粘油水制备装置和方法、以及柴油乳化燃料制备系统和方法

技术领域

本发明涉及柴油发动机技术领域，能够使柴油发动机既可以燃烧柴油又可以燃烧乳化油，可应用于各类柴油发动机、锅炉领域。

背景技术

柴油乳化燃料是指柴油为连续相、水为分散相的一种乳液。柴油乳化燃料用于发动机的工作原理为：乳化燃料进入发动机气缸发生二次雾化，使油粒变得更细，并与氧气充分混合燃烧。现有的乳化燃料一般存在以下问题：其一，均匀性差。DEF燃料性能取决于DEF燃料的均匀性，均匀性差会对发动机性能产生不利影响，如发动机转速不稳定、燃油消耗量高以及DEF含水量可能降低，也可能导致NOX、PM、HC和CO排放量较高。其二，柴油与粘油水（由表面活性剂和水混合而成）配比很难控制，常常导致表面活性剂超过必要量。表面活性剂与碳氢化合物不同，在燃烧过程中不会产生水。因为内燃机主要是由蒸汽膨胀而不是由热量驱动的，如果表面活性剂过量，会导致含水量相对低，燃烧可获得的氧相对少，导致燃烧不彻底。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种使用简单的结构和方法实现原料的精确配比的粘油水制备装置和方法、以及柴油乳化燃料制备系统和方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

提供一种粘油水制备装置，包括表面活性剂供应箱、水供应箱、表面活性剂剂量筒、水剂量筒、粘油水混合罐和第二撞击混合器；所述表面活性剂剂量筒的进口借助表面活性剂供应泵与所述表面活性剂供应箱连通，该表面活性剂剂量筒的出口通过阀门与水剂量筒连通；该水剂量筒的底部借助水供应泵与所述水供应箱的底部相连，该水剂量筒的出口至少通过阀门和与位于所述粘油水混合罐内部的能将进料直接送入该粘油水混合罐下部的进料管组件连通；所述第二撞击混合器包括具有液柱喷嘴出口的进液管、具有液柱喷嘴出口的出液管和撞击喷嘴出口的出液管，该第二撞击混合器的进液管借助第二循环混合泵与所述粘油水混合罐的罐底连通，该第二撞击混合器的喷嘴出口和撞击喷嘴出口分别设置于所述粘油水混合罐的空气空间内；所述表面活性剂剂量筒和水剂量筒的容量比例与所设定待制备粘油水中所含表面活性剂和水的配比相等，所述表面活性剂剂量筒和水剂量筒的容量之和小于所述粘油水混合罐的容量。，

提供一种粘油水制备方法，基于上述的粘油水制备装置，将表面活性剂和水混合形成粘油水包括以下步骤：

A.所述表面活性剂供应泵打开，从表面活性剂供应箱向表面活性剂剂量筒加注表面活性剂，当表面活性剂剂量筒加满时，表面活性剂供应泵关闭；

B.所述水供应泵打开，从水供应箱向水剂量筒加注水，当水剂量筒加满时，水供应泵关闭；

C.将表面活性剂剂量筒内的表面活性剂和水剂量筒内的水进行预混合；

D.通过循环传输泵将预混合后的混合物至少通过进料管组件进入粘油水混合罐的下部；

E.在第二循环混合泵的作用下开启粘油水混合罐的混合循环，粘油水混合罐内的混合物从粘油水混合罐的漏斗形罐底流出、并通过第二撞击混合器内部冲击混合后，再通过第二撞击混合器的喷嘴和撞击喷嘴喷入所述粘油水混合罐；

F．步骤（E）的混合循环经过设定时间，粘油水混合罐内的制备好的粘油水通过位于粘油水混合罐底部的出口排出。

提供一种柴油乳化燃料制备系统，包括柴油供应箱、粘油水供应箱、乳化液混合罐，还包括：与粘油水供应箱相连的用于将水与表面活性剂混合的如上所述的粘油水混合装置；以及

柴油剂量筒，该柴油剂量筒的进口借助柴油供应泵与所述柴油供应箱连通，该柴油剂量筒的出口通过阀门与位于乳化液混合罐内部的进料管组件连通；

粘油水剂量筒，该粘油水剂量筒的进口借助粘油水供应泵与所述粘油水供应箱连通，该粘油水剂量筒的出口通过阀门与位于所述乳化液混合罐内的能将进料直接送入该乳化液混合罐下部的进料管组件连通；

