專利名稱：內(nèi)燃機(jī)替代燃料及其生產(chǎn)方法以及能使用該燃料的內(nèi)燃機(jī)噴油器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)替代燃料及其生產(chǎn)方法以及能使用該燃料的內(nèi)燃機(jī)噴油器，尤其是一種木質(zhì)素或紙漿黒液作為內(nèi)燃機(jī)的替代燃料；本發(fā)明還涉及一種能夠使用上述燃料的內(nèi)燃機(jī)以及能夠用于該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的噴油器。
背景技術(shù)：
世界經(jīng)歷了數(shù)次石油危機(jī)，可替代石油燃料的替代燃料無疑一直是全世界各國(guó)能源化工行業(yè)內(nèi)的熱門課題，由于其涉及政治、經(jīng)濟(jì)的雙重重要性，各種潛在可代用的燃料都得到了關(guān)注和深入的研究和開發(fā)。木質(zhì)素是紙漿生產(chǎn)過程中主要的有機(jī)物廢料，因其具有很高的能量密度(其體積能量密度與汽油、柴油相當(dāng))，自然具有開發(fā)成為內(nèi)燃機(jī)燃料的吸引力。1980年美國(guó)Alabama大學(xué)的Djordjevic，M. S.和Douglas，G. W.提出了木質(zhì)素粉術(shù)作為替代燃料需要解決的問題是木質(zhì)素與柴油混合物的穩(wěn)定化，而 US7261063 (Bi) 2007-08-28H0LLAND JOHN J則提出了對(duì)上述問題的解決方案，即通過機(jī)械攪拌方式保持燃料的混合均勻和輸送。然而，在先技術(shù)只是提出了干的木質(zhì)素顆?？梢蕴砑尤胍后w燃料中而沒有涉及或沒有注意到未經(jīng)特別處理的木質(zhì)素顆粒容易吸收空氣中的或含在燃油中的微量水分并互相粘連粘接長(zhǎng)大，短時(shí)間內(nèi)即可造成發(fā)動(dòng)機(jī)油路的堵塞并迫使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)以至停機(jī)的問題，長(zhǎng)時(shí)間則有可能發(fā)生混合燃料中的木質(zhì)素顆粒之間的板結(jié)問題。在先專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中提出了限制碳水化合物重量含量小于4%的建議，以克服碳水化合物顆粒的聚集或板結(jié)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油路的影響，可見為了增加石油燃料的替代量和解決發(fā)動(dòng)機(jī)管路內(nèi)燃料可靠穩(wěn)定輸送問題，顆粒燃料的進(jìn)一步物化處理是一個(gè)需要和有待解決的問題。2007 年 2 月 7 日 ROffELL DEAN W(W02008098040 (Al), US2008184709 (Al))提供了利用糖化發(fā)酵生物質(zhì)原料所產(chǎn)生的木質(zhì)素剩余物顆粒與空氣和天然氣或乙醇、丙烷或液化天然氣混合后應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)，由于不同條件下得到的木質(zhì)素具有不同的特性或性質(zhì)，該專利文獻(xiàn)并沒有表明涵蓋其它各種條件下得到的木質(zhì)素顆粒。木質(zhì)素作為一個(gè)有重要吸引力的石油替代燃料，傳統(tǒng)的方法和已經(jīng)開展的大量的工作主要集中在如何將其加水與燃料油乳化或液化后作為液體燃料來使用，包括通過化學(xué)反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化為燃料或者將其溶于水再與燃料油乳化混合后來使用，在先技術(shù)的主要問題是增加了木質(zhì)素變?yōu)榭墒褂玫膬?nèi)燃機(jī)燃料的生產(chǎn)成本，或者增加了應(yīng)用過程中的不方便。本專利申請(qǐng)是將制漿造紙領(lǐng)域 (尤其是燒堿法制漿和溶劑法紙漿領(lǐng)域)的廢液排放治理與內(nèi)燃機(jī)替代能源方案的有效結(jié)合，是最簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的解決紙漿廢液污染問題的技術(shù)方案，也是最簡(jiǎn)單的將木質(zhì)素應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)中的使用方法。