本发明专利技术涉及一种燃油用消烟节能添加剂、制备方法及其使用方法。所述燃油用消烟节能添加剂中添加有1～20%的油溶性无机纳米粒子，所述油溶性无机纳米粒子不是油溶性纳米稀土粒子。将本发明专利技术提供的燃油用消烟节能添加剂以质量比1:100～1:10000的比例添加到燃油中，混合均匀即可使发动机和燃油锅炉的碳烟排放降低38%以上，节油达5～22%。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。所述燃油用消烟节能添加剂中添加有1?20%的油溶性无机纳米粒子，所述油溶性无机纳米粒子不是油溶性纳米稀土粒子。将本专利技术提供的燃油用消烟节能添加剂以质量比1:100?1:10000的比例添加到燃油中，混合均匀即可使发动机和燃油锅炉的碳烟排放降低38%以上，节油达5?22%。【专利说明】
本专利技术涉及一种燃油用消烟节能添加剂，具体地，本专利技术涉及一种用于柴油、燃料 油的助燃、节能降排的添加剂。
技术介绍
当前，人类面对着越来越严重的能源危机和环境危机，使得对节能减排以及绿色 经济等领域的研究越来越迫切，节约能源和环境治理成为一项长期战略任务。近年来，随着 能源危机和石油消耗量的不断增加，优质燃料油的成本与价格迅速上涨，近期国际原油期 货市场的油价再次接近90美元/桶的大关，并呈现继续上涨的趋势，并可能再次冲击到100 美元的关口。因此人们希望逐渐用重质燃料油取代优质燃料油。这使得各种燃料油都向重 质化方向发展，以期提高石油炼制过程中的本馏程产率，达到增产柴油的目的。 而对于通常燃用重油，残渣油或残渣油与柴油的混合油的低速船用或军用舰用柴 油机而言，可以明显降低使用费用。但是这也带来了一系列的问题，由于柴油的重质化，普 遍存在燃烧不完全、冒黑烟、炉膛结焦等问题，不仅造成了较严重的环境污染，而且对军用 舰艇的隐蔽性和作战半径也十分不利，缩短了舰艇动力装置的使用寿命。在国家大力倡导 低炭经济的今天，显而易见，以石油为能源的内燃机正面临着来自于节源能源和保护生态 环境而对其排放日益苛刻的双重巨大压力。 为了改善燃料品质以及提高燃烧效率，降低有害物排放进而提高燃料利用率，除 依靠提高石油加工水平外，另外一条重要的途径就是添加可以改变燃料的某些物理化学性 质、使燃料油燃烧更充分、利于环境保护的节能降污添加剂，这是国内外研究的一个重要课 题，由于这一方法无需另外增加装置或改变发动机或锅炉的结构，因而被认为是简便、经 济、切实可行的有效措施。 美国曾在20世纪40、50年代研究用金属铍等物质作为航空燃料的高性能添加剂。 虽能节油20%左右，但铍对环境有污染，且在燃料中的分散稳定性不好，因此该项目未得到 推广应用（US5693106)。1973年和1977年美国空军和海军分别提出了旨在降低发动机尾 气污染物排放的研究计划。日本、俄罗斯等国也先后开始了这方面的研究。 节约能源、降低污染的方法多种，但国内外一直将研制使燃料油燃烧更充分、利于 环境的添加剂作为努力的方向，这一途径简便、经济、切实可行。目前世界各国都在研究新 型节能消烟添加剂，由于种类成分不同，功能和效果也不尽相同，但总的目标都是促进燃料 完全燃烧。 根据组成成分，节能消烟添加剂分为两类，一类是含金属的有灰型助燃剂，一类是 含纯有机物的无灰型助燃剂。有灰型助燃剂主要有碱金属盐(无机盐、有机盐)、碱土金属盐 (无机盐、有机盐）及氧化物、过渡金属盐及氧化物、稀土金属盐及氧化物、贵金属及其有机 配合物等几类。目前研究报道的最有效的助燃剂是含钡和钙的盐类。以金属浓度计，燃料中 加入的节能消烟添加剂的量为〇. 〇〇7mol/L，空气余气系数a=l. 8时，可减少碳烟60?80%。 纳米材料因其独特的效应，在各领域具有广阔的应用前景，将纳米材料应用于燃 料油中的研究工作已受到国内外的关注。如ACC美国超级油品公司研制的ACC-OF燃油 助燃添加剂、英国Oxonica公司开发的Envirox柴油添加剂，国内的含Si纳米粒子燃油 添加剂、柴油节能降污添加剂、重油节能降污添加剂等，但是效果显著并成功应用的不多 (US20030029077)。 