在柴油里添加20%的水，再加入20%的添加剂，互不相溶的油和水奇迹般地充分溶合了。而且把这种掺水的柴油加入锅炉或车辆中使用，不仅热值和做功不变，而且更环保，更节油。
近日，由河南环发绿色燃料有限公司研制成功的“纳米级轻质燃油添加剂及制品”项目通过了由中国工程院院士李俊贤担任主任的专家鉴定委员会的鉴定。鉴定组的专家们认为，用这种技术制备掺水燃料油，工艺简单，乳液外观透明、稳定期长达一年。该技术(配方)具有新颖性和创新性，在国内处于领先水平。
经河南省节能监测中心和河南省环境监测中心站检测，纳米级柴油与国标柴油相比，节油率8．96％，锅炉排放烟尘浓度降低65％，二氧化硫浓度降低27.3％，氮氧化合物浓度降低54．7％；柴油车尾气排放净化率为42．1％，燃烧效率提高4％，而且燃烧后产生的残炭明显少于国标0号柴油，热值和做功基本相等，具有显著的经济效益和社会效益。
真正意义的纳米级燃油
油和水不相溶是一种自然现象，因为油/水界面存在着界面张力而互不相溶。如果想让油水以均匀的混合物存在，必须找到一些既亲水又亲油的物质（“双亲物质”），这些物质富集在油/水界面从而降低界面张力，达到油水的溶合。这些物质被称之为乳化液。乳化液有三种：普通乳状液、胶体溶液和微乳液（真溶液）。
根据热力学理论，乳状液不能自发形成，而微乳液是自发形成的。因为，使用乳状液进行油水溶合时需要外界提供较多能量。相反，使用微乳液则不需要外界提供能量可自发形成。
目前，世界和我国主要推广使用的白色乳化油，是由乳状液制成的。制成时需要高剪切乳化机、γ射线、超声波粉碎等大型机器充分搅拌。且这种方式制成的掺水燃油由于水在油中分布的颗粒较大，易发生沉降、絮凝、聚结，性能并不稳定，最后又回到油水分离的状态。据了解，一般的白色乳化油只能稳定数小时，最长的也只有3个月，给长途运输和使用带来不便。而且由于它的色泽象牛奶一样洁白，不符合人们的使用习惯，也增加了推广难度。
其实，燃油掺水后的颜色与油中水粒直径大小有关，并大致呈以下关系：水珠直径大于1000纳米时，呈乳白色；在100-1000纳米时，呈蓝白色；在50-100纳米时，呈灰白色；在50纳米以下时，呈透明。
河南环发绿色燃料有限公司研制成功的“纳米级轻质燃油添加剂及制品”，其实就是找到了一种让水在油中分布的粒径小于50纳米的物质，即微乳液，而且这种微乳液是一种复合型微乳液（HFR型乳化剂），并已申报国家发明专利。
据河南环发绿色燃料有限公司董事长兼总经理谢学秀介绍，“纳米级轻质燃油添加剂及制品”项目是国家重大产业技术开发项目，国家原经贸部“十五规划”和河南省科技厅支持的重点项目。该技术被发改委定为“节能和新能源关键技术”。在国家政策支持下，河南环发绿色燃料有限公司历经3年，完成了该项目的研究。
他们自主研制开发出一种性能优异的复合型添加剂。这种复合型添加剂的主剂是亲油基，从石油馏分提炼出来的一个组分，副剂是亲水基，是能深入水相的组分。主剂与副剂进行适宜配比后，主剂溶于油又溶于水，但两边又不等值，以亲油为主；副剂溶于水并能深入水相。这样亲油基团和亲水基团在油/水界面上交叉紧密排列，组成有一定机械强度的膜，大于单相乳化剂的单分子膜的强度，从而阻止不同水珠之间因碰撞运动而结聚变大。
中国科学院重点实验室对使用这种方法制成的掺水达20%的柴油进行了两次测定，发现其水粒直径及其分布如下：这种新型复合乳化剂可将掺入的水全部分散成粒径为5.736纳米的水珠,最大的水珠的直径也都<50纳米，制备出了真正意义上的纳米级乳化燃油。
性能更具优势