為了改善噴霧霧化性能和特性，且可以在使用過程進(jìn)行調(diào)整，美國(guó)專利6422199 提出了噴油器內(nèi)設(shè)雙針閥的技術(shù)，但其缺點(diǎn)是要求對(duì)針閥分別進(jìn)行精確控制。而美國(guó)專利 7284506則提出了利用在汽缸內(nèi)布置雙油嘴的方法，解決低十六烷值燃料在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的可利用問題，雙油嘴中的兩個(gè)油嘴按照兩種燃料可自動(dòng)點(diǎn)燃的混合量的要求分別噴入高十六烷值得燃料和低十六烷值的燃料，其缺點(diǎn)是需要占用氣缸蓋上有限的空間。另外在先技術(shù)的噴油器結(jié)構(gòu)仍然采用軸針噴霧方式，因此噴油器或噴油嘴正常工作時(shí)對(duì)燃料的質(zhì)量(如純凈度、含水量等)要求仍然較高，不適合于普通燃料，包括含粉末的燃料，在內(nèi)燃機(jī)中的廣泛使用。本發(fā)明的技術(shù)方案是為了最優(yōu)化地利用木質(zhì)素或紙漿黒液中的有機(jī)物作為內(nèi)燃機(jī)的燃料，也為了減少或避免木質(zhì)素等固體顆粒燃料或燃料內(nèi)的雜質(zhì)在發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器系統(tǒng)內(nèi)(包括直噴點(diǎn)火式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))，尤其是對(duì)針閥運(yùn)動(dòng)的影響，本技術(shù)提出了多孔或單孔帶針閥結(jié)構(gòu)的開式噴油嘴結(jié)構(gòu)的嘴噴射方法，無論是否處在噴油狀態(tài)，針閥整體始終與針閥套保持偶合緊密接觸狀態(tài)，避免了傳統(tǒng)的噴油嘴針閥結(jié)構(gòu)容易受到顆粒燃料或雜質(zhì)的影響問題，尤其是可以避免針閥與針閥套之間容易被固體顆粒堵塞的問題。另外，還能使各種燃料被方便可靠地獨(dú)立地輸送入內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)，在被噴霧后進(jìn)行混合燃燒，同時(shí)也能提供更好的空間噴霧效果。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種解決制漿廢水廢液中有機(jī)污染物處理方法，使紙漿廢水、廢液經(jīng)過低成本的處理即可實(shí)現(xiàn)資源化的利用。本發(fā)明的目的還在于由制漿廢液中的可燃有機(jī)物，尤其是木質(zhì)素，或及部分無機(jī)物、少量酸與液體燃料混合而成的用于內(nèi)燃機(jī)(包括以燃料油為燃料的燃?xì)廨啓C(jī))的混合燃燒方法，達(dá)到起到一般混合燃料替代現(xiàn)有的液體燃料的目的，具有節(jié)能環(huán)保，解決紙漿廠廢液排放污染等特點(diǎn)。本發(fā)明的目的還在于提供上述燃料的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠使用不同的第一種和第二種燃料在氣缸內(nèi)或內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)混合燃燒的噴油器。為減少傳統(tǒng)的噴油器針閥容易受到固體顆粒的阻塞或固體顆粒受熱后，尤其在靠近氣缸一側(cè)的針閥表面受熱后固體顆粒的沉積而造成針閥運(yùn)動(dòng)不暢或密封不嚴(yán)使燃料霧化不良的問題，本發(fā)明還提供了一種用于上述發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的多孔或單孔雙容積室噴油器 (嘴)，該噴油器的針閥上開有兩個(gè)通油孔或通油槽及被密封隔離的雙容積室分別向內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)輸送和噴霧各自的燃料。通過采用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種經(jīng)濟(jì)有效地利用高能量密度、可再生的木質(zhì)素以及制漿廢液中的其它有機(jī)物替代石化燃料用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)等以提供動(dòng)力的方法， 達(dá)到了用可再生的生物質(zhì)資源替代石化燃料用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的目的。


