一种柴油机掺水的新方法

柴油机掺水燃烧降排NOx的机理及方法柴油机排放的NOX等污染物是重要污染物之一。

针对柴油机排放的NOX，分析了其生成机理、掺水燃烧能够降低其排放的原理及现有掺水燃烧方法对降低NOX的影响程度等问题，提出了更具有实际操作性的掺水燃烧方法。

标签：柴油发动机；掺水燃烧；排放引言现代社会人们对能源和环境问题给予了越来越多的关注，与此同时，人们对作为污染物的主要排放源的汽车也提出了越来越苛刻的要求。

柴油机的主要排放污染物是NOX和颗粒物，而多方面的研究表明，柴油掺水能够在不同程度上降低柴油机的这两种排放污染物。

1 柴油机氮氧化物产生的机理NOX是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等的总称。

在发动机排放出的NOX中有约99%是NO，其形成机理较为复杂。

通常可以表达为[1]：这些反应是连锁反应，由氮分子与氧原子、氮原子与氧分子碰撞生成NO，由公式（1）和（2）可知氮原子与氧原子的生成则取决于反应时的温度。

而发动机燃烧时的反应速度却远高于化学平衡的速度，所以除燃烧气体温度和氮氧浓度外燃烧时停留在高温的时间也是影响NO的重要因素。

2 柴油掺水可降低氮氧化物排放的机理对柴油机的进气工质进行加湿可以有效地降低发动机混合气燃烧的最高温度，减少混合气停留在高温的时间，同时，水蒸气分子在发动机燃烧室温度条件下极易分解成具有一定催化作用的离子对NO的生成也具有抑制作用。

2.1 微爆理论微爆理论是1962年原苏联学者B.H.依万若夫提出的。

当雾化的燃油喷射入气缸时，油滴高速撞击水滴，使二者变得更细。

水流的涡动增加了油和水碰撞及接触的机会，从而形成了油吸附于并包围着水滴的微粒即油包水的油水乳化液，并较均匀地分布于燃烧室。

当油滴中水过热到超过油的表面张力时，水蒸气将突破油包水的膜壳。

微爆效应使大直径的油滴变成小直径的油滴，提高了油滴的燃烧速率，从而提高了能量的转换速率，使原有燃油燃烧得更加充分，从而达到节油降排放的目的[2-3]。

发动机加水技术专利分析颜胜钱晏强孙慧慧发布时间：2023-06-17T10:03:19.234Z 来源：《科技新时代》2023年7期作者：颜胜钱晏强孙慧慧[导读] 发动机加水技术分为：缸内直喷技术、乳化燃油技术和进气加湿技术。

缸内直接喷技术是油水两个系统是相互独立的，喷水系统可随时切断；燃油乳化是将燃油掺水形成乳化油在柴油机中进行燃烧。

进气加湿是将水以高压水雾的形式喷入压气机后的增压空气中，然后通过吸热汽化随进气空气进入发动机的气缸内，可以降低排放，提高内燃机的热效率。

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心江苏苏州 215000摘要：发动机加水技术分为：缸内直喷技术、乳化燃油技术和进气加湿技术。

缸内直接喷技术是油水两个系统是相互独立的，喷水系统可随时切断；燃油乳化是将燃油掺水形成乳化油在柴油机中进行燃烧。

进气加湿是将水以高压水雾的形式喷入压气机后的增压空气中，然后通过吸热汽化随进气空气进入发动机的气缸内，可以降低排放，提高内燃机的热效率。

关键词：发动机；加水；水蒸气；乳化油；技术分支前言发动机加水技术分为：缸内直喷技术、乳化燃油技术和进气加湿技术。

缸内直接喷水的喷油器的油水两个系统是相互独立的，喷水系统可随时切断，柴油机在任意负荷条件下都可以实现喷油器有水和无水喷射的转换。

该方法可降低约50%-60%的NOx排放。

燃油乳化是将燃油掺水形成乳化油在柴油机中进行燃烧。

当向柴油机气缸喷入乳化油时，乳化油中的水吸热蒸发，使燃烧温度峰值下降，从而降低NOx 排放。

乳化燃油对发动机工作性能的影响随机型的不同而表现差异。

此外，使用乳化油可以改善发动机的炭烟排放，尤其在低负荷时更为明显。

但是，使用乳化油会引起发动机零件的锈蚀，且油水乳化对添加剂的要求较高。

进气加湿是将水以高压水雾的形式喷入压气机后的增压空气中，然后通过吸热汽化随进气空气进入发动机的气缸内。

可有效降低NOx排放量，同时还可降低发动机的热负荷并改善气缸套的清洁条件[1]。

专利名称：空气节流滴定计量柴油掺水装置专利类型：实用新型专利
发明人：赵凯斌
申请号：CN92212109.5
申请日：19920120
公开号：CN2125010U
公开日：
19921216
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：空气节流滴定计量柴油掺水新型装置，具有结构 简单，造价低廉，技术先进，经济省、效果好、使用安 一。

