專利名稱：一種水化燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型燃料，特別是涉及一種以水為基質(zhì)的水化燃料。
目前燃料大都來源于石油和煤，而石油和煤的蘊(yùn)藏量畢竟有限，所以有不少的科學(xué)工作者千方百計地致力于新燃料的研究和開發(fā)。如文獻(xiàn)1農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報第25卷第2期(1994年6月)P14-17高寶三、賈維德發(fā)表的“乳化油在渦流室柴油機(jī)中燃燒試驗(yàn)的研究”，以及文獻(xiàn)2遼寧科技報報道的“關(guān)恩澤與他開發(fā)的氫柴油技術(shù)”一文中提出一種乳化油或乳化柴油(氫柴油)。文中描述“燃用關(guān)恩澤調(diào)制的透明乳化油，尾氣中有害氣體下降明顯。遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站的鑒定報告表明一氧化碳下降16.2％，二氧化碳下降17.2％，碳?xì)浠衔锵陆?5％，氫氧化物下降53.4％。交通部水運(yùn)科學(xué)研究所臺架試驗(yàn)表明排溫下降20℃-60℃，煙度下降49.87％，同時節(jié)油效果臺架試驗(yàn)為13％。運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)為10-30％，取得了既降低污染又節(jié)油的效果。經(jīng)過10多個年頭的潛心鉆研，關(guān)恩澤終于研制出與柴油別無二致的含水15-25％的油包水型乳化油柴油(氫柴油)，攀上了當(dāng)代乳化油研究的科技之巔”。但這種氫柴油不是一種新型燃料，而僅是一種油包水的乳化油，實(shí)際上這種乳化油也未形成產(chǎn)品，另外，它還對汽車油箱等部件有腐蝕作用，不能從根本上解決世界上燃料日趨緊缺的大課題。
本發(fā)明的目的在于提供一種以水為基質(zhì)的新型液體燃料，該燃料可部分和逐步取代石油燃料和煤，以此發(fā)電還可取代核能。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的實(shí)施方案如下本發(fā)明提供的水化燃料，其特征在于以水為基質(zhì)，并于水中加入添加劑，其添加劑包括縱火劑和含氧化劑的燃燒劑兩大部分，兩者是一協(xié)同配合的整體，其水與添加劑的重量比例為50％-99.9％50％-0.1％。
所述的縱火劑由電子化合物(貯電材料)和絕緣材料的帶電微粒兩部分組成，兩者缺一不可，前者保持縱火的持續(xù)性和長期穩(wěn)定性，后者是水化燃燒的電子反應(yīng)劑，也參與縱火功能。水化燃料是水與電子反應(yīng)劑，化學(xué)反應(yīng)劑共同作用的綜合反應(yīng)并離子化的均相液體為燃燒劑的多元燃料。其縱火劑占添加劑總量的50％以上。其中電子化合物包括冠醚、雜環(huán)醚、電子合金微粒，即Mg90％與Al10％、陽離子如銫(Cs)、鉀(K)、鈉(Na)等電負(fù)性值大于0.75金屬陽離子、其濃度在0.0001M-0.00015M；電子化合物占縱火劑總量的23]]>份(重量)。
其中絕緣材料包括火棉、硝酸纖維、尼龍絲纖維。只有高壓強(qiáng)行將電子附著其上的絕緣材料才有效果，其絕緣材料占縱火劑總重量的13]]>份。