第一撞击混合器，所述第一撞击混合器包括具有液柱喷嘴出口的进液管、具有液柱喷嘴出口的出液管和撞击喷嘴出口的出液管，该第一撞击混合器的进液管借助第一循环混合泵与所述乳化液混合罐的漏斗形罐底连通，该第一撞击混合器的液柱喷嘴出口和撞击喷嘴出口分别设置于所述乳化液混合罐的空气空间内；

所述柴油剂量筒和粘油水剂量筒的容量比例与所设定柴油和粘油水的配比相等，所述柴油剂量筒和粘油水剂量筒的容量之和小于所述乳化液混合罐的容量。

提供一种柴油乳化燃料制备方法，基于上述柴油乳化燃料制备系统，先将表面活性剂和水混合形成粘油水，再将粘油水与柴油混合形成乳化燃料，其中，将表面活性剂和水混合形成粘油水包括以下步骤：

A.所述表面活性剂供应泵打开，从表面活性剂供应箱向表面活性剂剂量筒加注表面活性剂，当表面活性剂剂量筒加满时，表面活性剂供应泵关闭；

B.所述水供应泵打开，从水供应箱向水剂量筒加注水，当水剂量筒加满时，水供应泵关闭；

C.将表面活性剂剂量筒内的表面活性剂和水剂量筒内的水进行预混合；

D.通过循环传输泵将预混合后的混合物至少通过进料管组件进入粘油水混合罐的下部；

E.在第二循环混合泵的作用下开启粘油水混合罐的混合循环，粘油水混合罐内的混合物从粘油水混合罐的漏斗形罐底流出、并通过第二撞击混合器内部冲击混合后，再通过第二撞击混合器的喷嘴和撞击喷嘴喷入所述粘油水混合罐；

F．步骤（E）的混合循环经过设定时间，粘油水混合罐内的制备好的粘油水通过位于粘油水混合罐底部的出口排出；

将粘油水与柴油混合形成乳化燃料包括以下步骤：

（1）打开所述粘油水供应泵，从粘油水供应箱向粘油水剂量筒加注粘油水，当该粘油水剂量筒加满时，所述粘油水供应泵关闭；

（2）打开所述柴油供应泵，从柴油供应箱向柴油剂量筒加注柴油，当柴油剂量筒加满时，柴油供应泵关闭；

（3）打开所述粘油水剂量筒的出口阀，该粘油水剂量筒的粘油水通过重力经进料管组件进入乳化液混合罐底部；

（4）步骤（3）中的粘油水剂量筒内的粘油水全部进料之后，打开柴油剂量筒的出口阀，来自柴油剂量筒的柴油通过重力经进料管组件全部进入乳化液混合罐底部；

（5）在第一循环混合泵的作用下，乳化液混合罐内的混合物从乳化液混合罐的漏斗形罐底流出进行循环，并通过第一撞击混合器内部撞击混合后，再通过第一撞击混合器的液柱喷嘴和撞击喷嘴喷入所述乳化液混合罐；

（6）步骤（5）的循环混合经过设定时间，乳化液混合罐内的制备好的燃料通过位于乳化液混合罐底部的出口排出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:采用剂量筒，实现用简单的结构和方法实现原料的精确配比；并且通过撞击混合器、循环混合泵和混合罐形成的混合结构，原料通过进料管一直输送至混合罐的底部，在原料分层之前由循环混合泵抽出送至撞击混合器混合之后再喷射进入混合罐的空气空间内进一步破碎混合颗粒，如此循环混合设定时间，极大提高了乳化燃料的均匀性，使用本发明所制备的乳化燃料在发动机内燃烧彻底，发动机排放极低，动力足。

