一種智能控制節能減排增效處理系統的製作方法

2023-05-29 14:40:06

本發明屬於流體燃料處理設備技術領域，尤其涉及一種應用於汽車、飛機等機械設備的流體燃料智能控制節能減排增效處理系統。

背景技術：

汙染減排是我國確定的一項硬任務。「十一五」期間，我國嚴抓硫排放量，二氧化硫排放量有所下降，而氮氧化物的排放量增加，加劇了區域複合型酸雨的惡化趨勢。隨著氮氧化物排放汙染的日趨嚴重，我國已經加大對氮氧化物排放的控制力度。「十二五」期間，除了節能、二氧化硫減排指標，氮氧化物的排放也列為強制減排指標。根據「十二五」規劃綱要，今後5年，氮氧化物排放量要削減10％。

氮氧化物除了作為一次汙染物傷害人體健康外，還是臭氧和酸沉降等二次汙染的重要前體物，也是形成區域細粒子汙染和灰霾的重要原因，使我國珠江三角洲等經濟發達地區大氣能見度日趨下降，灰霾天數不斷增加。氮氧化物排放量的增加使得我國酸雨汙染已經由硫酸型主導，向硫酸和硝酸複合型轉變，氮氧化物排放已經成為我國酸雨控制的又一重要汙染物。

大氣氮氧化物會影響大氣的氧化性，造成光化學汙染、二次顆粒物大大增加、灰霾問題等，已經到非解決不可的地步了。全面推行電廠脫硫脫硝，開展機動車二氧化硫、氮氧化物減排，是減排的主要舉措。汽車、鍋爐、窯爐等燃氣用戶改用石油氣、天然氣等氣態燃料，雖然可以減少碳氫化合物、一氧化碳的排放量，但氮氧化物的排放量增大了。

2010年11月，《中國機動車汙染防治年報（2010年度）》首次公布我國機動車汙染物排放情況，明確指出機動車尾氣排放已成為我國大中城市空氣汙染的主要來源，伴隨著汽車保有量急劇上升，有害汙染物的排放也不斷加劇。

作為交通工具的汽車，每天要排放大量的碳、氮、硫的氧化物、碳氫化合物、鉛化物等多種大氣汙染物，是重要的大氣汙染發生源，對人體健康和生態環境帶來嚴重的危害，新能源和節能減排是汽車產業發展的永恆主題。不斷加強節能減排工作，大力開發新能源，已成為我國經濟實現又好又快發展的迫切需要。汽車是能源消耗和汙染物排放的「大戶」，也是節能減排工作的重點，所以汽車行業推進節能減排工作和新能源的意義尤為重大。

根據《關於實施國家第四階段輕型汽油車、兩用燃料車和單一氣體燃料車汙染物排放標準的公告》，自2011年7月1日起，所有生產、進口、銷售的輕型汽油車、兩用燃料車、單一氣體燃料車必須符合國Ⅳ標準的要求。

提高排放標準的重要意義之一在於減少汙染物排放，改善城市空氣品質。排放標準要求日漸嚴格，汽車安裝三元催化器減少氮氧化物，但三元催化器價格高、使用壽命短，監管困難而造成難以堅持實施，同時如果汽車使用的油品、氣品不給力，減排效果也會大打折扣。

技術實現要素：

基於上述問題，本發明提供一種智能控制節能減排增效處理系統，其包括中央控制系統、監測系統和燃料處理系統，通過監測系統採集系統運行數據和環境數據，由中央控制系統對數據進行智能化分析並控制家居設備的運行，燃料處理系統由燃料活化處理部件依次排列組成。其中燃料活化處理部件包括導流片、整流彈簧、蜂窩陶瓷、若干由導流片與同極相向的兩個磁環間隔排列組成的同極共振單元，燃料處理系統利用同極共振加載及其傳遞處理技術，使燃料進行充分燃燒，同時利用增效載體使燃燒產物發生甲烷化反應和水煤氣反應，形成一個鏈式增燃反應使單位燃料釋放更多發熱量，並減少汙染物的生成，本發明具有節氣、減排和智能化的優點。

