一种燃油活化助燃红外辐射材料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及红外辐射材料，尤其是涉及一种在低波段(3?5μπι波段)具有较高红外辐射率、成本较低的一种燃油活化助燃红外辐射材料及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]随着船舶工业的迅猛发展和世界能源的紧缺，节能减排已成为世界性的课题。燃油的不充分燃烧是造成大气污染的重要原因之一，同时，无法充分利用的燃料，对能源资源也是一种极大的浪费。
[0003]由于燃油碳氢化合物分子间普遍存在范德华力，使得气缸内的燃油分子聚集成为一个大分子团，而在分子团最内部的碳氢分子在短短的行程时段内，还没有机会与氧气充分混合燃烧就被迅速排出缸外，不但降低了燃油的燃烧效率，而且形成了污染环境的有害尾气。为了提高燃油燃烧的效率，减少造成大气污染的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化合物等废气的排放，催化燃烧法是节能减排、安全高效、操作简单的方法。也可广泛用于各种有机废气的治理。
[0004]中国专利CN 101298549Α公开一种低成本燃油活化助燃红外辐射材料及其制备方法，利用红外辐射材料在2.5?20 μ m波段辐射出高能红外线，打散团聚的燃油分子并共振激发燃油分子键能，提高燃油的燃烧效率，降低有害气体排放，达到催化燃烧的目的。以天然电气石矿物粉末为原料，通过掺杂改性调整电气石材料的能带结构，针对性地提高电气石作为燃油活化材料而必须的在低波段(2.5?6.2 μπι波段)的红外辐射率。采用掺杂尖晶石型过渡金属氧化物，添加碱金属化合物、碱土金属化合物、氧化硼、二氧化钛中的至少一种材料。通过有机无机材料复合、有机物包覆等成型手段制备出能应用于节能减排与环保材料技术领域的燃油活化材料。
[0005]现有的燃油活化助燃材料可以在一定程度上改善燃油分子团聚的情况，但是由于材料的红外辐射效率不够，使得活化效果不太明显；而有的燃油活化助燃材料生产成本太高，不适合推广。
【发明内容】
[0006]本发明的目的旨在克服现有技术的上述不足，提供能够广泛应用于汽车、柴油车，效果明显、成本低廉，可实现节能减排的一种燃油活化助燃红外辐射材料及其制备方法与应用。
[0007]所述燃油活化助燃红外辐射材料，按质量百分比的原料组成为矿石粉料50%?85 %，红外辐射材料5 %?25 %，添加剂5 %?10 %，有机造孔剂5 %?15 %，总量为100 %。
[0008]所述矿石粉料可选自镁电气石粉料、黑电气石粉料、锂电气石粉料等中的至少一种。
[0009]所述镁电气石粉料可采用产自河北阜平或新疆阿尔泰的镁电气石粉料，所述黑电气石粉料可采用产自内蒙古或河南卢县的黑电气石粉料。
[0010]所述红外辐射材料可采用尖晶石，这种材料在全波段都具有很高的远红外辐射率。
[0011 ] 所述添加剂可选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、氧化硼、二氧化钛等中的至少一种，这类材料能降低材料烧结温度，并有效调节材料能带结构，大大提高该材料的活性效果O
[0012]所述碱金属氧化物可采用K2O等，所述碱土金属氧化物可采用CaO等。
[0013]所述有机造孔剂可选自聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、陶瓷粉末等中的至少一种。
[0014]所述燃油活化助燃红外辐射材料的制备方法，其步骤如下:将全部原料混合后球磨，再烧结，冷却后得燃油活化助燃红外辐射材料，所得的燃油活化助燃红外辐射材料呈球状。
[0015]所述球磨可用球磨机球磨至200目以下；所述烧结的温度可为900°C。
