專利名稱：石油類節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器的制作方法
本石油類節(jié)能燃燒機，是用于生產(chǎn)(包括動力)和大型的取暖器具及茶浴爐和飲食爐灶等。燃用汽油、煤油、柴油的燃具。節(jié)能燃燒器是用于小型飲食爐灶及取暖器具和茶浴爐等，燃用液化石油氣的燃具。
現(xiàn)在人們?nèi)加檬皖?包括現(xiàn)有的燃燒機)、均以石油類直接與空氣燃燒，不但產(chǎn)熱量少，且污染大氣較重。
本節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器的特點是以碳氫化合物的石油類作燃料，但基本上不使石油類直接與空氣燃燒，而是先將石油類中的碳元素與適量的水混合并加熱，轉(zhuǎn)化反應為一氧化碳和氫后，再與空氣燃燒。既能增加熱量，又能降低對大氣的污染。
本特點實現(xiàn)的科學依據(jù)是因石油類均是碳氫化合物，因其碳與氫的親合勢(或說化合勢)，在低于830℃時，則隨溫度的降低而增強。如在較低溫度下，碳與氫能形成多種碳氫化合物(如沼氣等)。在高于830℃時，其親合勢則隨溫度的升高而降低；加之，碳對氧的親合勢，在高于830℃時則增強，能由某些氧化物中奪氧，能使某些氧化物還原，而使氧與碳化合。
據(jù)此規(guī)律，將碳氫化合物的石油類按其含碳原子數(shù)，加相等數(shù)的水分子，并混合加熱至1000℃左右，則每個碳原子與每個水分子轉(zhuǎn)化反應為一分子一氧化碳和一分子氫后，再與空氣燃燒。
本特點實現(xiàn)的具體辦法是石油類燃料雖有多種——石油氣、汽油、煤油、柴油等，雖其組分和其分子量及其沸點等均不相同，但其均為碳氫化合物，故將其中的碳與水轉(zhuǎn)化反應為一氧化碳和氫的辦法基本相同。
將碳氫化合物的石油類轉(zhuǎn)化反應的具體辦法是本石油類節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器，僅是在開始燃燒時，先以石油類與適量的空氣，經(jīng)燃燒機或燃燒器混合均勻后燃燒。待火焰旺后，即連續(xù)的按石油類中所含碳原子數(shù)加相同數(shù)的水分子(即有一個碳原子，加一個水分子)，經(jīng)燃燒機或燃燒器混合均煤層氣成井組合鉆具及工藝方法<p>本發(fā)明涉及一種鉆進技術，具體地說是一種煤層氣成井方法。
煤層氣井作為一種新興能源，在我國已經(jīng)進入試驗性開發(fā)階段，并吸引多家外國公司來華投資。作為煤層氣井主要施工措施的鉆井工藝主要有一次成井和二次成井兩種類型，其中，一次成井是用Φ215.9mm牙輪鉆頭一徑到底，中間取芯也采用Φ215.9mm取芯鉆頭，二次成井是用Φ114mm牙輪鉆頭鉆至設計深度，中間用Φ96mm取芯鉆頭取芯，然后用Φ215.9mm牙輪鉆頭擴眼。一次成井存在著巖煤芯采取率低，煤樣分析不準確的缺點，二次成井又存在施工工期長，成本高且易造成煤層二次污染，堵塞煤層通道的不足。
本發(fā)明的目的之一是提供一種煤層氣成井組合鉆具，目的之二是提供一種煤層氣成井的的工藝方法。用該鉆具與方法成井既可提高煤樣分析可靠性，又可相對二次成井縮短施工周期。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的工藝方法是采用大徑成井，小徑取芯的方法。
具體步驟為第一步，采用Φ215nm牙輪鉆頭常規(guī)鉆進，以進行非取芯段成井，當鉆入取芯段后停止；第二步，采用Φ118mm取芯鉆頭對取芯段繼續(xù)鉆進0.5—1.5米進尺后，將巖煤芯提斷；第三步，用打撈器將內(nèi)管總成提到地面，卸開內(nèi)管，取出巖煤芯，完成一次動作；第四步，用Φ215mm牙輪鉆頭擴眼后，進入試井工序。