一種智能控制節能減排增效處理系統，其特徵在於，其包括中央控制系統、監測系統、燃料處理系統；

中央控制系統包括數據處理模塊、通訊模塊、存儲模塊、PLC設備控制模塊，通訊模塊負責接收監測系統採集的數據和對外通訊，並將數據傳輸到數據處理分析模塊，數據處理模塊分析處理監測系統採集的數據，根據分析結果得出控制指令並將指令發送到PLC設備控制模塊，PLC設備控制模塊根據指令對相關設備進行控制，儲存模塊存儲採集的數據、分析結果、控制指令、控制結果以及系統運行記錄；

監測系統包括傳感器和數據傳輸模塊，傳感器分別安裝在汽車各部件和其他各系統中，採集系統運行數據和發動機運行情況，通過數據傳輸模塊發送到中央控制系統；

燃料處理系統包括封蓋、碳鋼碳鋼外殼、陶瓷管和若干組燃料活化處理部件，陶瓷管相套於碳鋼外殼內，若干燃料活化處理部件依次排列在陶瓷管內，封蓋位於碳鋼外殼兩端，其通過高能共振加載使節能環保流體燃料處理器中所有元素的分子處在同相或同頻振動的共振狀態，然後傳遞給燃料，使燃料具有電荷雲碰撞和同極共振效應，在設定的高溫高壓或高溫場下，燃料中的碳氫化合物分子的碳鏈和碳、氫原子電荷雲電鍵裂解、重整，使燃料的長碳鏈結構裂解為短碳鏈；

燃料活化處理部件包括導流片、整流彈簧、蜂窩陶瓷、若干由導流片與同極相向的兩個鍍絡永磁鍍絡永磁磁環間隔排列組成的同極共振單元，同極共振單元、蜂窩陶瓷、整流彈簧和另一個導流片依次排列，導流片和整流彈簧都經過電鍍特殊金屬處理，導流片進行鍍錫處理，用於對燃料進行初步脫硫處理；整流彈簧進行鍍鉬處理，起助燃作用；

若干組燃料活化處理部件依次排列並相套於陶瓷管內，陶瓷管相套於管狀碳鋼碳鋼外殼內，兩個封蓋分別嵌合於管狀碳鋼碳鋼外殼兩端或一個封蓋嵌合於管狀碳鋼碳鋼外殼一端，另一端一體成型密封，封蓋一端具有管狀開口，另一端具有環狀凹槽，凹槽上套有一條密封塑料圈。

所述的傳感器包括空氣流量傳感器、空氣溫度傳感器、節氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、轉速傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器、車速傳感器、氧濃度傳感器。

所述的導流片是具有聚磁作用的邊緣凹凸的圓輪狀導流片，對燃料進行徑嚮導流，聚磁作用可以降低兩個同極相向的鍍絡永磁磁環相互排斥的程度，使兩個鍍絡永磁磁環可以近距離靠近並形成同極共振反應，同時凹凸的邊緣可以徑嚮導流燃料，利用流體力學的原理引導燃料擾流，加大燃料的比表面積。

所述的同極共振單元中的鍍絡永磁磁環是銣鐵硼鍍絡永磁磁環，釹鐵硼作為稀土永磁材料的一種，具有極高的磁能積和矯頑力，可以形成穩定的磁場，使燃料處理器具有穩定的效果。

所述的蜂窩陶瓷和陶瓷管的組成成分包括納米級的石墨烯、殼聚糖、電氣石和銣鐵硼磁粉，具有100-300nm的微孔，蜂窩陶瓷具有極大的比表面積，通過石墨烯和殼聚糖可以將燃料分散成小分子團，使燃料與蜂窩陶瓷更充分接觸，同時殼聚糖和石墨烯具有豐富的官能團，電氣石輻射的遠紅外射線與燃料分子產生共振，使燃料分子的C—C，C—H鍵的震動增強，降低燃料的活化能，從而節省燃料，減少CO和NO的排放。

一種智能控制節能減排增效處理系統，其通過催化劑的作用在燃料燃燒的之後進行甲烷化反應和水煤氣反應，產生鏈式增燃作用。

一種智能控制節能減排增效處理系統，其在燃燒的過程中可以調低空氣過剩係數、改變燃料的結構和燃燒速率、對燃料極度霧化進行稀薄燃燒，再加上選擇性尾端還原反應使多種汙染物協同減排。