附图说明

图1是本发明柴油乳化燃料制备系统的结构原理示意图；

图2是本发明粘油水混合装置的结构原理示意图；

图3是本发明柴油乳化燃料制备系统实施例的结构示意图；

图4是本发明实施例混合罐的形状结构示意图；

图5是本发明实施例混合罐的俯视示意图；

图6是本发明实施例的水供应箱的立体示意图；

图7是本发明实施例的进料管组件的结构示意图；

图8是本发明实施例的撞击混合器的结构示意图；

图9是本发明实施例的剂量筒的结构示意图；

图10是本发明的剂量筒假设倾斜设置时导致计量不准确的原理示意图；

图11是本发明实施例的液柱喷嘴的喷射效果示意图；

图12是本发明实施例的撞击喷嘴的喷射效果示意图；

图13是本发明实施例的消泡喷嘴的喷射效果示意图。

附图标记

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，一种柴油乳化燃料制备系统，包括乳化燃料混合模块和粘油水混合装置。其中，乳化燃料混合模块又包括柴油剂量筒T1、粘油水剂量筒T2、乳化液混合罐T3、柴油供应箱T4、粘油水供应箱T5、第一撞击混合器M1、柴油供应泵P1、粘油水供应泵P2和第一循环混合泵P3。所述粘油水混合装置与粘油水供应箱T5相连，用于将水与表面活性剂混合。

所述柴油剂量筒T1的进口借助柴油供应泵P1与所述柴油供应箱T4连通，该柴油剂量筒T1的出口通过阀门与位于乳化液混合罐T3内部的进料管组件FPA连通。所述粘油水剂量筒T2的进口借助粘油水供应泵P2与所述粘油水供应箱T5连通，该粘油水剂量筒T2的出口通过阀门与所述进料管组件FPA连通。所述第一撞击混合器M1包括具有液柱喷嘴出口的进液管、具有液柱喷嘴出口的出液管和撞击喷嘴出口的出液管，该第一撞击混合器M1的进液管借助第一循环混合泵P3与所述乳化液混合罐T3的漏斗形罐底连通，该第一撞击混合器M1的液柱喷嘴出口和撞击喷嘴出口分别设置于所述乳化液混合罐T3的上部。所述第一撞击混合器M1和第一循环混合泵P3组成燃料混合环路。本实施例中，燃料混合环路设有两个，两个燃料混合环路分别设置在所述乳化液混合罐T3的两侧。

一些实施例中，如图1所示，所述粘油水混合装置作为一个模块与柴油乳化燃料制备系统的粘油水供应箱T5相连。另一些实施例中，所述粘油水混合装置也可以单独作为一个装置生产粘油水，不与柴油乳化燃料制备系统相连。

所述粘油水混合装置如图2所示，包括表面活性剂供应箱t7、水供应箱t6、表面活性剂剂量筒t2、水剂量筒t1、粘油水混合罐t3、第二撞击混合器M2、表面活性剂供应泵P4、水供应泵P5和第二循环混合泵P6。

所述表面活性剂剂量筒t2的进口借助表面活性剂供应泵P4与所述表面活性剂供应箱t7连通，该表面活性剂剂量筒t2的出口通过阀门与水剂量筒t1连通；该水剂量筒t1的底部借助水供应泵P5与所述水供应箱t6的底部连通，该水剂量筒t1的出口至少通过阀门和与位于所述粘油水混合罐t3内部的进料管组件FPA连通。

所述第二撞击混合器M2包括具有液柱喷嘴出口的进液管、具有液柱喷嘴出口的出液管和撞击喷嘴出口的出液管，该第二撞击混合器M2的进液管借助第二循环混合泵P6与所述粘油水混合罐t3的漏斗形罐底连通，该第二撞击混合器M2的喷嘴出口和撞击喷嘴出口分别设置于所述粘油水混合罐t3的上部。所述第二撞击混合器M2和第二循环混合泵P6组成粘油水混合环路。本实施例中，粘油水混合环路设有两个，两个粘油水混合环路分别设置在所述粘油水混合罐t3的两侧。

一些实施例中，所述粘油水混合装置还包括第三撞击混合器M3，所述第三撞击混合器M3包括具有液柱喷嘴出口的进液管、具有液柱喷嘴出口的出液管和撞击喷嘴出口的出液管，该第三撞击混合器M3的进液管借助第三循环混合泵P7与所述水剂量筒t1上部连通，该第三撞击混合器M3的喷嘴出口和撞击喷嘴出口分别设置于所述粘油水混合罐t3的上部。

