一种柴油机用微乳化柴油的制作方法

文档序号:11767351阅读:962来源:国知局

本发明涉及新能源领域,具体为一种柴油机使用的微乳化柴油。



背景技术:

目前国内外的柴油标准中水含量的指标限制在200mg/kg以下至痕迹甚至是0(军用)。原因是防止水对柴油机机体的侵蚀和难起动,但排放尾气的污染严重。随着自然产物石化能源的日益枯竭和人们对环境无污染日益高涨的要求,“节能减排”已成为国际性大形势的要求,已引起各国政府和广大人民的高度重视和大力研发。

所谓“节能”,是指在相近功率的情况下,尽量节省日益枯竭的石化能源柴油,用可再生的无毒副作用的价格比柴油便宜的容易取得的能源来代替柴油燃烧作功。

所谓“减排”,是指减少柴油机燃烧尾气中的对人体有害的物质,如co、co2、so2、nxo、pm2.5化合物及由未完全燃烧的炭粒子组成的黑烟等。它们对人体都有危害作用。

微乳化柴油可以同时起到节能减排的作用,国外已有乳化柴油上市。美国、日本和西欧一些国家已开发了第二代、第三代乳化燃料,并已在市场上作为商品出售。国内虽有不少乳化柴油的研究与论著,但尚未看到微乳化柴油上市的报道。

目前,尽管我国及国外(如美国、欧州等)对柴油提出越来越严格的质量要求,但其在柴油机中燃烧后排放的尾气中仍会有co、co2、so2、hc、nxoy等对人体有毒副作用的成份,这与燃烧的充分与否及各地所产的柴油成分不同有关。各有害成分对人体的危害情况如下:

1、co2对人体和世界的危害:

co2是多种可燃物燃烧的主要产物,它刺激人的呼吸中枢,使呼吸加快,脉搏加快。空气中的含量高时,会使人头疼、晕眩、耳鸣、心悸,严重时甚至使人意识不清、出现紫斑、死亡;co2产生的温室效应,对整个地球和所有动物都有很大的危害,燃烧一公斤炭就产生了3.667公斤co2。

2、co对人体的危害性:可引起头疼、呕吐、痉挛,甚至死亡。即所谓的煤气中毒。

3、so2对人及动植物的危害:so2能刺激人的眼睛和呼吸道,引起咳嗽,甚至死亡;遇到湿空气会形成酸雨,伤害人及所有动植物。

4、nxoy对人体的影响:刺激人的气管、咳嗽、甚至导致死亡。

5、黑烟的危害性:黑烟是可燃物中炭未完全燃烧的产物,其中有一些极小的炭黑粒子,形成污染空气的pm2.5,大粒子炭黑形成黑烟,可慢慢地落下来,对人体肺、呼吸道和眼睛都有伤害。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术中的不足,本发明提供了一种既能达到节油又减少排放尾气中有害成分的双重作用的新能源,以期达到造福全人类的目的。

本发明的目的是这样实现的:

一种柴油机用微乳化柴油,由下列原料配比而成:柴油、h2o、油酸、naoh、硝酸戊脂、正丁醇、煤油、乙醇胺、碳酸钠、naci。

一种柴油机用微乳化柴油,由下列原料按照体积或者重量百分比配比而成:柴油70~80%、h2o10~20%、油酸1~20%、naoh(重量比)0.001~0.3%、硝酸戊脂0.1%~1%、na2co3(重量比)0.001~0.05%、nacl0.1111%~0.0002%、煤油0.1~1%、正丁醇1~6%、乙醇胺0.2~2%,上述原料之和为百分之一百。

积极有益效果:与纯柴油相比,在功率无明显变化的情况下,本发明可节约不可再生的且日益枯竭的石化燃料柴油10~25%;将可再生能源应用于柴油机中,来代替不可再生的且日益枯竭的石化能源柴油;可减少柴油机排放尾气的有害成分co2、so2、co、黑烟、nxoy等;将储量无穷大且可循环利用的水作为柴油机能源燃料的一种成分,是开发新能源的一大举措。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的说明:

一种柴油机用微乳化柴油,由下列原料按照体积百分比配比而成:柴油70~80%、h2o10~20%、油酸1~20%、naoh(重量)0.001~0.3%、硝酸戊脂0.1%~1%、na2co3(重量比)0.001~0.05%、nacl0.1111%~0.0002%、煤油0.1~1%、正丁醇1~6%、乙醇胺0.2~2%,上述原料之和为百分之一百。

作用机理:

一、纯柴油在微乳化柴油中占多数,起燃烧作功和易起动的作用。

二、水在柴油发动机中起到节能减排的机理:

