乳化采用專(zhuān)用設備。
乳化油通常是將燃油(汽油、柴油或重油)70%~90%加水近30%~10%(質(zhì)量)。
比,下同),添加0.5%~1%的添加劑,然后通過(guò)專(zhuān)用設備乳化。使油成為油包水分子基團,分子基團的顆粒一般為0.5~10μm,顆粒越小,越均勻,乳化油的穩定期越長(cháng),乳化油的油水分離一般為1~6個(gè)月,破乳后失去性能。
燃燒過(guò)程的物理作用。
乳化油燃燒過(guò)程的物理作用是所謂的微爆炸理論。油包水分子基團,油是連續相,水是分散相。由于油的沸點(diǎn)高于水,水在加熱后總是先到達沸點(diǎn)并蒸發(fā)或沸騰。當油滴中的壓力超過(guò)油的表面張力和環(huán)境壓力的總和時(shí),水蒸氣會(huì )突破油膜的阻力,使油滴爆炸,形成更小的油滴,稱(chēng)為微爆炸或二次霧化。爆炸后的小油滴更容易燃燒。因此,油燃燒更完整,使內燃機或油爐達到節能效果?;瘜W(xué)作用是水和氣體反應。許多文獻指出了水和氣體反應在談到乳化油節能和減少污染的原因時(shí)的重要性。在缺氧條件下,燃料中高溫裂解產(chǎn)生的碳顆??膳c水蒸氣反應產(chǎn)生CO和H2,使碳顆粒能夠充分燃燒,提高燃燒率,降低排煙中的煙塵含量。經(jīng)環(huán)保部門(mén)檢測,煙度可降低50%。
減少空氣污染,節約能源。
乳化油燃料通過(guò)上述微爆炸和水煤氣反應,可以獲得減少空氣污染和節能的雙重效果。但有條件獲得這種雙重效果。例如,柴油機使用乳化柴油,由于氣缸內高壓條件下油滴蒸發(fā)速率受到抑制,油滴蒸發(fā)時(shí)間延長(cháng)。此時(shí)油滴中的水不斷蒸發(fā),微爆炸強度相對減弱。從微爆炸的角度來(lái)看,柴油機不可能獲得顯著(zhù)的節油效果。但在氣缸缺氧的情況下,很容易滿(mǎn)足,為水和氣體的反應創(chuàng )造了條件。柴油機乳化柴油的運行實(shí)驗證明,除節能減少污染外,氣缸不腐蝕、磨損、積碳,其動(dòng)力性能基本保持不變。另一個(gè)例子是,常壓工業(yè)鍋爐具有產(chǎn)生微爆炸和水和氣體反應的雙重條件,因此常壓工業(yè)鍋爐使用乳化重油可以獲得良好的效果。
水在其中起著(zhù)媒介的作用。
前面提到的微爆炸和水和氣體反應都離不開(kāi)水。水的作用被稱(chēng)為媒介。在上述過(guò)程中,水不會(huì )消耗或增加。其綜合作用是充分燃燒碳顆粒,抑制NOx的產(chǎn)生。這是否意味著(zhù)混合水越多越好?否則,許多實(shí)驗證明,隨著(zhù)摻水量的增加,柴油火災的難度也增加,甚至無(wú)法著(zhù)火;隨著(zhù)摻水量的增加,柴油機的動(dòng)力性能下降。此外,在燃燒過(guò)程中,蒸汽帶走了大量的潛熱和顯熱,增加了排煙熱的損失,降低了熱效率。因此,摻水量非常重要。適量的摻水既節能又減少污染。如果摻水量過(guò)大,則無(wú)法達到預期效果。這也符合辯證法。摻水量有一個(gè)度。許多實(shí)驗認為這個(gè)度是10%~30%(30%時(shí)更容易點(diǎn)火和啟動(dòng))。當水起到介質(zhì)作用時(shí),高溫和高壓水蒸氣也應在膨脹過(guò)程中工作(即蒸汽機的原理)。這部分功能與油燃燒相同。
粒度
乳液中油包水顆粒的直徑與微爆炸有關(guān),這對乳化液的穩定性更為重要。顆粒直徑越小,油滴中的水質(zhì)越低,油膜表面張力越大,穩定期越長(cháng);但由于上述原因,油滴過(guò)小,微爆炸力也會(huì )降低。乳化柴油粒度為1~10μm,5μm占90%。
乳化對重油來(lái)說(shuō)很難,但一旦乳化成功,就不容易破乳。原因之一是水和重油的密度非常接近;此外,重油含有瀝青和石蠟,是一種天然乳化劑。乳化重油的粒度一般為2~20μm,10μm以下占90%。
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