一些实施例中，所述水剂量筒t1上部具有过滤网t1A，比如不锈钢过滤网，所述第三撞击混合器M3的喷嘴出口和撞击喷嘴出口位于该过滤网t1A内。所述过滤网t1A、第三撞击混合器M3和第三循环混合泵D组成水剂量筒上部循环系统。该上部循环系统可以促进水剂量筒上部的表面活性剂胶束破碎。表面活性剂进入过滤网内，在那里它们通过连接到第三循环混合泵D的出口管被吸出，并通过第三撞击混合器M3循环，然后通过喷嘴重新进入过滤网t1A内。第三撞击混合器M3促进表面活性剂胶束分裂，喷嘴有助于表面活性剂胶束的分散。只有足够小的胶束可以通过过滤网网孔不再参与上部循环，而大于过滤网网孔的表面活性剂胶束留在过滤网内进一步分裂和分散。

一些实施例中，所述粘油水混合装置还包括第四撞击混合器M4、循环传输泵P8和撞击筒t5，所述第四撞击混合器M4和其它撞击混合器一样包括具有液柱喷嘴出口的进液管、具有液柱喷嘴出口的出液管和撞击喷嘴出口的出液管，该第四撞击混合器M4的进液管借助循环传输泵P8与所述水剂量筒t1底部连接，该第四撞击混合器M4的喷嘴出口和撞击喷嘴出口分别与撞击筒t5连接；所述撞击筒t5设置于所述粘油水混合罐的上部，与所述进料管组件FPA的上端连接。

一些实施例中，如图2所示，所述表面活性剂剂量筒t2的一侧壁连接有液柱喷嘴JN，从所述表面活性剂剂量筒出来的液体依次经过水剂量筒t1、循环传输泵P8和所述液柱喷嘴，由该液柱喷嘴喷射至所述表面活性剂剂量筒t2的另一侧壁。

一些实施例中，第二撞击混合器M2还包括具有消泡撞击喷嘴的出液管，该消泡撞击喷嘴AFN设置在所述粘油水混合罐一侧壁上部。由于泡沫会降低撞击喷嘴的性能，消泡撞击喷嘴用于让粘油水混合罐t3上部保持足够的空气空间以实现最佳混合。一些实施例中，粘油水混合罐t3顶部还设有消泡通气阀AFV。

为了使粘油水混合罐t3的液面和罐顶之间保持有空气空间，所述粘油混合罐t3的容积大于表面活性剂剂量筒t2和水剂量筒t1的容积之和。同理，所述乳化液混合罐T3的容积大于柴油剂量筒T1和粘油水计量积箱T2的容量之和，乳化液混合罐T3的液面和罐顶之间保持有空气空间。

各剂量筒内设有浮球切断阀。浮球切断阀便于各剂量筒的自动填充和排放。

如图8所示，各撞击混合器包括腔体31、进液管35、出液管32和均衡筒34。所述进液管具有液柱喷嘴出口，出液管设有两条，其中一条具有液柱喷嘴出口，另外一条出液管上设有均衡筒34，该均衡筒34连接有两个撞击喷嘴出口。撞击混合器的腔体31内部保持有空气空间37，其进液管的出口位于空气空间内。其出液管的入口靠近腔体31的底部，当液位36上升时，空气被截留在里面。由于撞击力在空气中比在液体中更大，因此利用空气空间增强射流冲击来破碎混合小球，以确保冲击破碎的最佳效果。

所述水供应箱t6的结构如图6所示，包括圆柱形上部11和圆锥形下部12。圆柱形上部11的侧面设有正压过滤进水口13，进水口内设有单向阀16防止回流；圆锥形下部12的下端设有出口14，出口内设有球阀15，圆柱形上部11的顶面设有开/关排气阀17。当连接到正压供料源，如水龙头时，该水供应箱t6便于自动装载。开/关排气阀17是手动打开的，以在装载过程中排出空气。一旦剂量筒加满，排气阀17关闭。进口处的单向阀防止回流。当内部的液体被抽出时，剂量筒会自动注满。水通过进口被吸入剂量筒，避免了利用浮球阀可能产生的泄漏问题。