圖1為實(shí)施例5提供的雙容積室的噴油器結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為圖1提供的雙容積室的噴油器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖3為實(shí)施例5提供的雙容積室?guī)в袃蓚€(gè)出油孔的噴油器結(jié)構(gòu)主視圖；圖4為圖3提供的雙容積室的噴油器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖5為實(shí)施例5提供的雙容積室?guī)в协h(huán)形油槽的噴油器結(jié)構(gòu)主視圖；圖6為圖5提供的雙容積室的噴油器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖7為實(shí)施例5提供的雙容積室?guī)в袎弘娫膰娪推鹘Y(jié)構(gòu)主視圖8為圖7提供的雙容積室的噴油器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 在常溫常壓下，以堿性木質(zhì)素為例，將150克堿性木質(zhì)素溶于500毫升水中，得到木質(zhì)素水溶液；或者將酸水解或酶解生物質(zhì)中纖維素后得到的主要含木質(zhì)素的殘余物溶于含燒堿重量5-10%的水溶液中；或者將溶劑法制漿生產(chǎn)過程中得到的蒸餾脫除有機(jī)溶劑后的含木質(zhì)素和其它有機(jī)物的殘余物溶于含燒堿重量5-10%的水溶液中；或在含10%重量燒堿的2升水溶液中浸入1公斤切碎的稻草粉，浸泡1周時(shí)間或經(jīng)90°C蒸煮5小時(shí)，擠出溶解有木質(zhì)素等物質(zhì)的黑色溶液；或者直接取自燒堿法紙漿廠溶解有木質(zhì)素等物質(zhì)的紙漿廢水溶液；在所得的溶液中滴定方式加入脫除硅酸根離子的化學(xué)藥劑，如飽和的氫氧化鋁水溶液，直至無沉淀物出現(xiàn)為止。再在過濾了硅酸鋁沉淀后的溶液中加入濃度為10wt% 的無機(jī)酸(如鹽酸、硫酸、磷酸或硝酸，或通入二氧化碳得到的碳酸)或有機(jī)酸(如甲酸、乙酸等)至PH值小于6大于4時(shí)，此時(shí)木質(zhì)素尚未形成沉淀，靜置一天后用1000目網(wǎng)篩過濾掉金屬離子所形成的鹽沉淀，得到含雜質(zhì)更少的接近PH值中性的含木質(zhì)素及其它有機(jī)物的水溶液。蒸發(fā)該溶液使水分含量盡可能的減少，但仍然使該溶液具有良好的流動(dòng)性，一般含水量可以減低到50%以下，即得到可流動(dòng)的膠體態(tài)的液體作為替代柴油、汽油、煤油用于內(nèi)燃機(jī)的替代燃料。為了屏蔽膠體中的電解質(zhì)使膠體保持穩(wěn)定，加入少量(如重量)的金屬離子螯合劑，如乙酸、丙烯酸等。或者直接取自溶劑法制漿生產(chǎn)過程中得到的含有機(jī)溶劑(如乙醇、甲醇、甲酸等)、木質(zhì)素和其它有機(jī)物的混合物作為柴油、汽油、煤油用于內(nèi)燃機(jī)的替代燃料。將所得的含木質(zhì)素的燃料通過實(shí)施例5所提供的噴霧方法與純?nèi)剂嫌驮趦?nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)混合燃燒，實(shí)現(xiàn)替代純?nèi)剂嫌偷哪康?，是最?yōu)的技術(shù)方案；或者，不是最優(yōu)的方法，可以利用兩個(gè)獨(dú)立的噴油器分別將純?nèi)剂虾秃举|(zhì)素的燃料噴霧進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)混合燃
；Bs