絕緣材料產(chǎn)生靜電，靜電的產(chǎn)生有多種方法。充電使絕緣材料附著電子也是其中的一種方法。1．添加劑充電后可以重復(fù)充電使用。2．不同的絕緣材料電阻值不同，充電放電參數(shù)均不同，不能一味強(qiáng)調(diào)最大值的絕緣材料一定就好。放電時間太長也不利于反應(yīng)和燃燒。3．充電有一定時間過程。這種充電不同于靜電噴涂和靜電植絨技術(shù)，只要涂料和絨毛通過陰極頭即可的辦法和思路，吸收電流的過程是不能省略的。4．添加劑充電后有靜電流散現(xiàn)象，保存期三十天成指數(shù)衰減，一般不足于反應(yīng)要求時，重新按上述方法充電使用，添加劑混合后，只要不存放空氣中，長期不變質(zhì)。5．添加劑加入水中用絕緣工具攪拌，加快靜電釋放，使電子參與化學(xué)反應(yīng)，所以攪拌不單是機(jī)械行為，是靜電釋放的要求。
充電專用設(shè)備即高壓直流充電機(jī)。功率4.5～5KW，電壓5000伏～25000伏可調(diào)。充電探頭為不銹鋼同心軸式結(jié)構(gòu)，充電容器為絕緣材料制品。
所述的含氧化劑的燃燒劑是由電子化學(xué)反應(yīng)劑和水反應(yīng)后的離子化的均相液體，以及微爆產(chǎn)生的氫和氧自由基，微爆形成的燃燒的環(huán)境氣氛。其中含氧化劑的燃燒劑包括過渡元素鈷、銫和鈦的有機(jī)化合物，如鈷氰化合物。
添加劑中多組份有計算量也有非計算量。如配置單位重量，為1kg添加劑各計算不同比例數(shù)稱重。固體經(jīng)干燥處理后用溶劑溶解成液體。所有材料均成液體后用液體裝置，根據(jù)相似相溶的規(guī)律確定先后加入順序混合，充分混合均勻，一般混合物有攪拌或噴射混合措施均可?；旌鲜窃谡婵蘸偷?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行?？諝庵胁荒芑旌?。
混合后的添加劑原料測定其電阻值，確定絕緣程度，充電電壓，電流，時間，升壓快慢，防止充電過程中爆燃。
充電后測定電阻，電壓，放電電流。
本發(fā)明提供的水化燃料，以水為基質(zhì)，添加一定量的添加劑的同時，還可加入一定量的石油或柴油或礦物油、或植物油或動物油脂，而成為水油燃料，其加入量為水重量或容積的10％-50％；水可以直接使用海水或達(dá)標(biāo)排放的工業(yè)廢水或普通自來水。
本發(fā)明提供的水化燃料的添加劑主要原材料包括1．火棉，硝酸纖維素或尼龍66纖維；絕緣材料只有高壓強(qiáng)行將電子附著上才有效。2．氧化劑鈷氰化合物如鈷氰化鉀K3CO(CN)6(又名氰鈷酸鉀)和鈷氰化銫Cs3CO(CN)6。3．雙環(huán)戊二烯基鈦化合物(C5H5)2TiCl2或(C5H5)2TiClR(R-烷基)4．催化劑三-三苯基膦鉑Pt(PPh3)3或Pt(PPh3)4；三-三苯基膦鈀Pd(PPh3)3或Pd(PPh3)4；5．叔丁基氯(CH3)3CCl；6．聚環(huán)氧乙烷(又名聚氧化乙烯)；7．乙二醇二甲醚(又名二甲基溶纖維劑)；8．二氯乙烷。
添加劑配置1．雙冠醚銫電子化合物單項(xiàng)配置；2．纖維、塑料、火棉用二甲基溶纖劑溶解；3．鈷氰化鉀、雙環(huán)戊二烯基鈦化合物和三苯基膦鉑由均相傳遞催化劑冠醚的作用均溶于乙二醇二甲醚中或汽油中；4．高分子電介質(zhì)聚環(huán)氧乙烷溶于二氯乙烷中；5．固體材料經(jīng)干燥處理后，溶解成溶液；6．將所有溶體合并，在常溫或低溫、真空或氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下避光保存，再進(jìn)行技術(shù)處理；添加劑按0.1％-1％以上重量加入水中用絕緣棒攪拌，反應(yīng)40″-60″配制完成水化燃料。
