CN206112980U - 一种高效环保气体燃料处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高效环保气体燃料处理器，属于气体燃料处理设备技术领域，其包括燃料预处理部件、固定部件、管状接头和燃料活化处理部件，先通过燃料预处理部件对气体燃料进行预处理，使气体燃料带有催化载体，再通过燃料活化处理部件，利用同极共振加载及其传递处理技术，降低燃料所需活化能，提高分子间的有效碰撞率，裂解积碳，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，具有对气体燃料充分处理、节气、污染物减排等优点。

Description

一种高效环保气体燃料处理器

技术领域

本实用新型属于气体燃料处理设备技术领域，尤其涉及一种应用于汽车、飞机、燃气锅炉、燃气轮机和工业窑炉等机械设备的气体燃料处理器。

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。

另外出于环保的目的，目前多数发动机、锅炉等设备逐渐转向使用天然气等气体燃料，但是气体燃料的流动性非常大，普通的燃料处理器难以有效对气体燃料进行处理。

发明内容

基于现有技术存在上述问题，本实用新型提供一种高效环保燃料处理器，其包括燃料预处理部件、固定部件、管状接头和燃料活化处理部件，先通过燃料预处理部件对气体燃料进行预处理，使气体燃料带有催化载体，再通过燃料活化处理部件，利用同极共振加载及其传递处理技术，改变燃料电子云的排布结构，降低燃料所需活化能，提高分子间的有效碰撞率，裂解积碳，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，具有对气体燃料充分处理、节气、污染物减排等优点。

一种高效环保气体燃料处理器，其包括燃料预处理部件、固定部件、管状接头和燃料活化处理部件；

燃料预处理部件包括进出端头、紧固圈、导气管、金属棉、吸剂带、若干蜂窝陶瓷、若干限位弹簧和罐体，管体上带有若干开口的导气管与进出端头的进气口连接并穿过若干大蜂窝陶瓷，若干限位弹簧和小蜂窝陶瓷交替排列并相套于导气管内，吸剂带一端与金属棉连接，另一端浸泡于罐体盛装的液体载体中；罐体内盛装液体载体并包裹导气管，通过紧固圈以螺纹的方式与进出端头连接；

燃料活化处理部件包括封口、外管、陶瓷管、同极共振单元、蜂窝陶瓷和整流弹簧，同极共振单元由导流片与同极相向的两个镀络永磁磁环间隔排列组成，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，用于对燃料增然；若干个同极共振单元、蜂窝陶瓷、整流弹簧和另一个导流片依次排列组成活化处理单元，若干活化处理单元依次排列并相套于陶瓷管内，陶瓷管相套于外管内，封口通过螺纹连接于外管两端；燃料活化处理部件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；

燃料预处理部件进气口与一个管状接头通过螺纹连接，出气口与另一个管状接头通过螺纹连接，第二个管状接头另一端通过螺纹接口与燃料活化处理部件连接，固定部件通过螺钉与燃料预处理部件的一端、燃料活化处理部件的一端连接。

所述的燃料预处理部件的罐体中装有但不装满已知液体载体。

所述的燃料预处理部件的导气管体上有若干长条形开口，还可以是圆形开口、以及其他多边形开口，气体燃料从开口流出，当发动机或锅炉需要的燃料不多时，气体燃料从导气管下部的开口流出；当需要大量的燃料的时候，气体燃料分别从下部的开口和上部的开口同时同时流出，以供给发动机或者锅炉。

所述的燃料预处理部件的导气管内套有但不完全填充满限位弹簧和小蜂窝陶瓷，小蜂窝陶瓷具有极高的比表面积，可以将气体燃料分流并进行初步活化处理。

所述的燃料预处理部件上端有补液口，与罐体内空间连通，可方便向燃料预处理部件添加液体载体。

所述的燃料活化处理部件中的导流片是具有聚磁作用的边缘凹凸的圆轮状导流片，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引流燃料，加大燃料的比表面积。

所述的燃料活化处理部件中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，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，铷铁硼磁粉可与镀络永磁磁环产生互作反应，加强同极共振反应。

一种高效环保气体燃料处理器，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。

一种高效环保气体燃料处理器，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、对燃料极度雾化再加上选择性尾端还原反应使多种污染物协同减排。

