專利名稱：一種制取柴油和水合成燃料油的工藝及其設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃油與水混合制取合成燃料油的工藝及其制作設備，尤其是一種制取柴油和水合成燃料油的工藝及其設備。
在現有技術中，以柴油為燃料的各型發動機工作時，燃料在發動機汽缸中的燃燒效率都不夠理想。特別是在發動機滿載負荷的冷車起動的過程中，大量未能充分燃燒的油料分子，都隨發動機廢氣從燃燒室中直接以濃密黑煙形式排放出去，造成嚴重的大氣污染和能源無功損耗。產生這種現象的原因，主要是柴油發動機在壓縮霧化柴油，產生爆炸燃燒做功的過程中，霧化油料空氣濃度受限，含氧量不夠所造成的。要用增加霧化油空氣濃度的方式來增加霧狀油料中氧含量，又受到柴油發動機本身結構和工作原理等等諸方面因素的局限。因此，目前技術發展可采取的最理想的方式是，將水按合適的比例同柴油相混合，然后由發動機一同霧化成可燃油料，進入汽缸燃燒室，當油料分子被壓縮爆炸的同時，裸露出來的水分子將為外部高溫高壓條件所激發，瞬間分解成單元素氫和單元素氧。此刻，單元素氫自身燃燒做功，單元素氧則參與充分助燃，使汽缸中霧化燃油燃燒利用效率大幅度提高。而由霧化帶入的水分子因高溫高壓激發分解出來的單元素氫則同時爆炸燃燒做功，使得整個混合燃油的有效功率和燃燒熱值都同時提高。這對合理利用有限能源，保護自然環境有著重大的積極意義。
中國專利88107331公開了一種《用水混合燃料的方法、實施該方法的設備和燃料-水乳液》，這項專利采用特殊幾何結構空間，利用強制外力混合作用，使油水混合液繞預定軸向作高速旋轉，用以形成燃料乳液。這種方式的不足之處是在封閉的幾何空間中，單靠強制性機械外力作用，會由于混合液各個局部所處均相對位置差異，形成不同的混合均勻度。這樣，無論整個混合液有多少個循環周期，有多快的旋轉速度，都很難使全部混合液在同一時間內形成一致均勻的混合液。這就必然會使混合液整體構成的各個局部存在一定的相對差異，從而對混合液的使用可靠性和儲存穩定性產生程度不同的影響。再則，強制性機械外力在作用混合液的表面時，運行速度提高越快、循環周期增加越多、加工能耗也就隨之增大，這就形成了一面生產節能，一面又不盡合理地產生耗能。
從中國專利92210401公開的《柴油乳化機》和中國專利94231336公開的《燃油合成機》來看，無論采用螺旋推進器方式；還是采用高速絞刀方式，在對油水進行互溶乳化的全過程中，每一時刻都存在著一個明顯的問題，那就是在整個連續工作過程中的每一個瞬間，作用于混合液的推進器或絞刀都必定有一個“工作死角”存在，不管工作容器怎樣同推進器或絞刀相互配合作用，對連續液狀混合物的作用而言，同一時間，不同局部將不可避免地產生差異。水油混合不勻的狀況在發動機噴霧燃燒時，會產生不利影響。同時，產品靜態儲存的穩定性能也將隨水油混合原本不均勻的現象而降低。
由此可見用機械外力強行將水油混合，所生成的混合燃油始終分子結構不穩定，其主要原因是水分子在油相分子內的分布不勻，因而儲存穩定性和使用可靠性較差。
本發明的目的之一是提供一種制取柴油和水合成燃料油的設備，通過高頻磁場多切向分割混合液分子間的排列順序，利用超聲波震蕩對加工容器中的全部混合液整體進行重排均化整理，避免整個加工過程中的局部差異，消除工作“死角”，提高靜態儲存穩定性。
本發明的目的之二是提供一種制取柴油和水合成燃料油的工藝，采用上述設備先對油、水分別加工，再混合處理，使水分子分割整齊地包圍在油相分子鏈中間，從而，達到柴油和水均勻地融合成燃料油的目的。
本發明的目的之三是提供一種制取柴油和水合成燃料油所用添加劑的最佳用量，使其分解速迅，以縮短工作周期，降低生產成本，減少能源消耗。
