专利名称：节能无烟重油及其燃烧方法
技术领域：
本发明是关于一种节能无烟重油及其燃烧方法。
由于燃料自然资源的日益减少，内燃机或锅炉所排出有大量有害成分的废气而造成环境污染。近年来各国研究人员作了大量工作，来解决上述问题。人们发现在燃料中添加水份，可以节省能源，降低燃料废气中的有害成份，这已是公知的事实。由于燃料和水大部分是不互溶的。因而要想使它们均匀掺合，就必须降低其表面能，使其乳化。已公告的专利掺水量大都在30％以下，由于掺水量低，乳化剂价格昂贵， 因而形成节油不节钱的局面，而且乳化燃料大多不稳定，少则几小时，多则数天便分层。
将水混合、分散于燃料油中使之乳化而形成的油包水型乳化燃料是公知的，此外，人们还知道，这种乳化燃料如果充分燃烧，由于燃烧促进作用导致热效率提高，不仅可以节约燃料，而且可以抑制烟尘和有害气体等的产生，因而对于环境保护来说也是非常有益的。
但是，这种油包水型乳化燃料一直是采用下述方式进行燃烧的，即将相对于燃料油的水的混入比率设定为在燃烧设备的额定能力下获得最佳燃烧效率的数值，要降低燃烧能力因而减少燃料的供给量时，水的混入比率仍保持恒定。这样一来，在减少燃料的供给量时使空气量相对地减少，燃料的雾化效果大大恶化，致使燃烧不能充分进行。这种情况在燃烧的空间较大的场合有时也会发生，这是由于在这种情况下燃烧所必需的空气变为层流流动而不是形成紊流区，空气不能混合、卷入到燃料流内，燃烧环境受到破坏所致。由于上述原因，燃烧状态大为恶化，最后熄火。因此，对于需要在额定能力的范围内调整燃烧使之增强或减弱的情况来说，在使燃料的供给量增大或减少的燃烧设备中就不能使用油包水型乳化燃料，虽然这种燃料具有良好的特性，人们强烈地希望其实用化，但目前还没有达到实用的地步。
本发明就是针对上述现有技术的状况而进行的，本发明的目的之一是提供一种节能无烟重油，该无烟重油主要包括重油50％～79.5％，水50％～20％，生物酶0.5％，所说的生物酶是一种现有技术，即从海藻及海带(昆布)中提取的生物酶。本发明的目的之二在于提供一种方法，即在油包水型乳化燃料的燃烧过程中减少燃料油的供给时，利用混入的水产生的蒸气喷发来弥补因燃烧空气相对减少而产生的燃料雾化不良，这样，在燃料的供给量较少时燃烧仍然可以良好地进行。为此而进行了试验，结果证实，采用这种方法，即使是在现有技术以恒定的水混入比率而导致燃烧不充分的低燃料供给量的条件下，燃烧仍能稳定、良好地进行，获得比纯燃料还要高的热效率，并且还具有明显地抑制燃烧产生的有害物质的效果。
本发明的目的是采用如下方法来实现的，即在把水混入预先掺有生物酶的重油中调制而成的油包水型乳化燃料在燃烧设备中燃烧时，在适当的混入比率范围内调整相对于燃料油的水的混入比率，使得燃料供给量少时水的混入比率比燃料供给量多时水的混入比率还要高，从而使得燃烧稳定地进行。上述过程中生物酶是预先掺入燃料油中，以下同。
更详细地说，在油包水型乳化燃料中作为主要原料的油是一般的重油、废油以及其它所有适合于燃烧的油，此外，还可以使用在这些油中混入可燃性粉粒(例如煤粉)而得到的产物。
在上述燃料油中加入的水，可以采用自来水、工业用水、井水、河水、湖水、经废水处理后的水、处理前的原水(例如含有其燃烧气体不会污染大气的物质的酿酒工艺过程中的清理水或者已不适于饮用的酒精类饮用水或类似的饮用水)等。可以单独将这些水混合、分散于预先掺有生物酶的燃料油中，使之乳化，不过，为了迅速乳化而得到稳定的乳化体系，最好是添加公知的表面活性剂或碳系以及其它适宜的乳化剂以进行乳化。另外，在使用含硫的燃料油的情况下，如果在上述水中加入钙离子、镁离子以及钙、镁诉淤浆，使钙离子或镁离子与硫发生化学反应，以无害的硫酸盐化合物的形式固定硫，可以抑制有害的二氧化硫气体的产生。
掺入到重油中的生物酶是从海藻中提炼出的一种公知产品，即海藻酸钠。天津轻工学院有售。
把上述的水加到含有生物酶的重油中时的水混入比率设定为在获得燃烧设备的额定能力所必需的燃料供给量条件下得到最高燃烧效率的9.5％～37％范围内的适当值，当将燃烧设备的能力降低到额定值以下因而减少燃料的供给量时，提高水的混入比率，这样一来，即使对应于燃料供给量的燃烧空气量减少，由于水的混入比率增大使蒸汽喷发更为活跃，由于燃料含有生物酶及有效的雾化、喷雾的动量和穿透力增加使得燃烧生成气体的摩尔数增加，由燃烧温度升高和氢燃烧等引起的辉度提高，致使能量效率提高，另一方面，将燃料的供给量增大时，相对地燃烧空气量增加，从而使燃料的气化可以很好地进行，如果成为这种状态，将水的混入比率减少到设定值，可以使燃料的燃烧不受燃料供给量增、减变化的影响，持续、稳定地进行。