一种高效环保气体燃料处理器，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。

一种高效环保气体燃料处理器，燃料进入所述的燃料处理器中先经过燃料预处理部件，使燃料带有已知液体载体，再通过管状接头进入燃料活化处理部件进行活化处理。

本实用新型的有益效果是：由于气体比液体轻，气体燃料通过导气管进入液体载体形成气泡浮出液面，气体燃料通过液体载体时会带走少量液体载体，可以提高气体燃料进入活化处理部件进行活化的效果，降低气体流动性强对活化处理的影响。

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气，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气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，因而形成低氧燃烧，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。

附图说明

图1是一种高效环保气体燃料处理器组装好的示意图。

图2是为方便理解进出端头上的进液口而放大的进出端头部件结构示意图。

图3是一种高效环保气体燃料处理器分拆后的结构示意图。

其中1-燃料预处理部件，2-固定部件，3-管状接头，4-燃料活化处理部件，11-补液口，12-进出端头，13-紧固圈，14-大蜂窝陶瓷，15-金属棉，16-导气管，17-限位弹簧，18-小蜂窝陶瓷，19-罐体，110-吸剂带，31-弯头，41-活化处理单元，42-镀络永磁磁环，43-导流片，44-蜂窝陶瓷，45-整流弹簧，46-陶瓷管，47-封口，48-外管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的描述。

如附图所示的一种高效环保气体燃料处理器，该处理器应用于汽车发动机的燃料处理，其包括燃料预处理部件（1）、固定部件（2）、管状接头（3）和燃料活化处理部件（4）。

燃料预处理部件（1）包括进出端头（12）、紧固圈（13）、导气管（16）、金属棉（15）、吸剂带（110）、六个蜂窝陶瓷、五个限位弹簧（17）和罐体（19），管体上带有四个开口的导气管（16）与进出端头（12）的进气口连接并穿过两个大蜂窝陶瓷（14），限位弹簧（17）和小蜂窝陶瓷（18）交替排列并相套于导气管（16）内，吸剂带（110）一端与金属棉（15）连接，另一端浸泡于罐体（19）盛装的液体载体中；罐体（19）内盛装液体载体并包裹导气管（16），通过紧固圈（13）以螺纹的方式与进出端头（12）连接。

燃料活化处理部件（4）包括封口（47）、外管（48）、陶瓷管（46）、同极共振单元、蜂窝陶瓷（44）和整流弹簧（45），同极共振单元由导流片（43）与同极相向的两个镀络永磁磁环（42）间隔排列组成，燃料活化处理部件（4）中的导流片（43）和整流弹簧（45）都经过电镀特殊金属处理，导流片（43）进行镀锡处理，用于对燃料进行初步脱硫处理；整流弹簧（45）进行镀钼处理，用于催化燃料活化反应，同极共振单元、蜂窝陶瓷（44）、整流弹簧（45）和另一个导流片（43）依次排列组成活化处理单元（41），四个活化处理单元（41）依次排列并相套于陶瓷管（46）内，陶瓷管（46）相套于外管（48）内，封口（47）通过螺纹连接于外管（48）两端。

燃料预处理部件（1）进气口与一个管状接头（3）通过螺纹连接，出气口与另一个管状接头（3）通过螺纹连接，第二个管状接头（3）另一端通过螺纹接口和一个弯头（31），与燃料活化处理部件（4）连接，固定部件（2）通过螺钉与燃料预处理部件（1）的一端、燃料活化处理部件（4）的一端连接。