JyCi。實(shí)施例2:在實(shí)施例1中，增加無機(jī)酸或有機(jī)酸的加入量，使溶液的PH值小于4，最好小于3， 得到水分、酸性木質(zhì)素、其它廢水中所含的有機(jī)物、相應(yīng)的鹽和剩余酸的混合物，當(dāng)木質(zhì)素以及部分有機(jī)物以云霧膠狀沉淀完全沉淀后，將容器內(nèi)混合溶液取出，此時(shí)最底層如有少量的渣滓則被除去，再用400目尼龍布篩粗過濾掉部分水分、部分酸和部分鹽分，將得到的含水量大約為60-90%的含水狀態(tài)的酸性木質(zhì)素及其它有機(jī)物、無機(jī)物的漿狀混合物。蒸發(fā)該溶液使水分含量盡可能的減少，但仍然使該溶液具有良好的流動(dòng)性，一般含水量可以減低到50%以下，即得到可流動(dòng)的膠體態(tài)的液體作為替代柴油、汽油、煤油用于內(nèi)燃機(jī)的替代燃料。實(shí)施例3 在實(shí)施例2所得的替代燃料中加入燃料油(占木質(zhì)素重量的1-10% )，并進(jìn)行充分的機(jī)械攪拌，得到含酸化木質(zhì)素、其它有機(jī)物、酸、鹽分與油和水分形成的膠體作為替代柴油、汽油、煤油用于內(nèi)燃機(jī)的替代燃料。實(shí)施例4
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從經(jīng)濟(jì)成本考慮，用硫酸酸化穩(wěn)定的酸性木質(zhì)素及其它有機(jī)物的混合燃料是最有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的，但含有硫酸或硫酸鈉的混合燃料對(duì)內(nèi)燃機(jī)的氣缸或燃燒室的金屬材料具有強(qiáng)烈的腐蝕性，因此，需要將其脫除。在實(shí)施例1中利用硫酸酸化時(shí)獲得的含有酸性木質(zhì)素、其它有機(jī)物、硫酸、硫酸鈉的混合物或者進(jìn)一步混合油燃料油柴油的混合物中加入氫氧化鈣水溶液，使硫酸及部分硫酸鈉生成硫酸鈣沉淀H2S04+Ca (OH) 2== CaS04 I +2H20Na2S04+Ca (OH) 2== CaS04 J, +2Na0H上述混合物中多余的氫氧化鈣通過通入二氧化碳?xì)怏w或滴入碳酸水后形成碳酸鈣沉淀而除去。或等效地加入硝酸鈣H2S04+Ca (N03) 2== CaS04 I +2HN03Na2S04+Ca (N03) 2== CaS04 I +2NaN03上述化學(xué)反應(yīng)后所得到的混合燃料中含有的鹽分硝酸鈉是強(qiáng)氧化劑，因此，它的存在對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的混合燃料的燃燒是有利的，但是，其燃燒產(chǎn)物中會(huì)有對(duì)氣缸壁有腐蝕性的氧化鈉或氫氧化鈉產(chǎn)物，以及產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有污染的氮氧化物(實(shí)驗(yàn)測(cè)得各種工況下型號(hào)S195的柴油機(jī)，使用含10% ν/ν縮合穩(wěn)定的木質(zhì)素與柴油的混合燃料的氮氧化物的排放含量是使用純柴油時(shí)的一倍，平均分別為30ppm和69ppm)。因此，對(duì)汽缸材質(zhì)有更高的要求，需要其耐堿，如采用含鎳合金或氣缸套表面滲鎳處理，也需要對(duì)氮氧化物的排放采取措施。而用鹽酸酸化穩(wěn)定的木質(zhì)素與柴油的混合燃料，在經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃燒條件下， 容易產(chǎn)生有毒的含氯有機(jī)化合物，因此，氯離子需要除去，如通過與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀；或者用離子膜法去除氯離子。上述方案中通過加入氫氧化鈣，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)硅酸、碳酸根、磷酸根的脫除H2Si03+Ca(0H)2 == CaSi03 I +2H20實(shí)施例5 為了最優(yōu)化地利用木質(zhì)素或紙漿黒液中的有機(jī)物與柴油相混合的混合燃料，減少或避免木質(zhì)素等固體顆粒燃料或燃料內(nèi)的雜質(zhì)在發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器系統(tǒng)內(nèi)(包括直噴點(diǎn)火式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))，尤其是對(duì)針閥運(yùn)動(dòng)的影響以及對(duì)針閥與針閥套偶合面落座處之間密封性的影響，同時(shí)能使燃燒性能不如常規(guī)的汽油、煤油或柴油的替代燃料發(fā)揮作用，如含溶于水中的木質(zhì)素及其它有機(jī)物的膠體燃料、具有改善燃燒環(huán)境和做功環(huán)境的水溶液、 