[发明专利]生物质基准液体燃料、利用方法及发动机结构

说明书

技术领域

本发明是关于生物质基准液体燃料、利用方法及发动机结构，特别是关于利用木素(lignin)与汽油、柴油等燃料油混合后用于内燃发动机的方法。

背景技术

中国专利公开号CN1566289的专利申请提出了一种木素(lignin)醇燃料制造工艺，涉及一种用乙醇法造纸制浆所得蒸煮残液为主要原料，制作木素醇这种液体清洁燃料的工艺。但由于常温下木素在乙醇中的溶解度有限，木素的比重大(大约在1.35-1.5之间)，使其在乙醇(比重大约为0.79)中沉底，因此这种燃料也不能直接或间接地作为内燃机的动力燃料来使用。

中国专利公开号CN1370217涉及用生物质预水解方法获得的一种催化纤维木质素燃料，该纤维木质素燃料是由纤维素和成球的木质素组成，其比表面积约1.5-2.5m2/g，并可被碾碎为小于250μm的颗粒。由于含有相当量低热值的纤维素(约17.3kJ/g)，其燃烧热值只可达18-20kJ/g，低于标准煤的热值(约29kJ/g)，且是粉末状固体燃料，因此只能作为普通燃料，不能作为内燃机的动力燃料来使用。

发明内容

本发明的第一目的是利用从生物质材料中获得的木素用之于各类汽油、柴油(轻或重柴油)内燃发动机，作为准“液体”燃料部分替代汽油或柴油燃料；本发明的第二目的是解决木素在汽油、柴油中溶解度低的问题；本发明的第三目的是提供一种合适的方法将该准液体燃料送入传统的内燃机汽缸内进行燃烧。

木素的优点之一是热值高，由于其比重大于目前所使用的汽油、柴油，其单位体积的燃烧热与汽油、柴油相当，可比目前作为替代能源的乙醇高1.5倍。根据资料，木素的燃烧热为26kJ/g，而脱除灰分的盐酸或硫酸木素的燃烧热更高，如云杉盐酸木素的燃烧热是110kJ/g，硫酸木素的燃烧热是109.6kJ/g，另外，由于与纤维素结构的一维方向性不同，木素结构的方向性不明显，容易形成球状颗粒，因此可以通过研磨，如使用胶体磨，缩小木素颗粒大小至微米或纳米级，形成高比表面积，使木素的实际燃点降低并容易在内燃机内点燃和进行燃烧，当与柴油混合时不致于引起柴油十六烷值的过分降低。再者，木素容易从生物质材料中直接提取，不象生物乙醇需要利用粮食作为原料，或者利用纤维素进行复杂的处理后作为原料进行发酵生产。正是因为木素具有这些特点和优点，木素比生物燃料乙醇(燃烧热大约30kJ/g)更具有优势作为石油的替代能源。

虽然具有优点，但常温使用状态下木素不溶于汽油、柴油(轻或重柴油)，要利用木素首先需要解决的是如何将木素与常规的液体燃料如汽油、柴油的有效混合并输送入发动机汽缸内点火燃烧，显然，利用合适的乳化剂使汽油或柴油等燃料油与木素形成均匀混合的乳化液是优选的方案。本发明的技术方案是利用木素可少量溶于乙醇或丙酮并可被乙醇或丙酮浸润分散的特点，将乙醇或丙酮(或其它醇或酮类)作为乳化促进剂，将木素浸润或与乙醇或丙酮混合后再与汽油或柴油混合搅拌形成乳化液或悬浊液(所谓“准液体”燃料)，木素比重大，倾向于下沉，但由于密度差别不是很大，在搅拌状态下尚能形成亚稳定的悬浊液。为了保持悬浊液状态便于定量输送入发动机汽缸，该悬浊液须在搅拌状态下通过高压油泵直接经过喷油器喷入汽缸或化油器内。或者为发动机配置两个油箱，其中一个油箱是传统的汽油或柴油油箱，另外一个油箱则是带有搅拌器的油箱盛装含有木素与汽油或柴油相混合的燃料，两个油箱分别配置高压油泵分别将各自的燃油按比列经各自的喷油器泵入汽缸；或者将喷油器改造成为双油路的喷射结构，在喷射后木素与汽油或柴油在汽缸内得到充分混合燃烧。

汽油发动机是先在化油器内形成油和空气的混合气再经点燃后燃烧，含有木素的汽油在喷雾后与空气混合时容易造成木素的下沉，因此，汽油发动机最好配置两个油箱，其中之一为传统的油箱按现有方式提供油气混合气进入汽缸，另外一个油箱盛装含木素的油箱，在点火的前一瞬间，通过高压泵将含木素的汽油泵入汽缸内。

为方便加油站计量销售，使用方法是将木素用乙醇或丙酮浸润后通过管道计量泵入带搅拌器的油箱内；或包装成袋，使用时将木素倾倒入带搅拌器的油箱内。

附图说明

图1为本发明中喷油器示意图。

具体实施方式

实施例1