本發明的具體方案是1．在機殼內安裝有柴油處理室、水處理室、兩性溶劑室、綜合處理室、泵及管道，在機殼的頂面設置有控制開關(K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7)，在機殼的后面安裝有電氣控制柜，電氣控制柜上裝有配線板、油處理控制板、水處理控制板和超聲波控制板；在柴油處理室和水處理室內裝有高頻磁場發生器，該高頻磁場發生器經導線與油處理控制板或水處理控制板連接；柴油處理室和水處理室的上方經進油管或進水管與機殼的頂面相通，柴油處理室和水處理室的下方安裝有磁性傳輸管和傳輸工作泵，柴油處理室和水處理室經磁性傳輸管與綜合處理室相通；在綜合處理室內裝有超聲波振蕩發生器，超聲波振蕩發生器經導線與超聲波控制板連接；綜合處理室上方的兩性溶劑室經管道分別與機殼頂面和綜合處理室相通，在綜合處理室的下方安裝有輸出工作泵和出料管，出料管與處界相通。
2．一種用上述設備制取柴油和水合成燃料油的工藝，按如下步驟進行A．取重量比為75％的柴油加上油添加劑進入柴油處理室進行初級處理；B．取重量比為25％的潔凈水加上水添加劑進入水處理室進行初級處理；C．在A和B兩項完成后送入綜合處理室，再加上水溶、油溶兩性添加劑進行混合處理。
3．根據前述的制取柴油和水合成燃料油的工藝，其特征是油添加劑是重量比為0．5％的非離子表面活性劑和重量比為0．2％的分散劑；水添加劑是重量比為0．2％的非離子表面活性劑和重量比為0．1％的分散劑；水溶、油溶兩性添加劑是重量比為0．01％的水溶、油溶兩性非離子表面活性劑。
本發明取75％的柴油加上油添加劑進入柴油處理室進行初級處理，其目的是將柴油和添加劑混溶均勻，在高頻磁場的作用下打開油相分子間的連接鏈使油相表面排斥張力減弱，并為接納水相分子團做準備。
本發明取25％的潔凈水加上水添加劑進入水處理室進行初級處理，其目的是將水和添加劑混合均勻，在高頻磁場的作用下切割連續水相分子間的張力鏈，使水相分子鏈排斥張力下降，做好進入油相分子團的準備。本發明在油、水初級處理后進入綜合處理室，匯同水溶、油溶兩性添加劑一并進行最后的混合處理，在超聲波振蕩作用下，占數量上多數和結構張力強勁得多的油相連續分子鏈，會毫無例外地將數量上占少數和結構上張力呈弱勢的水分子分割整齊地包圍在油相分子鏈中間，從而，達到了柴油和水相互混合成燃料油的目的。這種混合抱溶狀態的合成燃料油，完全能夠替代100％的柴油，用在以柴油為燃料的各型發動機上，作為燃料用油。
采用上述方案，本發明具有如下優點1．高頻磁場發生器在對柴油和水進行切割分離的全部過程中，從始至終對整個被作用面的任何一個局部，施放的能量都是同等和均勻的，不存在差異和作用力的“死角”，因此，消除了機械外力作用的缺陷。
2．超聲波發生器產生的高頻振蕩作用，直接作用于分子鏈排列結構的內部，產生極大的分子鏈相互作用力，使各分子排列的親合力、均勻度接近理想狀態，排出了機械外力作用的局限性。
3．加工工藝簡單，時間極短(整個工作過程只需10分鐘)，能量耗用低。
4．用本發明制取的混合燃料油，水油混合均勻，水分子均勻有序地抱合在油相分子內部，因而它的工作可靠和靜態儲存穩定性高。
本工藝生產制作的這種燃料油，各項物理指標和化學指標均同純柴油非常近似，在各型柴油發動機上使用均不會對機械零部件產生腐蝕或損害的負作用，因此，有著非常廣闊的應用前景。
下面結合附圖及實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的結構示意圖2是圖1的后視圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是本發明的工藝流程圖；圖5是本發明制取的混合燃料油分子排列示意圖。