CN102108312A公开了一种新型高效燃油节能降排添加剂，主要由油溶性纳米稀土 10?15%、脂肪酸铁5?20%、环烷酸镁10?30%、环烷酸钴5?10%、聚异丁烯丁二酰亚胺 5?8%和其余量为烷基苯组成。可使发动机和燃油锅炉的碳烟排放降低38%以上，节油达 5?20%。但该专利技术提供的高效燃油节能降排添加剂对于燃油的消烟和节能效果可以进一 步提商。 而针对大型轮船或军舰等用燃料油的消烟节能添加剂研究尚属空白。从目前的研 究现状可以看出，单一成份/组元的消烟节能剂无法满足实际应用要求，因此急待对多组 元的复合消烟节能剂开展研究。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种多组元的复合燃油用消烟节能添加剂，所述消烟 节能添加剂能够有效降低发动机和燃油锅炉的碳烟排放率，达到节油的目的；同时可以有 效的减少燃烧室的积碳，延长发动机的使用寿命；降低结焦和腐蚀，延长锅炉的使用寿命。 本专利技术的目的是提供一种燃油用消烟节能添加剂及其制备方法，以及所述燃油用 消烟节能剂的使用方法。 本专利技术第一方面是提供一种燃油用消烟节能添加剂。 本专利技术所述燃油用消烟节能添加剂中添加有1?20wt%的油溶性无机纳米粒子， 所述油溶性无机纳米粒子不是油溶性纳米稀土氧化物粒子。 燃料燃烧时主要由于燃烧不充分而产生黑烟以及尾气中大量的一氧化炭气体，因 此消烟节能剂的一个主要功能实际上就是催化燃料的燃烧，使燃料得以完全氧化，从而减 小甚至消除了由于不充分燃烧产生的黑烟和一氧化炭气体。纳米材料具有巨大的比表面 积，优良的催化性能。本专利技术再燃油消烟节能添加剂中加入纳米粒子，可以有效地催化燃料 的燃烧氧化，降低一氧化碳其他的生成。 本专利技术所述燃油用消烟节能添加剂中，油溶性无机纳米粒子的添加量可以是 I. 3wt%、3wt%、5wt%、8wt%、12wt%、16wt%、18wt%、19wt% 等。 本专利技术所述油溶性无机纳米粒子的粒径为5?600nm，例如6?100nm、13?35nm、 36 ?245nm、50 ?80nm、84 ?206nm、115 ?368nm、167 ?380nm、200 ?408nm、305 ?428nm、 371 ?450nm、408 ?485nm 等，优选 5 ?200nm。 本专利技术所述的油溶性无机纳米粒子选自油溶性氧化铁纳米粒子、油溶性氧化镍纳 米粒子、油溶性氧化钴纳米粒子、油溶性氧化锌纳米粒子、油溶性二氧化钛纳米粒子、油溶 性杂多酸纳米粒子、油溶性碱金属稀土四氟化物及油溶性稀土三氟化物纳米粒子中的任意 1种或至少2种的组合。 无机纳米粒子的制备方法本领域不做具体限定，例如可以通过化学气相沉积法、 物理气相沉积法、机械合金法、液相化学合成法、超声波辐射法等制备。本专利技术所述的各种 无机纳米粒子也可以通过商购获得。而无机纳米粒子经过脂肪酸修饰即可得到油溶性的无 机纳米粒子。油溶性无机纳米粒子的制备方法是本领域技术人员可以获得的现有技术，此 处不再赘述。 优选地，所述添加剂中，油溶性无机纳米粒子的质量百分含量为4?12wt%。 优选地，所述的油溶性杂多酸纳米粒子中的杂多酸选自12-磷钥酸、12-硅钥酸、 12-磷钨酸、12-硅钨酸、12-磷钥钒酸、12-硅钥钒酸、12-磷钨钒酸、12-硅钨钒酸中的任意 1种或至少2种的组合。 优选地，所述的油溶性碱金属稀土四氟化物及油溶性稀土三氟化物纳米粒子中的 稀土元素选自镧（La)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃油用消烟节能添加剂，其特征在于，所述添加剂中添加有1～20wt%的油溶性无机纳米粒子，所述油溶性无机纳米粒子不是油溶性纳米稀土氧化物粒子。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张光晋，赵辉，高永建，陈永，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，开封大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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