水化燃料添加劑的物質(zhì)性質(zhì)水化燃料的添加劑的物質(zhì)性質(zhì)不完全相同，屬均相溶液。應(yīng)用這些材料主要目的是對水進(jìn)行改性和利用。水在很強(qiáng)的氧化劑，還原劑作用下，反應(yīng)非常迅速。這其中主要涉及鈷氰化鉀，雙環(huán)戊二烯基鈦化合物，和催化劑三-三苯基膦鉑三種材料。這三種材料共同特點(diǎn)是均為金屬有機(jī)化合物，反應(yīng)生成絡(luò)合物。在無水條件下，是絕緣的，不導(dǎo)電的。依照燃燒機(jī)理和縱火劑的要求，電子化合物數(shù)量即摩爾濃度為0.0003M，其余物質(zhì)總量不超過0.0004M摩爾濃度。其中鈷氰化鉀應(yīng)嚴(yán)格確定在0.0001M-0.00015M之間，催化劑用量在0.0001M，用量大成本高。有些材料為不可計算量，由實(shí)際測定。如聚環(huán)氧乙烷，火棉，溶劑乙二醇二甲醚，二氯乙烷依溶解程序使用。非計算量在添加劑總量中不超過40％-50％。
這些材料有憎水性的，也有親水性的，但是經(jīng)專用設(shè)備特殊處理后均可溶于水中，也可以溶于油中，溶于水中或油中快速進(jìn)行反應(yīng)，使水溶液成為離子化均相溶液。水并沒有完全反應(yīng)，也沒有必要要求水全部反應(yīng)，更強(qiáng)有力的一步是爆破，微爆也可將大分子的碳?xì)淙剂媳瞥尚》肿踊蛟樱欣谌紵?br> 貯電化合物燃燒必然產(chǎn)生微爆。微爆釋能使水和有機(jī)物大分子破裂成小分子或分子，原子，造成燃燒的環(huán)境氣氛。連鎖反應(yīng)使燃燒持續(xù)進(jìn)行。由于這種特殊機(jī)理，水化燃料更適合鍋爐使用，微爆會損傷內(nèi)燃機(jī)金屬缸壁金屬表面，造成銹蝕，裂紋，損害。一種新能源的出現(xiàn)，必然帶來一場工業(yè)革新和革命。石油的應(yīng)用，發(fā)展了內(nèi)燃機(jī)。水化燃料的出現(xiàn)，必然會出現(xiàn)適合它的內(nèi)燃機(jī)，動力是依據(jù)燃料設(shè)計的。火箭使用甲基氰作燃料，設(shè)計者必須依據(jù)燃料設(shè)計結(jié)構(gòu)，可以予見這場革命是巨大的，是更新?lián)Q代的革命。
由上述原料配制的水化燃料在使用中由于微爆現(xiàn)象會損傷內(nèi)燃機(jī)缸壁，本發(fā)明采用在添加劑中再加入石油，其加入量為水重量或容積10％-50％。
添加劑的綜合化學(xué)反應(yīng)的目的主要是對其基質(zhì)水進(jìn)行改性和利用。水在很強(qiáng)的氧化劑，還原劑作用下反應(yīng)非常迅速。零價鉑或鈀的絡(luò)合物是水解的有效催化劑。Co(鈷)-氰絡(luò)合物能使H2O(水)氧化，還原。3-(Ⅲ)氧化H2O(1)Co(Ⅲ)氧化H2O后還原成Co(Ⅱ)[Co(CN)5]3-,Co(Ⅱ)-氰絡(luò)合物還原H2O，(2)Co(Ⅱ)-氰絡(luò)合物直接吸收H2形成Co(Ⅲ)絡(luò)合物，(3)H+與電子反應(yīng)劑作用(4)H進(jìn)一步與e作用(5)Ti(Ⅳ)的雙環(huán)戊二烯基鈦化合物(C5H5)2TiClR在充電過程中還原成Ti(Ⅲ)。Ti(Ⅲ)還原O2為超氧離子，在水溶液中還原O2為水化超氧陰離子。
(6)
Ti(Ⅲ)還原O2后又氧化成Ti(Ⅳ)，電子反應(yīng)劑又將Ti(Ⅳ)還原成Ti(Ⅲ)(7)烷基或Ca2+與HO2-作用(8)式中R--烷基X--鹵素(Cl,I)R1OOH為過氧醇，穩(wěn)定的可燃液體。
Ca2++2HO2-→Ca(HO2)2(9)離子化合物，Ca2+是HO2-的穩(wěn)定劑。
三→三苯基膦鉑或三-三苯基膦鈀吸O2羰基化。