由圖1、圖2、圖3可知本發明的設備由柴油處理室1、高頻磁場發生器2、傳輸工作泵3、磁場傳輸管4、綜合處理室5、超聲波振蕩發生器6、輸出工作泵7、出口管8、機殼9、管道10、兩性溶劑室11、水處理室12、進水管13、進油管14、配線板15、電氣控制柜16、油處理控制板17、水處理控制板18、超聲波控制板19組成。它們之間的連接關系及結構特征是在機殼9內安裝有柴油處理室1、水處理室12、兩性溶劑室11、綜合處理室5、泵及管道，在機殼9的頂面設置有控制開關(K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7)，在機殼9的后面安裝有電氣控制柜16，電氣控制柜16上裝有配線板15、油處理控制板17、水處理控制板18和超聲波控制板19；在柴油處理室1和水處理室12內裝有高頻磁場發生器2，該高頻磁場發生器2經導線與油處理控制板17或水處理控制板18連接；柴油處理室1和水處理室12的上方經進油管14或進水管13與機殼9的頂面相通，柴油處理室1和水處理室12的下方安裝有磁性傳輸管4和傳輸工作泵3，柴油處理室1和水處理室12經磁性傳輸管4與綜合處理室5相通；在綜合處理室5內裝有超聲波振蕩發生器6，超聲波振蕩發生器6經導線與超聲波控制板19連接；綜合處理室5上方的兩性溶劑室11經管道10分別與機殼9頂面和綜合處理室5相通，在綜合處理室5的下方安裝有輸出工作泵(7)和出料管8，出料管8與處界相通。
從圖3可看到在機殼9頂面有進水管13的入口、進油管14的入口、兩性溶劑室10的入口；機殼9的頂面上有控制開關K，它們分別表示K1為電源開關、K2為柴油處理室1內高頻磁場發生器2的控制開關、K3為水處理室12內高頻磁場發生器2的控制開關、K4為傳輸工作泵3的控制開關、K5為綜合處理室5內超聲波振蕩發生器6的控制開關、K6為兩性溶劑室11的控制開關、K7為輸出工作泵7的控制開關。
本發明的一個較佳實施例取用0#柴油37．5公斤；潔凈水12．5公斤。配備油添加劑吐溫-80、250克，司盤-80、250克，OP-10、100克；水添加劑吐溫-80、50克，司盤-80、50克，PVA、50克；水溶、油溶兩性添加劑烷基酚類聚氧乙烯醚100克，油酸100克。按如下步驟進行一、打開電源開關K1，將37．5公斤柴油和油添加劑吐溫-80、250克，司盤-80、250克、OP-10、100克注入柴油處理室1內，再打開K2，即啟動柴油處理室1內的高頻磁場發生器2工作，工作頻率在每秒六千兆赫左右，工作2分鐘方可達到切割油分子鏈的作用。
二、把12．5公斤潔凈水和水添加劑吐溫-80、50克，司盤-80、50克，PVA、50克注入水處理室12內，打開K3，即啟動水處理室12內的高頻磁場發生器2工作，工作頻率在每秒二千五百兆赫范圍，工作2分鐘方可達到切割水分子鏈的作用。
三、初混合處理完畢后，打開K4，即啟動傳輸工作泵3工作。利用此泵將油水按比例泵入綜合處理室5內，在傳輸過程中磁場傳輸管4內的高頻磁場發生器繼續對油水作用，保證混合液在傳輸過程中分子鏈之間的切割分離狀態不變。
四、混合均勻的柴油和水，按相對應的流速，由傳輸工作泵3打入綜合處理室5后，關閉K2、K3、K4，開啟K6，將水溶、油溶兩性添加劑烷基酚類聚氧乙烯醚100克和油酸100克注入綜合處理室5里，然后打開K5，使超聲波振蕩發生器6工作，對相互混合的燃料油整體進行超聲波振蕩，其振蕩頻率在每秒六萬伍仟赫芝左右，此時，油水分子間的排列將會產生均勻、定向、有序的連續油相長鏈分子排列(如圖5所示)。工作時間只需6分鐘。
五、混合燃料油產品制成后，打開K7，由輸出工作泵7將其輸送出綜合處理室5。
本發明經試驗獲得顯著成功，完全達到了設計的要求，它既可節約能源，又能減少廢氣污染。下面介紹幾例試驗情況1．工農10型手扶拖拉機，在放出原有柴油后，加入用本發明制得的混合燃料油，隨即發動拖拉機，連續工作3小時40分，在田間作業(犁水田)過程中，加速、減速、滿負荷工作，發動機無異響產生，機器運轉聲音更為清脆和節奏。廢氣排放呈現無黑煙逸出。試用地點四川成都新民鄉。