另外，如上所述在减少燃料的供给量时，如果调高水的混入比率，那么即使是粘度很高、流动性极差的燃料油，例如一旦减少供给量就会发生脉动供油，由于水的增加改善了其流动性，因而可以以低的供给量稳定地进行燃料供给。
如上述，调整相对于燃料油的水的混入比率的操作应根据燃料供给量的增加或减少相应地进行，于是在燃料供给系统的燃料器附近设置乳化用水的混合、分散装置，无论燃料油的供给量增大还是减少，水的供给量保持一定，以达到调整相对于燃料油的水的混入比率的目的，或者随着燃料油供给量的减少或增加相应地增加或减少水的供给量，以期进行水混入比率的调整，不间断地获得与燃料的供给量最适宜的水的混入比率。这种调整如能随着燃料供给量的变化而不断地进行，将可以获得特别理想的结果，但不是必须这样做，分步进行调整也可以充分实现本发明的目的。
本发明的节能无烟重油燃烧方法，是以达到燃烧设备的额定能力所需要的燃烧供给量为基准，预先设定获得最高燃烧效率的水混入比率，在需要将燃烧能力降低到额定值以下使用因而减少燃料的供给量时。提高水的混入比率，在需要将燃烧时水蒸汽的喷发活跃进行，由于燃料的有效的雾化。喷雾的动量和穿透力的增加导致的燃烧生成气体的摩尔数增加，由燃烧温度升高和氢燃烧等而引起的辉度提高，使得能量效率提高，即使是在水的混入比率恒定不变的现有技术燃烧方法中导致燃烧环境破坏、燃烧状态大为恶化乃至最后熄火的低燃料供给量条件下，燃料仍然可以稳定、良好地燃烧，达到比纯燃料还要高的燃烧效率，并且大幅度地减少烟尘和有害气体等的产生。
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而非限制本发明。
实施例1在额定能力的4吨/小时的加压喷雾式锅炉的燃烧炉内，用点火用的燃料点火，将炉适度预热，然后在含有生物酶的重油中以25％的混入比率混入水而转换成油包水型乳化燃料，通过该燃料的燃烧迅速地产生额定量的蒸汽后，蒸汽的消耗是1800升/小时，为了得到与之相应的热量，减少燃料的供给量，同时将水的混入比率增加到35％，进行燃烧。结果，在以恒定的水的混入比率燃烧的现有技术燃烧方法中导致熄火的低燃料供给量条件下，燃烧仍然稳定、良好地进行，获得比纯燃料还高的热效率，并且所产生的有害物质的量也减少了。
实施例2在与实施例1相同的锅炉的燃烧炉内，用点火用的燃料点火，将炉适度预热，然后在重油中以20％的混入比率混入水而转换成油包水型乳化燃料，通过这种燃料的燃烧迅速产生额定量的蒸汽，然后，为了获得与1800升/小时的蒸汽消耗量相适应的热量，减少燃料的供给量，同时把水的混入比率增加到30％进行燃烧，所得结果与实施例1大致相同。
如前所述，本发明的油包水型乳化燃料和燃烧方法是，在减少燃料的供给量时提高水的混入比率，通过由蒸汽喷发而引起的燃料的有效雾化、由喷雾的动量和穿透力的增加而引起的燃烧生成气体的摩尔数增加以及由燃烧温度升高和氢燃烧而引起的辉度提高等，使能量效率提高，因而即使在水的混入比率保持恒定的现有技术燃烧方法中导致燃烧恶化乃至最终熄火的低燃料供给量的情况下，燃烧仍然稳定、良好地进行，使得在为调整能力而增大或减少燃料供给量的燃烧设备是也可以使用油包水型乳化燃料，从而可以充分地发挥这种燃料的优点，即节约燃料以及抑制燃烧产生的有害物质等。
权利要求
1.一种节能无烟重油，其特征在于所说的节能无烟重油包括重油50～79.5％(重)、水50～20％(重)、生物酶0.5％(重)。
2.油包水型乳化燃料的燃烧方法，其特征是，在预先掺有生物酶的重油中混入水调制成的油包水型乳化燃料在燃烧设备中燃烧时，在适当的混入比率范围内调整相对于重油的水混入比率，使得燃料供给量少时水的混入比率比燃料供给量多时水的混入比率还要高，从而使燃烧得以稳定地进行。
3.权利要求2所述的油包水型乳化燃料的燃烧方法，其特征是，使水的供给量保持一定而使重油的供给量变化来调整相对于重油的水混入比率。
4.权利要求2所述的油包水型乳化燃料的燃烧方法，其特征是，使水和重油的供给量都变化来调整相对于燃料油的水混入比率。
全文摘要
一种节能无烟重油,其特征在于:所说的节能无烟重油包括重油50～79.5%(重)、水50～20%(重)、生物酶0.5%(重);油包水型乳化燃料的燃烧方法,其特征是,在预先掺有生物酶的重油中混入水调制成的油包水型乳化燃料在燃烧设备中燃烧时,在适当的混入比率范围内调整相对于重油的水混入比率,使得燃料供给量少时水的混入比率比燃料供给量多时水的混入比率还要高,从而使燃烧得以稳定地进行。
文档编号C10L1/10GK1183457SQ96120728
公开日1998年6月3日 申请日期1996年11月27日 优先权日1996年11月27日
发明者杨国光 申请人:杨国光