CN1227254A - 燃油纳米节能素及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃油用乳化剂，是应用高科技的纳米粒子的独特物化性能，配以化工原料制作的，即将纳米粒子碳、镁、铝、镍、矽土、氧化钙、氧化钛、氧化铝等粉与吐温系列、有机胶体加入去离子蒸馏水混合、碾压搅拌，并加氧化剂防腐剂搅拌制成燃油纳米节能素，用此产品调制的燃油稳定性好、节油率高达10～25%，在加水20%的情况下，其燃烧值不变，炉膛不腐蚀、不结胶、燃烧充分，大大的减少了对环境的污染，开创了燃油乳化技术的先河。

Description

燃油纳米节能素及其制备方法

本发明属于化工领域，涉及燃油用乳化剂，特别是应用高科技的纳米粒子和化工原料等产品制作新型的燃油纳米节能素。

能源短缺和环境污染是当今世界上急待解决的两大课题。早在70年代，国内外许多专家学者就致力于对新型燃料的研究和开发工作，尤其在燃料油乳化技术方面的研究和开发已取得了较大的进步，各种乳化剂不断问世。但在实际应用中仍存在一些尚待解决的问题，以燃油乳化剂为首犹为引起人们的广泛关注和争议。因其对人体有毒副作用及对燃烧设备有腐蚀作用，本身易燃易爆难于储存和运输，它们的节油率均低于10％以下，甚至徒有其名。用它们调配的燃油一般在70～80℃高温条件下，便很快会出现油水分离的破乳现象。

本发明的目的在于提供一种节油率高、稳定性强、燃油燃烧值高、无毒无味、无腐蚀又无污染的燃油纳米节能素。

本发明的技术方案是：将有机、无机、金属三种材料，在纳米粒子的状态下混合制备而成，其成分重量百分比如下(％)：

碳纳米粒子粉               5～20

有色金属纳米粒子粉         1～3.5

矽土元素纳米粒子粉         0.5～2

有色金属氧化物纳米粒子粉   0.4～5

吐温系列                   0.5～2

分散剂                     0.5～2

有机胶体                   1～1.5

氧化剂                     0.5～2

防腐剂                     0.5～2

去离子蒸馏水               61～90.1其制备方法如下：

a、将上面所述成分除氧化剂、防腐剂之外，按上述比例加入少量去离

   子蒸馏水混合成面团状；

b、用轧辊机反复挤压，密封恒温存放1～5天之后，制成1～4Kg

   重的若干个粉团后再将其挤压成条；

c、将上述条状物置入盛有加热的去离子蒸馏水的搅拌釜中，搅拌4～

   6个小时；

d、向搅拌釜中按比例加入笨钾酸盐或黄酸盐及硝酸盐，再搅拌20～

   30分钟，定量分装在容器中即为产品。

本发明的优点在于：

(1)其乳化油稳定性好。在加水率为20～35％的情况下，200#、250#的重油可在70～80℃高温下常期储存不破乳，车船运输颠颇仍然稳定、安全可靠。

(2)节油率高。据炉体不同其节油率可高达10～25％左右。

(3)用此节能素的燃油在加水20％的情况下，在燃烧时其燃烧值保持不变，并适用于所有燃油炉型。

(4)使用本发明调制的燃油，对炉膛有保护作用，不腐蚀、不结胶。

(5)使用本发明的燃油燃烧充分，碳黑粉粒减少90％以上，可燃气体可减少95％以上，如CO和CH_x都大量减少。可降低SO_x和NO_x有害的酸性气体70％以上，并降低了空气过剩系数状态燃烧(约1.1～1.12)，固上述氧化气体形成量少，大大的减少了对环境的污染。

本发明不仅采用一些增加油水界面亲和的技术，但更主要的是采用了21世纪的高新技术——纳米粒子的体积效应和表面效应。以崭新的概念和惊人的效果展现在燃油乳化技术领域的前沿。

纳米粒子粒径尺寸在1mm～100mm之间，是处在原子族和宏观物体交接的过度区域，是由数极少的原子或分子组成的原子或分子群。这些特殊类型的结构进而产生了许多特殊的物理化学特性。就其催化性质而言：金属纳米粒子的催化性能可使乳化油在高温条件下有断裂H-H、C-H、C-C、C-O键的作用，因此这种燃油在炉膛火焰中有高效的光催化作用，能使油的分子链环发生裂变而增加燃烧热值。大量的纳米碳粒子和金属氧化物粒子(TiO₂等)的存在，其表面原子所占比例很大，吸附力强，表面反应活性极高。固这些粒子就成为油与水滴相互吸附的中间体，增加了乳化油的稳定性。

