CN2417173Y

CN2417173Y - 制备高氧重油的重油分子结氧机

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Publication number: CN2417173Y
Application number: CN00208052U
Authority: CN
Inventors: 陆航程
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2001-01-31
Anticipated expiration: 2010-04-10

Abstract

一种重油分子结氧机,该装置在实施通常概念的乳化工艺过程中,使乳化用水的大分子团裂解为单个水分子、消灭悬浮态(乳化状态)水滴,并在分子结氧剂的催化作用下,使水分子氧键与重油碳氢键之间形成分子共价键。该装置主要包括:扰流磁化器、预混机、高压油泵、高压射流喷头、第一搅拌机、第二搅拌机、流体超声波发生器、电控箱。用这种装置生产的高氧重油粘度降低而颜色不变,实际燃烧热值与重油基本相当且燃点降低,有利于充分燃烧、节省燃料,并减少空气污染。高氧重油的“共价结合态氧”总含量达到21.8%－26.8%以上,并具有在常温条件下存放三年以上、或在摄氏80度条件下存放一年以上不会出现破乳现象的超稳定性。

Description

制备高氧重油的重油分子结氧机

本实用新型属于能源及环保领域，特别是一种重油分子结氧机，该装置在实施通常概念的重油乳化工艺过程中，使乳化用水的大分子团裂解成单个水分子、消灭悬浮态(乳化状态)水滴，并在分子结氧剂的催化作用下，使水分子氧键与重油碳氢键形成分子共价键，生产出一种超乳化技术的高氧重油。这种高氧重油的突出特征是：超稳定性“共价结合态氧”的含量达到21．8％-26．8％以上，实际燃烧热值与重油基本相当，并在常温条件下存放三年以上、或在摄氏80度条件下存放一年以上不会发生破乳(油水分离)。

重油是从石油中提炼的一种燃料油，具有燃值较高、成本较低的特点，但由于重油粘稠度大，不易雾化，因而不能在燃具中充分燃烧，既浪费了能源，又污染了环境。世界各国科技人员为了提高重油燃烧效率、减少污染，作了长期努力，许多技术应运而生。这些技术可大致分为两类：第一类是在燃具上改进，如提高雾化效果的器具；第二类是在重油的物理性质上改进，如向重油中加水，使重油乳化，降低粘稠度，以提高雾化效果，促进燃烧。但乳化重油普遍存在稳定性差、易出现油水介面分离现象等问题，因而，尽管各种乳化重油技术已经研究应用了几十年，但一直不能成为一种“国标产品”，不能为广大用户认可。

乳化重油稳定性差的主要原因是：现有的乳化技术只能将油水进行物理混合，造成乳化油中的水滴较大，且油水之间不发生分子键的结合，因此容易产生油水介面分离(破乳)。

本实用新型的目的是提供一种在加工过程中能使乳化用水的大分子团裂解成单个水分子、消灭悬浮态(乳化状态)水滴，并使水分子氧键与重油碳氢键之间形成分子共价键的重油分子结氧机。

本实用新型的另一目的在于提供一种重油分子结氧机，经本装置加工过的重油不是普通的乳化重油，而是使乳化用水的大分子团裂解成单个水分子，并使水分子氧键与重油碳氢键形成分子共价键、使加入重油的水再难与重油分离，使“共价结合态氧”的含量达到21．8％-26．8％以上、而实际燃烧热值与重油基本相当，制成“超稳定性”的高氧重油。高氧重油这个名称强调的重点是：高比例“共价结合态氧”的含量或称超稳定性共价结氧量(普通重油的氧含量仅仅为1．8％。乳化重油只称掺水量)。

为达到本实用新型的目的，采取的主要技术措施是：

1．设置扰流磁化器，使通过扰流磁化器的重油和水从常态的大分子团裂解为单个分子，消灭悬浮态(乳化状态)水滴在重油中的存在，扩大水分子氧键与重油碳氢键的接触面；

2．通过高压油泵加压、高压射流喷头强力喷射、喷出液与缸体内壁突起的撞击，使水与重油在高压射流过程中强制混合，增加分子键的结合机会；

3．使部分或全部混合油通过流体超声波发生器产生超声波，混合油在超声波环境下作高速离心搅拌，并在以上过程中，在分子结氧剂的催化作用下，使水分子氧键与重油碳氢键形成在分子共价键基础上的紧密结合。

