CN201628244U

CN201628244U - 一种燃油乳化助燃复合燃烧装置

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Publication number: CN201628244U
Application number: CN2009201698265U
Authority: CN
Inventors: 彭家型; 郭永祺; 李曼丽; 叶兰珍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2019-08-07

Abstract

本实用新型公开了一种燃油乳化及助燃复合燃烧装置，包括A***，油水混合磁化乳化***；B***，活化水发生装置；C***，燃油催化裂化***。其中：A***，包括有磁化装置和乳化装置；所述的B***，包括管状的活化水发生器；所述的C***，包括填充有催化裂化剂的内管；D***，复合燃烧***，D***包括有燃烧喷嘴与燃烧室；经过A***、B***、C***处理之后的混合物，以重量比为A∶B∶C＝90∶1.5-2.5∶10的比例，通过燃烧喷嘴，进入燃烧室内复合燃烧；是一种高效率、低能耗的燃油乳化及助燃复合燃烧***。

Description

一种燃油乳化助燃复合燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及一种燃油乳化催化******的领域，尤其涉及一种燃油乳化催化***复合燃烧***领域。

背景技术

现在燃油作为一种能源被广泛应用，而在窑、炉的燃油燃烧中掺入水再将油水混合物经磁化和乳化后再进行燃烧，可以节约燃烧，且烟气排出污染物会减少；同时，在燃烧时加入催化剂或者将重油先经裂化再催化燃烧，可以使得燃烧更为充分，同样可以节约燃烧，也可减少烟气污染物的排出。为实现上述两种目的有多种手段，如中国专利申请号为03202827.X中提及的磁化乳化装置，中国专利申请号为95218520.2中所提及的电热超声磁共振燃油滤清器，或者中国专利申请号为00103909.1中所提及的一种多磁对超声乳化节油减污装置，都是在乳化与磁化的装置上有新的改进，使得在磁化与乳化的作用下油水混合物可以得到更为细微的混合，但同时也有着高耗能、效率低、分散相的油包水液珠粒径不够小的缺点。同时，如中国专利公开号为CN1421745A、CN1101661A、CN1465676A、CN1303907A、CN1860210A中所公开的催化剂或者是催化裂化方法都是类似于使用像高锰酸钾、氯酸钾这样的含高氧的强氧化剂，在燃烧过程中因为高温而分解出氧气来辅助燃烧，这样会使得催化剂被消耗掉，增加使用成本，且随着燃烧的进行，催化剂越来越少，燃烧的效率也越来越低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种有着高效率、低能耗的燃油乳化及助燃复合燃烧***。

为实现上述目的，本实用新型使用了下述技术方案：

这种燃油乳化及助燃复合燃烧装置，包括A***，油水混合磁化乳化***；B***，活化水发生装置；C***，燃油催化裂化***。其中：A***，包括有磁化装置和乳化装置；所述的B***，包括管状的活化水发生器；所述的C***，包括填充有催化裂化剂的内管；D***，复合燃烧***，D***包括有燃烧喷嘴与燃烧室；经过A***、B***、C***处理之后的混合物，以重量比为A∶B∶C＝90∶1.5-2.5∶10的比例，通过燃烧喷嘴，进入燃烧室内复合燃烧。

所述的磁化装置，包括一级磁化装置和二级磁化装置；所述的磁化装置，为迷宫式强力磁化装置，其包括设置于磁室腔体两侧的进口和出口，在磁室腔体内设置有若干个相互错开的一端固定于腔体上的板状磁铁，油水混合物通过磁化装置的磁通密度为8000-10000Gs；第一次通过磁化装置的速度小于10cm/s；第二次通过磁化装置的速度为15-20cm/s。燃油和水，按W_油：占75-90％，W_水占10-25％的油水重量百分比，同时加热升温至75-85℃，混合后，以小于10cm/s的速度进入磁化装置。

所述的乳化装置，包括一级乳化装置和二级乳化装置，所述的一级乳化装置为高剪切乳化泵；所述的二级乳化装置，为浸入式超声乳化装置，所述的一级乳化装置为高剪切乳化泵，其包括有乳化腔室，设置于乳化腔室两侧的进口与出口，在腔室顶部设置有压电晶片，该压电晶片与一支撑架顶部相接触并由该支架将其支撑于腔室外，与该支撑架的另一端连接设置有一变幅杆，该变幅杆伸入腔室内部，该变幅杆另一端连接有一振子，振子的底部浸入需乳化的油水液面中，所述的振子的振动频率为20Khz，声场强度为10-20瓦/平方厘米，所述的压电晶体功率为2KW；乳化混合物在乳化腔室内的流动速度小于10cm/s。

