專利名稱：無皂聚合水混燃料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合燃料的制備方法。
背景技術：
向碳氫燃料中加水，可以使碳氫燃料燃燒更徹底。但是現(xiàn)在使水與碳氫燃料均勻混合的方法是向碳氫燃料與水的混合物中填加乳化劑，通過降低分散相的表面張力，在其微米級的微小液滴表面形成乳化薄膜或雙電層，來阻止微滴的相互凝結，將兩種不相溶的物質(zhì)相混合完全依賴于乳化劑，混合物保持均一的時間的長短取決于乳化劑的用量，混合物易于分層，因此無法推廣應用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的利用乳化劑使水與碳氫燃料均勻混合的方法易分層的技術問題，而提供無皂聚合水混燃料的制備方法。本發(fā)明的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按碳氫燃料與水蒸汽的摩爾比為0. 3 0. 7 1的比例，將溫度為105°C 120°C的水蒸汽與碳氫燃料逆向混合， 得到無皂聚合水混燃料。本發(fā)明汽化的水蒸汽的粒徑為2.6X10_1(lm的皮米級微粒，在溫度為105°C 120°C的條件下，根據(jù)液體表面張力均隨溫度升高降低的特性，使水蒸汽與碳氫燃料逆向混合，生成了無皂聚合水混燃料。本發(fā)明的無皂聚合水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C 以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排放污染減少。本發(fā)明的無皂聚合水混燃料不使用任何的乳化劑，在與普通液體燃料相同的存儲、運輸條件下，不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。本發(fā)明的無皂聚合水混燃料可用于發(fā)動機燃料。
圖1是具體實施方式
五中超重力旋轉(zhuǎn)床的結構示意圖，圖中1為碳氫燃料入口，2 為水蒸汽入口，3為液體分布器，4為填料層，5為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，6為外殼，7為出口，8為轉(zhuǎn)子。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行 按碳氫燃料與水蒸汽的摩爾比為0.3 0.7 1的比例，將溫度為105°C 120°C的水蒸汽與碳氫燃料逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式汽化的水蒸汽的粒徑為2. 6X 10_1(lm的皮米級微粒，在溫度為105°C 120°C的條件下，根據(jù)液體表面張力均隨溫度升高降低的特性，使水蒸汽與碳氫燃料逆向混合，生成了無皂聚合水混燃料。本發(fā)明的無皂聚合水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排放污染減少。本實施方式的無皂聚合水混燃料不使用任何的乳化劑，在與普通液體燃料相同的存儲、運輸條件下，不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是先將碳氫燃料機械力破碎后再與水蒸汽逆向混合。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是機械力破碎后碳氫燃料粒徑為60 μ m 80 μ m。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是所述的碳氫燃料為點燃式發(fā)動機碳氫燃料、壓燃式發(fā)動機碳氫燃料、噴氣式發(fā)動機碳氫燃料或鍋爐碳氫燃料。其它與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五(請參見附圖1)本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按碳氫燃料與水蒸汽的摩爾比為0. 3 0.7 1的比例，將水蒸汽與碳氫燃料在超重力旋轉(zhuǎn)床中進行逆向混合；其中，將碳氫燃料以3m/s 4m/s的流速經(jīng)液體進口(1)注入超重力旋轉(zhuǎn)床的分布器C3)進行機械力破碎，機械力破碎后粒徑為60 μ m 80 μ m的碳氫燃料噴入旋轉(zhuǎn)床填料層(4)，同時將溫度為 105°C 120°C的水蒸汽以3m/s 10m/S的流速經(jīng)氣體進口(2)注入超重力旋轉(zhuǎn)床的旋轉(zhuǎn)床填料層，在超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為觀50 3000轉(zhuǎn)/分的條件下逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式所述的超重力旋轉(zhuǎn)床的結構示意圖如圖1所示。本實施方式應用了超重力旋轉(zhuǎn)床技術，在超重力旋轉(zhuǎn)床的液體入口，輸入碳氫燃料，分布器上布有微孔，微孔孔徑為85 μ m，經(jīng)液體分布器微孔射流破碎，又經(jīng)旋轉(zhuǎn)床填料層繼續(xù)撞擊，在超重力旋轉(zhuǎn)床1.753個g (重力加速度)的作用下，撕碎液滴成納米級微粒；而汽化的水蒸汽的粒徑為2. 6X 10_"^260皮米)的皮米級微粒，在溫度為120°C的條件下，根據(jù)液體表面張力均隨溫度升高降低的特性，使水與碳氫燃料聚合，生成了無皂聚合水混燃料。本實施方式的水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排擴污染減少。本實施方式的無皂聚合水混燃料在與普通液體燃料相同的存儲、運輸條件下，不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同是碳氫燃料的流速為3. 2m/ s 3.8m/s。其它與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
五不同是碳氫燃料的流速為3. 5m/ s。其它與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
五至七之一不同是水蒸汽的流速為 4m/s 9m/s。其它與具體實施方式
五至七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
五至七之一不同是水蒸汽的流速為 6m/s。其它與具體實施方式
五至七之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