本发明的节能素正是利用了纳米粒子的物化性能，利用碳、金属和金属氧化物之纳米粒子的体积效应、表面积效应、光学催化性质、催化性质和表面化学活性等一些特殊性能，实现了本发明的特点和本发明目的。

下面进一步阐述其实施例：

将以下有机物、无机物、金属及金属氧化物各种成分，按如下重量百分比(％)备好：

    碳粉15               镁粉1

    铝粉1                镍粉0.5

    矽土粉1              CaO0.4

    TiO₂0.4             ALO0.4

(以上各种成份均为粒米径为50纳米的微粒，其中碳粉必须是乙炔气经激光碳化的并经氧化和活化处理的碳粉合格商品；镁、铝、镍粉的纯度均为95％、矽土粉的纯度为90％)

    乳化剂(吐温20_#、40_#、60_#、80_#)0.5

    拉开粉(工业纯)0.5

    有机胶体可采用动物胶、阿拉伯胶、聚乙稀醇羟二基纤维素1.5

    硝酸胺1                笨钾酸钠1

    去离子蒸馏水79

制备的工艺流程如下：

a、将上述成分(除硝酸胺、笨钾酸钠以外)按比例备好并混合在一起，

   加入少量75℃的去离子蒸馏水合成面团状；

b、用轧辊机反复挤压一个小时，密封存放在保持50℃的容器中3天

   之后，制成2Kg重的若干个粉团后在将其挤压成条；

c、将上述条状物置入搅拌釜中，将余下的50℃去离子蒸馏水倒入搅

   拌釜中，搅拌4个小时；

d、再向搅拌釜中分别加入1％的笨钾酸钠及硝酸酚，再搅拌30分钟，

   分装50Kg一桶，即为本发明的产品。

下表将使用上述产品一纳米节能素乳化后的燃油(重油)实烧时热平衡测试数据介绍如下：

炉    型	掺水率	节油率	其    它    效    果
				SZS600-10/15-70Y	29％	10.79％	炉子热效率提高11％
SZY10-13	15％	16.18％	炉温由1460℃提高到1570℃
				锻造加热窑炉	25％	20.6％	炉热效率提高15％
S2S20-12.5-T	18％	12％	炉热效率提高15％
				6吨燃油燃气蒸气锅炉	25％	17.9％	1．热效率提高8.38％2．CO由0.5％降至0.15％3．H2由0.3％降至0.1％4．CH4由0.15％降至0.02％

〖注〗：掺水率是指重油原含水率除外另加水率。

        节油率是指燃烧时其它工况一切不变的条件下，只比较加水乳化

    后与不加水时的节油率。

        以上测试结果是对五个单位的五个不同炉子进行实烧时的热平衡

    对比。是由国家能源监测服务部门测试所得的结果。

Claims (2)

1、一种燃油纳米节能素，其特征是将有机、无机、金属材料，在原子、分子、纳米粒子的水平上混合制备而成，其成分重量百分比如下(％)：

   碳纳米粒子粉                5～20

   有色金属纳米粒子粉          1～3.5

   矽土元素纳米粒子粉          0.5～2

   有色金属氧化物纳米粒子粉    0.4～5

   吐温系列                    0.5～2

   分散剂                      0.5～1

   有机胶体                    1～1.5

   氧化剂                      0.5～2

   防腐剂                      0.5～2

   去离子蒸馏水                61～90.1

2、一种燃油纳米节能素，其制备方法如下：

  a、将权利要求1所述成分除氧化剂、防腐剂之外，按上述比例加入少

     量去离子蒸馏水混合成面团状；

  b、用轧辊机反复挤压，密封恒温存放1～5天之后，制成1～4Kg

     重的若干个粉团后在将其挤压成条；

  c、将上述条状物置入盛有加热的去离子蒸馏水的搅拌釜中，搅拌4～

     6个小时；

  d、向搅拌釜中按比例加入笨钾酸盐或黄酸盐及硝酸盐，再搅拌20～

     30分钟，定量分装在容器中即为产品。