一部分H2O變成了H-,OH-和HO2-陰離子。
(C5H5)2TiClR極易水解成(C5H5)2Ti(H2O)6ClR的水化絡(luò)合物，絡(luò)合物是穩(wěn)定化合物，是可燃物。這一部分H2O被絡(luò)合化直接燒掉。有機(jī)鈦化合物還具有均相催化作用。
溶劑乙二醇二甲醚中氧原子與H2O形成分子內(nèi)氫鍵化合物，改變了物質(zhì)構(gòu)成，具有攜水燃燒的作用。
H2O受添加劑溶質(zhì)化電子的極化和取向作用，電子互斥形成空洞體積膨脹，密度減小。水溶液表面，疏水性烷基取向于氣相，表面空氣被微電離，造成點(diǎn)燃和燃燒的有利環(huán)境和氣氛。
在水化燃料中，烷基由鹵代烴水解而來。
其添加劑中的材料與水反應(yīng)后的化學(xué)方程式如下1．鈷氰化鉀在添加劑混合過程已反應(yīng)K3Co(CN)6不溶于乙二醇二甲醚，但放入一定量18-CROWN-6后很快溶解，反應(yīng)生成；
充電后生成[K+(18-CROWN-6)2]e-進(jìn)入水中后生成[K+(18-CROWN-6)2]e-和[Co(CN)6]3-，電子化合物中電子是獨(dú)立存在的貯電材料，[Co(CN)6]3-氧化H2O生成O2↑，氧化H2O后還原成Co(Ⅱ)，而Co(Ⅱ)還原H2O產(chǎn)生H2↑,Co(Ⅱ)吸收氫(H2)成Co(Ⅲ)絡(luò)合物，繼續(xù)氧化H2O，生成O2↑，重復(fù)上述過程。2．雙環(huán)戊二烯基鈦化合物(C5H5)2TiClR反應(yīng)式(C5H5)2Ti(H2O)6ClR絡(luò)合物，替代方程式Cp2Ti(H2O)6ClR
C5H5=Cp3．二氯乙烷是聚環(huán)氧乙烷的溶劑進(jìn)入添加劑中的二氯乙烷水解生成乙二醇。
乙二醇降低水的冰點(diǎn)，燃料抗凍劑。4．乙二醇二甲醚火棉的溶劑，碳?xì)浠锶軇瑢俜琴|(zhì)子性溶劑，對金屬的配位能力很強(qiáng)，是制取有機(jī)金屬化合物的反應(yīng)溶劑，溶于水，性穩(wěn)定，不易起化學(xué)變化，與水形成分子內(nèi)氫鍵鍵合物，是油與水的均相溶劑。5．鹵代烴的應(yīng)用和反應(yīng)叔丁基氯(CH3)3CCl加入水中一經(jīng)攪拌很快水解成叔丁醇，水解的同時烴基與HO2-反應(yīng)生成(CH3)CHO2過氧叔丁醇。
碘甲烷CH3I水解較慢，配入少量與HO2-反應(yīng)，反應(yīng)生成CH3OOH，過氧甲醇。
叔丁醇沸點(diǎn)82.5℃，與21.76％的水形成恒沸混合物，使部分未改性的水沸點(diǎn)降低。6．催化劑三-三苯基膦鉑Pt(pph3)3或Pt(pph3)4吸O2后反應(yīng)生成Pt(O2)(pph3)3或Pt(O2)(pph3)4，后者仍能吸收CO2,CO,S,P等物質(zhì)。這種高分子膦為配位基的絡(luò)合物可以作為加氫反應(yīng)及羰基化反應(yīng)的催化劑。
零價鉑有水解和吸氫能力。7．聚環(huán)氧乙烷為提高充電效果，縮短充電時間而配入的，為水溶性或親水性物質(zhì)，溶于介電常數(shù)高的溶劑中顯出電導(dǎo)性的聚合物，水是介電常數(shù)高的溶劑，使水的電導(dǎo)性增大，攪拌釋電后能快速傳導(dǎo)。
上述材料混合后在高壓直流電源陰極探頭插入充電后形成縱火劑，即符合水化燃燒的縱火劑，由電子化合物和絕緣材料的帶電微粒兩部分組成。
