻干保护剂的量使得菌悬液的活菌浓度为5-9×108cfu/ml。然后进行冻干值得冻干粉。
冻干条件为：预冻2h、冷凝温度-50℃、真空度9Pa、冻干时间24h，制得活菌数含量为2-3×109(cfu/g)的冻干菌粉。
(2)在容器中加入作为载体的石油馏出物25～30份后，加入植物提取物0.3～0.5份后开始匀速搅动2-5小时；
(3)然后按序加入辅酶0.001～0.003份，搅动15－30分钟后接着加入将0.002～0.004份的生物酶及活菌数含量为2-3×109cfu/g的地衣芽孢杆菌冻干菌粉0.001-0.005份，在20℃～30℃环境温度下开始匀速搅动3小时至充分溶解后包装；
使用方法：将本发明的添加剂按0.1-5:10000比例加入到燃油中，维持燃油的流动性使其均匀混合即可。
本发明的代表性添加剂配方如下表1-表3所列的18个配方,按1:10000比例加入到燃油中。
表1.添加剂1-6配方
表2.添加剂7-12配方
表3.添加剂13-18配方
实验例1.发动机台架测试
某国家级内燃机研究所(全国内燃机产品一级检测单位)柴油发动机台架测试，证明产品(表1的2号添加剂)可降低油耗及氮氧化物(NOX)排放，节能减排效果显著。
对表1-3的其余17种添加剂进行测试，效果基本相同。
实验例2.腐蚀性实验
表1-3的18种产品经某国家级检验认证集团检测认证：
产品腐蚀性符合GB5096-85国家标准。
产品酸性符合GB/T 7304-2000国家标准。
铜片腐蚀检测为1a级，全系列产品不会对锅炉/发动机/引擎等设备造成损害。
实验例3.油耗试验
表1的2号添加剂试验结果如下：
对表1-3的其余17种添加剂进行测试，效果基本相同。

Claims (7)

1.一种用于燃油的环保节能添加剂，其特征在于：包括以下重量组份：生物酶：0.002～0.004份，辅酶制剂：0.001～0.003份，细胞提取物：0.3～0.5份，作为载体的石油馏出物：25～30份，活菌数含量为2×109～3×109 cfu/g的地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）的冻干菌粉：0.001～0.005份；
所述生物酶选自乙醇脱氢酶、纤维素酶、半纤维素酶和／或木质素酶；
所述辅酶制剂包括烟酰胺、辅酶Q和／或辅酶A；
所述细胞提取物选自椰子提取物、越橘提取物和／或酵母提取物；
所述作为载体的石油馏出物选自石脑油和／或己醇；
所述椰子提取物是指椰子粉经乙醇提取去渣后、浓缩、干燥而得的提取物；
所述越橘提取物是指以越橘为原料提取的含花青素的提取物。
2.根据权利要求1所述环保节能添加剂，其特征在于：所述生物酶包括乙醇脱氢酶、纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶，其重量比为2：1：0.5：1。
3.根据权利要求1所述环保节能添加剂，其特征在于：所述辅酶制剂包括烟酰胺、辅酶Q和辅酶A，其重量比为1.5：1：0.5。
4.根据权利要求1所述环保节能添加剂，其特征在于：所述细胞提取物包括椰子提取物、越橘提取物和酵母提取物，其重量比为4：1：3。
5.根据权利要求1所述环保节能添加剂，其特征在于：所述作为载体的石油馏出物包括石脑油和己醇，其重量比为6：4。
6.制备权利要求1-5任一所述的环保节能添加剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
在容器中加入作为载体的石油馏出物25～30重量份后，加入细胞提取物0.3～0.5重量份，然后开始匀速搅动2-5小时；
然后按序加入辅酶制剂0.001～0.003重量份，搅动15～30分钟后接着加入0.002～0.004重量份的生物酶，及活菌数含量为2×109～3×109 cfu/g的地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）的冻干菌粉 0.001～0.005重量份，在20℃～30℃环境温度下开始匀速搅动3小时至充分溶解后包装。
7.一种环保节能燃油，其特征在于：包含燃油以及添加到燃油中的权利要求1-5任一所述的环保节能添加剂。
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