各进料管组件FPA如图7所示，包括进料管21、位于该进料管上端的高度调节器22和位于该进料管下端的锥形出口23。如图4所示，该锥形出口23靠近混合罐的漏斗形罐底。锥形出口23与混合罐的漏斗形罐底之间的间隙W可以通过调整进料管的高度来调节，而高度调节器22用于调节进料管的高度。锥形出口23与混合罐的漏斗形罐底之间的间隙变化可以控制进料速度。一些实施例中，如图5所示，进料管21设置在混合罐顶面的中心。所述乳化液混合罐T3的顶面还设置有撞击混合器的液柱喷嘴JN、撞击喷嘴 IN以及通气口24。

上述柴油剂量筒T1、粘油水剂量筒T2、表面活性剂剂量筒t2和水剂量筒t1顶部都设有通气切断阀，当剂量筒被加满时，通气切断阀将其剂量筒关闭。为了保证计量精度，上述柴油剂量筒T1、粘油水剂量筒T2、表面活性剂剂量筒t2和水剂量筒t1均为垂直水平面设置，利用可调安装支架可以实现该目的。图9是粘油水剂量筒T2为垂直水平面设置的示意图。假设剂量筒歪斜，如图10所示，液面42已经达到通气切断阀比如浮球阀的位置，该通气切断阀已经关闭剂量筒的通气口，即剂量筒已经视为加满。但是，高于通气切断阀的三角形区域实际上是空气空间43，也就是说，剂量筒倾斜时实际上不可能被加满，这样将影响计量精度。而如果浮球阀没有完全关闭，则会发生溢流。

所述液柱喷嘴、撞击喷嘴和消泡喷嘴均属于现有技术，其喷射效果图分别如图11、图12和图13所示，具体结构此处不再赘述。

一种柴油乳化燃料制备方法的实施例，如图1所示，基于上述柴油乳化燃料制备系统，包括以下步骤：

（1）打开粘油水供应泵P2，开始向粘油水剂量筒T2加注粘油水。当粘油水剂量筒T2加满时，粘油水供应泵P2内的浮球切断阀将其自动关闭。

（2）打开粘油水剂量筒T2的出口阀，粘油水剂量筒T2内的粘油水通过重力进入乳化液混合罐T3。

（3）打开柴油供应泵P1，开始加注柴油剂量筒T1，柴油剂量筒T1内的浮球切断阀将其自动关闭。

（4）打开柴油剂量筒T1的出口阀，来自柴油剂量筒T1的柴油通过重力进入乳化液混合罐T3。

（5）系统启动时，打开第一循环混合泵P3。乳化液混合罐内的混合物从乳化液混合罐的漏斗形罐底流出进行循环，并通过第一撞击混合器M1内部冲击混合后，再通过第一撞击混合器M1的喷嘴和撞击喷嘴喷入所述乳化液混合罐。

（6）经过设定时间的循环混合，乳化液混合罐T3内制备好的乳化燃料通过位于乳化液混合罐T3底部的出口排出。

一实施例中，柴油乳化燃料制备方法具体操作步骤如图3所示：

第一步，首次启动，加注供应箱。

1.打开系统电源；

2.打开阀门V6，关闭阀门V7，柴油泵P9启动给柴油供应箱T4加油；

3.打开阀门V9，关闭阀门V8，粘油水泵P10启动给粘油水供应箱T5加注；

4.当柴油供应箱T4和粘油水供应箱T5加满时，泵P9和P10将自动停止。

第二步，启动混合系统。

1.打开阀门V7和V8，关闭阀门V1和V2。

2.在柴油供应泵P1的作用下加注柴油剂量筒T1，在粘油水供应泵P2的作用下加注粘油水剂量筒T2。

3.当柴油剂量筒T1和粘油水剂量筒T2加满时，柴油供应泵P1和粘油水供应泵P2将自动停止。

4.关闭阀门V5，打开阀门V3和V4。

5.打开阀门V2，粘油水通过重力加入乳化液混合罐T3。

6.在第一循环混合泵P3的作用下，开始混合过程。

7.设定装载和混合时间之后，关闭阀门V2 ，打开阀门V1，柴油通过重力加入乳化液混合罐T3。

8.在第一循环混合泵P3的作用下，乳化液混合罐内的混合物从乳化液混合罐的漏斗形罐底流出进行循环，并通过第一撞击混合器M1内部混合室冲击混合后，再通过第一撞击混合器M1的喷嘴和撞击喷嘴喷入所述乳化液混合罐，从而将柴油和粘油水混合均匀成为符合标准的柴油乳化燃料。

