一種除積碳藥劑及其除碳方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種除積碳藥劑及其除碳方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃料的不充分燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生一種半流體的樹(shù)枝狀膠質(zhì)，粘附在發(fā)動(dòng)機(jī)零件 上，在高溫的作用下，膠質(zhì)又聚合成更復(fù)雜的聚合物，呈硬質(zhì)膠結(jié)碳，即積碳，積碳的組成成 分有易揮發(fā)的物質(zhì)（油、羥基酸）和不易揮發(fā)的物質(zhì)（瀝青質(zhì)、油焦質(zhì)和碳青質(zhì)、灰分等）， 主要集中在活塞和氣門(mén)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越高，形成的積碳也越緊密。積碳不但占據(jù)空間，而且 在高溫下易產(chǎn)生炙熱點(diǎn)，引起早燃和爆震，影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，進(jìn)一步導(dǎo)致燃料的不充分燃 燒，尾氣中污染物增多。同理，一些生產(chǎn)廠(chǎng)家的加熱鍋爐中也會(huì)發(fā)生積碳的問(wèn)題，影響燃料 燃燒效率和加熱效率。
[0003]目前，積碳的清除方法主要有：物理清除法，將發(fā)動(dòng)機(jī)上的積碳刮除，此種方法很 難將積碳清除干凈，而且易在金屬表面形成劃痕；化學(xué)清洗法，主要通過(guò)化學(xué)藥劑對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)行浸泡，但多數(shù)化學(xué)清洗劑對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的金屬表面有一定的腐蝕性，而且對(duì)積碳也只 能產(chǎn)生有限的溶解，浸泡時(shí)間較長(zhǎng)；汽油添劑：在汽油中添加促進(jìn)燃燒的添加劑，使汽油充 分燃燒，該方法能有效預(yù)防積碳的產(chǎn)生，但對(duì)于已有積碳的消除效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有的積碳消除技術(shù)中存在的積碳清除不徹底，以及易對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成損傷的 問(wèn)題，提供一種除積碳藥劑及其除碳方法，通過(guò)金屬氧化物催化積碳反應(yīng)裂解成小分子物 質(zhì)，達(dá)到消除積碳的效果，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，降低污染物的排放。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 提供一種除積碳藥劑，所述除積碳藥劑包括如下重量組分：
[0007] 分散劑20~40份、水10~30份、金屬氧化物催化劑35~65份；
[0008] 所述金屬氧化物催化劑為鈦、錫、鋯、鈮中的一種或多種的氧化物。
[0009] 進(jìn)一步的，所述金屬氧化物催化劑包括如下重量組分：二氧化鈦14~22份、氧化 錫11~20份、二氧化鋯5~13份、五氧化二鈮14~25份。
[0010] 進(jìn)一步的，所述分散劑為乙二醇。
[0011] -種除積碳藥劑的除碳方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟一：配制除積碳藥劑，通過(guò)液體栗使藥劑進(jìn)入加熱器；
[0013] 步驟二：使除積碳藥劑霧化；
[0014] 步驟三：燃燒室處于工作狀態(tài)，將霧化的除積碳藥劑通過(guò)進(jìn)氣管通入燃燒室中，進(jìn) 行除積碳反應(yīng)；
[0015] 步驟四：停止輸送除積碳藥劑，燃燒室停止工作，完成除積碳過(guò)程。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟三中，開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)行狀態(tài)，將霧化的除 積碳藥劑通入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管中，除積碳藥劑通過(guò)進(jìn)氣管進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中，進(jìn)行 除積碳反應(yīng)，積碳經(jīng)過(guò)反應(yīng)后從排氣管排出。