[0016]所述球状的直径可为3?8_，优选5_，其效果是能保证球颗粒之间有足够的空间，使油液与球颗粒充分接触，提高活化助燃效率；另外能够保证红外辐射材料的球状颗粒能够保持在两个金属网之间，而不会被燃油带出金属网之外。
[0017]所述燃油活化助燃红外辐射材料主要作为2.22 μ m波段的红外辐射材料。
[0018]所述燃油活化助燃红外辐射材料可在燃油活化装置中应用。
[0019]所述燃油活化装置，设有燃油进口、燃油出口、第一单向阀、第二单向阀、多孔介质、旁通阀，所述多孔介质内含燃油活化助燃红外辐射材料，在正常流动时，打开旁通阀，关闭第一单向阀、第二单向阀，燃油通过燃油进口进入，流经旁通阀，从燃油出口流出。在进行燃油远红外辐射活化时，关闭旁通阀，打开第一单向阀、第二单向阀，燃油通过燃油进口进入，流经第一单向阀，在多孔介质区域，被远红外辐射材料活化，之后流经第二单向阀，而后通过燃油出口流出。
[0020]本发明有益技术效果如下:
[0021]本发明利用红外辐射材料在2.5?22 μπι波段辐射出高能红外线，打散团聚的燃油分子，并共振激发燃油分子键能，提高燃油的燃烧效率，降低有害气体排放，达到催化燃烧的目的。以电气石矿物粉末为原料，掺入尖晶石材料，若添加少量粘土，则易于烧结，通过有机无机材料复合等成型手段制备出能应用于节能减排与环保材料技术领域的燃油活化材料，并将这种复合材料应用于实践，制作一种由旁通阀、单向阀以及多孔介质等组装而成的装置来实现燃油活化，提高燃油燃烧效率，降低有害气体排放，实现节能减排。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例的燃油活化装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下的实施例将结合附图对本发明做进一步说明。
[0024]实施例1
[0025]—种燃油活化助燃红外辐射材料，按质量百分比的原料组成为黑电气石50%、天然尖晶石25%、碱金属氧化物10%、聚乙烯醇15%。制备时将全部原料混合后球磨至200目以下，再在950°C下进行烧结，冷却后得燃油活化助燃红外辐射材料，所得的燃油活化助燃红外辐射材料成球状。
[0026]实施例2
[0027]—种燃油活化助燃红外辐射材料，其配方按重量百分比计为镁电气石粉料60%，尖晶石20 %，氧化硼8 %、陶瓷粉末12 %。
[0028]实施例3
[0029]—种燃油活化助燃红外辐射材料，其配方按重量百分比计为:锂电气石粉料70%、天然尖晶石15%、一■氧化钦5% N、聚甲基丙稀酸甲酷10%。
[0030]实施例4
[0031]—种燃油活化助燃红外辐射材料，其配方按重量百分比计为:河北阜平镁电气石粉料75 %、天然尖晶石7 %、二氧化钛8 %、聚苯乙烯10 %。
[0032]实施例5
[0033]—种燃油活化助燃红外辐射材料，其配方按重量百分比计为:新疆阿尔泰镁电气石粉料80 %、天然尖晶石10 %、碱土金属氧化物5 %、聚甲基丙烯酸甲酯5 %。
[0034]实施例6
[0035]—种燃油活化助燃红外辐射材料，其配方按重量百分比计为:内蒙古黑电气石粉料85%、天然尖晶石5%、氧化棚5%、聚甲基丙稀酸甲酷5%。
[0036]实施例2?6的制备方法与实施例1类似。
[0037]实施例7
[0038]将所制得直径为5_的燃油活化助燃红外辐射材料装入柱状金属容器内，制成高效环保节油器。即，一段柱状的金属容器，容器外壳的顶端和底端分别加装两个金属盖，上下盖的中心开孔分别连接进出油管，进出油管内侧装有金属滤网，两个金属网之间留有足够的空间来加装该红外辐射材料，燃油从进油管口进入，保证有足够的时间与燃油活化助燃红外辐射材料充分接触后，被红外辐射材料红外活化，最后，通过出油管口排出装置。
[0039]实施例8
