专利名称：一种可再生的氢碳单氧动力燃料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人工合成制取燃料的技术及工艺，尤其是涉及利用生物质碳电极在真空水下弧光裂解的方法来制取可再生的氢碳单氧动力燃料的技术及工艺。
背景技术：
能源在国民经济和人类发展中具有特别重要的战略地位，但自1973年世界石油危机以来，人类承受着能源告急和全球生态环境恶化的双重压力。我国目前能源供需矛盾尖锐，结构不合理；能源利用率低；能源的大量消费造成严重的环境污染。国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006— 2020年)》指出，能源是国民经济、社会发展和国防安全重点发展，亟待科学支撑的产业和行业重点领域之一，中国将在未来15年内把发展能源和水资源、环境等11个重点领域的技术放在优先位置，解决制约经济社会发展的重大瓶颈问题。未来十五年，中国能源技术发展的主要方向是经济、高效、清洁利用新型能源开发。《十二五国家战略性新 兴产业发展规划》中，新能源列进七大战略新兴产业之一。加强下一代生物质燃料技术开发也写进新能源的发展规划。国家支持前沿科技的发展，真空零点能技术现已成为世界性科研和竞争领域。2010年《前沿科学》第四期，北京航空航天大学江兴流教授撰文《二十一世纪是零点能的世纪》。生物质碳和水是自然界十分丰富的资源，但目前没有一种利用此资源来生产成本低、安全性好、清洁、实用性强，能够取代常规能源的新型燃料。燃料中伴生的真空零点能在世界范围内也只是在试验阶段，没有大规模产业化的先例。
发明内容
1、发明目地本发明提供一种利用生物质碳电极在真空水下弧光裂解制取氢碳单氧动力燃料的技术及工艺，其目地是解决现有的不可再生的常规能源的资源短缺，污染环境，不可持续；而部分新能源的成本高，技术不成熟，而现在没有一种利用可再生的生物质碳和水，并伴生真空零点能(Zero Point Energy)制造新型燃料的技术及工艺而存在的问题。2、技术方案本发明是通过以下方案来实现的
一种可再生的氢碳单氧动力燃料的技术及工艺，其特征在于该技术及工艺的完成是由反应器I，正碳电极E1和负碳棒电极E2,工作电阻器RL1和RL2,电源自动转控器120VAC构成；正电极E1与负电极E2的对应端均露出碳电极,正电极E1与负电极E2相对程控构成产生电弧的距离，反应器I为真空状态下的水容器，两个电极E1和E2设置在水容器内，正电极E1通过电源自动转控器120VAC与主动力电源一端连接，负电极E2通过并联的工作电阻器RU和RL2,电源转控器带动的送料系统连接。电极E1和E2的放电端的间距为15-50毫米，工作电阻的RL1的电阻值为O. 08—O.1欧姆，RL2的电阻值为O. 08—0.1欧姆。主动力电源；主动力电源经120VAC电源自动转换器后，电极E1和E2的工作电压为直流电压25— 35V、电流为300— 3000A。并联的工作电阻器RL1和RL2与电源自动转换器之间通过数字电表A2连接。上述电极E1的内径为80毫米一300毫米，高度为40毫米一200毫米的法兰；电极E2的直径为18毫米一200毫米，长度为380毫米一2000毫米的碳棒。反应器为密闭的真空反应室。反应器上端设有电极E2的进料口，料库可储存用24小时的原料，由自动送料系统输送。由设置在反应器内铜导架与其内腔紧密配合的法兰碳电极E1与碳电极E2相对应形成电弧端5。一种可再生的氢碳单氧动力燃料的技术及工艺，其特征在于发明人委托大连理工大学精细化工国家重点实验室对本发明制得的氢碳单氧燃气进行测定，其研究报告如下
对制得的燃气组成成份鉴定及含量测定 测试仪器日本岛津GC — 7A气相色谱仪 测试条件oven: 50 °C ; in jet : 90 °C , TCD : 80 °C 载气Ar (高纯)
色谱柱分子筛 13X 色谱数据工作站
图2为H2进样图谱，分 析文件为06041312，样品进样量1000微升，其中各项指标如