一種智能控制節能減排增效處理系統，其通過同極共振場效應傳遞到燃燒系統表面形成的場能互斥層進行離析積碳和阻止新積碳的產生，同時在處理器及爐壁上形成一個場能反射面，阻止熱能擴散的功效，進一步提高燃燒系統工作效率。

本發明的原理和有益效果：導流片和鍍絡永磁磁環形成同極共振單元，通過高能共振加載等高科技物理手段使燃料處理器中所有元素的分子處在同相或同頻振動狀態，即共振狀態，然後將震動傳遞給燃料，使燃料具有電荷雲碰撞和同極共振效應，在發動機燃燒室中設定的高溫高壓或高溫場下，燃料中的碳氫化合物分子的碳鏈和碳、氫原子電荷雲電鍵裂解、重整，使燃料的長碳鏈結構裂解為短碳鏈，裂解放出大量的熱量同時釋放出氫原子，另外裂解成短鏈後可以減少活化能的消耗，提高分子間的有效碰撞率，使燃燒反應更完全。

同極共振場效應傳遞到燃燒系統表面還可以形成5微米左右的場能互斥層，離析積碳，並阻止新積碳的產生；同時在系統及爐壁上形成一個場能反射面，阻止熱能擴散的功效，進一步改善並提高燃燒系統工作效率。

蜂窩陶瓷通過其極大的比表面積與燃料小分子團充分接觸，將其中的石墨烯、殼聚糖和電氣石等材料融入燃料中，對燃燒產物起到催化作用，使裂解釋放出來的氫原子與燃燒室中的燃燒產物一氧化碳、二氧化碳發生甲烷化反應。

甲烷化反應是強放熱反應，它反應的產物是甲烷和水蒸汽，其中一個摩爾就放出約900卡熱量：CO+3H2= CH4+H2O+Q，CO+H2O =CO2+H2+Q，CO2 +4H2= CH4+2H2O+Q，還有甲烷化副反應：C+2H2= CH4+Q，2CO = CO2+C+ Q。

甲烷化反應產生的水蒸汽又與燃料未燃盡的碳粒子在一定的溫度和壓力下通過微爆產生水煤氣反應：C+H2O =CO+H2（水煤氣），以上一系列的燃燒反應形成鏈式增燃反應，使單位燃料在發動機內的發熱量得到很大提高，從而減少燃料使用量。

由於高效的燃燒減少了燃料的使用量，從而減少了汙染物的產生量，同時減少了助燃送風量，因而形成稀薄燃燒，可減少NOx、SO2、CO2等有害氧化物的生成。

同極共振單元形成的互斥電荷能量場輔以燒成物具有的選擇性尾端還原特性，使NOx排放降低，成為一種低氮燃燒技術。

燃料的碳得到充分燃燒，加上助燃送風量減少以及在尾端發生的電荷聚降反應，使PM2.5產生及排出量減少。

燃料處理器通過上述一系列的反應，對多種汙染物一起減排，可以起到更好的環保效果。

中央控制系統分析監測系統採集的數據，根據分析結果對各個系統和設備進行控制，具有燃油噴射控制、點火系統控制、怠速控制、尾氣排放控制、進氣控制、增壓控制、失效保護、後備系統、診斷系統等功能。中央處理器將採集的信息與儲存的邏輯控制程序進行比較調理，精確計算發動機的最佳運行工況，最大化的實現部件間與發動機的運作整合，使得發動機工作效能更精確，最大程度地發揮發動機的動力，同時更精確地控制發動機油耗，並可以針對不同汽油品質自動進行適應性調節，保證了發動機的平穩運行並延長其壽命。

附圖說明

圖1是一種智能控制節能減排增效處理系統的燃料處理系統組裝完成的結構示意圖。

圖2是一種智能控制節能減排增效處理系統分拆開的結構示意圖。

其中1-封蓋，2-碳鋼碳鋼外殼，3-陶瓷管，4-燃料活化組件，5-監測系統，6-中央控制系統，11-密封塑料圈，41-導流片，42-鍍絡永磁磁環，43-蜂窩陶瓷，44-整流彈簧。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1、圖2所示的一種智能控制節能減排增效處理系統，包括中央控制系統（6）、監測系統（5）、燃料處理系統；

