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Bio-power
燃油環保生化酶
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認識BIO-POWER燃油環保生化酶
 

BIO-POWER主要成分為生化酶(酵素),生化酶意指具有生物催化功能的大分子蛋白質,酶透過降低化學反應的活化能(用Ea或ΔG++表示)來加快反應速率,大多數的酶可以將其催化的反應之速率提高上百萬倍,目前已知酶催化的反應有約4000種 。

BIO-POWER燃油環保生化酶的物理性質
 

性  質

試驗結果

試驗方法

比重(15℃)

0.842

CNS 12017

閃火點

 89℃

ASTM D92

銅片腐蝕性(50℃,3hr)

1A

CNS 1219

鉛含量(ppm)

--

CNS 12762

灰份 %

0.01%

CNS 3576

流動點

-12℃

CNS 3484

毒性

無毒性

LD50

BIO-POWER燃油環保生化酶的成份:
  生化柴油、酶蛋白質、生物微乳化劑、生化酵素群
BIO-POWER燃油環保生化酶的安全性:
  BIO-POWER已通過國立陽明大學微生物免役所LD50無毒試驗及經濟部標準檢驗局的含鉛量試驗 ( 結果:未檢測出含鉛量 )及銅片腐蝕性 ( 檢測方法代號:CNS 1219,結果:IA ),所以BIO-POWER是項非常安全的燃油生化產品,所以對設備不會產生任何不良效果。
   
BIO-POWER改善燃油品質(Bio-upgrading)的作用原理
燃油組成之分子量降解(Chop down effect)
  此原理就是生化酶催化促進燃油中大分子的長鏈碳鍵或芳香族環狀結構消化切割(Splitting)或開環(Ring opening)成較小分子的短鏈碳鍵結構。而將大分子碳鍵的燃油經特異的酶加工降解處理,使其反應往低碳鍵燃油組態方向移動,可以有效提升燃油品質與等級。
 
燃油燃燒情況之比較

一般燃料油之燃燒情況

添加Bio-power後之燃料油燃燒情況

 
燃油組成之分子量降解(Chop down):
 

油品中的含硫大多數以雜環有機物的型態存在DBT(dibenzothiophene)二苯甲基六吩。Bio-power對DBT的降解為非破壞性的生化轉化(non-destructive)4S pathway。

 
生化微乳化(Micro-emulsification):
 

BIO-POWER內含生化微乳化成分,能使油箱內的不利於燃燒且具腐蝕性之水包油乳化型微胞 ( O/W micelle ) 轉化成有利燃燒且無腐蝕性之油包水型微胞 ( W/O micelle )。

 

由於燃燒室的溫度極高,被燃油包覆的水份微胞會因為其沸點僅 100゚C,而先產生急速汽化的微爆現象(Droplet microexplosion),使油膜炸裂成更微小的油滴,成為二次霧化,使得燃燒更加完全。

並據此將油箱內的水氣分子將透過油包水的微乳化過程,免除水份在供油系統中殘留造成鏽蝕的機會,亦同時增加汽、柴油霧化效果,使燃燒效率提升。

由水分子汽化得到額外能源—水煤氣 ( C+H2O→CO+H2 及CO + H2O → CO2 + H2 ) 其中氫氣 ( H2 ) 是乾淨燃料,可增加額外能源效益。

 

油品經BIO-POWER處理後在高倍顯微鏡下的差異

油品生化酶柴油未使用 BIO-POWER 前的 水包油 微胞

   
 

柴油使用 BIO-POWER 後的 油包水 微胞

 
 

註: 微米是長度單位,符號 µm。 1微米相當於1的一百萬分之一(10-6, 此即為「微」的字義)。生化微分散 (Micro-dispersion)

生化微分散(Micro-dispersion):
  油品係由鏈烷、環烷或芳烴…等多種碳氫化合物成分組成,還有少量的硫,氮和氧存在,各成分的比重及比例不同,在加油站油槽或車輛油箱中依據儲存時間長短,會產生所謂的碳結構團聚現象(Agglomeration),這樣的現象導致燃油進入燃燒室後的非同步燃燒(Non-synchronized combustion) 。
 

而在燃油與生化酶(酵素)混合之後,藉由生化酶的微分散作用,可以將燃油的成分有序化(Bio-ordering),使燃油進入燃燒室內的小分子成分更均質一致(Homogeneous),達到同時點火一致性燃燒的結果,這將產生的效果是:

易於穩定均勻噴射霧化燃燒,可促進點火燃燒性、減少燃燒不完全的積碳及黑煙排放現象。
 

藉由同步燃燒(Synchronized combustion),降低爆震機會(Knocking / Detonation),動力輸出更加平穩有力。

而由於BIO-POWER燃油生化酶的双性(Amphoteric)蛋白質屬性,100~1000個胺基酸串聯序列摺疊(Folding) ,兼具極性與非極性特質,其中活性部位(Active site)是奈米級微細結構偏向極性,結構主體偏向非極性,因此在混合生化酶後的燃油能清理黏泥焦渣(Slime)同時在金屬表面形成保護膜,清理減少燃油雜質在金屬表面的附著,藉由改善燃油動力粘度,提昇流動性,增加噴嘴、管路及汽缸之潤滑性。
 