下
峰编号保留时间峰面积面积百分百体积百分百
H21.51511338633 90.00251
CO7.0409306327.38749
结论该气体为氢气(51%)和一氧化碳(49%)的混合物，是大约等量的混合物。氢气略
多一些。通过以上研究报告，得到以下结论氢(H2)51%，一氧化碳(C0)49%，其中碳的成份比例为24. 5%,已经将生物质碳的利用率提高了 4倍，有效的利用水中的氢(H)和氧(O)的成份。按《能量守恒定律》计算的此燃料热值为3030大卡；
按自然计算法测出的热值为18700大卡。一般情况下含氢气量大的燃气加氧时会发生爆炸，而利用此燃料代替乙炔切割金属时，燃料性能稳定，安全。这是因为在此燃料的制作过程中，温度在超过2000°C时，氢的分子键被打开，核质子数量增加，产生氢的同位素，也就是产生真空零点能的过程中产生了同位素。(图3)
此燃料热值构成为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和真空零点能(Zero Point Energy)。其中，真空零点能(Zero Point Energy)占 83. 8%,氢气(H2)占 8. 3% ，一氧化碳(CO)占 7. 9%。3、优点及效果通过可再生的氢碳单氧动力燃料的技术及工艺方案的实施，能很好地解决现有不可再生的常规能源的资源短缺，污染环境；及部分可再生资源的成本高，而现在没有一种利用生物质碳和水制造可再生的氢碳单氧动力燃料的技术及工艺。本发明利用雷电摩擦原理，在生物质碳电极之间弧光裂解水分子，并进行氢、碳和氧的离子结合，并伴生真空零点能(Zero Point Energy),热值的来源主要是真空零点能,其燃料具有廉价，清洁，高效可再生等优点，制得的燃料可替代常规能源。利用本发明的技术及工艺可以大规模产业化生产，尤其是在利用真空零点能上是重要突破，是该前沿技术的有效应用，填补中国在该领域上的空白。
附图1，为本发明的技术及工艺示意 附图2，为燃气组成成份的进样图谱；
附图3，原子轨道图。
具体实施例方式
本发明利用雷电摩擦原理，在真空水下弧光裂解水分子，在反应器的内部的碳电极接通电源后，电极在水下产生电弧，并释放很大热能，其弧光温度高达2760— 3871°C，使水分子裂解为氢和氧离子，使固体碳电极上脱落的碳微粒与氢和氧离子，在弧光区形成等离子域，氢、碳和氧在等离子区域内重组，产生气泡并浮出水面，通过压缩，分流制造出可再生的氢碳单氧动力燃料，并伴生真空零点能。其燃料廉价，清洁，高效和可再生，原材料广泛和燃气性能稳定安全等优点。实施例1 :
如图1所示，本技术及工艺是在真空水下弧光裂解制取氢碳单氧动力燃料，在反应器I内中盛装一定量的水3，反应器内设置工作电阻RL1和，RL2，设置在铜导架内的与其内腔紧密配合的碳法兰电极E1，碳棒电极E2, 120VAC的主动力电源转换器7和数字电表A2组成。反应器I内部为水容器，是密封的反应室，其内装有水3，两个电极E1和E2设置在水下，反应器上设有电极自动送料系统，碳棒电极E2由于弧光的消耗，送料系统进行自动补充。电极间的放电间隙6为15 — 50毫米。制造燃料的工艺如下将主动力电源经电源自动转换器7后，使电极E1和E2的碳棒电极传送系统接通25— 35V的直流低电压及300A — 3000A的高电流，使碳电极间放电产生白炽弧光，高温热能使电弧周围的水裂解为氢和氧的离子，负电极E2上消耗的碳微粒和氢、氧元素在此等离子区域重组，形成气泡4，浮出水面，经过压缩，分流制成氢碳单氧动力燃料。实施例2
电极的自动传送系统所传输的电极E2的直径为18毫米、25毫米、50毫米、100毫米、200毫米，长度尺寸为380——2000毫米。进料器和进料库储存24小时的电极供应量，24小时补充一次。此燃料的技术及工艺能保证生产能力为20立方米/小时至10000立方米/小时。最大的生产量是由计算机程控(PLC)串联的设备系统完成。(一)、本发明制得的燃料的热值构成如下