五至九之一不同是超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為四00 四80轉(zhuǎn)/分。其它與具體實施方式
五至九之一相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
五至九之一不同是超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為四50轉(zhuǎn)/分。其它與具體實施方式
五至九之一相同。
具體實施方式
十二 (請參見附圖1)本實施方式的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按柴油與水的摩爾比為0.4，將柴油以3m/s的流速經(jīng)液體進口(1)注入超重力旋轉(zhuǎn)床的分布器C3)進行機械力破碎，機械力破碎后粒徑為60 μ m 80 μ m的碳氫燃料噴入旋轉(zhuǎn)床填料層(4)，同時將溫度為120°C的水蒸汽以8m/s的流速經(jīng)氣體進口(2) 注入超重力旋轉(zhuǎn)床的旋轉(zhuǎn)床填料層，在超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分的條件下逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式中柴油的密度為0. 855g/cm3，是一種壓燃式發(fā)動機燃料。制備的無皂聚合水混燃料的密度為0. 89g/cm3 ；制備的無皂聚合水混燃料在室溫放置兩個月沒有分層現(xiàn)象。本實施方式中的水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排擴污染減少。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料加熱至50°C保持30min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料放在燒杯中振蕩5min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
具體實施方式
十三(請參見附圖1)本實施方式的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按汽油與水的摩爾比為0. 5，將汽油以3. 5m/s的流速經(jīng)液體進口(1)注入超重力旋轉(zhuǎn)床的分布器C3)進行機械力破碎，機械力破碎后粒徑為60 μ m 80 μ m的碳氫燃料噴入旋轉(zhuǎn)床填料層(4)，同時將溫度為110°C的水蒸汽以8m/s的流速經(jīng)氣體進口(2) 注入超重力旋轉(zhuǎn)床的旋轉(zhuǎn)床填料層，在超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為四00轉(zhuǎn)/分的條件下逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式所述的汽油的密度為0. 72g/cm3，是一種點燃式發(fā)動機燃料。制備的無皂聚合水混燃料的密度為0. 78g/cm3 ；制備的無皂聚合水混燃料在室溫放置兩個月沒有分層現(xiàn)象。本實施方式的水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排放污染減少。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料加熱至50°C保持30min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料放在燒杯中振蕩5min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
具體實施方式
十四(請參見附圖1)本實施方式的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按煤油與水的摩爾比為0.6，將煤油以3. 5m/s的流速經(jīng)液體進口(1)注入超重力旋轉(zhuǎn)床的分布器C3)進行機械力破碎，機械力破碎后粒徑為60 μ m 80 μ m的碳氫燃料噴入旋轉(zhuǎn)床填料層G)，同時將溫度為115°C的水蒸汽以6m/s的流速經(jīng)氣體進口(2) 注入超重力旋轉(zhuǎn)床的旋轉(zhuǎn)床填料層，在超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為觀50轉(zhuǎn)/分的條件下逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式所述的煤油的密度為0.80g/cm3，是一種噴氣式發(fā)動機燃料。制備的無皂聚合水混燃料的密度為0. 86g/cm3 ；制備的無皂聚合水混燃料在室溫放置兩個月沒有分層現(xiàn)象。本實施方式的水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排放污染減少。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料加熱至50°C保持30min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料放在燒杯中振蕩5min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是逆向混合是在撞擊流反應器中進行，其中碳氫燃料的注入流速為3m/s 4m/s，水蒸汽的注入流速為 3m/s lOm/s。其它與具體實施方式
一至四之一相同。本實施方式將碳氫燃料與水蒸汽同時注入撞擊流反應器中，高速汽液逆向接觸， 混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式的無皂聚合水混燃料在壓力為20MPa、溫度為 420°C以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能， 排擴污染減少。本實施方式的無皂聚合水混燃料在與普通液體燃料相同的存儲、運輸條件下，不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
具體實施方式