所述的活化水发生装置由单个或若干个串并联的管状活化水发生器组成；每个活化水发生器的底部与顶部，分别有与整流电源相通的阴极柱和阳极柱；在发生器的管体内还设置有分别与阴极柱和阳极柱连接的阴极网及阳极网，需处理的水从底部进口处流进管内，经电解后的活化水混合物，从顶部出口处流出管体；所述的活化水发生装置，额定电压为6V-12V、电流密度为1-3A/d m²、功率为6KW，净化水以0.1-0.5m/min速度，流经活化水发生装置，得到含有0.1-1m³/min氢氧混合气体、水P^H值为8-9的活化水混合物。

所述的阴极网及阳极网为圆柱形，阴极面积与阳极面积比为：S_阴∶S_阳＝1∶0.8，阴极、阳极绝缘，且同心安装。

所述的过滤净化后的水进入活化水发生装置之前，经装有重量比浓度为0.2％的KOH或者NaOH或两种任意配比的碱液罐，通过P^H调整器，将P^H值调整至8-9。

所述的催化裂化装置，包括设置有进口及出口的催化裂化内管，在该内管外，设置有过热蒸汽加热套；同时在内管中填充有催化裂化剂，所述的催化裂化剂为MLC500与MLC-500ZA中的任何一种，或者两种的任意配比。

所述催化裂化内管的进口及出口中，设置有不锈钢网。

所述的燃油，包括重油和柴油。

通过上述技术方案，从而该发明具有下述有益效果：

1.压电式晶片乳化装置，从而可以让水油乳化效果更好，且振子的能量不是间接传送，直接传送至液面，能耗小；

2.迷宫式磁化装置，具有较强而均匀的磁场，同时在有效空间里加长了水油的接触时间，可以被充分磁化；

3.且重复有两次磁化和两次乳化可以让水油混合液珠达到纳米级的粒径；

4.使用电解法得到的活化水混合物作为助燃剂，电解方法简单，电解所得活化水混合物是一种清洁能源，也是一种可循环使用的高能效助燃剂；

5.乳化、磁化、助燃剂的工艺流程自动化程度高，更有复合设置的燃烧***，多方确保燃油燃烧完全，实测节油效率高，适用于小窑炉，也适用于大窑炉。

附图说明

图1为实用新型一种燃油乳化及助燃复合燃烧***流程图。

图2为本实用新型乳化装置的示意图。

图3为本实用新型磁化装置的示意图。

图4为本实用新型活化水发生装置示意图。

图5为本实用新型活化水发生装置组装图。

图6为本实用新型活化水发生装置另一角度的组装图。

图7为本实用新型催化裂化装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型作出进一步的说明。

如图1所示，这种燃油乳化及助燃复合燃烧***的流程是：

首先是水油混合磁化乳化A；具体步骤是将水与燃油分别经电磁阀11和21之后，再分别经水过滤净化器12和油过滤器22净化过滤后，分别通过水表13和油表23之后，再经水计量器14和油计量器24后，按重量比为10％的水和90％的油的比例进入电加热器31，此时燃油的主要成份为重油，加热方式为水浴式电加热器，将水和油同时加热升温至80℃；升温后的油水混合物经静态混合器32初次混合后，以8cm/s的速度进入迷宫式磁化装置33，实施第一次磁化；然后将经过第一次磁化之后的水油混合物经一级乳化装置乳化泵34进行第一次乳化，该种乳化泵为可实现多级达到高精度的高剪切乳化泵，使分散相的油包水液珠粒径90％达到微米级；再接着将第一次磁化乳化后的水油混合物以16cm/s的速度第二次进入迷宫式磁化装置37，实施第二次磁化；接着第二次进入二级乳化装置浸入式压电晶体超声波乳化装置36进行第二次乳化，使分散相的油包水液珠粒径90％达到纳米级，再以9cm/s的速度进入迷宫式磁化装置37进行第三次磁化，而后经电磁阀38的控制后再经原有输油泵40泵入燃烧室喷嘴7。