中央控制系統（6）包括數據處理模塊、通訊模塊、存儲模塊、PLC設備控制模塊，通訊模塊負責接收監測系統（5）採集的數據和對外通訊，並將數據傳輸到數據處理分析模塊，數據處理模塊分析處理監測系統（5）採集的數據，根據分析結果得出控制指令並將指令發送到PLC設備控制模塊，PLC設備控制模塊根據指令對相關設備進行控制，儲存模塊存儲採集的數據、分析結果、控制指令、控制結果以及系統運行記錄；

監測系統（5）包括傳感器和數據傳輸模塊，傳感器分別安裝在汽車各部件和其他各系統中，採集系統運行數據和發動機運行情況，通過數據傳輸模塊發送到中央控制系統（6）；

燃料處理系統包括封蓋（1）、碳鋼外殼（2）、陶瓷管（3）和四組燃料活化處理部件，陶瓷管（3）相套於碳鋼外殼（2）內，四組燃料活化處理部件依次排列在陶瓷管內，封蓋（1）位於碳鋼外殼（2）兩端；

燃料活化處理部件包括導流片（41）、整流彈簧（44）、蜂窩陶瓷（43）、兩個由導流片（41）與同極相向的兩個鍍絡永磁磁環（42）間隔排列組成的同極共振單元，同極共振單元、蜂窩陶瓷（43）、整流彈簧（44）和另一個導流片（41）依次排列；

四組燃料活化處理部件依次排列並相套於陶瓷管（3）內，陶瓷管（3）相套於管狀碳鋼碳鋼外殼（2）內，兩個封蓋（1）分別嵌合於管狀碳鋼碳鋼外殼（2）兩端。

封蓋（1）一端具有管狀開口，另一端具有環狀凹槽，凹槽上套有一條密封塑料圈（11）。

監測系統（5）中的傳感器包括空氣流量傳感器、空氣溫度傳感器、節氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、轉速傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器、車速傳感器、氧濃度傳感器。

導流片（41）和整流彈簧（44）都經過電鍍特殊金屬處理，導流片（41）進行鍍錫處理，用於對燃料進行初步脫硫處理；整流彈簧（44）進行鍍鉬處理，用於催化燃料活化反應。

導流片（41）是具有聚磁作用的邊緣凹凸的圓輪狀導流片（41），對燃料進行徑嚮導流。

同極共振單元中的鍍絡永磁磁環（42）是銣鐵硼鍍絡永磁磁環（42）。

蜂窩陶瓷（43）和陶瓷管（3）的組成成分包括納米級的石墨烯、殼聚糖、電氣石和銣鐵硼磁粉等材料，經過一定的燒制工藝製成。

將該節能環保流體燃料處理器安裝在汽車發動機進氣管之前，汽油在進入發動機前先進入節能環保流體燃料處理器，汽油經過導流片（41）分散成許多股小流，同時受到同極共振單元產生的影響，汽油分子逐漸進入共振狀態，分子結構和其電子云發生變化，然後汽油流經蜂窩陶瓷（43），被分散成小分子團，與蜂窩陶瓷（43）充分接觸並溶解蜂窩陶瓷（43）釋放出來的由石墨烯、殼聚糖、電氣石等組成的催化劑。

經過處理的汽油流出處理器並進入發動機中燃燒，釋放出大量的熱量並產生一氧化碳和二氧化碳等燃燒產物，接著一氧化碳、二氧化碳等燃燒產物在催化劑的作用下與汽油經處理時裂解出的氫離子發生甲烷化反應，生成甲烷繼續燃燒，甲烷燃燒產生的水蒸汽又與燃料未燃盡的碳粒子在高溫高壓下發生水煤氣反應，產生水煤氣進行第三次燃燒，單位汽油產生出更多的熱量，大大減少了汽油的使用量。

另外汽油經過燃料處理器的時候，導流片（41）上的錫對汽油進行初步的脫硫處理，然後汽油進入發動機，經多次充分且低氧燃燒和電荷聚降反應，產生的燃燒產物中PM2.5、NOx、SO2、CO2等汙染物的含量大大下降。

經測試汽車的汽油使用量節約了15%以上，PM2.5的排放量減少50%以上，減排NOx 30～80%、SO2 30～60%，發動機動力提高了10%以上，且發動機中午積碳形成，大大增長了發動機的使用壽命。

以上所述實施例僅表達了本發明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。