鉆進的規(guī)程參數(shù)為
實現(xiàn)本發(fā)明目的的鉆具組合分為非取芯段與取芯段兩部分，其中
因石油含85％左右的碳，每公斤石油則含850克左右的碳，因碳的原子量是12克，所以每公斤石油約含71個原子碳。因石油含13％左右的氫，則每公斤石油含130克氫，因氫的原子量是2克，所以每公斤石油含65分子的氫。
在使此71個原子碳轉(zhuǎn)化反應時，加71H2O，經(jīng)燃燒機混合均勻后加熱到1000℃左右，此71個原子碳和71H2O則轉(zhuǎn)化反應為71CO和71H2。其轉(zhuǎn)化反應式為
在轉(zhuǎn)化反應后，再加上原有的65H2，則每公斤石油在轉(zhuǎn)化反應后，共含有71CO和136H2，在使其與空氣燃燒時，其燃燒反應式為
因每公斤石油直接與空氣的燃燒熱是10500千卡，則其轉(zhuǎn)化后的增熱率為34.367％。
2.石油氣，基本上由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷所組成。現(xiàn)以其中的丙烷C3H8的轉(zhuǎn)化計算。
每分子丙烷轉(zhuǎn)化后的熱值為3CO×67.5千卡+7H2×68.5千卡＝682千卡因丙烷的分子量為12克×3+8克＝44克則每公斤有22.727分子，則每公斤轉(zhuǎn)化后的熱值為15499.814千卡，其轉(zhuǎn)化前的熱值為每公斤11000千卡，故其增熱率為40.90％。
3.汽油，基本上由戊烷、已烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷所組成?，F(xiàn)以其中的辛烷C8H18的轉(zhuǎn)化計算。
每分子辛烷轉(zhuǎn)化后的熱值為8CO×67.5千卡+17H2×68.5千卡＝1704.5千卡因辛烷的分子量為12克×8+18克＝114克則每公斤有8.7719分子，每公斤轉(zhuǎn)化后的熱值為14951.754千卡。因轉(zhuǎn)化前的熱值為11000千卡，故其增熱率為35.925％。
4.煤油，基本上由十一烷至十五烷組成。現(xiàn)以其中的十三烷C13H28的轉(zhuǎn)化計算。
則每分子十三烷轉(zhuǎn)化后的熱值為13CO×67.5千卡+27H2×68.5千卡＝2727千卡因13烷的分子量為12克×13+28克＝184克則每公斤有5.43478分子，每公斤轉(zhuǎn)化后的熱值為14820.654千卡。因其轉(zhuǎn)化前每公斤的熱值為11000千卡，故其轉(zhuǎn)化后的增熱率為34.733％。
5.柴油，基本上由十五烷到十八烷組成?，F(xiàn)以其中的十六烷C16H34轉(zhuǎn)化計算。
每分子十六烷轉(zhuǎn)化后的熱值為16CO×67.5千卡+33H2×68.5千卡＝3340.5千卡十六烷的分子量為12克×16+34克＝226克則每公斤有4.4247787分子，每公斤轉(zhuǎn)化后的熱值為14780.973千卡，因其轉(zhuǎn)化前每公斤的熱值為11000千卡，故其轉(zhuǎn)化后的增熱率為34.372％。
因為石油類中的碳素如不經(jīng)上述轉(zhuǎn)化，直接與空氣燃燒，每個碳原子產(chǎn)生1分子二氧化碳的大氣污染源。在經(jīng)上述轉(zhuǎn)化后，則每個碳原子與1分子水轉(zhuǎn)化反應為1分子一氧化碳和1分子氫后，再與空氣燃燒，則反應為1分子二氧化碳和1分子水。因水不污染大氣，污染大氣的仍是1分子二氧化碳。按上面對石油類經(jīng)轉(zhuǎn)化后燃燒，其增熱率為34.372％至40.9％，但其產(chǎn)生的大氣污染源并未增加。所以，按其在轉(zhuǎn)化前和轉(zhuǎn)化后所產(chǎn)熱量與其所產(chǎn)二氧化碳量之比來說，經(jīng)轉(zhuǎn)化反應后燃燒，不但增加了大量熱量，還大為降低了對大氣的污染。