本实用新型的任务是这样完成的：

制造一种生产高氧重油的重油分子结氧机。重油分子结氧机主要由以下部分组成：扰流磁化器、预混机、高压油泵、高压射流喷头、第一搅拌机、第二搅拌机、流体超声波发生器、电控箱。其中高压油泵、预混机、第一搅拌机、第二搅拌机均用电动机带动。

重油分子结氧机的主要生产过程是：定量的分子结氧剂和定量的结氧用水通过导管进入预混机混合后，形成分子结氧剂溶液；分子结氧剂溶液再通过导管进入第一搅拌机与重油一同搅拌混合，初步形成混合油；混合油再通过扰流磁化器，使结氧用水的大分子团裂解成单个水分子；再经高压油泵和高压射流喷头进入第二搅拌机；另有部分(或全部)混合油通过流体超声波发生器产生超声波后喷射进入第二搅拌机；第二搅拌机中的混合油在超声波环境中高速搅拌最终完全油水融合，彻底消灭悬浮(乳化)态水滴，并在上述过程中，在分子结氧剂的催化作用下，使水分子氧键与重油碳氢键形成分子共价键。全部混合过程均通过电控箱进行程序控制和计量控制。

本实用新型的关键措施在于使扰流磁化器、高压油泵、高压射流喷头和流体超声波发生器与多个搅拌机的合理搭配、有机结合。

本实用新型的扰流磁化器是在一根长度为500-1000mm、口径50-100mm的方形钢管外壁、轴向相对的两个平行管面上、分别安装相异极性对置的两组永磁磁钢，两组永磁磁钢总长度分别为400-800mm。另外，也可以选用同等长度的矩形钢管，将上述两组永磁磁钢分别安装在矩形钢管内壁轴向对应的两个平行管面上，两永磁磁钢内侧磁极间距控制在50-100mm。在方形(或矩形)钢管内部空间，每隔一定距离设置一片阻流板，使液体在通过扰流磁化器时必须往复绕过阻流板，从某一磁极冲向另一磁极方向，这样多次反复，使液体均匀受磁、均匀磁化，并增加磁程和磁化时间。

本实用新型的扰流磁化器的另一种设计是在方形(或矩形)钢管中心，轴向设有一个叶片轴，叶片轴上设有许多扰流叶片，当流体通过扰流磁化器时，推动了扰流叶片的旋转，产生流体的离心流向，使流体往复发生冲向磁极的螺旋运动，使液体均匀受磁、均匀磁化，增加磁程和磁化时间，并使流体受到扰流叶片的高速剪切作用促进大分子团的裂解和均质。

试验证明，磁化效果=磁场场强×磁程长度×磁化时间，本实用新型设计的磁化装置充分考虑了这些因素。

本实用新型的高压油泵根据重油分子结氧机不同机型设计的日加工量选型。

本实用新型的高压射流喷头是一个缩口的导管，与选型的高压油泵相配套。

本实用新型的重油分子结氧机可设两套扰流磁化器、高压油泵和高压射流喷头。分子结氧剂溶液可经过扰流磁化器磁化后，再通过导管进入高压油泵，由高压射流喷头以切向射流方式进入重油输入管混入重油，强化分子结氧剂溶液与重油的接触与混合，共同进入第一搅拌机，加工成混合油；

另一组扰流磁化器磁化混合油，磁化后的混合油通过另一组高压油泵和高压射流喷头进入第二搅拌机。另一高压射流喷头设在第二搅拌机缸体上部，以一定角度在缸体开孔安装高压射流喷头，在外壳内部，相对高压射流喷头喷射撞击面的内壁设有许多反射突起，增加喷出的液体的撞击反射力度和强制混合程度。

本实用新型的流体超声波发生器采用一种用高压流体直接产生超声波的装置，流体高速经过导流管切向流入位于导流管两侧相对布置的具有圆形截面的涡流室，利用涡流震荡产生超声波，相干加强后辐射出来。用于产生超声波的流体来自高压油泵的一条分导管。

本实用新型的效果：

本实用新型的重油分子结氧机，籍由扰流磁化器、高压油泵、高压射流喷头、流体超声波发生器和多个搅拌装置的适当配置，重油和分子结氧剂溶液在充分磁化、喷射、撞击、搅拌、震荡过程中，使大分子团水分子裂解为单个水分子，消灭了大分子团水滴，并在上述过程中，在分子结氧剂的催化作用下，使得水分子氧键与燃料油碳氢键形成分子共价键，使加工成的高氧重油具有超稳定性特征，其粘度降低而颜色不变，实际燃烧热值基本不变且燃点降低，有利于充分燃烧、节省燃料，并减少空气污染。具有高度的实用性和明显的经济效益、社会效益和生态效益。