真空零点能占83. 8%，氢气(H2)占8. 3%，一氧化碳(CO)占7. 9%。
(二)、制造氢碳单氧动力燃料的工艺过程中的化学反应如下: UC + O2 = C O2
2、C+ H2O = H2 + C O
3、H2+ C O = C O2 + H2
此种燃气比重轻于空气，轻于空气比率O. 14。(三)、制得氢碳单氧动力燃料燃烧后排放物的成份及含量
1、水蒸气65%— 70% ；
2、氧气8%—13%；_■氧化碳 6%—8%。(四)、制得氢碳单氧动力燃料的用途
1、在大型清洁高效发电技术设备的应用；
2、在城市、乡镇供气供暖系统中的应用；
3、在城市垃圾无填埋、无害化综合处理系统的应用；
4、在分布式发电系统的应用；
5、在航运船只燃料的应用；
6、在“三农”产业中的应用；
7、在工业和工业炉窑中的`应用；
8、在汽车，拖拉机等活塞发动机系统的应用；
9、在军事、救灾等移动能源系统的应用；
10、在大规模制氢和车载制氢中的应用；
11、在现代服务系统的应用；
12、在氢燃料电池中的应用；
13、在现代物流网络系统的应用；
14、在航空燃料中的应用；
15、在化学工业中的应用。
权利要求
1.利用生物质制造的碳电极在真空水下弧光裂解水分子，形成氢(H)和氧(O)的离子，使固体碳电极上脱落的碳微粒与H和O离子，在氢、碳、氧等离子区域内重组，产生气泡并浮出水面，通过压缩、分流制造出可再生的氢碳单氧动力燃料。
2.此燃料的构成元素中，生物质碳的成份为25%左右，充分地利用了水中的氢和氧离子，它把生物质碳的利用率提高了 4倍，是生物质能的下一代升级换代产品。
3.利用生物质碳电极在真空水下弧光裂解水分子，产生的可再生的氢碳单氧动力燃料的热值，远大于按《能量守恒定律》计算的热值3030大卡，达到18700大卡，其热值来源于真空零点能(Zero Point Energy),是伴生的,效率大于一。
4.真空零点能(ZeroPoint Energy)的利用及产业化,实现了从真空零点能存在的理论到实验，再到产业化的实践过程，根据真空零点能产生过程中将产生相关同位素的理论，此燃料产生过程中的是氢的同位素，代替乙炔切割金属和纯氢性质完全不同的效果，加氧后不爆炸，助燃，燃料的饱和状态证明了这一点，性能稳定，具有重大的科学研究和应用价值。
5.由大连理工大学精细化工国家重点实验室的检测报告中，对此燃料检测结果为高纯(99. 99%)，是一次性直接产生，是氢燃料电池和氧燃料电池的理想填充物，该燃料比重比空气轻O. 14，发生泄漏时，立即升空，不会聚集爆炸，污染空气，所含一氧化碳也不会造成危害。
6.储存的周期长，实验证明，6年多时间仍能保持此燃料的原始功效，性能稳定。
7.热值的来源:氢(H2)、一氧化碳(CO)、真空零点能(Zero Point Energy),其中，真空零点能占83. 8% ;氢(取)8. 3% ;一氧化碳(C O) 7. 9%。
全文摘要
本发明一种可再生的氢碳单氧动力燃料，是一种利用生物质碳电极在真空水下弧光裂解制取氢碳单氧动力燃料的技术及工艺，其目地是解决现有的不可再生的常规能源的资源短缺，污染环境，不可持续；而部分新能源的成本高，技术不成熟，而现在没有一种利用可再生的生物质碳和水，并伴生真空零点能(ZeroPointEnergy),制造新型燃料的技术及工艺而存在的问题。生物质碳和水是自然界十分丰富的资源，但目前没有一种利用此资源来生产成本低、安全性好、清洁、实用性强，能够取代常规能源的新型燃料。燃料中伴生的真空零点能在世界范围内也只是在试验阶段，没有大规模产业化的先例。此燃料具备大规模生产的技术和工艺条件。
文档编号C10L3/00GK103060033SQ20121031830
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月2日 优先权日2012年9月2日
发明者张忠深, 王久英 申请人:张忠深, 王久英