1、水(h2o)的本质是h2和o2。h2是最清洁的高能燃料,已用于火箭发动机等场合。o2是助燃剂。

2、水在柴油机气缸中的高温和一些催化剂的作用下,可以分解成h2和o2或[o]与[oh],原生[o]是强氧化剂,[oh]是活化中心,可促使柴油活化、分解、充分燃烧。

3、水是极性分子,在一些表面活性剂的作用下,可以与柴油形成油包水型乳化柴油。

4、乳化柴油在柴油机气缸中的高温作用下,能产生“微爆炸”效应,使油更分散,表面积更大,更易燃烧。

5、水的传热速度比油快,使缸内温度更易均匀,因而避免了因局部温度过高而产生nxo的弊病,即减少了柴油机排放尾气中nxo的污染。

6、水的膨胀作功本领比柴油大10倍。

7、水能在柴油机气缸内的高温下和柴油中的c发生水煤气效应,使柴油中的炭燃烧更充分,因而减少甚至避免了尾气中黑烟的产生。同时产生的h2和co能产生更大的热量,能作更大的功。水煤气的化学反应式如下:

而h2和co都是可燃气体,而且产生的热能比纯炭燃烧产生的热能高,所以水煤气是极好的燃料,在工业上大量采用。co还是其他一些化工产品的重要原料。

而c的燃烧热是c+o2=co2-392.88kj/mol

因此可知:c的燃烧热-392.88kj/mol,小于c+h2o后产生的h2和co的燃烧热(285.77kj/mol+282.84kj/mol=568.65kj)。

很显然,h2o中h2在水煤气反应中起了产生燃烧热的功效。此外,水煤浆在工业上的大量应用是“水煤气反应”的又一个确切的例证。

水还有一种常人所不知的特殊效应:由水煤气反应所产生的h2与进入气缸的空气中的o2在540c和fe、cu等催化剂的作用下可以发生爆炸作用。产生巨大的气体体积及相应的压力推动柴油机气缸的活塞对外作功。爆炸是可燃物在千分之几秒内发生剧烈化学反应的现象,柴油在柴油机中燃烧实质上就是一种爆炸反应。水在该方案中可起到一定的爆炸作用。因为柴油在柴油机气缸中的燃烧时间在0.005秒以下,属于爆炸范畴。爆炸反应所产生的大量气体在极短的时间内可产生巨大的气体冲击力。在密闭容器(如柴油发动机的气缸)内可产生巨大的压力。因而可提高柴油机的功率。

总之,上述的化学反应与实际应用事例,充分证明“水是可燃性能源”。即在一定的条件下,水是一种可燃能源,且水是最廉洁、易得的全功能(包括物理功能、化学功能和生物功能)的无穷大能源。因水中无c及s等成分,所以参于柴油燃烧后减少了co2、so2污染物的排放。

三、本发明方案中的油酸(c18h34o2),无毒、可燃,且是一种乳化剂,能促使水与柴油形成油包水型乳化油,又能保护柴油机气缸内表面不被腐蚀,延长柴油机的寿命。而且,油酸是一种可再生能源。应用于本方案中,即可以可再生能源代替不可再生的日益枯竭的石化能源。

四、方案中的硝酸戊酯,可以提高柴油的十六烷值,使柴油更易燃烧,且能降底燃点,使柴油发动机易于起动。

五、方案中的naoh,可加速柴油的分解,促进燃烧,又可与油酸反应生成油酸钠,这是一种高效乳化剂;还可中和柴油中原有的无机酸,保护了柴油机气缸不被酸所腐蚀。

六、方案中的na2co3能与原油的s在气缸中燃烧时所生成的so2反应生成无毒的na2so4,从而减少了柴油机排放尾气中的污染物so2。

七、方案中的煤油可降低乳化柴油的燃点,使柴油机易于起动。同时,煤油也是一种燃料,无毒。

八、方案中的nacl是一种助燃剂,可降低乳化柴油的点燃温度。

九、方案中的乙醇胺是乳化剂,且可除去天然气和石油气中的酸性气体。

十、方案中的正丁醇,用作溶剂,是助乳化剂。

本发明的重大意义:

该发明专利的应用,证明“水是可燃性能源”、“水是具有物理能、化学能和生物能的全功能无穷大新能源”。

与纯柴油相比,在功率无明显变化的情况下,本发明可节约不可再生的且日益枯竭的石化燃料柴油10~25%;将可再生能源应用于柴油机中,来代替不可再生的且日益枯竭的石化能源柴油;可减少柴油机排放尾气的有害成分co2、so2、co、黑烟、nxoy等;将储量无穷大且可循环利用的水作为柴油机能源燃料的一种成分,是开发新能源的一大举措。

以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内,本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等,均应视为本申请的保护范围。

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