2．東方紅-75型推土機，放出油箱內原有柴油后，加入用本發明制得的產品，隨即冷車啟動，無異常現象。待發動機溫度正常后，進行超負荷作業，操作者感覺機器運轉同柴油工作無異樣，但廢氣排放的濃密黑煙大幅減少，并且發動機聲響的節奏感明顯增強。試用地點四川都江堰農機局。
3．東風141-柴油5噸載重貨車，加入本發明制得的產品，重載原煤7．6噸，經480公里運行，駕駛員感覺同柴油使用情況無區別。上坡和超車均無差異。試用地點重慶榮昌縣永榮礦務局。
4．柴油發動機加入用本發明制得的產品，帶負荷(攪拌機)連續運轉11小時25分，用于攪拌墻體仿瓷涂料試驗，發動機黑煙排放明顯減少，油料工作時間測算增加14分鐘，加工產品的質量同使用傳統柴油無區別。操作者感覺發動機運轉聲響更加干脆和有節奏。試用地點四川大邑縣沙溪涂料廠。
權利要求
1．一種制取柴油和水合成燃料油的設備，其特征在于在機殼(9)內安裝有柴油處理室(1)、水處理室(12)、兩性溶劑室(11)、綜合處理室(5)、泵及管道，在機殼(9)的頂面設置有控制開關(K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7)，在機殼(9)的后面安裝有電氣控制柜(16)，電氣控制柜(16)上裝有配線板(15)、油處理控制板(17)、水處理控制板(18)和超聲波控制板(19)；在柴油處理室(1)和水處理室(12)內裝有高頻磁場發生器(2)，該高頻磁場發生器(2)經導線與油處理控制板(17)或水處理控制板(18)連接；柴油處理室(1)和水處理室(12)的上方經進油管(14)或進水管(13)與機殼(9)的頂面相通，柴油處理室(1)和水處理室(12)的下方安裝有磁性傳輸管(4)和傳輸工作泵(3)，柴油處理室(1)和水處理室(12)經磁性傳輸管(4)與綜合處理室(5)相通；在綜合處理室(5)內裝有超聲波振蕩發生器(6)，超聲波振蕩發生器(6)經導線與超聲波控制板(19)連接；綜合處理室(5)上方的兩性溶劑室(11)經管道(10)分別與機殼(9)頂面和綜合處理室(5)相通，在綜合處理室(6)的下方安裝有輸出工作泵(7)和出料管(8)，出料管(8)與處界相通。
2．一種用權利要求1所述設備制取柴油和水合成燃料油的工藝，按如下步驟進行A．取重量比為75％的柴油加上油添加劑進入柴油處理室(1)進行初級處理；B．取重量比為25％的潔凈水加上水添加劑進入水處理室(12)進行初級處理；C．在A和B兩項完成后送入綜合處理室(5)，再加上水溶、油溶兩性添加劑進行混合處理。
3．根據權利要求2所述的制取柴油和水合成燃料油的工藝，其特征在于油添加劑是重量比為0．5％的非離子表面活性劑和重量比為0．2％的分散劑；水添加劑是重量比為0．2％的非離子表面活性劑和重量比為0．1％的分散劑；水溶、油溶兩性添加劑是重量比為0．01％的水溶、油溶兩性非離子表面活性劑。
全文摘要
本發明公開了一種制取柴油和水合成燃料油的工藝及其設備,它利用高頻磁場多切向分割混合液分子間的排列順序,利用超聲波震蕩作用對加工容器中的全部混合液整體進行重排均化整理。先將柴油加油添加劑注入柴油處理室進行初級處理,把水加水添加劑注入水處理室進行初級處理;然后把經初級處理后的柴油和水注入綜合處理室同水溶、油溶兩性添加劑一起進行最后的混合處理。該發明能使油水混合均勻,其靜態儲存穩定性高;工藝簡單,能耗低,時間短,全部進料、加工和出料過程僅需10分鐘。
文檔編號C10G31/08GK1204681SQ9710758
公開日1999年1月13日 申請日期1997年7月4日 優先權日1997年7月4日
發明者王志強, 楊會見, 邱亞力 申請人:楊忠秀