为了更深入了解本实用新型的具体结构、特征与功效，结合具体实施例并配合附图详细说明如后。

图1：本实用新型重油分子结氧机实施例1结构图

图2：本实用新型高压油泵、高压射流喷头及第二搅拌机剖视图

图3：本实用新型重油分子结氧机实施例1流程图

图4A：本实用新型扰流磁化器Ⅰ外观图

图4B：本实用新型扰流磁化器ⅠA-A′剖视图

图4C：本实用新型扰流磁化器ⅠB-B′剖视图

图4E：本实用新型扰流磁化器ⅡA-A′剖视图

图4F：本实用新型扰流磁化器ⅡB-B′剖视图

图4H：本实用新型扰流磁化器ⅢB-B′剖视图

图4L：本实用新型扰流磁化器ⅣB-B′剖视图

图5：本实用新型流体超声波发生器剖视图

图6：本实用新型重油分子结氧机实施例2结构图

图7：本实用新型重油分子结氧机实施例2流程图

图8：本实用新型重油分子结氧机实施例3结构图

图9：本实用新型重油分子结氧机实施例3流程图

图号说明：1．0：分子结氧剂输入管 2．0：结氧用水输入管3．0：预混机主体 3．01：预混机上盖 3．02：缸体3．03：微孔档板 3．04：搅拌叶片 3．05：传动轴4．0：第一搅拌机主体 4．01：第一搅拌机上盖 4．02：缸体4．03：微孔档板 4．04：搅拌叶片 4．05：传动轴5．0：第二搅拌机主体 5．01：第二搅拌机上盖 5．02：缸体5．03：微孔档板 5．04：搅拌叶片 5．05：传动轴5．06：突起6．1：预混机电机 6．2：第一搅拌机电机 6．3：第二搅拌机电机8．0：重油输入管 9．0：高氧重油输出管11．10：扰流磁化器Ⅰ 11．20：扰流磁化器Ⅱ 11．11(11｀．11)：外壳11．12(11｀．12)：方形钢管11．22(11｀．22)：矩形钢管11．13(11｀．13)：磁钢A 11．13′(11｀．13′)：磁钢B11．14(11｀．14)：填充物 11．15：阻流板11｀．17：叶片轴 11｀．18：扰流叶片12．11：高压油泵Ⅰ 12．12：高压射流喷头Ⅰ12．21：高压油泵Ⅱ 12．22：高压射流喷头Ⅱ13．10(13．20、13．30)：流体超声波发生器 13．11：环形外壳13．12：锥形芯体 13．13：涡流室A 13．14：涡流室B13．15：喷射孔 13．16：流体进口 13．17：伞形导流管13．18：螺扣

图1示出了本实用新型第一个实施例的重油分子结氧机结构。该重油分子结氧机包括：分子结氧剂输入管1．0、结氧用水输入管2．0、预混机主体3．0、第一搅拌机主体4．0、第二搅拌机主体5．0、预混机电机6．1、第一搅拌机电机6．2、第二搅拌机电机6．3、重油输入管8．0、高氧重油输出管9．0、扰流磁化器Ⅰ11．10、高压油泵Ⅰ12．11、高压射流喷头Ⅰ12．12、流体超声波发生器13．10，以及连接预混机3．0与第一搅拌机主体4．0的导管、连接第一搅拌机主体4．0与扰流磁化器Ⅰ11．10的导管、连接扰流磁化器Ⅰ11．10与高压油泵Ⅰ12．11的导管、连接高压油泵Ⅰ12．11与高压射流喷头Ⅰ12．12的导管、连接高压油泵Ⅰ12．11与流体超声波发生器13．10的导管。

图2示出了本实用新型高压油泵、高压射流喷头的外观及第二搅拌机剖面。图中包括：高压油泵Ⅰ12．11，高压射流喷头Ⅰ12．12，第二搅拌机主体5．0、流体超声波发生器13．10，以及连接高压油泵Ⅰ12．11与高压射流喷头Ⅰ12．12的导管、连接高压油泵Ⅰ12．11与流体超声波发生器13．10的导管。