甲醇、乙醇或甲醇、乙醇的水溶液、二甲醚、生物質(zhì)的熱解油，粉體燃料如木質(zhì)素顆粒與液體燃料的混合燃料、水煤漿等，本技術(shù)提出了多孔或單孔帶針閥結(jié)構(gòu)的開式噴油嘴結(jié)構(gòu)的噴射方法，無論是否處在噴油狀態(tài)，針閥整體始終與針閥套保持偶合緊密接觸狀態(tài)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中針閥為了噴油須要與針閥偶合件分離和再落座的問題，也就避免了落座處的顆粒燃料的沉結(jié)問題和密封不易的問題，避免了傳統(tǒng)的噴油嘴針閥結(jié)構(gòu)容易受到顆粒燃料或雜質(zhì)的影響問題，尤其是可以避免針閥與針閥套之間容易被固體顆粒堵塞的問題，且能使混合燃料能夠被方便可靠地輸送入內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)噴射燃燒，同時(shí)提供更好的油嘴噴霧效果。 該開式噴油嘴結(jié)構(gòu)，在一個(gè)噴霧器上設(shè)有雙容積室，以及分布有有多個(gè)噴霧嘴，且與現(xiàn)有的噴霧器中的針閥結(jié)構(gòu)不同，噴霧的開始或結(jié)束不是由針閥與針閥坐的分離或落座所決定的 (在落座處，混合燃料中的微細(xì)顆?；蛱蓟w粒的堆積容易造成噴油器密封惡化，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)供油狀態(tài)的惡化，使內(nèi)燃機(jī)難以長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定工作)，而是通過針閥平移的位置變化來決定的，因此，噴霧與否都不會(huì)影響針閥與針閥套之間的偶合狀態(tài)，也就避免了顆粒燃料對(duì)偶件的密封所造成的問題。該多噴油孔的開式噴油嘴，還可以以機(jī)械方式完成多次噴射(引燃噴射，預(yù)噴射、主噴射、后噴射、次后噴射)，以及機(jī)械方式完成一個(gè)循環(huán)多點(diǎn)噴射的任務(wù)。圖1、圖2分別為本實(shí)施例提供的雙容積室的噴油器結(jié)構(gòu)主視圖和側(cè)視圖(緊冒結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)未示出，下同)。1013為與針閥偶合緊密配合的針閥套(用于安裝的附件未示出，外部形狀可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的尺寸、形狀要求來適配)，108為針閥，在彈簧1010 的作用下針閥108右移減小儲(chǔ)油容積室101、102的容積，容積室101、102被容積室分割擋板109密封分割隔離(其截面可以是橢圓形，方形，只要能起到密封隔離分割作用即可)， 當(dāng)噴油泵或輸油泵經(jīng)帶有單向閥的進(jìn)油孔1011、1012分別泵入第一種燃料和第二種燃料進(jìn)入相應(yīng)的容積室101和102時(shí)，燃料分別進(jìn)入中心油孔103、104(或?qū)⒃撚涂组_設(shè)在針閥的側(cè)邊形成油槽，圖略)，同時(shí)兩個(gè)容積室101還和102內(nèi)壓力升高，推動(dòng)針閥108左移，當(dāng)與油孔103相通的出油孔1031與針閥套1013上開設(shè)的噴油孔105開始重疊時(shí)，第一種燃料開始霧化噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)或內(nèi)燃機(jī)的燃燒室(未圖示)內(nèi)，針閥108繼續(xù)左移，當(dāng)與油孔104相通的出油孔1041與針閥套1013上開設(shè)的噴油孔105開始重疊時(shí)，第二種燃料開始霧化噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)或內(nèi)燃機(jī)的燃燒室(未圖示)內(nèi)。