生化促燃(Ignition Booster) / 促進低氧完全燃燒
 
使用BIO-POWER時,因為酵素成分之單加氧酶(Monooxygenase)及雙加氧酶(Dioxygenase)活性藉由催化脫氫、加水、脫氫、加氧之機理,使燃油碳氫化合物轉化成優質加氧燃料(Oxygenated fuel)。
 
酵素加氧燃油分子因本身帶氧,可以就近從燃油微滴分子內部供氧,滋生水煤氣於燃油微滴內部微爆(Microexplosion)燃燒,酵素降低燃燒氧化反應之活化能,加速電子傳遞速度,亦即酵素加氧燃油微滴是從內部及從外部同時著火燃燒,改善常見的遲燃現象(Delayed combustion),促成同步燃燒(Synchronized combustion)及低氧完全燃燒(Complete combustion under low excess air),所以燃油經酵素加氧改質後親氧性(Oxygen affinity)提高,可充分利用較低空氣供應量即足以促成燃油同步完全燃燒,在瞬間燃燒時,促成完全燃燒,降低CO的量,自然就不容易產生積碳(Carbon deposit),兼具節油減排之能源與環保雙重效益。
   
  成大燃燒實驗室檢測圖
 
   
減少熱損失:
 

因燃油無法完全燃燒而產生大量碳垢,附著在爐盤管上,長期堆積而造成熱傳導效率降低,使火焰側的熱能無法充分達到熱交換而耗能,當碳垢達10mm厚度時,熱傳導效率降低3~8%。

BIO-POWER將燃油達到最佳燃燒狀況,因燃油環保生化酶與燃油的媒合反應,使燃燒後所產生的灰燼都是蓬鬆的固型物不易附著於爐體盤管上,減少因碳垢而造成熱傳導效率的熱源損失。使用BIO-POWER 可降低供風量, 即可完全燃燒, 減少排放的熱損失。

 
   
BIO-POWER燃油環保生化酶的降低空染的作用原理
 

使用BIO-POWER能有效降低 硫氧化合物 [SOX]

  燃油雖經加氫脫硫處理及分餾精煉,但仍難免殘留一些含硫碳氫化合物共存,但是大多硫化物若經「不完全燃燒」(Incomplete combustion)則會造成毒性硫氧化物排放,衍生出積碳惡化、高溫腐蝕、酸雨…等棘手難題,燃油含硫碳氫化合物先經生化酶的加氧轉化,酶透過降低化學反應的活化能(用Ea或ΔG++表示)來加快反應速率,促進生化脫硫(Biodesulfurization)反應及引擎之「低氧完全燃燒」(Complete combustion under low excess air)後,會轉化成氧化完全之無毒穩定組態 [SO4-2],這就不在廢氣汙染管制之列,故可有效降低環保檢測之 [SOX] 讀值。
 
   
  使用BIO-POWER能有效降低 氮氧化合物 [NOX]
   
 

油分子結構中本身含氮量相當稀微,這小部份來自燃料本身成分之燃油含氮碳氫化合物先經生化酶的加氧轉化,酶透過降低化學反應的活化能(用Ea或ΔG++表示)來加快反應速率,並促進生化脫硝(Biodenitrification)反應,再經內燃機引擎燃燒會使含氮化合物轉化成穩定之無毒硝酸鹽氧化飽和狀態,這就不在廢氣汙染管制之列;而一般勢所難免之燃油燃燒後排放之毒性環境荷爾蒙的氮氧化物,絕大部份則係來自空氣中含量高達78%之氮氣,經攝氏700度以上高溫燃燒氧化所產生,BIO-POWER酵素會將汽、柴油改質成加氧碳氫燃料(Oxygenated fuel),加上燃料分子量切小且有效分散,可促進引擎之「低氧完全燃燒」(Complete combustion under low excess air),減少空氣使用量,降低進氣(Air intake)中之氮氣被高溫氧化,更能明顯降低 [NOX] 空污之排放量,故可有效降低環保檢測之 [NOX] 讀值。

 

 

使用BIO-POWER能有效降低細懸浮微粒(PM2.5)空氣污染物

 

