专利名称：最佳燃烧和排放控制的尿素水溶液乳化柴油配比的制作方法
技术领域：
本发明属于柴油的乳化技术领域，涉及一种最佳燃烧和排放控制的尿素水溶液 乳化柴油配比，可使乳化柴油达到最佳燃烧和排放特性尿素的掺混比例。
背景技术：
随着经济的发展，以柴油机为代表的动力机械得到了越来越广泛的应用，柴油 机的污染问题和能耗问题受到了越来越多的关注，柴油机的排放主要以NO1^PPM为主， 柴油乳化技术以其低油耗和污染的大幅度降低而越来越受到了人们的重视。从技术角度 看随着柴油乳化研究的深入，已经积累了相当的技术资料，从经济角度看，随着全球的 能源危机和石油的短缺，柴油乳化技术在其节油性上显示出了独特的优势。因此很有必 要把柴油乳化技术应用到实际的生产中。乳化是液-液界面现象，两种不相溶的液体，如油与水，在容器中分成两层， 密度小的油在上层，密度大的水在下层。若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下，油 被分散在水中，形成乳状液，该过程叫乳化。乳状液(或称乳化体)是一种(或几种)液体以液珠形式分散在另一不相混容的 液体之中所构成的分散体系。在制备乳状液时，通常乳状液的一相是水，另一相是极性 小的有机液体，习惯上统称为“油”。根据内外相的性质，乳状液主要有两种类型，一 类是油分散在水中，如牛奶、雪花膏等，简称为水包油型乳状液，用0/W表示；另一种 是水分散在油中，如原油、香脂等，简称为油包水型乳状液，用W/0表示。在制备乳状 液时，是将分散相以细小的液滴分散于连续相中，这两个互不相溶的液相所形成的乳状 液是不稳定的，而通过加入少量的乳化剂则能得到稳定的乳状液。对此，科学工作者从 不同的角度提出了不同的理论解释，这些乳状液的稳定机理，对研究、生产乳状液的化 妆品有着重要的理论指导意义。工程上乳化技术主要有超声乳化技术，微乳化技术， 及纳米乳化技术等。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种最佳燃烧和排放 控制的尿素水溶液乳化柴油配比，在乳化柴油的最重要的尿素掺烧比例上，使尿素达到 最佳排放和燃烧特性的掺烧比例，并且可以较长时间的保持稳定。通过在柴油中掺混尿 素溶液，对其进行乳化，在气缸内混烧达到降低柴油发动机污染物排放的目的，主要是 降低PM和NOxW排放；同时降低燃油消耗率。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的依据本发明提供的一种最佳燃烧和排放控制的尿素水溶液乳化柴油配比，所述 的尿素和柴油以任意比例混溶并加入助溶剂，助溶剂的主要成分为高分子聚合醇或直链 的醇与多羟基脂肪酸、直链脂肪酸聚合缩合得到高分子共聚物，再用合成的共聚物与水/ 油非离子表面活性物质或油/水非离子表面活性物质；助溶剂的次要成分为增溶剂、烃类溶剂油和苯类溶剂油，助溶剂的次要成分根据适合于不同的尿素柴油比例而不同，制 得的助溶剂的通式为醇类物A 30% 50%，脂肪酸B 30 50%，水/油类表面活性 物CO 20%，油/水类表面活性物DO 20%，增溶剂a0 5%，烃类溶剂油b 0 5%,苯类溶剂油cO 5%;尿素和柴油加入助溶剂后，经过高速剪切搅拌、磁化，得到 均勻稳定的尿素柴油混溶燃料。本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果由于发明采用在柴油中掺混尿素溶液，对其进行乳化，在气缸内混烧达到降低 柴油发动机污染物排放的目的，主要是降低PM和NOxW排放；同时降低燃油消耗率。 并且可以较长时间的保持稳定，不易分层。尿素水溶液在缸内高温环境下进行分解、汽 化需要吸收一定的热量；并且其在缸内产生的水蒸气和NH3都具有较大的比热容，可以 降低最高燃烧温度；同时气态的NH3可以还原燃烧中产生的NOx，从而可以降低NOx的 排放。本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1为本发明的工作原理框图。