2005年1月11日，记者在位于河南省郑州市高新区的河南环发绿色燃料有限公司实验室看到这种纳米级乳化燃油。这种掺水燃油透明、褐黄，保持了柴油色泽，更易被用户接受。而且这种掺水燃油的稳定性最少在一年，最长的已经达到4年，解决了存储与长途运输的问题。
目前，我国已经在黑龙江、河南等省推广乙醇汽油。这种添加5%乙醇的汽油，与普通汽油相比具有价格低、环保节能的优点。但乙醇从粮食中提取，在我国13亿人口刚刚解决了温饱问题、耕地又有限的情况下，大范围使用乙醇汽油的空间有限。而且乙醇汽油省油有限，即只能省5%。在使用中，乙醇汽油吸水性强，会使车辆供油系统中的橡胶制品溶胀乃至龟裂，并对铁等金属产生腐蚀。因此，车辆第一次使用乙醇汽油前必须彻底清洗供油系统和油箱，平时还需及时更换被腐蚀的零部件，直接增加了车辆养护费用。
纳米级燃油用在发动机上，最大的加乳化剂比例达20%，加水比例20%。而且不需要清洗供油系统和油箱，对零部件没有损伤。最重要的一点是，这种纳米级燃料可以和任一浓度的国标燃油溶合，而且是瞬间自动完成。用在锅炉或炼钢领域，加水比例最高可达30%。
利于缓解能源危机
能源是工业的粮食，也是农业、国际、交通以及人们生活所必须的物质，特别是煤、石油等一次性能源，是有限的物质。
自20世纪70年代世界爆发能源危机以来，世界各国对能源的开发利用都给予了高度重视。愈来愈多的学者们相信，到2050年左右，世界主要产油国的石油资源将趋枯竭。所以各国都在一方面更经济更有效地使用石油资源，另一方面积极拓宽新能源和代用燃料。
目前，河南环发绿色燃料有限公司研制的这种新型纳米级轻质燃油已经在河南的一些单位锅炉和车辆上试用，效果良好。该公司董事长兼总经理谢学秀介绍说：“按保守数字，公司年产复合型乳化剂6万吨，节油率按7%计算，每年可节约柴油4200吨。同时公司形成销售收入4560万元，为国家上缴利税526万元。”
据介绍，这种ＨＦＲ复合型燃油添加剂不仅能使水和汽油、柴油很好互溶，而且还能使甲、乙醇与燃油互溶。因此，在甲醇汽油、乙醇汽油、乙醇柴油的开发应用上，也有很好的推广应用前景。
：
燃油掺水技术百年探索
1903年，英国剑桥大学的Hopkinson就提出了在发动机中掺水燃烧的思路。1927年，英国首次提出并完成了用超声波制取乳化油。1928年，前苏联T·M格利格兰首先提出并实现了在锅炉燃料中掺入20%的水，从而为锅炉、窑炉和各种工业用炉掺水燃烧开创了先河。
至30年代，炉用燃料掺水燃烧已经获得一定发展，但直到二战前，发动机掺水燃烧技术一直没有得到明显发展。60年代，美国成功研究和试用了柴油掺水燃烧，并把乳化油用于各种工业炉和火车、轮船、卡车及重型运输式动力机械中。1973年石油危机，油价猛涨，各国纷纷认识到节油技术的重要，日本、法国和西欧等国加紧进行了许多关于乳化油和掺水燃烧的试验研究。1981年国际燃烧协会第一届年会决定把燃油掺水燃料作为三大节能措施之一，引起各工业国家的进一步重视。目前，有关燃料掺水技术的研究仍在进行中。
我国古代铁匠就知道先把煤浸在水里再添进炉膛燃烧省煤的道理，这实际上就是燃料掺水燃烧可以节能、降污并提高安全性的典型事例。1958年前后，我国曾做过大量柴油掺水燃烧试验，但未得到明显成果。进入80年代，国家科委和中科院联合发文，组织“六五”攻关，有关单位分工研究了柴油机和汽油机燃用乳化油技术，并取得可喜成果，初步研制出具有自主知识产权的白色乳化油技术。此后，该项目作为我国“七五”、“八五”攻关课题，一直进行了大量的研究，但90年代出现的“水变油”的伪科学狂潮，负面影响甚深，给乳化燃料和清洁燃烧技术的发展和推广造成一定难度。但国家对含水燃油的研究推广一直在进行，并将此列为“十五规划”提倡和支持的重点项目。实验室人员正在进行样品抽检（来源：经济参考报）
|