此時(shí)容積室101和102內(nèi)的總壓力下降至使彈簧1010能再次推動(dòng)針閥108右移開始下一循環(huán)。圖中，1014為回油孔。當(dāng)針閥108左右位移時(shí)，分割擋板109的上下和前后側(cè)面始終與針閥套1013內(nèi)的內(nèi)槽107偶合密封以保證第一、第二種燃料不會(huì)互相混合，為泄出滲入內(nèi)槽107內(nèi)的燃料，可以與內(nèi)槽 107連接一回油孔1015。為了降低偶合件的加工難度，可以只要求分割擋板109與內(nèi)槽107 的涉及第二種燃料容積室102的一側(cè)緊密接觸密封，而將容積室101與內(nèi)槽107連通(降低接觸面的偶合程度，或開設(shè)有油孔106)，內(nèi)槽107同時(shí)起到儲(chǔ)蓄第一種燃料的作用，當(dāng)?shù)谝环N燃料設(shè)定為純柴油時(shí)，還可以起到潤(rùn)滑偶合面的作用；此時(shí)則需取消回油孔1015。圖1、圖2所示的噴油器是兩種燃料共用一個(gè)噴油孔105的情況。圖3、圖4為兩種燃料分別經(jīng)各自的噴油孔301、302沿與針閥套1013軸向垂直方向噴霧進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)燃燒室的情況，且流經(jīng)容積室101的第一種燃料噴射后，流經(jīng)容積室102的第二種燃料再發(fā)生噴射動(dòng)作。如將噴油孔302的位置右移(未圖示)，使出油孔1041與出油孔1031同時(shí)與各自的噴油孔301、302重疊，則兩種燃料可以同時(shí)進(jìn)行霧化進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室。圖3右下 A-A方向的示圖為中心油孔103、104改設(shè)在針閥108的徑向位置上，且噴霧方向沿針閥108 的徑向?？紤]到該噴油器結(jié)構(gòu)與燃燒室具有大的接觸面，所以需要增加對(duì)噴油器的冷卻，另外，一般不同的燃料具有不同的耐熱性，因此，可以將圖1、圖2所示的容積室101、102沿噴油器軸轉(zhuǎn)90設(shè)置，以使耐熱性高(如沸點(diǎn)高)的燃料與燃燒室有最大的接觸面，而耐熱性差的燃料盡可能的遠(yuǎn)離燃燒室。為了增加針閥108與針閥套1013之間接觸面的潤(rùn)滑和利用純?nèi)剂嫌腿绮裼偷那逑?、冷卻作用，在針閥108上開設(shè)一個(gè)(或在不同位置開設(shè)數(shù)個(gè))與中心油孔103經(jīng)油孔 502相通的油槽501，如圖5和6所示?；蛘邽榱嗽黾俞橀y108與針閥套1013之間的偶合密封效果，在針閥108上套上彈性針閥環(huán)(圖中未示)，即將油槽501替換為一個(gè)針閥環(huán)以保持針閥108與針閥套1013之間的高壓密封?；蛘咴卺橀y108上同時(shí)設(shè)置有油槽501及彈性針閥環(huán)。上述依靠進(jìn)油壓力與彈簧1010之間的相互作用來推動(dòng)針閥108的位移方式可以用由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的凸輪來推動(dòng)。為了利用電控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將針閥108的一端開設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立不相通的容積室 701和702，分別容留第一種和第二種燃料，并分別與中心油孔103和104相連通，如圖7、圖 8所示。容積室701和702內(nèi)設(shè)有壓電元件703和704可以在外接電源(圖未示)的作用下發(fā)生伸縮以改變?nèi)莘e室內(nèi)的體積，從而增加或減少容積室內(nèi)的燃料壓力。針閥108在壓電元件705的作用下發(fā)生左右位移，以控制出油孔1031和1041與噴油孔301和302的重疊時(shí)間，借以控制噴油的開始和結(jié)束的時(shí)刻，因此，噴油的時(shí)刻和時(shí)長(zhǎng)均與供油壓力無關(guān)， 而實(shí)際噴油量的多少還與來自進(jìn)油孔1011、1012的供油壓力的大小及壓電元件703和704 的伸縮量有關(guān)。這些相關(guān)參數(shù)可以方便地用來實(shí)現(xiàn)噴霧效果的電子控制。