柴油乳化燃料制备方法的工作原理如下：

1.粘油水和柴油都通过重力进入乳化液混合罐T3，采用重力进料方式可以通过改变出口孔直径等优化工艺的手段，进行可靠的进料速度控制，并且有助于成本效益。

2.撞击混合器M1旨在通过向混合室上壁的坚硬表面喷射粘油水和柴油的混合物来促进“流体冲击混合”，这种撞击促进了表面活性剂小球的破碎。撞击混合器出液管的入口靠近混合室底部，这样可以将空气截留在混合室中。混合室压力是由输入流体量与输出流体量之间的差异产生的，而这差异是通过改变出口管道直径来实现的。

3.进料管下端的锥形出口确保柴油被输送到乳化液混合罐的底部，在那里与罐底的粘油水混合，然后被循环混合泵抽到M1撞击混合器内。通过调节乳化液混合罐T3的漏斗形底部和进料管锥形出口边缘之间的间隙，可以控制粘油水的进料速度。

4.浮球切断阀便于剂量筒的自动填充和排放。使用定量的剂量筒，可以准确可靠地控制柴油和粘油水的混合比例。

5.剂量筒的设计便于根据需求从船舶燃料供应中自动装载柴油，也同样适用于搅拌机连接到粘油水混合装置进行在线操作的情况。

本发明粘油水制备方法，如图2所示，包括以下步骤：

1.加注水剂量筒t1 和表面活性剂剂量筒t2。

开启表面活性剂供应泵即表面活性剂供应泵P4和水供应泵P5；打开阀门1和阀门2，关闭阀门3和阀门4。当水剂量筒t1满时，水供应泵P5通过电气跳闸开关自动关闭。当表面活性剂校准箱t2满时，表面活性剂供应泵P4通过电动跳闸开关自动关闭。

2.开始表面活性剂和水的预混合过程。

打开循环传输泵P8和第三循环混合泵P7，打开阀门3、阀门4和阀门5，关闭阀门6，表面活性剂和水进行预混合。

一些实施例中，在预混合过程中，液体依次经过水剂量筒t1、循环传输泵P8和设置在表面活性剂剂量筒t2一侧壁的液柱喷嘴，喷射至所述表面活性剂剂量筒t2的另一侧壁，用于冲洗残留在所述表面活性剂剂量筒内壁上的表面活性剂。有助于表面活性剂和水的配比更加准确。

同时，在预混合期间，所述水剂量筒t1上部过滤网t1A内的液体，由所述第三循环混合泵P7吸出经过第三撞击混合器M3内部，再经过第三撞击混合器M3的喷嘴和撞击喷嘴喷入所述过滤网t1A内进行混合。

3.将预混合后的混合物输送至粘油水混合罐t3。

预混合开始后经设定时间如10分钟，循环传输泵P8保持打开状态，关闭第三循环混合泵P7；阀门3、阀门4和阀门5保持打开，再打开阀门6，向粘油水混合罐t3输送预混合后的混合物。经过循环传输泵P8的预混合后的混合物依次通过第四撞击混合器M4、撞击筒t5和进料管组件FPA进到粘油水混合罐t3的漏斗形罐底。预混合后的混合物进入进料管组件之前还经过第四撞击混合器M4和撞击筒t5进行混合，所述第四撞击混合器M4的液柱喷嘴JN向所述撞击筒的侧壁喷射，其撞击喷嘴IN从所述撞击筒t5的顶部向下喷射。

同时，所述第四撞击混合器M4的消泡撞击喷嘴AFN从所述粘油水混合罐一侧壁喷射，用于消除混合液中过多的泡沫。

传输过程开始后一定时间如10分钟(时间可调节)，或者根据粘油水混合罐t3内的压力传感器的感应信息，关闭循环传输泵P8,关闭阀门3、阀门4和阀门6，停止向粘油水混合罐t3输送预混合的混合物。