广泛用于柴油发电机、柴油汽车、船舶柴油机、燃 烧炉等。

该装置采用一种特制的可控气阀来改变空 气通过的面积大小，使容器中的压力达到一定值，通 过滴定计量观察杯计量水量，即可达到柴油中的水量 添加稳定，油水先经泵预混后，再经混合器精混均匀， 送入柴油机燃烧室，使掺水柴油充分燃烧，完全燃烧， 节油效果可在5～15％。

申请人：赵凯斌
地址：湖南省长沙市湘春中路新建街25号
国籍：CN
代理机构：湖南省专利事务所
代理人：周迪文
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一种掺水集油流程掺水发明专利
技术领域
本发明涉及石油工业领域，尤其是有关采油过程中的掺水集油流程掺水技术。

背景技术
随着石油资源的日益枯竭，工业界对于提高石油采收率和降低采油成本的需求也日益迫切。

目前采油的主要方式是通过注水的方式来提高采收率，但是在实际操作中，由于油层中水和油的分布并不均匀，导致注水效果不理想，同时还会增加采油成本。

因此迫切需要一种新的技术来解决这一难题。

发明内容
本发明提供了一种掺水集油流程掺水技术，通过在采油过程中将掺水和采油工艺有机结合，实现了掺水和集油的一体化操作，有效提高了采油效率，降低了成本。

具体实现方法如下：
步骤一：采油井开采后，根据油层情况和水层分布确定掺水井点位，并进行施工准备工作。

步骤二：掺水井施工完毕后，根据实际需求确定掺水量和注水方式，将掺水管道引入掺水井。

步骤三：掺水井将掺水与地下采油层进行注入，在地下形成一个掺水环，将原本散乱的水分集中在一起。

步骤四：通过控制掺水的注入速度和压力，将油层中的水和油分离开来，使得原本散乱的水分被抽到地面，实现了集油效果。

步骤五：将地面抽出的水和油进行分离处理，最终得到高纯度的原油。

优点
本发明的优点在于将掺水和采油工艺有机结合，实现了掺水和集油的
一体化操作，提高了采油效率，降低了成本。

同时，该技术能够有效解决
采油过程中水和油分布不均匀导致的问题，提高了采油的整体效果。

结论
综上所述，本发明提供了一种掺水集油流程掺水技术，通过将掺水和
采油工艺有机结合，在实际应用中能够取得显著的效果，具有广阔的市场
前景和经济价值。

一种掺水集油流程掺水发明专利英文回答：In the oil industry, there is a process called water flooding, which involves injecting water into an oil reservoir to increase the pressure and push the oil towards the production wells. This method is commonly used to enhance oil recovery and maximize the extraction of oil from the reservoir.To improve the efficiency of water flooding, I have developed an innovative method that involves blending specific chemicals with the injected water. This method, which I have patented, is known as the "water-oil emulsion process."The water-oil emulsion process works by creating a stable emulsion of water and oil, which is then injected into the reservoir. This emulsion has several advantages over traditional water flooding methods. Firstly, it helpsto reduce the mobility of the injected water, preventing it from bypassing the oil and leaving it behind in the reservoir. This ensures that a larger volume of oil is swept towards the production wells.Secondly, the emulsion helps to displace the oil more effectively by reducing the capillary forces that hold the oil in place. This means that even the oil trapped in small pores and fractures can be mobilized and produced.Furthermore, the emulsion acts as a surfactant, reducing the interfacial tension between the water and oil phases. This allows the water to mix more easily with the oil, improving the sweep efficiency and overall recovery factor.To create the water-oil emulsion, a combination of surfactants, demulsifiers, and other additives is used. These chemicals are carefully selected to ensure that the emulsion remains stable and effective throughout the injection process.For example, one surfactant commonly used in theprocess is sodium dodecyl sulfate (SDS). This surfactant helps to reduce the interfacial tension between the water and oil phases, allowing them to mix more easily. Another additive that is often used is a demulsifier, which helpsto break down any emulsion that forms during the production process, allowing the oil and water to separate more easily.In addition to these chemicals, other additives such as polymers and scale inhibitors may be used to enhance the performance of the water-oil emulsion process. These additives help to control the viscosity of the emulsion, prevent the formation of scale deposits, and improve the overall efficiency of the process.Overall, the water-oil emulsion process offers a promising solution to enhance oil recovery in waterflooding operations. By creating a stable emulsion of water and oil, this method improves the displacement efficiency, reduces interfacial tension, and increases the overall recovery factor. This innovative process has the potentialto revolutionize the oil industry and maximize theextraction of oil from reservoirs.中文回答：在石油行业中，存在一种称为水驱的过程，它涉及将水注入油藏以增加压力并将油推向生产井。

一种掺水集油流程掺水发明专利一、一种掺水集油流程掺水发明专利引言概述1.1 近年来，随着一种掺水集油流程掺水发明专利技术的不断发展，一种掺水集油流程掺水发明专利的制备、运输设备的不断更新，传统的一种掺水集油流程掺水发明专利逐渐被一种掺水集油流程掺水发明专利板所取代。

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该一种掺水集油流程掺水发明专利自2005年3月开工，2006年5月竣工并交付使用。