十六本實施方式的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按柴油與水的摩爾比為0. 5，將柴油以3. 5m/s的流速注入撞擊流反應器中，同時將溫度為120°C的水蒸汽以8m/s的流速注入撞擊流反應器中逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式所述的柴油的密度為0. 855g/cm3，是一種壓燃式發(fā)動機燃料。制備的無皂聚合水混燃料的密度為0. 89g/cm3 ；制備的無皂聚合水混燃料在室溫放置兩個月沒有分層現(xiàn)象。本實施方式的水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C以上的燃燒條件下燃燒， 會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排放污染減少。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料加熱至50°C保持30min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料放在燒杯中振蕩5min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
具體實施方式
十七本實施方式的無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按煤油與水的摩爾比為0. 7，將煤油以4m/s的流速注入撞擊流反應器中，同時將溫度為 120°C的水蒸汽以6m/s的流速注入撞擊流反應器中逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本實施方式所述的煤油的密度為0.80g/cm3，是一種噴氣式發(fā)動機燃料。制備的無皂聚合水混燃料的密度為0. 85g/cm3 ；制備的無皂聚合水混燃料在室溫放置兩個月沒有分層現(xiàn)象。本實施方式的水混燃料在壓力為20MPa、溫度為420°C以上的燃燒條件下燃燒，會產(chǎn)生水熱火焰現(xiàn)象，溫度達2727°C，水被熱解成單質(zhì)氫和氧，此時水已經(jīng)成了助燃劑，水混燃料的燃燒溫度高于純碳氫燃料，而且燃燒更徹底，節(jié)能，排放污染減少。將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料加熱至50°C保持30min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
將本實施方式制備的無皂聚合水混燃料放在燒杯中振蕩5min，無皂聚合水混燃料不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。
權利要求
1.無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征是無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按碳氫燃料與水蒸汽的摩爾比為0.3 0.7 1的比例，將溫度為105°C 120°C的水蒸汽與碳氫燃料逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。
2.根據(jù)權利要求1所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于先將碳氫燃料機械力破碎后再與水蒸汽逆向混合。
3.根據(jù)權利要求2所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于機械力破碎后碳氫燃料粒徑為60 μ m 80 μ m。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于所述的碳氫燃料為點燃式發(fā)動機碳氫燃料、壓燃式發(fā)動機碳氫燃料、噴氣式發(fā)動機碳氫燃料或鍋爐碳氫燃料。
5.根據(jù)權利要求3所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于無皂聚合水混燃料的制備方法按以下步驟進行按碳氫燃料與水蒸汽的摩爾比為0.3 0.7 1的比例，將水蒸汽與碳氫燃料在超重力旋轉(zhuǎn)床中進行逆向混合；其中，將碳氫燃料以3m/s 4m/s的流速經(jīng)液體進口(1)注入超重力旋轉(zhuǎn)床的分布器C3)進行機械力破碎，機械力破碎后粒徑為 60μπι 80μπι的碳氫燃料噴入旋轉(zhuǎn)床填料層G)，同時將溫度為105°C 120°C的水蒸汽以3m/s lOm/s的流速經(jīng)氣體進口(2)注入超重力旋轉(zhuǎn)床的旋轉(zhuǎn)床填料層，在超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為觀50 3000轉(zhuǎn)/分的條件下逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。
6.根據(jù)權利要求5所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于碳氫燃料的流速為 3. 2m/s 3. 8m/s。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于水蒸汽的流速為4m/s 9m/s。
8.根據(jù)權利要求5或6所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于超重力旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為四00 四80轉(zhuǎn)/分。
9.根據(jù)權利要求3所述的無皂聚合水混燃料的制備方法，其特征在于逆向混合是在撞擊流反應器中進行，其中碳氫燃料的注入流速為3m/s 4m/s，水蒸汽的注入流速為3m/s 10m/so
全文摘要
無皂聚合水混燃料的制備方法，它涉及一種混合燃料的制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有使用乳化劑將水與碳氫燃料均勻混合的方法易分層的技術問題。本方法按碳氫燃料與水蒸汽的摩爾比為0.3～0.7∶1的比例，將溫度為105℃～120℃的水蒸汽與碳氫燃料逆向混合，得到無皂聚合水混燃料。本發(fā)明的無皂聚合水混燃料不使用任何的乳化劑，在與普通液體燃料相同的存儲、運輸條件下，不分層，始終保持混合狀態(tài)不變。無皂聚合水混燃料可用于發(fā)動機及鍋爐燃料。
文檔編號C10L1/12GK102344840SQ20111026782
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權日2011年9月9日
發(fā)明者鐘林貴 申請人:鐘林貴