專利名稱：一種可再生的氫碳單氧動力燃料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種人工合成制取燃料的技術及工藝，尤其是涉及利用生物質碳電極在真空水下弧光裂解的方法來制取可再生的氫碳單氧動力燃料的技術及工藝。
背景技術：
能源在國民經濟和人類發展中具有特別重要的戰略地位，但自1973年世界石油危機以來，人類承受著能源告急和全球生態環境惡化的雙重壓力。我國目前能源供需矛盾尖銳，結構不合理；能源利用率低；能源的大量消費造成嚴重的環境污染。國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006— 2020年)》指出，能源是國民經濟、社會發展和國防安全重點發展，亟待科學支撐的產業和行業重點領域之一，中國將在未來15年內把發展能源和水資源、環境等11個重點領域的技術放在優先位置，解決制約經濟社會發展的重大瓶頸問題。未來十五年，中國能源技術發展的主要方向是經濟、高效、清潔利用新型能源開發。《十二五國家戰略性新 興產業發展規劃》中，新能源列進七大戰略新興產業之一。加強下一代生物質燃料技術開發也寫進新能源的發展規劃。國家支持前沿科技的發展，真空零點能技術現已成為世界性科研和競爭領域。2010年《前沿科學》第四期，北京航空航天大學江興流教授撰文《二十一世紀是零點能的世紀》。生物質碳和水是自然界十分豐富的資源，但目前沒有一種利用此資源來生產成本低、安全性好、清潔、實用性強，能夠取代常規能源的新型燃料。燃料中伴生的真空零點能在世界范圍內也只是在試驗階段，沒有大規模產業化的先例。
發明內容
1、發明目地本發明提供一種利用生物質碳電極在真空水下弧光裂解制取氫碳單氧動力燃料的技術及工藝，其目地是解決現有的不可再生的常規能源的資源短缺，污染環境，不可持續；而部分新能源的成本高，技術不成熟，而現在沒有一種利用可再生的生物質碳和水，并伴生真空零點能(Zero Point Energy)制造新型燃料的技術及工藝而存在的問題。2、技術方案本發明是通過以下方案來實現的
一種可再生的氫碳單氧動力燃料的技術及工藝，其特征在于該技術及工藝的完成是由反應器I，正碳電極E1和負碳棒電極E2,工作電阻器RL1和RL2,電源自動轉控器120VAC構成；正電極E1與負電極E2的對應端均露出碳電極,正電極E1與負電極E2相對程控構成產生電弧的距離，反應器I為真空狀態下的水容器，兩個電極E1和E2設置在水容器內，正電極E1通過電源自動轉控器120VAC與主動力電源一端連接，負電極E2通過并聯的工作電阻器RU和RL2,電源轉控器帶動的送料系統連接。電極E1和E2的放電端的間距為15-50毫米，工作電阻的RL1的電阻值為O. 08—O.1歐姆，RL2的電阻值為O. 08—0.1歐姆。主動力電源；主動力電源經120VAC電源自動轉換器后，電極E1和E2的工作電壓為直流電壓25— 35V、電流為300— 3000A。并聯的工作電阻器RL1和RL2與電源自動轉換器之間通過數字電表A2連接。上述電極E1的內徑為80毫米一300毫米，高度為40毫米一200毫米的法蘭；電極E2的直徑為18毫米一200毫米，長度為380毫米一2000毫米的碳棒。反應器為密閉的真空反應室。反應器上端設有電極E2的進料口，料庫可儲存用24小時的原料，由自動送料系統輸送。由設置在反應器內銅導架與其內腔緊密配合的法蘭碳電極E1與碳電極E2相對應形成電弧端5。一種可再生的氫碳單氧動力燃料的技術及工藝，其特征在于發明人委托大連理工大學精細化工國家重點實驗室對本發明制得的氫碳單氧燃氣進行測定，其研究報告如下
對制得的燃氣組成成份鑒定及含量測定 測試儀器日本島津GC — 7A氣相色譜儀 測試條件oven: 50 °C ; in jet : 90 °C , TCD : 80 °C 載氣Ar (高純)
色譜柱分子篩 13X 色譜數據工作站
圖2為H2進樣圖譜，分 析文件為06041312，樣品進樣量1000微升，其中各項指標如