第二搅拌机主体5．0包括：第二搅拌机上盖5．01、缸体5．02、微孔档板5．03、搅拌叶片5．04、传动轴5．05、突起5．06。

图3示出了本实用新型重油分子结氧机实施例1的工艺流程。

参见图1、图2和图3可以清楚地了解：在生产时，定量加入的分子结氧剂通过分子结氧剂输入管1．0进入预混机主体3．0；定量加入的结氧用水通过结氧用水输入管2．0进入预混机主体3．0；预混机电机6．1带动传动轴3．05和搅拌叶片3．04对分子结氧剂和结氧用水进行混合，生成分子结氧剂溶液，然后通过导管进入第一搅拌机主体4．0；定量加入的重油通过重油输入管8．0进入第一搅拌机主体4．0；第一搅拌机电机6．2带动传动轴4．05和搅拌叶片4．04对分子结氧剂溶液和重油进行混合，生成混合油；混合油通过导管分别进入扰流磁化器Ⅰ11．10、高压油泵Ⅰ12．11、高压射流喷头Ⅰ12．12、流体超声波发生器13．10进入第二搅拌机主体5．0；混合油从扰流磁化器Ⅰ11．10通过时，使通过磁化装置的重油和结氧用水从常态的大分子团分解为小分子团和单个分子，增加水分子氧键与重油碳氢键的接触面；混合油从高压射流喷头Ⅰ12．12喷出时撞击到缸体5．02内设的突起5．06产生散射，使混合更加充分；混合油从安装在第二搅拌机上盖5．01上的流体超声波发生器13．10喷出时，产生超声波，使第二拌机主体5．0内的混合油都受到超声波的震荡作用；第二搅拌机电机6．3带动传动轴5．05和搅拌叶片5．04高速旋转，对混合油进行充分搅拌；搅拌混合加工分成上下两层，中间用微孔档板5．03隔离，上层混合油通过微孔档板5．03上的小孔进入下层；混合油在超声波震荡环境下通过高速离心搅拌；在上述过程中，在分子结氧剂的催化作用下，使结氧用水与重油完全实现分子共价键的结合，消灭悬浮态(乳化状态)水滴在重油中的存在。这样加工成的高氧重油通过高氧重油输出管9．0输出。

图4A示出了本实用新型的扰流磁化器Ⅰ的外观。该扰流磁化器包括：外壳11．11、方形钢管11．12。

图4B示出了本实用新型的扰流磁化器Ⅰ的A-A′剖面。该扰流磁化器包括：阻流板11．15、永磁磁钢A11．13和磁钢B 11．13′。

图4C示出了本实用新型的扰流磁化器Ⅰ的B-B′剖面。该扰流磁化器包括：外壳11．11、方形钢管11．12、磁钢A11．13、磁钢B 11．13′、填充物11．14、阻流板11．15。

参见图4A、图4B、图4C本实用新型的扰流磁化器Ⅰ采用方形钢管11．12，方形钢管11．12内径选择在50-100mm之间，内径太小影响流量，内径太大减弱磁场强度。在方形钢管11．12外侧轴向对应的两个平行管面上，分别安装相异极性对置的两组永磁磁钢A11．13和磁钢B 11．13′。

在方形钢管11．12内部每隔一定距离焊接一片阻流板11．15，阻流板11．15的宽度略超过方形钢管半径，阻流板11．15交替靠近相异磁极一端，在方形钢管11．12内部形成回曲流道。

方形钢管11．12可用U型槽钢加一片钢板焊接而成，在操作上，先在U型槽钢内部焊接阻流板11．15，再焊接钢板封成所需的方形钢管11．12。

本实用新型的扰流磁化器的永磁磁钢A11．13和磁钢B 11．13′采用最大磁能积(BH)ma为30-50兆高斯奥斯特(N30-N50)的NdFeB(钕铁硼)永磁体，以达到足够磁场场强。

永磁磁钢A11．13和磁钢B11．13′用树脂粘结在方形钢管11．12外壁上。两组永磁磁钢总长度分别为400-800mm，通常用许多厚度(磁钢的两磁极垂向距离)为35-50mm的小块磁钢同磁向粘接，达到所需长度。

填充物11．14采用聚苯乙烯或其他发泡材料，永磁磁钢A11．13和磁钢B11．13′以及填充物11．14均用外壳11．11保护起来。

混合液体在通过磁化装置时，依次绕过阻流板11．15，从某一磁极方向冲向另一磁极方向，这样多次反复，使液体均匀受磁、均匀磁化，并增加磁程和磁化时间。

图4E示出了本实用新型的扰流磁化器Ⅱ的A-A′剖面。该扰流磁化器包括：叶片轴11｀．17、扰流叶片11｀．18。

图4F示出了本实用新型的扰流磁化器Ⅱ的B-B′剖面。该扰流磁化器包括：外壳11｀．11、方形钢管11｀．12、磁钢A11｀．13磁钢B11｀．13′、填充物11｀．14、叶片轴11｀．17、扰流叶片11｀．18。