添加劑中的電子的作用電子在水中是以帶電微粒存在，帶電微粒溶質(zhì)使水空洞膨脹，極化和取向，在水溶液表面持疏水性的烷基取向于氣相，而持親水性基團(tuán)取向于水相。烷基取向于氣相相當(dāng)于油的燃燒條件。在電的特殊引火靈敏度的縱容下，一點(diǎn)即著。微爆有一定能量將其共價化合物H2O分子炸成H2和O2的原子、分子或自由基，使水失去不燃性，成為可燃或易燃的元素和物質(zhì)。
上述均與H2O有關(guān)，通過反應(yīng)，大部分水已改性，仍有少部分H2O存在，相當(dāng)于溶劑，也不應(yīng)要求添加劑用量把全部水改性，不僅成本價格高也沒有必要，因?yàn)檫@時水已不是氫鍵鍵合的聚合體，而是含有大量陰離子的均相溶液，離子是可以自由移動的活性物質(zhì)。燃燒是氧化反應(yīng)，所以活性物質(zhì)是極易燃燒的，少部分水還有微爆作用。電子在全過程起著支柱作用，在充電過程中使鈦(Ⅳ)還原成Ti(Ⅲ)或Ti(Ⅱ)，使Co(Ⅲ)還原成Co(Ⅱ)，使電子化合物帶電，使絕緣微粒帶電，添加劑與水混合后，經(jīng)攪拌使部分靜電荷釋放CP(e)，不斷放出的e參與化學(xué)反應(yīng)，是量輕活性大的電子反應(yīng)劑，使O2與H2O生成超氧陰離子HO2-，使H生成H-，使H2O取向和極化。使H2O膨化(空洞現(xiàn)象造成的)，使Ti(Ⅳ)還原成Ti(Ⅲ)，特別是最后點(diǎn)燃的縱火功能是其它任何物質(zhì)不能代替的。也是其它物質(zhì)不能實(shí)現(xiàn)的。在燃燒的同時微爆還有使H2O分子破裂成自由基的作用，加強(qiáng)了連續(xù)燃燒性的環(huán)境氣氛。所以充電帶電的添加劑是縱火的關(guān)鍵措施。
水化燃料是諸多物質(zhì)的混合物，不是單一物質(zhì)，單一物質(zhì)也不能成為燃料，能成為燃料的關(guān)鍵是縱火功能材料，充電過程中電量消耗很有限，按市場價格如果一噸水用的添加劑用一度電，也比最便宜的1kg試劑便宜，更何況任何試劑不能代替電的作用和功能，所以不能用一個方程式反映水化燃料，添加劑混合液仍然是原料，不進(jìn)行最合理的充電工藝是不能使水燃燒的。這一點(diǎn)是非常明確的。注定這項(xiàng)技術(shù)只有發(fā)明電之后，電能也已普及使用的條件下，才能實(shí)現(xiàn)。水化燃料用于發(fā)電，也為自身需要提供了電能。大量的電能用于工業(yè)和人民生活。
綜上所述，水與添加劑所進(jìn)行的反應(yīng)是非常復(fù)雜的綜合反應(yīng)。均相溶液是化學(xué)成份復(fù)雜的混合物，水化燃燒所用材料替代元素極少。在保證縱火劑功能材料的配置條件下，盡量對水改性，盡量少用添加劑降低成本，其它選擇余地很小。這個前提下，采用合理參數(shù)對添加劑進(jìn)行充電處理。沒有高壓直流陰極充電工藝，所有反應(yīng)沒有任何價值。
電子化合物使用冠醚，冠醚的作用是用來控制微爆力的大小，冠醚為環(huán)狀醚，中間有空洞。冠醚有相轉(zhuǎn)移特性。兩冠醚分子可以包含一個堿金屬離子。如銫離子(Cs+)，鉀K+或鈉Na+離子。生成一個新物質(zhì)。這一物質(zhì)呈陽性，在充電過程中陽性吸引陰性電子進(jìn)入空穴中使這一物質(zhì)呈中性。空穴中不能也不可能出現(xiàn)真空。所以當(dāng)這種物質(zhì)在溶液中或表面空氣或溶液中的氫氣和氧氣都有可能自動進(jìn)入。這是氣體由液體中向空洞擴(kuò)散的結(jié)果。水進(jìn)不到空洞中是冠醚的憎水基向外的緣故。添加劑與水反應(yīng)產(chǎn)生部分氫和氧。微爆力量大小和規(guī)模不同型號冠醚中間空洞大小不同，使用18-冠-6醚冠醚，空洞直徑正好合適Cs+,K+和Na+進(jìn)入，也適合e-進(jìn)入穩(wěn)定性也好。微爆的能量也適中。微爆點(diǎn)的多少主要是由電子化合物量決定的。