[0040]图1给出一种燃油活化装置的结构组成示意图，设有燃油进口 A、燃油出口 B、截止阀1、截止阀3、多孔介质2、旁通阀4，所述多孔介质2内含燃油活化助燃红外辐射材料，在正常流动时，打开旁通阀4，关闭第一单向阀1、第二单向阀3，燃油通过燃油进口 A进入，流经旁通阀4，从燃油出口 B流出。在进行燃油远红外辐射活化时，关闭旁通阀4，打开第一单向阀1、第二单向阀3，燃油通过燃油进口 A进入，流经第一单向阀1，在多孔介质2区域，被远红外辐射材料活化，之后流经第二单向阀3，而后通过燃油出口 B流出。将本发明的燃油活化装置接于柴油机进油管道，使燃油进入发动机之前先经过本燃油活化装置。
【主权项】
1.一种燃油活化助燃红外辐射材料，其特征在于按质量百分比的原料组成为矿石粉料50 %?85 %，红外辐射材料5 %?25 %，添加剂5 %?10 %，有机造孔剂5 %?15 %，总量为100%。2.如权利要求1所述一种燃油活化助燃红外辐射材料，其特征在于所述矿石粉料选自镁电气石粉料、黑电气石粉料、锂电气石粉料中的至少一种。3.如权利要求2所述一种燃油活化助燃红外辐射材料，其特征在于所述镁电气石粉料采用产自河北阜平或新疆阿尔泰的镁电气石粉料，所述黑电气石粉料采用产自内蒙古或河南卢县的黑电气石粉料。4.如权利要求1所述一种燃油活化助燃红外辐射材料，其特征在于所述红外辐射材料为尖晶石。5.如权利要求1所述一种燃油活化助燃红外辐射材料，其特征在于所述添加剂选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、氧化硼、二氧化钛中的至少一种；所述碱金属氧化物可为κ20，所述碱土金属氧化物可为CaO。6.如权利要求1所述一种燃油活化助燃红外辐射材料，其特征在于所述有机造孔剂选自聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、陶瓷粉末中的至少一种。7.如权利要求1?6中任一所述燃油活化助燃红外辐射材料的制备方法，其特征在于其步骤如下:将全部原料混合后球磨，再烧结，冷却后得燃油活化助燃红外辐射材料。8.如权利要求7所述燃油活化助燃红外辐射材料的制备方法，其特征在于所述球磨是用球磨机球磨至200目以下；所述烧结的温度可为900°C。9.如权利要求1?6中任一所述燃油活化助燃红外辐射材料在2.22 μ m波段的红外辐射材料中应用。10.如权利要求1?6中任一所述燃油活化助燃红外辐射材料在燃油活化装置中应用； 所述燃油活化装置可设有燃油进口、燃油出口、第一单向阀、第二单向阀、多孔介质、旁通阀，所述多孔介质内含燃油活化助燃红外辐射材料，在正常流动时，打开旁通阀，关闭第一单向阀、第二单向阀，燃油通过燃油进口进入，流经旁通阀，从燃油出口流出。在进行燃油远红外辐射活化时，关闭旁通阀，打开第一单向阀、第二单向阀，燃油通过燃油进口进入，流经第一单向阀，在多孔介质区域，被远红外辐射材料活化，之后流经第二单向阀，而后通过燃油出口流出。
【专利摘要】一种燃油活化助燃红外辐射材料及其制备方法与应用，涉及红外辐射材料。燃油活化助燃红外辐射材料，按质量百分比的原料组成为矿石粉料50％～85％，红外辐射材料5％～25％，添加剂5％～10％，有机造孔剂5％～15％。将全部原料混合后球磨，再烧结，冷却后得燃油活化助燃红外辐射材料，所得燃油活化助燃红外辐射材料呈球状。所述燃油活化助燃红外辐射材料主要作为2.22μm波段的红外辐射材料。燃油活化助燃红外辐射材料可在燃油活化装置中应用。利用红外辐射材料在2.5～22μm波段辐射出高能红外线，打散团聚的燃油分子，并共振激发燃油分子键能，提高燃油的燃烧效率，降低有害气体排放，达到催化燃烧的目的。
【IPC分类】C04B38/06, F02M27/06, C04B35/16
【公开号】CN105036718
【申请号】CN201510357390
【发明人】廖建彬, 于洪亮, 闫锦, 郭学平, 孙健鑫
【申请人】廖建彬
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月25日