参见图4E、图4F本实用新型的扰流磁化器Ⅱ的外观以及磁钢安置方式均与扰流磁化器Ⅰ基本相同，不同的是取消了阻流板11．15，增加了叶片轴11｀．17和扰流叶片11｀．18。

叶片轴11｀．17和扰流叶片11｀．18都可以用非导磁金属(不锈钢、铝)也可以用工程塑料制成，叶片轴11｀．17两端以及中间适当位置是用适当的轴架固定在方形钢管11｀．12内壁上的。扰流叶片11｀．18是安装在叶片轴11｀．17上、可被动旋转的，扰流叶片11｀．18的每一个叶片都按一定的小角度扭曲，使其能够在混合液体通过时发生旋转，产生扰流，使混合液体不断地被推向磁极方向，接受较强磁场的磁化作用，使液体均匀受磁、均匀磁化，并增加磁程和磁化时间。同时，使流体受到扰流叶片的高速剪切作用，促进流体大分子团的裂解和均质。

图4H示出了本实用新型扰流磁化器ⅢB-B′剖面。该扰流磁化器包括：矩形钢管11．22、磁钢A11．13、磁钢B11．13′、阻流板11．15、环氧树脂11．19。本实用新型扰流磁化器Ⅲ将相异极性对置的两组永磁磁钢A11．13和磁钢B11．13′分别安装在矩形钢管11．22内侧轴向对应的两个平行管面上，两组永磁磁钢内侧磁极间距控制在50-100mm，磁钢厚度(磁钢的两磁极垂向距离)为35-50mm。

图4L示出了本实用新型扰流磁化器ⅣB-B′剖面。该扰流磁化器包括矩形钢管11｀．22、磁钢A11｀．13、磁钢B11｀．13′、叶片轴11｀．17、扰流叶片11｀．18、环氧树脂11．19。本实用新型扰流磁化器Ⅳ将相异极性对置的两组永磁磁钢A11｀．13和磁钢B11｀．13′分别安装在矩形钢管11｀．22内侧轴向对应的两个平行管面上，两组永磁磁钢内侧磁极间距控制在50-100mm，磁钢厚度(磁钢的两磁极垂向距离)为35-50mm。

参见图4H、图4L本实用新型扰流磁化器Ⅲ、Ⅳ将磁钢设于矩形钢管内壁，使永磁磁钢内侧磁极更贴近被磁化流体，矩形钢管将磁钢外侧磁极连接成一个闭合磁回路，而内侧磁极开放，使两组永磁磁钢内侧磁极间的中心磁场强度增加，并减少外侧漏磁。且省去了外壳11．11、11｀．11和填充物11．14、11｀．14，使体积减小、重量减轻、强度增加。在制作中应在两永磁磁钢内侧磁极表面用环氧树脂保护。

图5示出了本实用新型流体超声波发生器剖面。该流体超声波发生器包括环形外壳13．11、锥形芯体13．12、涡流室A13．13、涡流室B13．14、喷射孔13．15、流体进口13．16、伞形导流管13．17、螺扣13．18。

参见图5本实用新型流体超声波发生器是一种在中国88 2 04319号专利基础上改进的装置，该装置的特点是：流体经伞形导流管13．17切向流入位于导流管13．17两侧相对布置的具有圆形截面的涡流室A13．13和涡流室B13．14产生定常变化的漩涡，漩涡以一定频率生成和消灭，因而在流体中形成脉动压力场，当脉动频率达到二万赫兹以上就成为超声波。

制作本实用新型流体超声波发生器只需制作一个环形外壳13．11和一个锥形芯体13．12即可，在环形外壳13．11和锥形芯体13．12上的设计位置上制作两个或数个半径相等的涡流室；在环形外壳13．11上端开有流体进口13．16；在锥形芯体13．12尖端与环形外壳13．11上流体进口13．16之间预留一定的间隙，形成伞形导流管13．17；在锥形芯体13．12底部开有喷射孔13．15；在环形外壳13．11和锥形芯体13．12之间用螺扣13．18连接、并可通过旋转锥形芯体13．12调节伞形导流管13．17的宽度。

