[发明专利]发动机用富氧燃料

说明书

所属领域

本发明涉及能源领域一种发动机用富氧燃料

背景技术

自1876年，德国科学家开发出第一台煤气四冲程内燃机开始，经过近一个半世纪的发展，民用内燃机基本形成了以柴油机为代表的压燃式发动机和以汽油机为代表的点燃式发动机。随之伴生的是石油行业的飞速发展。2012年世界五百强企业中，前十位的企业除了沃尔玛和丰田汽车，其他八家全部为能源企业，而其中七家在从事石化行业。事实上，石油企业已经控制了世界的经济发展，原油价格已经成为几乎世界所有产品价格的制约因素。

为了摆脱这种尴尬的局面，世界上每个国家都在努力原油的影响。众多煤炭企业在开展煤炭液化产业，目前中国部分船用低速柴油机已经开始以精炼煤焦油作为代替燃料；但是作为车用燃料，煤焦油还有很长的路要求，但是对于自然环境污染而言，煤焦油绝对不逊于原油，而且有过之而无不及。需要注意的是，煤炭的储量也是有限的，摆脱不了效应罪魁祸首的角色。巴西甘蔗资源丰富，利用甘蔗渣生产乙醇作为汽车燃料已经推广开来。但是并不是每个国家都具有这样的条件，而且常规汽车直接燃用乙醇难上加难；如果不进行改造，目前只能做到在燃料中少量添加，少量水存在即可引起相分离，对车辆的危害也是避免不了的因素。

理想的生物燃料应该具有以下特征：

1原材料可再生

化石能源的缺陷在于其不可再生性，如果我们获得了一种替代能源，这种能源依然是一次性能源，一旦消耗短期内不再产生，那么这种能源的替代价值就不存在。因此我们开发的能源，其原材料应该是自然界广泛存在，消耗后短期内可重新生成。其次是原材料不能是和人类生存相关的物质，例如粮油。我们可以利用风能发电，可以利用核能发电，当然也可以利用太阳能发电，但是电力作为远途运载工具的动力还需要很长的路走，而且基础设施投入也不适合迅速推广的要求。所以我们仍然需要新产品。

2生产工艺简单

炼油过程包括原油脱水、脱盐、脱蜡、脱酸、脱硫的前处理过程；之后经过初次蒸馏、催化裂解、精馏分离、二次脱硫、脱色等工艺产出半成品燃料；半成品再经过调酸，辛烷值、十六烷值、金属腐蚀性、橡胶腐蚀性、抗爆性、低温流动性、氧化安定性等调节，之后才能成为成品油销售。其中每一个步骤都需要专业的基础知识，每一批原油都需要重新调整方案。这些不是一般民营企业能够完成的工作，几千万元的资金对于合格的炼油企业而言，根本解决不了建设问题；

和目前炼油企业动辄上亿元的投入相比，替代能源应该是投资少见效快的产业。更重要的是原有的开采是一个复杂的工程，即便我们建立了合格的炼油企业，我们也不能轻易获得原料资源。新的能源必须是原材料简单易得的产品，而且应该是小规模建设即可达到合格要求的产业；是生产工艺应尽可能简单，一般经过中等教育的人员通过简单培训即可掌握必要技术参加生产的产业；应该是一个投入资金在百万级至多千万级即可规模化生产的产业

3对环境友好

化石能源燃烧往往不充分，表现为排烟，这是城市车辆集中区可吸入颗粒物的主要来源，这些颗粒物进入人体后会不能够代谢，会产生类似尘肺的影响，近似于吸烟。化石能源含硫，经过燃烧后以二氧化硫的形式排放到空气中可形成酸雨，引起建筑寿命缩短，植物枯萎等。所以欧洲排放标准从欧I到欧VI，中国排放标准从国I到国V，其主要关注的指标就是尾气硫含量。所以新能源应该具有不含硫、接近充分燃烧或者燃烧产物可自然降解。

4对车辆友好

化石燃油的硫元素的存在影响的不仅仅是大气；二氧化硫从气缸中生成，经过排气门，排气催化器才能够进入大气中；期间所经过任何部位都要接受二氧化硫的考验。所以降低硫含量对车辆的寿命具有极大地帮助，这是对新能源最主要的要求。但是我们也应该看到，和目前众多的调和燃料相比，至少在很多方面具有其优势，化石燃油对油路油耗，和润滑油混合良好。醇具有相对酸性，对有色金属和铁具有潜在的腐蚀性；醇油混合成为乳状，严重乳化会造成气缸和活塞粘附报废，所以新能源必须避免这些危害。

6对人体友好

化石燃油本身具有其不可降解性，其本身含有芳香族化合物，这些化合物是致癌的因素之一。化石燃料需要众多的添加剂，比如目前石化汽油常用的抗爆剂MMT，其本身是锰系化合物，燃烧以后锰不能消失，而是直接排放到空气中。被人吸收直接危害中枢神经系统，引起神经衰弱综合征和植物神经紊乱；严重时可引起帕金森综合征和中毒性精神病，这种影响对体质较弱者，尤其是老年人尤其明显。

6广泛适应性