具体来说，如图2所示，所述的二级乳化装置36为浸入式超声乳化装置，其包括有乳化腔室361，设置于乳化腔室两侧的进口362与出口363，在腔室顶部设置有压电晶片364，该压电晶片与一支撑架365顶部相接触并由该支架将其支撑于腔室外，与该支撑架的另一端连接设置有一变幅杆366，该变幅杆伸入腔室内部，该变幅杆另一端连接有一振子367，振子的底部浸入需乳化的水油液面368中；此时声场强度为10-20瓦/平方厘米，乳化混合物在乳化腔室内的流动速度为9cm/s；所述的压电晶体功率为2KW，所述的振子的振动频率为20Khz。

如图3所示，所述的磁化装置37为迷宫式强力磁化装置，其包括设置于磁室腔体371两侧的进口372和出口373，在磁室腔体内设置有若干对板状永久磁铁374，所述的相邻两块永久磁铁固定于腔体上的固定端相对设置，磁铁的另一端为自由端。所述的磁铁为RbFeB磁铁，磁铁的磁通密度为8000-10000Gs。

同时进行的还有活化水的制造B，具体步骤包括：将由过滤净化器12过滤净化后的水用计量泵51传送到活化水发生装置52，在进入活化水发生装置之前，经储存有浓度为0.2％的KOH或者NaOH的碱液罐50通过P^H调整器将过滤净化水的P^H值调整至8.5；进入活化水发生装置之后，在整流电源53接通的情况下，实施电解处理，净化水以0.2m/min速度流经活化水发生装置，净化水以0.25m/min速度流经活化水发生装置，电解得到含有0.73m³/min的氢气氧气混合气体的活化水混合物，所述的电压为6V，电流密度为1.6A/d m²，功率为6KW，最后得到的含有氧气、氢气的气体混合物以及含有水P^H＝8.5的活化水混合物。

如图4、图5、图6所述的活化水发生装置52由4个串并联的管状活化水发生器521组成；每个活化水发生器的底部与顶部分别有与整流电源相通且相互绝缘的阴极柱522和阳极柱523；所述的阴极网及阳极网为圆柱形，阴阳极绝缘同心安装；在发生器的管体内还设置有分别与阴极柱和阳极柱连接的阴极网524及阳极网525，需处理的水从底部进口526处流进管内，经电解后的活化水混合物，从顶部出口处527流出管体。

在此同时，还在进行燃油的催化裂化C，具体方法是：燃油经电磁阀61、计量泵62送入催化裂化装置63，燃油在250℃温度下，以毫秒速度，在催化裂化剂作用下，3％的燃油会裂化成分子量更小的可燃碳氢化合物，再经电磁阀64进入燃烧室喷嘴7。此时在催化裂化装置内，燃油与催化剂的体积比为1∶1，催化裂化装置温度为250-300℃；具体来说，所述的催化裂化装置63包括有催化裂化内管631，内管中填充有催化裂化剂632，在该内管外设置有加热外管633，加热外管中充有过热蒸气；所述催化裂化内管的进口及出口中，设置有不锈钢网634，所述的催化裂化剂为中石化生产的MLC500与MLC-500ZA各占50％。

所述的燃油催化裂化化学式为：

通过上述三个***的步骤之后，将乳化磁化之后的水油混合物a经原有输油泵40泵入燃烧室的燃烧喷嘴7，同时将活化水混合物b用计量泵54泵入燃烧室8，在燃烧喷嘴处雾化，同时，将经过催化裂化之后得到的3％已被催化裂化成小分子可燃碳氢化合物、及未被催化裂化的燃油混合物泵入燃烧室7，上述三者在6kg/cm²的压力作用下连续泵至喷嘴在燃烧室内汇合复合燃烧。喷入燃烧室时，a、b、c产物混合的总水份含量，控制在重量百分比20％，此实施方式，经总容量为60m³的陶瓷重油隧道窑应用，并测试该陶瓷窑1200℃高温区的各工艺参数，效果理想，实际节油可达到19％。

此方案与现有技术相比，由于采用了压电式晶片乳化装置，从而可以让水油乳化效果更好，且振子的能量不是间接传送，直接传送至液面，能耗小；同时迷宫式磁化装置，具有较强而均匀的磁场，同时在有效空间里加长了水油的接触时间，可以被充分磁化；且重复有两次磁化和两次乳化可以让水油混合液珠达到纳米级的粒径；使用电解水之后得到的活化水作为助燃剂，电解方法简单，电解所得活化水混合物是一种清洁能源，也是一种可循环使用的高能效助燃剂。