燃料预处理部件（1）的罐体（19）中装有但不装满含有钼、钨、钴、镍等元素的液体载体。

燃料预处理部件（1）的导气管（16）体上有四个长条形开口。

燃料预处理部件（1）的导气管（16）内套有但不完全填充满限位弹簧（17）和小蜂窝陶瓷（18）。

燃料预处理部件（1）上端有补液口（11），与罐体（19）内空间连通，当罐体（19）中的液体载体不足时可以通过补液口（11）添加液体载体。

燃料活化处理部件（4）中的导流片（43）是具有聚磁作用的边缘凹凸的圆轮状导流片。

燃料活化处理部件（4）中的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。

蜂窝陶瓷（44）和陶瓷管（46）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。

将该高效环保气体燃料处理器安装在使用天然气的汽车发动机进气管之前，天然气在进入发动机前先进入高效环保气体燃料处理器，天然气从进出端头（12）进入燃料预处理部件（1），通过导气管（16）上的开口流出，在液体载体中形成气泡，天然气带走部分液体载体，通过管状接头（3）和弯头（31）进入到燃料活化处理部件（4）中，带有液体载体的天然气经过导流片（43）分散成许多股小流，同时受到同极共振单元和液体载体产生的影响，天然气分子逐渐进入共振状态，分子结构和其电子云发生变化，然后天然气流经蜂窝陶瓷（44），被分散成小分子团，与蜂窝陶瓷（44）充分接触并溶解蜂窝陶瓷（44）释放出来的由石墨烯、壳聚糖、电气石等组成的催化剂。

金属棉（15）上连接有吸剂带（110），可以将罐体（19）里的液体载体吸上金属棉（15）中，使天然气经过金属棉（15）时再次对天然气进行处理。

经过处理的天然气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天然气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，甲烷和天然气燃烧产生的水蒸气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，单位天然气产生出更多的热量，大大提高了天然气的产能效率。

另外天然气经过燃料处理器的时候，预处理部件里的液体载体可以初步除去天然气中的污染物，进入活化处理部件后，活化处理部件里的导流片（43）上的锡对天然气进行再次的脱硫处理，然后天然气进入发动机，经多次充分且低氧燃烧和电荷聚降反应，使产生的燃烧产物中PM2.5、NOx、SO₂、CO₂等污染物的含量大大下降。

经过测试，安装了本实用新型提供的高效环保气体燃料处理器的汽车可以节约燃料10%~26%，动力提高了10~23%；同时实现了多种污染物协同减排：降低尾气NOx排放40%以上，降低尾气SO2排放60%以上，降低尾气HC+CO排放80%以上，降低尾气PM和PM2.5等颗粒物达50%以上，综合减排率达50~80%。

清除燃烧系统积炭和结焦50～85%，并能阻止积碳产生，延长火咀更换周期，高效保养发动机，延长发动机寿命。

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

Claims (6)

1.一种高效环保气体燃料处理器，其特征在于，其包括燃料预处理部件、固定部件、管状接头和燃料活化处理部件；

燃料预处理部件包括进出端头、紧固圈、导气管、金属棉、吸剂带、若干蜂窝陶瓷、若干限位弹簧和罐体，管体上带有若干开口的导气管与进出端头的进气口连接并穿过若干大蜂窝陶瓷，若干限位弹簧和小蜂窝陶瓷交替排列并相套于导气管内，吸剂带一端与金属棉连接，另一端浸泡于罐体盛装的液体载体中；罐体内盛装液体载体并包裹导气管，通过紧固圈以螺纹的方式与进出端头连接；

燃料活化处理部件包括封口、外管、陶瓷管、同极共振单元、蜂窝陶瓷和整流弹簧，同极共振单元由导流片与同极相向的两个镀络永磁磁环间隔排列组成，导流片表面均有镀锡层；整流弹簧表面具有镀钼层；若干个同极共振单元、蜂窝陶瓷、整流弹簧和另一个导流片依次排列组成活化处理单元，若干活化处理单元依次排列并相套于陶瓷管内，陶瓷管相套于外管内，封口通过螺纹连接于外管两端；

燃料预处理部件进气口与一个管状接头通过螺纹连接，出气口与另一个管状接头通过螺纹连接，第二个管状接头另一端通过螺纹接口与燃料活化处理部件连接，固定部件通过螺钉与燃料预处理部件的一端、燃料活化处理部件的一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效环保气体燃料处理器，其特征在于，所述的燃料预处理部件的罐体中装有但不装满已知液体载体。

3.根据权利要求1所述的一种高效环保气体燃料处理器，其特征在于，所述的燃料预处理部件的导气管体上有若干长条形开口，还可以是圆形开口、以及其他多边形开口。

4.根据权利要求1所述的一种高效环保气体燃料处理器，其特征在于，所述的燃料预处理部件的导气管内套有但不完全填充满限位弹簧和小蜂窝陶瓷。

5.根据权利要求1所述的一种高效环保气体燃料处理器，其特征在于，所述的燃料预处理部件上端有补液口，与罐体内空间连通。

6.根据权利要求1所述的一种高效环保气体燃料处理器，其特征在于，所述的燃料活化处理部件中的导流片是边缘凹凸的圆轮状导流片。