[0017] 進(jìn)一步的，所述步驟一中，加熱除積碳藥劑的溫度為230~250°C。
[0018] 進(jìn)一步的，所述步驟二中，除積碳藥劑霧化的速度為每小時(shí)10毫升~30公升。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟三中，除積碳反應(yīng)持續(xù)的時(shí)間為10~60min。
[0020] 本發(fā)明公開(kāi)了一種除積碳藥劑，主要成分包括分散劑、水和金屬氧化物催化劑，水 進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中形成的水蒸氣在高溫下能夠與積碳中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，生成氣態(tài)可燃分 子，加入金屬氧化物作為催化劑，提高了水蒸氣與積碳的反應(yīng)速度。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)將該 除積碳藥劑加熱霧化，使得該除積碳藥劑擁有初始反應(yīng)活性，從發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管接入，有利 于進(jìn)氣管的積碳消除，霧化的除積碳藥劑有更大的反應(yīng)接觸面積，加快了積碳與除積碳藥 劑的反應(yīng)速度，使得積碳清除更加徹底，克服了現(xiàn)有積碳清除技術(shù)的局限性，避免了對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)本身造成損傷，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022] 本發(fā)明提供了一種除積碳藥劑，所述除積碳藥劑包括如下重量組分：
[0023] 分散劑20~40份、水10~30份、金屬氧化物催化劑35~65份；
[0024] 所述金屬氧化物催化劑為鈦、錫、鋯、鈮中的一種或多種的氧化物。
[0025] 本除積碳藥劑中包括10~30份的水，水在高溫下生成的水蒸氣與積碳接觸能夠 促進(jìn)積碳發(fā)生裂解反應(yīng)，積碳主要包括油、羥基酸和瀝青質(zhì)、油焦質(zhì)、碳青質(zhì)、灰分等成分， 其中大多數(shù)碳?xì)浠衔锍煞衷诟邷叵戮芘c水蒸氣發(fā)生反應(yīng)裂解，其反應(yīng)機(jī)理與通過(guò)煤或 石油煉制后殘留的重質(zhì)油制取水煤氣的反應(yīng)機(jī)理一致，發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)行的狀態(tài)下，燃燒 室進(jìn)行汽油的燃燒產(chǎn)生高溫，積碳經(jīng)過(guò)與水蒸氣高溫反應(yīng)裂解為分子質(zhì)量較小的化合物， 該化合物再進(jìn)一步裂解成更小分子質(zhì)量的物質(zhì)，最終形成氏和C0, H 2和CO為可燃?xì)怏w，參 與到燃燒室的燃燒過(guò)程中，達(dá)到消除積碳的目的。
[0026] 在上述反應(yīng)中，需要加入催化劑來(lái)降低反應(yīng)活化能，推動(dòng)反應(yīng)向生成氏和CO小分 子氣體的方向進(jìn)行，本發(fā)明采用了鈦、錫、鋯、鈮中的一種或多種的氧化物作為催化劑，在金 屬氧化物的催化下，CO朝生成CO2的方向進(jìn)行，同時(shí)提高H 2的生成率，從而推動(dòng)積碳裂解的 進(jìn)行。
[0027] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述金屬氧化物催化劑包括如下重量組分：二氧化鈦 14~22份、氧化錫11~20份、二氧化錯(cuò)5~13份、五氧化二銀14~25份。
[0028] 二氧化鈦，化學(xué)式：TiO2，白色固體或粉末狀的兩性氧化物，二氧化鈦具有光催化 活性，對(duì)大多數(shù)有機(jī)化合物有催化降解的能力，具有較好的分散能力，比表面積大，化學(xué)性 質(zhì)穩(wěn)定。
[0029] 氧化錫，化學(xué)式：SnO2,是一種重要的半導(dǎo)體材料，具有獨(dú)特的氣敏、光學(xué)、電學(xué)、催 化性質(zhì)。在水溶液中具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，常用于催化氧化一氧化碳。
