[发明专利]以含油水制造乳化燃料之方法

说明书

(一)技术领域：

本发明是关于一种以含油水制造乳化燃料之方法，是将0.02～30％w/w比 例的可燃性燃料溶解于水中制成含油水；再将该含油水与0.01～3％w/w比例 的乳化剂充分混合后，再与60～95％w/w传统重油或75-98％传统柴油经初步混 合后，再进一步混合乳化成为加含油水的乳化重油(简称OWEH)或加含油水的 乳化柴油(简称OWED)，分别使用于重油锅炉及柴油引擎，可大幅提升燃烧效 率并降低空气污染物的排放，属于乳化燃料技术领域。

(二)背景技术：

传统柴油或重油在燃烧过程中，由于雾化不佳，混合气不均匀或局部浓度 过高，尤其在缺氧条件下，会引起热分解，生成许多碳粒，如此将引起燃烧不 完全而大冒黑烟，导致污染环境及油耗上升的严重问题。因此有乳化柴油或乳 化重油的乳化燃料被制造问世；相比较而言，采用乳化柴油或乳化重油的乳化 燃料进行燃烧时，由于有水汽存在，故会发生水煤气反应，即乳化燃料中的液 滴可借由燃烧时的微爆作用，使得柴油或重油的雾化获得明显改善，使本来较 为粗大的油珠被炸裂，而使燃烧效率提高，此外许多油珠在燃烧室内微爆飞溅， 可以提高湍流度，有利进一步强化燃烧效率、降低油耗，并可氧化消耗不完全 燃烧所产生的碳粒，以有效抑制排气冒黑烟，减少废气排放，以达节约能源及 相对增进环保的效果。但是，目前习知乳化燃料的制造方法，不外乎是以一定 比例的水(可为干净的地下水或自来水)加乳化剂与重油(燃料油)或柴油直接 混合搅拌制成油包水的乳化燃料，此即一般所称的乳化重油(WEH)或乳化柴油 (WED)。然而，上述习知的油包水的乳化燃料因稳定性不佳致使水与油容易分层， 而且所采用的乳化剂昂贵，使节能效果不明显，因此商业运转成功实例少之又 少。

对于上述习知油包水的乳化燃料，即一般所称的乳化重油(WEH)或乳化柴 油(WED)存在的缺失，本发明即构思进行改善，在研发创新乳化燃料的过程中， 因为需要，同时对于含油工业废水的处理或应用皆同样深入研究，于是萌生 出既然以传统废水处理程序以处理含油工业废水极为不符合经济效益，那为 何不好好回收利用它的发明意念。进一步言之，因为习知以一般传统方法 处理高浓度含油工业废水时，常发现会有处理费用太高、处理效率不 佳以及具有二次污染等问题；虽另有以液体喷注式焚化法处理高浓度 含油工业废水的方法，此种处理方法虽具高处理效率的优点，但因所需 辅助燃料费用高昂，故就成本考虑而言并不具经济性实用价值。故本 发明人即在诸多研发改良的实验过程与经验中，逐渐体会出“处理之，何不 利用之”的新观念及想法，因此本发明即改善习知乳化燃料油品的缺失与利 用含油工业废水二种发明意念加以结合。

本发明人通过对现有研究文献资料的研究，得出以下结论：

(一)乳化油品可以提升柴油引擎的燃烧效率并且降低一氧化氮(NO)、 THC与粒状污染物(PM)排放且对于油耗量无明显增加。

(二)乳化柴油可降低热通量、热负荷以及柴油引擎曲轴的磨损。引擎 的扭力、功率、热效率会随添加水量的增加而增加，但引擎排放的废气温度 反而会随之降低。

(三)在油菜籽生质柴油与slurry of C.vulgaris所制成的乳化油品 可降低NOx排放但会增加一氧化碳(CO)排放与油耗量。相反的，添加氧化 剂diglymeu的乳化油会增加氮氧化物(NOx)排放与燃烧效率，但会减少油耗 率、比油耗量、烟度与CO的排放。

(四)添加氧化剂于乳化柴油中会增加乳化油活性与稳定性。

(五)添加直链的氧化物会较添加环状的氧化物更容易降低PM排放，此 外由于添加氧化剂会增加氧原子含量，使得燃烧温度增加进而增加NOx的排 放。

(六)在以丙苯为燃料的火焰中，在有高空气比的火焰中，燃料层流围 绕再循环区在相对低温下燃烧，因燃烧前与外围过量空气稀释，所以有较低 的NOx排放。

(七)在过量空气下增加油滴粒径会增加NOx排放，分段燃烧则可减少 NOx排放。

(八)NOx排放随着高废气回流量增加而递减，会影响整体火焰稳定度、 燃烧效率，一氧化碳及燃烧不完全的碳氢化合物的排放量。