本石油類節(jié)能燃燒機的構造和運轉(zhuǎn)概況，以


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在每次開始燃燒時，先以液氣態(tài)石油類由閥門1，及適量的空氣由閥門2，進入一軸雙風輪的電動風輪機中的風輪3內(nèi)，打入燃燒區(qū)4燃燒，待火焰旺后，即以石油類與相同與其碳原子數(shù)的水分子，連續(xù)經(jīng)閥門5和6，進入一軸雙風輪電動風機的另一風輪7內(nèi)，并隨即打入火焰區(qū)內(nèi)的加熱管8內(nèi)。在受熱轉(zhuǎn)化反應為一氧化碳和氫后，則停止石油類由閥門1打入。而將所轉(zhuǎn)化的一氧化碳和氫，由閥門9進入燃燒區(qū)4，空氣仍繼續(xù)由閥門2，經(jīng)電動風機的風輪3，打入燃燒區(qū)4，進行燃燒。
關于節(jié)能燃燒器的原理，與燃燒機相同；但其構造和運轉(zhuǎn)情況與燃燒機有所不同。其不同之處，主要是無鼓風機。
其構造上不需鼓風機的原因是因液化石油有氣壓，可使它往加熱管里面流動；它還能吸帶與加熱管相通的水流入加熱管。但水管與加熱管的交接處，水管須與加熱管內(nèi)流體的流向，呈30度左右的銳角，以利水的流入。如液化石油氣的氣壓低，可將水筒放在高于加熱管的地方，也可做個高壓水箱。還因燃石油氣的爐灶有多種，其加熱管的形狀，要與爐灶相適應。
權利要求
1.本石油類節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器，是燃用石油類的燃具。其特征是本節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器，以石油類作燃料，但基本上不使石油類直接與空氣燃燒；而是先將石油類與適量的水混合后，并以其燃燒火焰進行加熱，促其中的每個碳原子與每分子水，轉(zhuǎn)化反應為1分子的一氧化碳和一分子的氫后，再與空氣燃燒。而增加熱量，并降低污染大氣。
2.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器，其特征是以石油類作燃料，但不使石油類直接與空氣燃燒。
3.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器，其特征是先將石油類與適量的水混合并加熱，使石油類中的每個碳原子與每分子的水，轉(zhuǎn)化反應為1分子的一氧化碳和1分子的氫后，再與空氣燃燒，而增加熱量，并降低污染大氣。
4.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器，其特征是以其燃燒火焰給石油類和水的混合液(氣)加熱，促其轉(zhuǎn)化反應，而免耗熱量(可免耗熱量的原因，說明書中有解釋)。
全文摘要
本石油類節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器,是燃用石油類燃料的燃具?，F(xiàn)在人們?nèi)加檬皖惾剂?包括現(xiàn)用的燃燒機),均以石油類燃料直接與空氣燃燒,不但產(chǎn)熱量少,且污染大氣較重。本石油類節(jié)能燃燒機和節(jié)能燃燒器,以石油類作燃料,但不使石油類直接與空氣燃燒,而是先將石油類與適量的水轉(zhuǎn)化反應為一氧化碳和氫后,再與空氣燃燒,而增加熱量,并降低污染大氣。
文檔編號F23D11/10GK1267808SQ99115739
公開日2000年9月27日 申請日期1999年3月23日 優(yōu)先權日1999年3月23日
發(fā)明者李桂霖 申請人:李桂霖