[0030] 二氧化鋯，化學(xué)式：ZrO2，是鋯的主要氧化物，通常狀況下為白色無(wú)臭無(wú)味晶體，難 溶于水、鹽酸和稀硫酸。可作為碳?xì)浠衔锏募託浞磻?yīng)、裂解反應(yīng)、脫氫反應(yīng)、加氫脫硫過(guò)程 的催化劑，表現(xiàn)出較高的活性和選擇性，是一種兩性催化劑。
[0031] 五氧化二鈮，化學(xué)式：Nb2O5，不溶于水，難溶于酸，能溶于熔融硫酸氫鉀或堿金屬的 碳酸鹽、氫氧化物中，具備一定的氧化還原能力，能增強(qiáng)用其摻雜或負(fù)載的氧化物催化劑的 催化氧化活性。
[0032] 本發(fā)明采用了多種不同的金屬氧化物來(lái)作為積碳清除反應(yīng)的催化劑，促進(jìn)了水蒸 汽和積碳的反應(yīng)速度，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明采用的二氧化鈦、氧化錫、二氧化鋯和五氧化 二鈮本身具備較高的催化活性，在實(shí)際操作中，作為進(jìn)一步優(yōu)選，還可在金屬氧化物催化劑 中加入金、釕等金屬元素，所述二氧化鈦、氧化錫、二氧化鋯和五氧化二鈮可作為金屬元素 的載體，載體的結(jié)晶性質(zhì)能夠促進(jìn)金屬元素的催化活性，兩者相互作用共同促進(jìn)催化劑活 性和穩(wěn)定性的提尚。
[0033] 本除積碳藥劑的分散劑為乙二醇，乙二醇同時(shí)具有親油性和親水性?xún)煞N性質(zhì)，可 將上述難溶于水的金屬氧化物均一分散到溶液中，形成穩(wěn)定和懸濁物，避免金屬氧化物顆 粒的沉降和凝聚。
[0034] 本發(fā)明公開(kāi)了一種除積碳藥劑的除碳方法，包括以下步驟：
[0035] 步驟一：配制除積碳藥劑，通過(guò)液體栗使藥劑進(jìn)入加熱器，加熱除積碳藥劑，加熱 溫度為230~250 °C ;
[0036] 步驟二：使除積碳藥劑霧化，除積碳藥劑霧化的速度為每小時(shí)10毫升~30公升；
[0037] 步驟三：開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)行狀態(tài)，將霧化的除積碳藥劑通入發(fā)動(dòng) 機(jī)的進(jìn)氣管中，除積碳藥劑與進(jìn)氣閥中的積碳進(jìn)行反應(yīng)，除積碳藥劑通過(guò)進(jìn)氣管進(jìn)入到發(fā) 動(dòng)機(jī)的燃燒室中，除積碳藥劑與燃燒室內(nèi)的積碳進(jìn)行反應(yīng)，積碳松脫消除，積碳經(jīng)過(guò)反應(yīng)后 從排氣管排出，除積碳反應(yīng)持續(xù)10~60min ;
[0038] 步驟四：停止輸送除積碳藥劑，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，完成除積碳過(guò)程。
[0039] 與傳統(tǒng)將添加劑加入到汽油中不同，本發(fā)明將除積碳藥劑通過(guò)加熱和通入氣體使 其霧化，在氣流的帶動(dòng)下從發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管中進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)，將除積碳藥劑霧 化有利于除積碳藥劑的運(yùn)輸，同時(shí)增大了除積碳藥劑與積碳的接觸面積，使除積碳藥劑更 易于發(fā)動(dòng)機(jī)中各個(gè)角落的積碳進(jìn)行反應(yīng)，除積碳效果更充分，從進(jìn)氣管進(jìn)入還能消除進(jìn)氣 管內(nèi)部的積碳，積碳清除徹底。本發(fā)明公開(kāi)的除積碳方法易于控制，反應(yīng)時(shí)間可控，根據(jù)不 同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)選擇不同的反應(yīng)持續(xù)時(shí)間，節(jié)約能源。
[0040] 需要說(shuō)明的是，本除積碳藥劑不僅適用于發(fā)動(dòng)機(jī)的積碳清除，同種除積碳原理也 可用于鍋爐的燃燒室的積碳清除，經(jīng)過(guò)積碳清除的發(fā)動(dòng)機(jī)或鍋爐能夠提高燃料的利用率， 避免燃料的不充分燃燒，減少燃燒尾氣中硫化物、氮化物、一氧化碳以及微小顆粒物的排 放。
[0041] 以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0042] 實(shí)施例1
[0043]