其中，無論針閥 108處在何處，進(jìn)油孔1011和1012始終分別只與容積室101和102相通，進(jìn)油孔1011和 1012供油方式可以采用傳統(tǒng)的噴油泵方式也可以采用穩(wěn)定高壓供油方式(即高壓共軌方式)。壓電元件705所在的內(nèi)腔706最好浸沒在低壓的純?nèi)剂嫌椭?回油孔1015與盛純?nèi)剂嫌偷挠拖溥B通)，如柴油中，達(dá)到潤(rùn)滑和冷卻的作用以及對(duì)壓電元件的絕緣作用。上述各方案可以進(jìn)行各種組合使用，以達(dá)到實(shí)際使用時(shí)的最佳效果。具體的尺寸參數(shù)，按照噴油器的噴霧特性包括霧化粒度、油霧分布、油束方向、射程和擴(kuò)散錐角等的要求來設(shè)計(jì)調(diào)整，使這些特性符合柴油機(jī)或汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)的要求，以使混合燃料能夠燃燒完善，并獲得高的功率和熱效率。實(shí)施例6 將燒堿法制漿所得主要含堿木質(zhì)素的黒液除硅后濃縮至50wt% (此時(shí)無機(jī)物鈉離子的含量較高，內(nèi)燃機(jī)的燃燒室要求耐氧化鈉、鈉堿的腐蝕)，或?qū)⑸显V含水量為50wt% 的木質(zhì)素(包括制漿廢液中的其它有機(jī)物質(zhì))膠體溶液作為替代柴油燃料；所對(duì)應(yīng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)要求配置兩個(gè)油箱，分別盛裝純柴油(第一種燃料)和木質(zhì)素膠體溶液(第二種燃料)，且每個(gè)油箱有獨(dú)立的過濾系統(tǒng)、輸油泵、噴油泵(或高壓共軌供油)系統(tǒng)。兩種燃料分別同時(shí)進(jìn)入前述的噴油器中的各自容積室(101、102或701、70幻(容積室體積按照預(yù)設(shè)的第一和第二種燃料之間的使用比例制造出相對(duì)大小，如要求每次噴霧時(shí)，第一種燃料的體積占40 %，第二種燃料的比例占60 %，則可以預(yù)先將容積室101或701與容積室102或702 之間的體積比例按照4 6制造，反之亦然)。在噴油泵和前述噴油器的共同作用下，第一種和第二種燃料即可按要求的比例同時(shí)或分時(shí)可控地噴霧進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)燃燒做功。其中第一種燃料純柴油起到壓燃點(diǎn)火和部分做功的作用，第二種低熱值或低十六烷值的燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)做功相同的條件下，起到減少純柴油的使用量而達(dá)到替代純柴油的目的。在用于壓燃式內(nèi)燃機(jī)時(shí)，第一種燃料選擇為純柴油，第二種燃料還可以是汽油、水、木質(zhì)素水溶液、 乙醇、甲醇、二甲醚、重油或乳化重油等。為了整個(gè)針閥108與針閥套1013之間的潤(rùn)滑，最好純?nèi)剂嫌偷膲毫Υ笥诨蛏源笥谔娲剂系膲毫Γ员慵內(nèi)剂峡梢詳U(kuò)散至更多的接觸面并避免第二種燃料向外的滲透和擴(kuò)散。在用于點(diǎn)火式且直噴燃料的內(nèi)燃機(jī)時(shí)，第一種燃料選擇為純汽油，第二種燃料為木質(zhì)素水溶液、乙醇、甲醇、二甲醚、水等(因?yàn)榭梢允褂煤剂?，因此，?duì)于燃料可以無嚴(yán)格的脫水要求，降低各種燃料的生產(chǎn)成本)。在用于燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)，第一種燃料為易燃的氣體燃料或汽油、煤油、柴油，第二種燃料為木質(zhì)素的水溶液、水、乙醇、甲醇、二甲醚、重油或乳化的重油等。當(dāng)?shù)诙N燃料為水時(shí)，本噴油器的結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)水與柴油(或汽油)在汽缸內(nèi)的均勻混合，從而避免了使用表面活性劑預(yù)先需將柴油與水進(jìn)行乳化得到所謂的乳化柴油的同樣目的，如促進(jìn)柴油的燃燒做功以及降低污染物的排放。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)可以將第二種燃料切換為純水，一方面節(jié)省燃料，另一方面清洗第二種燃料的輸送通道。