图6示出了本实用新型第二个实施例的重油分子结氧机的结构。该重油分子结氧机实施例2包括：分子结氧剂输入管1．0、结氧用水输入管2．0、预混机主体3．0、第一搅拌机主体4．0、第二搅拌机主体5．0、预混机电机6．1、第一搅拌机电机6．2、第二搅拌机电机6．3、重油输入管8．0、高氧重油输出管9．0、扰流磁化器Ⅰ11．10、扰流磁化器Ⅱ11．20、高压油泵Ⅰ12．11、高压射流喷头Ⅰ12．12、高压油泵Ⅱ12．21、高压射流喷头Ⅱ12．22、流体超声波发生器13．10、流体超声波发生器13．20、以及连接第一搅拌机主体4．0与扰流磁化器Ⅱ11．20的导管、连接扰流磁化器Ⅱ11．20与高压油泵Ⅱ12．21的导管、连接高压油泵Ⅱ12．21与高压射流喷头Ⅱ12．22的导管、连接第一搅拌机主体4．0与扰流磁化器Ⅰ11．10的导管、连接扰流磁化器Ⅰ11．10与高压油泵Ⅰ12．11的导管、连接高压油泵Ⅰ12．11与高压射流喷头Ⅰ12．12的导管、连接高压油泵Ⅰ12．11与流体超声波发生器13．10的导管、连接高压油泵Ⅱ12．21与流体超声波发生器13．20的导管。

图7示出了本实用新型重油分子结氧机实施例2的工艺流程。

参见图6和图7本实用新型第二个实施例的重油分子结氧机的结构与本实用新型第一个实施例重油分子结氧机结构的不同之处主要在于：在预混机主体3．0内生成分子结氧剂溶液不是通过导管进入第一搅拌机主体4．0，而是通过导管进入扰流磁化器Ⅱ11．20，使分子结氧剂溶液中的水从常态的大分子团分解为单个水分子，再通过导管进入高压油泵Ⅱ12．21，从高压油泵Ⅱ12．21出来的一部分分子结氧剂溶液由高压射流喷头Ⅱ12．22以切向射流方式进入重油输入管8．0混入重油，强化与重油的接触与混合，同重油一道进入第二搅拌机主体5．0；从高压油泵Ⅱ12．21出来另一部分分子结氧剂溶液通过流体超声波发生器13．20，产生超声波，进入第二搅拌机主体5．0，强化在第二搅拌机主体5．0中混合油体的融合。

本实用新型第二个实施例的重油分子结氧机增加了一组扰流磁化器Ⅱ11．20、高压油泵Ⅱ12．21、高压射流喷头Ⅱ12．22和流体超声波发生器13．20，以便进一步提高高氧重油的质量。

图8示出了本实用新型第三个实施例重油分子结氧机的结构。该重油分子结氧机实施例3包括包括：分子结氧剂输入管1．0、结氧用水输入管2．0、预混机主体3．0、第一搅拌机主体4．0、第二搅拌机主体5．0、预混机电机6．1、第一搅拌机电机6．2、第二搅拌机电机6．3、重油输入管8．0、高氧重油输出管9．0、扰流磁化器Ⅰ11．10、高压油泵Ⅰ12．11、高压油泵Ⅱ12．21、高压射流喷头Ⅱ12．22、流体超声波发生器13．10、流体超声波发生器13．20、流体超声波发生器13．30、以及连接预混机主体3．0与扰流磁化器Ⅱ11．20的导管、连接扰流磁化器Ⅱ11．20与高压油泵Ⅱ12．21的导管、连接高压油泵Ⅱ12．21与高压射流喷头Ⅱ12．22的导管、连接第一搅拌机主体4．0与扰流磁化器Ⅰ11．10的导管、连接扰流磁化器Ⅰ11．10与高压油泵Ⅰ12．11的导管、连接高压油泵Ⅰ12．11与流体超声波发生器13．10的导管、连接高压油泵Ⅱ12．22与流体超声波发生器13．20的导管、连接高压油泵Ⅰ12．11与流体超声波发生器13．30的导管。

图9示出了本实用新型重油分子结氧机实施例3流程图。

参见图8和图9本实用新型第三个实施例的重油分子结氧机的结构与本实用新型第二个实施例重油分子结氧机结构的不同之处主要在于：取消了高压射流喷头Ⅰ12．12，增加了流体超声波发生器13．30，使进入第二搅拌机主体5．0的混合油，全部通过流体超声波发生器13．10、13．30，产生更强的超声波，以利于提高高氧重油的质量。