具体实施例方式以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式
、结构、特征 及其功效，详细说明如后。如图1所示的一种最佳燃烧和排放控制的尿素水溶液乳化柴油配比，所述的尿 素和柴油以任意比例混溶并加入助溶剂，助溶剂的主要成分为高分子聚合醇或直链的醇 与多羟基脂肪酸、直链脂肪酸聚合缩合得到高分子共聚物，再用合成的共聚物与水/油 非离子表面活性物质或油/水非离子表面活性物质；助溶剂的次要成分为增溶剂、烃类 溶剂油和苯类溶剂油，助溶剂的次要成分根据适合于不同的尿素柴油比例而不同，制得 的助溶剂的通式为醇类物A30% 50%，脂肪酸B30 50%，水/油类表面活性物C 0 20%，油/水类表面活性物DO 20%，增溶剂a0 5%，烃类溶剂油b0 5%， 苯类溶剂油CO 5%;尿素和柴油加入助溶剂后，经过高速剪切搅拌、磁化，得到均勻 稳定的尿素柴油混溶燃料。将本发明制备的尿素柴油在柴油机上使用，尾气NOx最大幅 度可降低70%左右。尿素乳化柴油燃烧后NOx污染较低的原理。例一、H2O与CO的反应如下H20+H0H+H2 +H2O —OH+H2L+CO — C02+H L+CO — C02+H经实验得出，在C0+02的燃烧中，如果加入0.23%的水蒸气，则其燃烧速度大 为提高，火焰传播速度从lOOcm/s增加到780cm/s，增加了 6.8倍。例二、H2O与C的反应如下H20+C = CO+H2 2H20+C = C02+2H2这就是常说的水煤气反应。例三、4NH3与NOx的还原反应如下
4N0+4NH3+02 — 4N2+6H20 ；6NO+4NH3 — 5N2+6H20 ；6N02+8NH3 — 7N2+12H20 ；2N02+4NH3+02 — 3N2+6H20上述这些反应，减少了火焰中的炭粒，提高了油的燃烧程度，改善了燃烧状 况，提高了油的燃烧效率。在缺氧条件下，燃料中由于高温裂解产生的碳粒子，能与水 蒸气反应生成CO和H2,使碳粒子能充分燃烧，提高了燃烧率，降低了燃烧产物中的烟 尘含量；另一方面，由于乳化水的蒸发作用，均衡了燃烧时的温度场，从而抑制了 NOx 的形成；最后，由于尿素分解出的NH3的还原作用，可以有效的降低NOx。
权利要求
1. 一种最佳燃烧和排放控制的尿素水溶液乳化柴油配比，其特征在于所述的尿素 和柴油以任意比例混溶并加入助溶剂，助溶剂的主要成分为高分子聚合醇或直链的醇与 多羟基脂肪酸、直链脂肪酸聚合缩合得到高分子共聚物，再用合成的共聚物与水/油非 离子表面活性物质或油/水非离子表面活性物质；助溶剂的次要成分为增溶剂、烃类溶 剂油和苯类溶剂油，助溶剂的次要成分根据适合于不同的尿素柴油比例而不同，制得的 助溶剂的通式为醇类物A 30% 50%，脂肪酸B 30 50%，水/油类表面活性物C 0 20%，油/水类表面活性物DO 20%，增溶剂a0 5%，烃类溶剂油b0 5%， 苯类溶剂油CO 5%;尿素和柴油加入助溶剂后，经过高速剪切搅拌、磁化，得到均勻 稳定的尿素柴油混溶燃料。
全文摘要
本发明涉及一种最佳燃烧和排放控制的尿素水溶液乳化柴油配比，尿素和柴油以任意比例混溶并加入助溶剂，助溶剂的主要成分为高分子聚合醇或直链的醇与多羟基脂肪酸、直链脂肪酸聚合缩合得到高分子共聚物，再用合成的共聚物与水/油非离子表面活性物质或油/水非离子表面活性物质；助溶剂的次要成分为增溶剂、烃类溶剂油和苯类溶剂油，助溶剂的次要成分根据适合于不同的尿素柴油比例而不同，尿素和柴油加入助溶剂后，经过高速剪切搅拌、磁化，得到均匀稳定的尿素柴油混溶燃料。本发明通过在柴油中掺混尿素溶液，对其进行乳化，在气缸内混烧达到降低柴油发动机污染物排放的目的，主要是降低NOx和PM的排放。
文档编号C10L1/16GK102010766SQ20101058303
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者郑清平, 魏所库, 黎苏 申请人:天津圣纳科技有限公司, 河北工业大学