4.开启粘油水混合罐t3的混合循环

打开第二循环混合泵P6，打开阀门7，关闭阀门8，在第二循环混合泵P6的作用下开启粘油水混合罐t3的混合循环，粘油水混合罐t3内的混合物从粘油水混合罐t3的漏斗形罐底流出、并通过第二撞击混合器M2内部冲击混合后，再通过第二撞击混合器M2的喷嘴和撞击喷嘴喷入所述粘油水混合罐t3。循环过程将继续运行预定时间如15分钟。

5.将制备好的粘油水转移到粘油水箱t4

第二循环混合泵P6保持打开状态，打开阀门8，关闭阀门7，将制备好的粘油水转移到粘油水箱t4。

如图2所示，本发明的粘油水混合装置中：

1.表面活性剂和水的预混合通过位于表面活性剂剂量罐t2的罐壁上的喷嘴来循环混合物，有助于去除粘附在表面活性剂剂量罐t2罐壁上的残留表面活性剂，能保证配比的准确性。粘附在t2壁上的残留表面活性剂表示表面活性剂未使用，这将对表面活性剂和水的混合比产生负面影响。

2.校准水剂量罐t1具有上部循环系统，以促进表面活性剂小球破碎。表面活性剂进入的金属过滤网t1A内，在那里它们通过连接到第三循环混合泵P7的出口管被吸出，并通过第三撞击混合器M3循环，然后通过喷嘴重新进入t1A。第三撞击混合器M3促进表面活性剂胶束分裂，喷嘴有助于表面活性剂胶束的分散。只有小的胶束和水可以通过金属过滤网。

3. 因为亲水性油水表面活性剂的性质，粘油水单独制备有利于生产油包水乳液。而只有油包裹的水滴在进入热燃烧室时才能产生所需的二次雾化。

4. 可调节高度控制的进料管组件FPA将乳化剂和含表面活性剂胶束的水的混合物直接输送到t3的底部，在那里它们立即被第二循环混合泵P6吸出，并转移到第二撞击混合器M2，在那里混合物被喷射到混合器顶部的硬表面上，以破碎胶束小球。混合物离开第二撞击混合器M2，通过撞击喷嘴和喷射喷嘴进入t3，以进一步减少胶束颗粒。这种方法使所有胶束受到高冲击力。它比传统的高剪切混合搅拌器更有效，在传统搅拌器中，很难确保胶束的满负荷被切碎。这一过程优化了表面活性剂的使用。

本发明运行原则和机制如下：

1.油水表面活性剂在与油或水接触时形成胶束(小球)。

2.本发明使用撞击力来破碎这些小球。

3.由于撞击力在空气中比在液体中更大，因此形成空气空间以确保最佳效果。

4.混合罐的设计容量大于装设不同原料的两个剂量筒的总容量，以便在液面和罐顶之间形成空气空间。混合罐液位上方的空气空间增强了位于罐顶部的撞击喷嘴的性能。

5.由于泡沫会降低撞击喷嘴的性能，位于撞击喷嘴下方空气空间的消泡喷嘴用于保持足够的空气空间以实现最佳混合。

6.撞击混合器被设计成在罐内产生空气空间，以增强射流冲击来破碎小球。输出管的入口靠近撞击混合器的底部。当液位上升时，空气被截留在里面。

7.校准剂量罐准确可靠。它们还有助于确定混合罐的尺寸，从而在液面和罐顶之间提供一个空间。

8.浮球排放/关闭阀便于校准进料罐的自动填充/排放。

由于自来水广泛可用，模块化的柴油乳化燃料制备系统的生产消除了水的运输成本。将柴油乳化燃料制备系统设在加油站附近可以进一步降低成本。模块化系统允许参与的石油供应商根据每个地区的需求来确定其柴油乳化燃料制备系统工厂的规模。

本发明可以为发动机制造方提供一种成本效益高的柴油乳化燃料制备系统，可以减少碳排放、氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、颗粒物和其他污染物。第二个目标是为石油供应方提供有效生产和分配乳化柴油的方法。解决柴油乳化燃料的分散相向下沉降问题，以确保燃料的均匀性。柴油乳化燃料制备系统可设在加油站附近，可以利用当地现有的柴油和自来水供应，从而降低物流成本。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。