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的乳化油研究成果展示 |
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石油掺水燃烧已有上的历史。1906年Herbert J.B等人将泥碳、碳氢燃料和水混合磨制成了一种新型的燃料——乳化燃料。由于石油能源的性以及环境污染对国民经济发展的制约，在此以后的数十年里，具备节能降污双重效果的乳化燃料技术取得了长足的发展。1913年，英国剑桥大学HopKnsn就提出在发动机燃料中掺水燃烧的思路。1928年前苏联T.M.格利格兰首先提出并实现了在锅炉燃料中掺入20%的水。从而为锅炉、窑炉和各种工业用炉掺水燃烧开创了先河。六十年代初，随着经济的高速发展能源与环保问题逐渐突出，乳化燃烧技术了人们的关注，这一时期前苏联家伊万若夫等人发现了乳化燃料的“微爆”现象，从而为乳化燃料的节能、降污机理提供了理论基础。1965年美国贝歇尔（P.Bocher)总结了乳化油和燃油掺水技术的经验，出版了《乳化理论与实践》，从而推动了燃油乳化和内燃机燃料含水燃烧技术的发展。1981年**燃烧协会**届年会上，燃料油的掺水乳化技术被作为三大节能措施之一。随后石油掺水燃烧技术发展，取得很多成果，并逐渐商业化。
主要表现：80年代末90年代初南美委内瑞拉以产于奥里诺科河(Orinoco)流域的一种环烷基、超重质原油(称之沥青)为原料，加乳化剂和水乳化而制成奥里乳化油，并于1988年**商业输出。现已在英国、丹麦、立陶宛、意大利、日本、加拿大、美国、中国等国的发电厂使用[2]，并推广应用炼钢、烧瓷，柴油发电机的燃料，液化气的制作和水泥厂的原料等。 1988年，盛宏至（Sheng H.Z）以及的有关机构开始研究乳化油喷雾在高温和高压环境中的“微爆”及燃烧节油机理，采用多脉冲激光全息技术了若干张有价值的全息照片，这些相片充分证实了 “微爆”现象的存在，展示了“微爆”现象的节油降污机理。2001年德国WTZ公司研制出无乳化剂乳化设备，该设备采用微机控制技术实现了动态乳化，可以显著降低柴油机的废气排放。同时日本小松公司向市场推出使用乳化油的柴油机，使掺水比例高达50%，能够控制NOx在100ppm一下，且柴油机排放的废气中直接观察不到黑烟。2002年美国留勃里佐尔公司PuriNOx低排放乳化柴油燃料获得美国**环保总局EPA认证注册。该乳化燃料主要应用在公交车上。2003年日本出以轻质燃料为乳化原料车用随车乳化装置。2004年乌克兰Dniepropetrovsk大学的重油乳化系统外形结构简单，乳化颗粒达到5微米，并通过Dniepropetrovsk大学“Oblavtodor”项目检测，主要应用在：Nizhnednieprovsk敞开式旋转熔炉、Kerch鱼油精炼厂、（ 第聂伯罗彼得罗夫斯克）Volnogorsky金属采矿公司热电厂。2005年日本邮船以及其分公司MTI株式会社联合Nihon株式会社、日本理化学株式会社、大东工业株式会社、Sunflame株式会社了可减少船舶锅炉燃烧CO2、 NOx 排放的水乳化燃料燃烧装置。该设备自2004年10月起在日本邮船的煤炭运输船上测试，确认可达到平均8.5%的节油率(**达到16.5%)，应用对象船舶锅炉，计划在2006年投入商业销售。2006年德国LEHMANN & MICHELS研制的Slashpol燃油均质器/乳化器，具有的完整的水分含量传感器和微处理控制系统，装置可根据发动机的需求（如：负载、速度等）调整掺水率，完整的脉冲装置来控制压力峰值，用流量计**计量水及燃料油的流量以控制NOx减少量。可以说目前是发动机动态乳化装置的**设计。
我国自50年代末起，也在该进行积极研究，但当时受限于乳化燃料的关键技术如乳化剂、乳化油生产设备(包括工艺)、乳化燃料燃烧技术等，并未在**范围内展开广泛研究。但是在此后的数十年中，由于石油能源的性以及环境污染对国民经济发展的制约，具备节能降污双重效果的乳化重油技术的研究仍在持续进行。到70年代，在北京、上海、南京、武汉以及广州等地，许多单位开始与工厂合作，对重油乳化进行了大量的试验，并取得了可喜的成果。其中的关键技术之一就是以中科院声学所施教授为技术领头人，推广应用超声波乳化器。1981年乳化油燃烧技术被**列为“八五”期间研制及推广项目。至此，我国许多高校、研究所也相继开展乳化油的燃烧基础与应用研究。
国内研究相对来讲虽然起步较晚，但是无论在燃烧机理还是应用成果方面都取得了较大的进步如：清华大学的葛阳、傅维标在研究中发现:“微爆”发生的强弱与油的品质及含水量有关，挥发性较差的油，其乳化液的“微爆”强度就大，而易挥发（沸点低）的汽油则无明显的；含水量的影响并不是纯线性关系，存在一个发生“微爆”的**范围。在范围内，环境温度越高，“微爆”延迟时间越短；液滴直径越大，“微爆”延迟时间越长。2000年中国院力学研究所采用红宝石激光高速像面全息摄影系统，研究了高温高压下，乳化油高速射流液雾，受热蒸发的相变过程。观察到多组元液体在高速加热的过程中低沸点组分在短暂的亚稳态过热态之后急剧地发生气化，将液滴爆破，即“微爆”。并阐述影响“微爆”的条件不温度、压力等外部条件，也与液滴直径及运动状态，与液体连续相的表面张力有关，而且与组元间相互作用关系很大。2000年，衡阳钢管（集团）有限公司在其轧管分厂推广应用重油乳化技术，取得了较好的效果。仅以Φ100分厂而言，2000年节油达到396吨，创效达59.4万元。中国石化集团保定石油化工厂与有关单位的节能新产品BR－2型乳化重油，是采用机械与化学手段使水在油中被分散成细小粒子，并在分散的各粒子之间覆盖上一层防止凝聚的薄膜而形成的稳定的油包水型的乳化油，并在该厂氧化沥青圆筒炉上对此乳化油进行燃烧试验取得成功[3]。2001年7月，由官头海运总公司研制的船用乳化燃料油在福州通过了省级新产品鉴定。这种船用乳化燃料油是用廉价的奥里油与馏分油掺混后，在双亲乳化剂作用下，经过的工艺设备，最终制作而成。不仅，使用性能，而且还能节约8％的燃料油。2005年，深圳市洁能技术有限公司的重油乳化技术，经深圳市环保局检测站对某电厂运用该技术的环境检测报告显示，二氧化硫下降6.56％，一氧化碳下降97.5％，烟尘下降61.98％。按深圳市年耗重油近600万吨计算，如果使用重油乳化技术，可减少排放二氧化硫3.94万吨，一氧化碳37.8万吨，烟尘13.2万吨。 |
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