燃油中所含的芳香族碳氫化合物,係由單或多環的苯類碳氫化合物(Polycyclic aromatic hydrocarbons /PAHs)組成,具有密度較大、不易完全燃燒…等特性,燃燒後容易生成碳粒黑煙,黑煙(Smoke)為黑色碳粒煙灰(soot),其粒徑範圍約. 為0.1-0.3μm,其排放量約佔柴油引擎細細懸浮微粒 (PM) 排放量的50%,危害環境生態至鉅,這類型的芳香族碳氫化合物經BIO-POWER生化酶將分子量降解並剪開六角環的碳鏈,可有效提昇燃油品質,使燃燒完全並減少細懸浮微粒(Fine Particulate Matters,ψ小於2.5μm之粒子,簡稱PM2.5)空氣污染物。

    目前一般解決柴油黑煙的方法是在排氣管旁裝一個柴油碳微粒濾清器(Diesel particulate filter/DPF,或稱碳煙收集器),其費用較貴(約20萬新臺幣),而且會浪費燃油約5%,經過數萬公里之後就要回收再處理,或更換新品。

    燃油本身的柏油精(Asphaltene)及蠟質(Wax),是產生粒狀污染物產生的主因之一,經BIO-POWER生化酶的降解,可降低柏油精及蠟質的含量,可以減少燃油的黑煙,減少汽油車尾氣(廢氣)排放、節省燃油,保護燃燒器,及PM數量的減少有助延長及維護柴油碳微粒濾清器(Diesel particulate filter/DPF)的使用壽命及功能正常,改善城市移動污染源煙霾(約佔70%)危害。

   
BIO-POWER燃油環保生化酶防蝕功效原理
   
熱腐蝕的主要原因:
 

燃料油中含有有機物或無機物類金屬及硫化物在燃燒過程中形成微細的熔融粒狀物,隨氣體流動,而附著在爐體或金屬表面,而產生低熔點及高腐蝕的化合物,造成爐體及機件的侵蝕損壞。

造成熱腐蝕主要幾種情況如下:
   
Na2SO4附著狀態的高溫硫化腐蝕 ( MP.884℃ )
 
  當Na2SO4分壓大於其平衡壓力時,Na2SO4開始凝結,附著在金屬表面,與氧化物如Cr2O3起作用形成Na2O.Cr2O3低熔點化合物,破壞保護層,而反應後放出的硫則滲入金屬內部形成CrxS,引起硫化現象(sulfidation),降低Cr2O3之氧化層保護性。而且Na2SO4直接和V2O5形成V2O5.Na2SO4低熔點複合鹽,使腐蝕更加惡化。
V2O5附著狀態的釩擊Vanadium Attack ( MP.690℃ )
  低溫時釩以較安定且揮發性較低的V2O3或V2O4存在,升至高溫時,油中的碳化物全部消耗後,則生成V2O5 ( MP.690℃ ),於是一部分直接形成釩化合物(結合鈉、鎳、鐵、鎂、鈣…等,熔點500℃~1200℃),一部分則凝縮成熔融狀態與金屬表面保護層Cr2O3、NiO等形成熔點化合物Cr2O3.V2O5 ( MP.665℃ )及NiO.V2O5 ( MP.640℃ ),因而破壞了保護層使腐蝕惡化。
   
PbO金屬氧化物所致的高溫腐蝕
 
  PbO、MoO3、V2O5等顯著侵蝕鋼材,但Bi2O3(熔點824℃),B2O3(熔點460℃),Sb2O3(熔點656℃),雖屬低熔點金屬氧化物,但即使熔融成液體也無腐蝕性,以Na2O、B2O3、Na2O.GeO2混合液體包覆的純鐵在1200℃下經2小時加熱,也不會加速氧化;故低熔點金屬氧化物加上氧的擴散速度及電子傳導性,會加速高溫腐蝕現象。
   
沖蝕
 

重油中細小固體顆粒經燃燒氧化,形成微小半熔固型物,沖擊爐體而形成沖蝕的現象。

BIO-POWER不會造成熱腐蝕的主要原因
  BIO-POWER在高溫腐蝕下,防止硫腐蝕作用原理:
 

當生化酶將油品中雜環物質轉化成穩定的氧化態物質,再經媒合或水合反應形成如下之排列。

 
 
     與水的水合反應                       與酶的媒合反應
   
 
形成高溫腐蝕主要物質〔Na2SO4〕是與SOx形成
 
   
  釩氧化物V2O5,M.P. 670℃ 經BIO-POWER的反應後
 
 

反而釋放出氧氣(O)助燃,而釩凝固成蓬鬆的固體

   
  金屬氧化物,例如:氧化鉛(Pb)經燃燒後形成氧化鐵腐蝕
 
  經Bio-power反應,鉛凝固成蓬鬆的固體,而氧(O)釋放助燃。
 
   
 
    沖蝕的形成一般是因油品中的微細金屬物質被油膜包覆,不易沈澱,被帶入燃燒室後,因壓力及高溫直接沖擊而破壞金屬表面造成沖蝕,經Bio-power反應會將金屬物質的表面油膜脫離,使金屬物質容易沈澱,而減少沖蝕形成。
   
 
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