微爆不用在特定的環(huán)境和器材中進(jìn)行微爆是在燃料表面上形成的無數(shù)爆破小點(diǎn)，敞口燃燒用肉眼即可觀察到液體表面有無數(shù)微爆點(diǎn)在爆破燃燒。密封燃燒耳能聽到微弱的爆破聲。這是燃燒特點(diǎn)，不需要特定的環(huán)境和器材中進(jìn)行。但是在這些材料中曾說明微爆時對活塞式氣缸壁有一定的損傷造成銹蝕。鍋爐燃燒室表面精度和光潔度沒有氣缸的那么高。微爆影響不明顯。
離子的均相液體包含水的大部分被添加劑所反應(yīng)，反應(yīng)生成物中有較多陰離子，整個溶液陰陽不平衡了。不平衡即顯出活性，離子是可以自由移動的，水體由氫鍵形成的穩(wěn)定局面被打破，溶液的沸點(diǎn)有明顯改變。這些陰離子主要有OH-,HO2-,H-,Cl-,[CO(CN)6]3-，絕緣材料的帶電微粒，陰離子有易燃特性。中性分子或原子加上電子即成陰離子。這時溶液呈易燃活性。
微爆產(chǎn)生氫和氧自由基水是共價化合物，原子之間的能量有限，電解水需用較多的電能，這在工業(yè)上是劃不來的，微爆是在溶液表面進(jìn)行的，微爆點(diǎn)表面有一定量的水附著，微爆的能量足以使水分子破裂成氫和氧的自由基。因?yàn)樗疄楣矁r化合物，自由基還會出現(xiàn)支鏈爆破，同樣屬連鎖反應(yīng)。自由基不同于陰離子，壽命很短，是在燃燒的同時產(chǎn)生，隨即燒掉。零點(diǎn)能用常規(guī)方法用不上。在這里用非常手段，破成自由基使用掉。氫和氧的自由基已不是水的性質(zhì)，而是氫和氧的性質(zhì)。
用微爆產(chǎn)生自由基是附帶產(chǎn)物。不能理解為專業(yè)爆破處理水溶液，即可產(chǎn)生自由基燃燒。
氧化劑包括化學(xué)上氧化劑很多，本發(fā)明指對H2O能進(jìn)行氧化的氧化劑，又能自動氧化-還原的，在現(xiàn)實(shí)材料中主要是過渡元素鈷和錳的有機(jī)化合物。選用[Co(CN)6]3-成品料為鈷氰化鉀，鉀K+由18-冠-6處理掉，鈷氰陰離子(Ⅲ)氧化H2O為O2，(Ⅱ)還原H2O為H2，直接吸H2為鈷(Ⅲ)。[Co(CN)5H]3-氧化H2O為O2。錳也有相似反應(yīng)。
水化燃料的燃燒機(jī)理水化燃料不同于碳?xì)淙剂?，碳?xì)淙剂鲜前俜种俚目扇嘉铮剂峡扇荚?，只占很小的比例，其中的可燃微粒均相分散在水中，水包住微粒形不成燃燒性。即使個別點(diǎn)起燃燒也不能有持續(xù)可燃性。設(shè)想能持續(xù)燃燒這其中必須有一種物質(zhì)，不受水的影響，水不能包住它，而且還能幫助它，這種物質(zhì)又易引火，即縱火靈敏度要極高。目前世界上已發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)中有這種物質(zhì)，這種物質(zhì)便是電子。而且是可貯存的電子，不是自由電子。即貯電材料，或者是電子溶液，即電子能獨(dú)立存在，又不能自由流散。常態(tài)下又是穩(wěn)定的，縱火的靈敏度又高，能貯電的化合物必須是中間有空隙的，電子能進(jìn)去的而又易燃化合物，如冠醚等。中間有空穴的化合物，電子能進(jìn)去，自然也能進(jìn)去氣體。當(dāng)這種化合物由電子引燃后，內(nèi)部的氣體激劇膨脹，出現(xiàn)微爆現(xiàn)象，在化合物周圍的H2O分子受微爆的作用而爆成H和O自由基。微爆點(diǎn)和自由基形成燃燒體和面，燃燒便持續(xù)進(jìn)行下去，直至燒完。