本实用新型重油分子结氧机的有益效果可从上面详述中得到理解，归结起来应当包括：

1．使大分子团水分子裂解成单个水分子，在分子结氧剂的催化作用下，使水分子氧键与重油碳氢键形成分子共价键，生产出超乳化效果的高氧重油。这种高氧重油具有超稳定性。实践证明，高氧重油在常温下三年不出现破乳现象，或在摄氏80度高温下也可保持一年不破乳。克服了一般乳化重油存在的油水界面容易破乳的“通病”，实现了本实用新型的目的。

2．使大分子团水分子裂解成单个水分子是通过本实用新型重油分子结氧机中的扰流磁化器、高压油泵、高压射流喷头、流体超声波发生器、高速离心搅拌器、以及分子结氧剂的综合叠加作用的结果。其中起比较关键作用的是扰流磁化器。

3．本实用新型的扰流磁化器有两点特别的贡献，第一是设计了一种永磁磁钢设于钢管内部的结构。这样设计使永磁磁钢内侧磁极更贴近被磁化流体，矩形钢管将永磁磁钢外侧磁极连接成一个闭合回路，而内侧磁极开放，使两组永磁磁钢内侧磁极间的中心磁场强度增加，并减少永磁磁钢外侧漏磁。第二是在磁化装置内安装阻流板或扰流叶片等设施。由于在两组永磁磁钢内侧磁极间的磁场是一种“梯度”磁场结构，贴近两磁极的磁场强度较高，磁极间的中心磁场强度较弱，在没有阻流或扰流设施的情况下，会使通过磁化装置的流体不均匀受磁，影响磁化效果。增加了阻流或扰流设施可克服这一缺点。在增加扰流叶片的情况下，还可使流体受到扰流叶片的高速剪切作用，促进流体大分子团的裂解和均质。

4．本实用新型重油分子结氧机利用高压油泵带动高压射流喷头产生喷射、还使流体超声波发生器发出超声波，并在高速离心搅拌器的参与下，通过对混合油加压、喷射、撞击、超声波震荡、高速离心搅拌等手段，使混合油大分子团充分裂解、充分混合，并在分子结氧剂的催化作用下，使油水分子键之间形成分子共价键。

5．实践证明，这样加工成的高氧重油的粘度降低而颜色不变，实际燃烧热值基本不变且燃点降低，有利于充分燃烧、明显降低工业用油量(15％-25％)和空气污染(60％-79％)。具有高度的实用性和明显的经济效益、社会效益和生态效益。高氧重油适用于各类重油锅炉和重柴油内燃机，可应用于冶金、玻璃、陶瓷、水泥、火力发电厂、轧钢厂、化工厂……等工业企业和远洋运输业。

Claims

1．一种重油分子结氧机，主要包括：扰流磁化器(11．10、11．20)、预混机主体(3．0)、高压油泵(12．11、12．21)、高压射流喷头(12．12、12．22)、第一搅拌机主体(4．0)、第二搅拌机主体(5．0)、流体超声波发生器(13．10、13．20、13．30)、电控箱。其特征在于：

所述扰流磁化器(11．10、11．20)为一根方形钢管(11．12、11｀．12)或矩形钢管(11．22、11｀．22)，在轴向相对的两个平行管面上(内侧或外侧)，分别安装相异极性对置的两组永磁磁钢A(11．13、11｀．13)和永磁磁钢B(11．13′、11｀．13′)，在方形钢管(11．12、11｀．12)或矩形钢管(11．22、11｀．22)内部空间，设有阻流板(11．15)或叶片轴(11｀．17)和扰流叶片(11｀18)；

所述预混机主体(3．0)、第一搅拌装置主体(4．0)、第二搅拌装置主体(5．0)各自分别由大小不同的缸体(3．02、4．02、5．02)、搅拌叶片(3．04、4．04、5．04)、微孔档板(3．03、4．03、5．03)、传动轴(3．05、4．05、5．05)组成。

所述超声波发生器(13．10、13．20、13．30)由一个环形外壳(13．11)、一个锥形芯体(13．12)和螺扣(13．18)组成；

该装置还包括：一组将分子结氧剂、水输入预混机主体(3．0)的导管、将重油、分子结氧剂溶液输入第一搅拌装置主体(4．0)的导管、将分子结氧剂溶液或混合油输入高压油泵(12．11、12．21)、高压射流喷头(12．12、12．22)的导管、将混合油输入第二搅拌装置主体(5．0)、流体超声波发生器(13．10、13．20、13．30)的导管，以及将加工好的高氧重油输出的导管(8．0)。