具体实施方式二

与具体实施方式一不同之处在于，所述的油水磁化乳化A步骤中，进行了两次磁化和两次乳化，两次磁化和乳化之后的油水混合物a直接泵入燃烧室；另外，在油水混合时，将重量比为25％的水和75％的油同时进行加热，加热温度至85℃；此时燃油的主要成份为柴油；而在活化水制作B步骤中，在额定电压为12V、电流密度为1.6A/dm²、功率为6KW的整流电源的电解作用下，过滤后的水以0.4m/min的速度进入活化水发生器，得到含有1m³/min氢氧混合气体及水PH值为8的活化水混合物b；在催化裂化步骤C中，燃油与催化剂的体积比为0.5∶2，催化裂化装置温度为250-300℃；所述的催化裂化剂为中石化公司生产的MLC500或MLC-500ZA，得到燃油与比原燃油分子量更小的可燃碳氢化合物的混合物的c组份；当经步骤A、B、C之后的混合物在6.8kg/cm²的压力作用下连续泵至喷嘴喷入燃烧室时，a、b、c产物混合的总水份含量，控制在重量百分比25％，三者的重量比例为：a∶b∶c＝90∶2.5∶10，最后节约燃油达到25％。此实施方式，经总容量为10m³的柴油炉应用，并测试该PVC玩具娃娃配件烧制炉330℃温区的各工艺参数，效果理想，实际节油可达到24％。

当然，该***还可以有多种自动化的连接和控制装置，比如，***A与***B可以串接，即***A中的水与***B中所用到的水来自同一个电磁阀控制，且由同一个过滤净化器过滤净化，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种燃油乳化及助燃复合燃烧装置，其特征在于：包括A***，油水混合磁化乳化***；B***，活化水发生装置；C***，燃油催化裂化***；其中：A***，包括有磁化装置和乳化装置；所述的B***，即活化水发生装置，由单个或若干个串并联的管状活化水发生器组成；每个活化水发生器的底部与顶部，分别有与整流电源相通的阴极柱和阳极柱；在发生器的管体内还设置有分别与阴极柱和阳极柱连接的阴极网及阳极网，需处理的水从底部进口处流进管内，经电解后的活化水混合物，从顶部出口处流出管体；所述活化水发生装置，整流电源电压为6V-12V，输出电流密度为1-3A/dm²，总功率为6KW；所述的C***，包括填充有催化裂化剂的内管；D***，复合燃烧***，D***包括有燃烧喷嘴与燃烧室；A***B***C***最终通过D***的燃烧喷嘴与燃烧室内连接。

2.如权利要求1所述的燃油乳化及助燃复合燃烧装置，其特征在于：所述的磁化装置，为迷宫式强力磁化装置，其包括设置于磁室腔体两侧的进口和出口，在磁室腔体内设置有若干个相互错开的一端固定于腔体上的板状磁铁，油水混合物通过磁化装置的磁通密度为8000-10000Gs；第一次通过磁化装置的速度小于10cm/s；第二次通过磁化装置的速度为15-20cm/s。

3.如权利要求1所述的燃油乳化及助燃复合燃烧装置，其特征在于：所述的乳化装置，包括一级乳化装置和二级乳化装置，所述的一级乳化装置为高剪切乳化泵；所述的二级乳化装置，为浸入式超声乳化装置，其包括有乳化腔室，设置于乳化腔室两侧的进口与出口，在腔室顶部设置有压电晶片，该压电晶片与一支撑架顶部相接触并由该支架将其支撑于腔室外，与该支撑架的另一端连接设置有一变幅杆，该变幅杆伸入腔室内部，该变幅杆另一端连接有一振子，振子的底部浸入需乳化的油水液面中，所述的振子的振动频率为20KHz，声场强度为10-20w/cm²，所述的压电晶体功率为2Kw；乳化混合物在乳化腔室内的流动速度小于10cm/s。

4.如权利要求1所述的燃油乳化及助燃复合燃烧装置，其特征在于：所述的阴极网及阳极网为圆柱形，阴极面积与阳极面积比为：S_阴∶S_阳＝1∶0.8，阴极、阳极绝缘，且同心安装。

5.如权利要求1所述的燃油乳化及助燃复合燃烧装置，其特征在于：所述的催化裂化装置，包括设置有进口及出口的催化裂化内管，在该内管外，设置有过热蒸汽加热套；同时在内管中填充有催化裂化剂。

6.如权利要求1所述的燃油乳化及助燃复合燃烧装置，其特征在于：所述催化裂化内管的进口及出口中，设置有不锈钢网。

7.如权利要求1所述的燃油乳化助燃复合燃烧装置，其特征在于：所述的燃油，包括重油和柴油。