下
峰編號保留時間峰面積面積百分百體積百分百
H21.51511338633 90.00251
CO7.0409306327.38749
結論該氣體為氫氣(51%)和一氧化碳(49%)的混合物，是大約等量的混合物。氫氣略
多一些。通過以上研究報告，得到以下結論氫(H2)51%，一氧化碳(C0)49%，其中碳的成份比例為24. 5%,已經將生物質碳的利用率提高了 4倍，有效的利用水中的氫(H)和氧(O)的成份。按《能量守恒定律》計算的此燃料熱值為3030大卡；
按自然計算法測出的熱值為18700大卡。一般情況下含氫氣量大的燃氣加氧時會發生爆炸，而利用此燃料代替乙炔切割金屬時，燃料性能穩定，安全。這是因為在此燃料的制作過程中，溫度在超過2000°C時，氫的分子鍵被打開，核質子數量增加，產生氫的同位素，也就是產生真空零點能的過程中產生了同位素。(圖3)
此燃料熱值構成為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和真空零點能(Zero Point Energy)。其中，真空零點能(Zero Point Energy)占 83. 8%,氫氣(H2)占 8. 3% ，一氧化碳(CO)占 7. 9%。3、優點及效果通過可再生的氫碳單氧動力燃料的技術及工藝方案的實施，能很好地解決現有不可再生的常規能源的資源短缺，污染環境；及部分可再生資源的成本高，而現在沒有一種利用生物質碳和水制造可再生的氫碳單氧動力燃料的技術及工藝。本發明利用雷電摩擦原理，在生物質碳電極之間弧光裂解水分子，并進行氫、碳和氧的離子結合，并伴生真空零點能(Zero Point Energy),熱值的來源主要是真空零點能,其燃料具有廉價，清潔，高效可再生等優點，制得的燃料可替代常規能源。利用本發明的技術及工藝可以大規模產業化生產，尤其是在利用真空零點能上是重要突破，是該前沿技術的有效應用，填補中國在該領域上的空白。
附圖1，為本發明的技術及工藝示意 附圖2，為燃氣組成成份的進樣圖譜；
附圖3，原子軌道圖。
具體實施例方式
本發明利用雷電摩擦原理，在真空水下弧光裂解水分子，在反應器的內部的碳電極接通電源后，電極在水下產生電弧，并釋放很大熱能，其弧光溫度高達2760— 3871°C，使水分子裂解為氫和氧離子，使固體碳電極上脫落的碳微粒與氫和氧離子，在弧光區形成等離子域，氫、碳和氧在等離子區域內重組，產生氣泡并浮出水面，通過壓縮，分流制造出可再生的氫碳單氧動力燃料，并伴生真空零點能。其燃料廉價，清潔，高效和可再生，原材料廣泛和燃氣性能穩定安全等優點。實施例1 :
如圖1所示，本技術及工藝是在真空水下弧光裂解制取氫碳單氧動力燃料，在反應器I內中盛裝一定量的水3，反應器內設置工作電阻RL1和，RL2，設置在銅導架內的與其內腔緊密配合的碳法蘭電極E1，碳棒電極E2, 120VAC的主動力電源轉換器7和數字電表A2組成。反應器I內部為水容器，是密封的反應室，其內裝有水3，兩個電極E1和E2設置在水下，反應器上設有電極自動送料系統，碳棒電極E2由于弧光的消耗，送料系統進行自動補充。電極間的放電間隙6為15 — 50毫米。制造燃料的工藝如下將主動力電源經電源自動轉換器7后，使電極E1和E2的碳棒電極傳送系統接通25— 35V的直流低電壓及300A — 3000A的高電流，使碳電極間放電產生白熾弧光，高溫熱能使電弧周圍的水裂解為氫和氧的離子，負電極E2上消耗的碳微粒和氫、氧元素在此等離子區域重組，形成氣泡4，浮出水面，經過壓縮，分流制成氫碳單氧動力燃料。實施例2
電極的自動傳送系統所傳輸的電極E2的直徑為18毫米、25毫米、50毫米、100毫米、200毫米，長度尺寸為380——2000毫米。進料器和進料庫儲存24小時的電極供應量，24小時補充一次。此燃料的技術及工藝能保證生產能力為20立方米/小時至10000立方米/小時。最大的生產量是由計算機程控(PLC)串聯的設備系統完成。(一)、本發明制得的燃料的熱值構成如下