2．根据权利要求1所述的扰流磁化器，

其特征在于：方形钢管11．12内径选择在50-100mm之间，长度500-1000mm。

3．根据权利要求1所述的扰流磁化器，

其特征在于：相异极性对置的两组永磁磁钢A(11．13、11｀．13)和磁钢B(11．13′、11｀．13′)，分别安装在方形钢管(11．12、11｀．12)外侧轴向对应的两个平行管面上。

4．根据权利要求1所述的扰流磁化器，

其特征在于：相异极性对置的两组永磁磁钢A(11．13、11｀．13)和磁钢B(11．13′、11｀．13′)，分别安装在矩形钢管(11．22、11｀．22)内侧轴向对应的两个平行管面上，两组永磁磁钢内侧磁极间距控制在50-100mm。

5．根据权利要求1所述的扰流磁化器，

其特征在于：永磁磁钢A(11．13、11｀．13)和磁钢B(11．13′、11｀．13′)采用最大磁能积(BH)ma为30-50兆高斯奥斯特(N30-N50)的NdFeB(钕铁硼)永磁体。两组永磁磁钢总长度分别为400-800mm，通常用许多厚度(磁钢的两磁极垂向距离)为35-50mm的小块磁钢同磁向粘接，达到所需长度。

6．根据权利要求1所述的扰流磁化器，

其特征在于：在方形钢管(11．12、11｀．12)或矩形钢管(11．22、11｀．22)内部空间，每隔一定距离焊接一片阻流板(11．15)，阻流板(11．15)的宽度略超过方形钢管(11．12、11｀．12)或两组永磁磁钢内侧磁极间距50-100mm的半径，阻流板(11．15)交替靠近相异磁极一端，在方形钢管(11．12、11｀．12)或矩形钢管(11．22、11｀．22)内部形成回曲流道。

7．根据权利要求1所述的扰流磁化器，

其特征在于：叶片轴(11｀．17)和扰流叶片(11｀．18)可以用非导磁金属(不锈钢、铝)也可以用工程塑料制成，叶片轴(11｀．17)两端以及中间适当位置是用适当的轴架固定在方形钢管(11．12、11｀．12)或矩形钢管(11．22、11｀．22)内壁上的，扰流叶片(11｀．18)是安装在叶片轴(11｀．17)上、可被动旋转的，扰流叶片(11｀．18)的每一个叶片都按一定的小角度扭曲。

8．根据权利要求1所述的流体超声波发生器，

其特征在于：在环形外壳13．11和锥形芯体13．12之间用螺扣13．18连接、并可通过旋转锥形芯体13．12调节伞形导流管13．17的宽度。

9．根据权利要求1所述的重油分子结氧机，

其特征在于：混合油通过导管分别进入扰流磁化器Ⅰ(11．10)、高压油泵Ⅰ(12．11)、高压射流喷头Ⅰ(12．12)、流体超声波发生器(13．10)进入第二搅拌机主体(5．0)；混合油从高压射流喷头Ⅰ(12．12)喷出时撞击到缸体(5．02)内设的突起(5．06)产生散射；混合油通过高压油泵Ⅰ(12．11)加压，从安装在第二搅拌机上盖(5．01)上的流体超声波发生器(13．10)喷出时产生超声波，使第二搅拌机主体(5．0)内的混合油都受到超声波的震荡作用。

10．根据权利要求1所述的重油分子结氧机，

其特征在于：在预混机主体(3．0)内的生成分子结氧剂溶液通过导管进入扰流磁化器Ⅱ(11．20)、高压油泵Ⅱ(12．21)、一部分分子结氧剂溶液由高压射流喷头Ⅱ(12．22)以切向射流方式进入重油输入管(8．0)，同重油一道进入第一搅拌机主体(4．0)；另一部分分子结氧剂溶液通过流体超声波发生器(13．20)产生超声波后喷射进入第一搅拌机主体(4．0)。

11．根据权利要求1所述的重油分子结氧机，

其特征在于：进入第二搅拌机主体(5．0)的混合油全部通过流体超声波发生器(13．10、13．30)，产生更强的超声波。

12．根据权利要求1所述的重油分子结氧机，

其特征在于：可设两套或多套扰流磁化器、高压油泵和高压射流喷头。可设两套或多套搅拌机。