可見，引燃是問題的關(guān)鍵。純碳?xì)淙紵旧砭褪强v火劑，而水化燃料的縱火劑必須適應(yīng)水中引火的條件。微爆有一定能量可將共價化合物H2O分子炸成H2和O2的原子、分子或者自由基。使水失去不燃性，成為可燃或易燃的元素和物質(zhì)。
引燃的核心問題是縱火劑的選擇和應(yīng)用。
水化燃料的縱火劑是由電子化合物貯電材料和絕緣材料的帶電微粒兩部分組成。這里需要特別強(qiáng)調(diào)的是兩部分，二者缺一不可。前者保持縱火的持續(xù)性和長期穩(wěn)定性。后者是水化燃料的化學(xué)反應(yīng)劑，也參與縱火功能。這里縱火劑和燃燒劑不是一個物質(zhì)。燃燒劑是由電子化學(xué)反應(yīng)劑和水反應(yīng)后的離子化的均相液體，以及微爆產(chǎn)生的氫和氧自由基，微爆形成燃燒的環(huán)境氣氛。
燃燒是短暫過程，但機(jī)理是復(fù)雜的。關(guān)鍵是縱火，即引燃，同時出現(xiàn)微爆，形成氣氛，使燃燒持續(xù)進(jìn)行，全過程是連鎖反應(yīng)。
水油燃料添加劑的配方與水化燃料的配方總原則是一致的。只是用料品種和量有所不同，減少或不用鹵代烴，適量增加乙二醇二甲醚用量，石油只是增加了燃料中碳的含量，提高了燃料熱值，增加了烷基的潛在濃度，但并不構(gòu)成縱火功能的提高和改善。這種情況下(水占很大比例)的條件下，水油燃料的縱火劑要求與水化燃料是一樣的。石油只是燃燒劑，是熱值調(diào)節(jié)劑，水油燃料是石油燃料向水化燃料過渡過程中的過渡燃料，是用油單位思維中容易接受的燃料。
制造過程所不同的是水中除添加劑外，還要配有一定量的石油一同反應(yīng)，按重量或容積均可。石油烷基與HO2-反應(yīng)生成過ROOH氧化物。
水化燃料的用途水化燃料是以水為基質(zhì)的新型液體燃料。其主要用途是部分和逐步取代石油燃料和煤，以此發(fā)電減少核能發(fā)電。
水化燃料排放物主要是水蒸汽，由于汽吸原因，少量CO2，氧化氮及金屬，非金屬氧化物均被水汽吸收對環(huán)境沒有污染。所有材料中沒有氟，不構(gòu)成臭氧層破壞，也沒有放射物污染環(huán)境，也沒有稀有元素和材料。
水可以直接使用海水和達(dá)標(biāo)排放的工業(yè)廢水，下個世紀(jì)是海洋應(yīng)用工程的一個新世紀(jì)，海水能源的原材料是取之不盡，用之不竭的。從根本上解決石油和煤被采完后的能源來源。
本發(fā)明提供的水化燃料，以水為基質(zhì)，添加一定量的添加劑的同時，還可加入一定量的石油或柴油或礦物油、或植物油或動物油脂，而成為水油燃料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1．水化燃料是以水為基質(zhì)的新型液體燃料，價格便宜，可取代或逐步取代石油燃料和煤，從而解決燃料緊缺的大課題。
2．水化燃料排放物主要是水蒸汽，無環(huán)境污染。
3．水可以直接使用海水和達(dá)標(biāo)排放的工業(yè)廢水，廢水利用造福人類。
權(quán)利要求
1．一種水化燃料，含有50％-99.9％(重量)的水和50％-0.1％(重量)的添加劑，添加劑由縱火劑和含氧化劑的燃燒劑組成。
2．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的縱火劑包括電子化合物和絕緣材料的帶電微粒組成。
3．按權(quán)利要求2所述的水化燃料，其特征在于所述的電子化合物包括冠醚、雜環(huán)醚、Mg90％與10％Al電子合金材料、電負(fù)性值大于0.75金屬陽離子，其電子化合物的摩爾濃度在0.0003M。其余物質(zhì)總量不超過0.0004M摩爾濃度。