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所做出局部更動(dòng)或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容， 均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)替代燃料，含有制漿廢水或廢液中的有機(jī)物、水分或少量無機(jī)物的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)替代燃料，其中，有機(jī)物為木質(zhì)素。
3.一種用于權(quán)利要求1所述的替代燃料的內(nèi)燃機(jī)噴油器，其中，該噴油器的針閥上開有通油孔或通油槽，且噴霧動(dòng)作的發(fā)生由針閥上的油孔與針閥套上的開孔是否重疊來控制。
4.如權(quán)利要求3所述的噴油器，其中，所述針閥上帶有增加密封性能的彈性套環(huán)。
5.一種用于權(quán)利要求1所述的替代燃料的內(nèi)燃機(jī)噴油器，其中，該噴油器的針閥上開有兩個(gè)通油孔或通油槽及被密封隔離的雙容積室分別向內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)輸送和噴霧各自的燃料。
6.一種含有來自制漿廢水或廢液中的木質(zhì)素內(nèi)燃機(jī)替代燃料的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟步驟A、調(diào)節(jié)制漿廢液或酸水解或酶解生物質(zhì)排放的含堿性或酸性或中性木質(zhì)素的黒液或混合物的PH值至堿性使木質(zhì)素完全溶解于水溶液中。步驟B、在上述步驟的水溶液中加入脫除硅酸根離子的化學(xué)物質(zhì)，過濾除去硅酸鹽沉淀，得到含無機(jī)物雜質(zhì)更少的混合物溶液。步驟C、在上述步驟的混合物溶液中加入硫酸或鹽酸或硝酸或碳酸(即二氧化碳?xì)?或磷酸或有機(jī)酸至PH值小于6大于4，靜置后過濾去掉沉淀物，得到進(jìn)一步減少了無機(jī)物雜質(zhì)的接近中性的混合物溶液。步驟D、蒸餾上述步驟所得的混合物溶液，使水分盡可能的降低，但保持混合物的流動(dòng)性。其中步驟A對(duì)堿法制漿廢液的處理是一可以任意選擇的步驟，步驟B對(duì)于不含硅酸根離子的水溶液是可以任意選擇的步驟，步驟C是可以任意選用的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的木質(zhì)素內(nèi)燃機(jī)替代燃料的生產(chǎn)方法，在前述的混合物溶液中加入少量金屬離子螯合劑。
8.一種含有來自制漿廢水或廢液中的木質(zhì)素內(nèi)燃機(jī)替代燃料的生產(chǎn)方法，其中，該生產(chǎn)方法在步驟C增加以下步驟步驟E、在步驟C的混合物中滴加氫氧化鈣溶液以沉淀硫酸根、碳酸根或磷酸根或硅酸根離子，或用離子膜法或電滲析的方法脫除硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、鹽酸鹽、磷酸鹽或硅酸鹽，得到混合物；步驟F、在步驟E的混合物中通入二氧化碳?xì)怏w或滴入碳酸水，沉淀多余的鈣離子，脫除沉淀物，得到混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有來自制漿廢水或廢液中的有機(jī)物，尤其是木質(zhì)素，作為內(nèi)燃機(jī)替代燃料，以及該燃料的生產(chǎn)方法，本發(fā)明還涉及一種能使用該燃料的噴霧器，可以使兩種不同的燃料同時(shí)或分時(shí)可控地噴霧入內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)，其中一種燃料為汽油、煤油或柴油，另外一種燃料為較低能量密度或性能的替代燃料，達(dá)到用可再生的生物質(zhì)資源替代石化燃料用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的目的。
文檔編號(hào)F02M61/10GK102251850SQ201010185189
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者秦才東 申請(qǐng)人:秦才東