真空零點能占83. 8%，氫氣(H2)占8. 3%，一氧化碳(CO)占7. 9%。
(二)、制造氫碳單氧動力燃料的工藝過程中的化學反應如下: UC + O2 = C O2
2、C+ H2O = H2 + C O
3、H2+ C O = C O2 + H2
此種燃氣比重輕于空氣，輕于空氣比率O. 14。(三)、制得氫碳單氧動力燃料燃燒后排放物的成份及含量
1、水蒸氣65%— 70% ；
2、氧氣8%—13%；_■氧化碳 6%—8%。(四)、制得氫碳單氧動力燃料的用途
1、在大型清潔高效發電技術設備的應用；
2、在城市、鄉鎮供氣供暖系統中的應用；
3、在城市垃圾無填埋、無害化綜合處理系統的應用；
4、在分布式發電系統的應用；
5、在航運船只燃料的應用；
6、在“三農”產業中的應用；
7、在工業和工業爐窯中的`應用；
8、在汽車，拖拉機等活塞發動機系統的應用；
9、在軍事、救災等移動能源系統的應用；
10、在大規模制氫和車載制氫中的應用；
11、在現代服務系統的應用；
12、在氫燃料電池中的應用；
13、在現代物流網絡系統的應用；
14、在航空燃料中的應用；
15、在化學工業中的應用。
權利要求
1.利用生物質制造的碳電極在真空水下弧光裂解水分子，形成氫(H)和氧(O)的離子，使固體碳電極上脫落的碳微粒與H和O離子，在氫、碳、氧等離子區域內重組，產生氣泡并浮出水面，通過壓縮、分流制造出可再生的氫碳單氧動力燃料。
2.此燃料的構成元素中，生物質碳的成份為25%左右，充分地利用了水中的氫和氧離子，它把生物質碳的利用率提高了 4倍，是生物質能的下一代升級換代產品。
3.利用生物質碳電極在真空水下弧光裂解水分子，產生的可再生的氫碳單氧動力燃料的熱值，遠大于按《能量守恒定律》計算的熱值3030大卡，達到18700大卡，其熱值來源于真空零點能(Zero Point Energy),是伴生的,效率大于一。
4.真空零點能(ZeroPoint Energy)的利用及產業化,實現了從真空零點能存在的理論到實驗，再到產業化的實踐過程，根據真空零點能產生過程中將產生相關同位素的理論，此燃料產生過程中的是氫的同位素，代替乙炔切割金屬和純氫性質完全不同的效果，加氧后不爆炸，助燃，燃料的飽和狀態證明了這一點，性能穩定，具有重大的科學研究和應用價值。
5.由大連理工大學精細化工國家重點實驗室的檢測報告中，對此燃料檢測結果為高純(99. 99%)，是一次性直接產生，是氫燃料電池和氧燃料電池的理想填充物，該燃料比重比空氣輕O. 14，發生泄漏時，立即升空，不會聚集爆炸，污染空氣，所含一氧化碳也不會造成危害。
6.儲存的周期長，實驗證明，6年多時間仍能保持此燃料的原始功效，性能穩定。
7.熱值的來源:氫(H2)、一氧化碳(CO)、真空零點能(Zero Point Energy),其中，真空零點能占83. 8% ;氫(取)8. 3% ;一氧化碳(C O) 7. 9%。
全文摘要
本發明一種可再生的氫碳單氧動力燃料，是一種利用生物質碳電極在真空水下弧光裂解制取氫碳單氧動力燃料的技術及工藝，其目地是解決現有的不可再生的常規能源的資源短缺，污染環境，不可持續；而部分新能源的成本高，技術不成熟，而現在沒有一種利用可再生的生物質碳和水，并伴生真空零點能(ZeroPointEnergy),制造新型燃料的技術及工藝而存在的問題。生物質碳和水是自然界十分豐富的資源，但目前沒有一種利用此資源來生產成本低、安全性好、清潔、實用性強，能夠取代常規能源的新型燃料。燃料中伴生的真空零點能在世界范圍內也只是在試驗階段，沒有大規模產業化的先例。此燃料具備大規模生產的技術和工藝條件。
文檔編號C10L3/00GK103060033SQ20121031830
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月2日 優先權日2012年9月2日
發明者張忠深, 王久英 申請人:張忠深, 王久英