4．按權(quán)利要求3所述的水化燃料，其特征在于所述的電子化合物中的金屬陽離子包括銫、鉀、鈉陽離子。
5．按權(quán)利要求3所述的水化燃料，其特征在于所述的電子化合物濃度在0.0003M。
6．按權(quán)利要求2所述的水化燃料，其特征在于所述的絕緣材料包括火棉、硝酸纖維、尼龍絲纖維。
7．按權(quán)利要求6所述的水化燃料，其特征在于所述的尼龍絲纖維是尼龍66纖維。
8．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的含氧化劑的燃燒劑包括過渡元素鈷、銫和鈦的有機(jī)化合物。
9．按權(quán)利要求1、7所述的水化燃料，其特征在于所述的氧化劑為鈷氰化合物。
10．按權(quán)利要求9所述的水化燃料，其特征在于所述的鈷氰化合物包括鈷氰化鉀、鈷氰化銫、鈷氰化鈦。
11．按權(quán)利要求10所述的水化燃料，其特征在于所述的鈷氰化鉀濃度為0.0001M-0.00015M。
12．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的添加劑還包括催化劑三-三苯基膦鈀分子式Pd(PPh3)3或Pd(PPh3)4
13．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的催化劑包括三-三苯基膦鉑分子式Pt(PPh3)3或Pt(PPh3)4
14．按權(quán)利要求12,13所述的水化燃料，其特征在于所述的催化劑用量在0.0001M。
15．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的添加劑還包括油，其添加量為占水化燃料10％(重量)-50％。
16．按權(quán)利要求15所述的水化燃料，其特征在于所述的添加劑油包括石油、柴油、礦物油、植物油、動物油脂。
17．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述以水為基的水為自來水，海水，工業(yè)廢水。
18．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的添加劑還包括雙環(huán)戊二烯基鈦化合物。
19．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的添加劑混合后用直流高壓充電，電壓范圍在5000～25000伏，功率4.5～5KW。
20．按權(quán)利要求1所述的水化燃料，其特征在于所述的添加劑單組份用直流高壓充電，電壓范圍在5000～25000伏，功率4.5～5KW。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以水為基質(zhì)的水化燃料。本發(fā)明的目的在于提供一種新型液體燃料,可逐步或部分取代石油燃料和煤,以此發(fā)電取代核能。本發(fā)明水化燃料含50%—99.9%(重量)的水和50%—0.1%(重量)的添加劑組成。其中添加劑包括縱火劑和燃燒劑,催化劑、油。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)價格便宜,解決世界上燃料緊缺的問題。使用該燃料無環(huán)境污染;廢水利用造福人類。
文檔編號C10L1/00GK1208069SQ9711664
公開日1999年2月17日 申請日期1997年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月13日
發(fā)明者大衛(wèi)·Jsg 申請人:世界能源(美國)集團(tuán)