一、 国内外相关的科学技术现状、水平及发展趋势 
    重油又称燃料油或锅炉燃料，呈暗黑色油状液体，主要是以原油加工过程中的常压油，减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调合而成，广泛应用于大型低速柴油机、有预热设备的工业炉、冶金炉、发电厂大型蒸气锅炉、玻璃及陶瓷工业窑炉和炼钢炉等生产设备上。重油作为燃料燃烧时，由于燃烧不完全，会产生大量的副产物，如粉尘、氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）等有害气体。这些有害气体排放到大气中，会严重地影响人类的健康，也会妨碍植物的生长，从而造成地球环境的严重污染。

    燃料燃烧使大气污染的主要污染物是粉尘、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）等。碳氢化合物中有烷烃、烯烃、芳烃、油烟和醛等。其中有不完全燃烧的碳水化合物（燃料本身）和氧化物（氧化不充分），称为一次污染物。一次污染物——碳氢化合物（HC）与氮氧化物（NOX）在光的照射引发下，进一步发生化学反应，形成具极强氧化性并能对人体造成严重伤害的二次污染物——光化学烟雾。使大气质量进一步恶化。同时不完全燃烧也会产生焦油、焦碳、烟炱、灰粉等大量的沉积物，引起热机传热效率下降，造成机械部件腐蚀等故障。早期使用的助燃剂的目的仅仅是为了提高燃料的燃烧性能，但随着人类对燃料消耗的飞速增加，并且由此产生的环境问题的日益严重，人们要求此类添加剂的作用要从治本的角度出发，从改善燃烧，节省能源，进而降低有害物质排放来达到节能环保效果。

    国外在四十年代就开始使用助燃剂，早期的助燃剂主要用于锅炉燃烧，多为无机盐类，由于有金属离子添加，多有二次污染问题。现已发展了多性能有机液体助燃剂。

    目前，国内使用的助燃剂大多从国外进口，例如上海远洋运输公司在国外航行的船舶所用的燃料大多加入一定数量的助燃剂，主要是从荷兰碧浪灵石油化学公司、美国特罗德化学公司和英国卢赫里佐公司等进口，商品牌号为碧浪灵687SD、667ND、683DF、655RN，特罗德FOT—D2、FOT—D4、SOL—DTM及LZ565 LZ8220等。

    助燃剂的使用，不仅使设备清洁，减少油泥的沉积和积碳的形成，减少设备损坏，而且能提高燃烧效率，节约能耗，减少尾气对大气的污染。日渐扩大的使用需要和进口剂价格的昂贵，迫切要求研制出适合我国国情的具有经济和适用性的高性能节能助燃消烟剂。北大博雅科技实业有限公司采用纳米技术研制开发了NANO纳米重油节油剂，以适应这一日益增长的社会发展需要。

二、纳米重油节油剂的节油原理

1、 雾化和燃烧的关系：
    重油的燃烧活性主要取决于它的物理活性，而燃油的物理活性又直接同其与空气的接触表面积成正比，这样，燃油的雾化程度越高，燃烧活性就越好。保证重油机械设备不间断的供油和雾化，才能提供正常燃烧的良好条件。影响重油雾化性质的主要因素是重油的粘度，因为重油的粘度直接影响到油品的流动性及喷雾难易程度。

    重油的雾化过程：重油经过喷油嘴，高温高压喷入燃烧室，重油流经喷孔扰动分散而形成细小的油滴颗粒，燃油雾滴与空气充分混合后点火并迅速燃烧。重油的雾化效果好既能缩短着火时间，又使能燃烧更充分；反之，雾化不好的重油燃烧会使滞燃严重，甚至发生排气冒浓黑烟。重油的粘度大，喷出的油滴直径大，混合气不均匀，燃烧不完全，燃料消耗增大。NANO重油节油剂由于能有效的降低油品的粘度，提高雾化效果，从而大大的增强燃油的燃烧活性，达到节约燃油的目的。

2、 通过滚动磨擦降低重油粘度，改善重油雾化。
    重油粘度很大，需要加热后才能流动，主要原因是其中的石蜡微晶和胶质的析出，它们之间的滑动摩擦是形成渣油、重质石油粘度的主要原因。而当纳米重油节油剂添加入后，便形成了数量为10的18次方，直径为6纳米的油包水颗粒。球形纳米水颗粒包覆腊晶和胶质颗粒，形成了表面的球形“轴承珠效应”。这时的摩擦由滑动摩擦变为滚动摩擦。滚动摩擦的摩擦系数比滑动摩擦小十倍，从而摩擦力也减小十倍，这样重油的粘度就大大降低了，少则降低40%，多则降低90%，使重油在燃烧设备工况不变的情况下流动性变好，雾化变好。

3、 通过微爆作用使重油雾化更细小。
    纳米重油节油剂以1：8000比例加入重油中能迅速分散成粒径6纳米左右的“纳米水”颗粒，并稳定地存在于油相之中。在重油燃烧前，由于温度升高大于油相中水颗粒的沸点，在那个压力下，“纳米水”发生“微爆反应”将重油雾滴炸碎，使其变成纳米级的油颗粒，让重油得到有效的分散，从而在介观的尺度上提高了燃油的雾化程度和燃烧活性。

三、产品功效及推广意义
    推广NANO重油节油剂的意义有三个方面：①节省燃料，让企业运行成本费用下降，能源利用经济指数上升，改善重油的燃烧状况，真正做到节能节钱；②；改善尾气排放，无成本解决环保问题；③防止大型低速柴油机及工业锅炉的燃烧腐蚀、延长使用寿命。

1、节约能源
    纳米重油节油剂具有很强的将自由水处理成纳米水的功能，可以将部分自由水变成纳米水参与燃烧的二次雾化，且不影响炉内的温度，因其燃烧过程伴随着微爆及水煤气反应，因而大大提高了燃烧效率。从而达到了节油的目的，在实际使用中平均节油率可为20%。

2、大气环境污染的控制
    重油节能助燃剂的功效之一，即是能显著降低大型低速柴油机及工业窑炉尾气的排污水平，其中烟尘平均排放浓度下降不少于50%，二氧化硫减少不少于35%，氮氧化合物（NO）减少不小于70%，林格曼黑度小于1级，总之，其尾气污染物排放浓度在应用后将符合GB13271—91锅炉大气污染物排放标准。

3、 防止燃油系统腐蚀
    重油燃烧的产物中H2S（硫化氢）、SO2（二氧化硫）和SO3（三氧化硫）等，在不同的温度下，无论是对燃油锅炉还是对燃油发动机，都存在着高温腐蚀和低温腐蚀。

    ①低温腐蚀：主要是燃烧产物中的SO2和SO3在低温时与H2O（水）接触并溶解后生成H2SO3和H2SO4（亚硫酸和硫酸），对金属设备产生强烈腐蚀。NANO重油节油剂能强烈吸收分散重油中本来含有的水分并能中和油品中酸性物所造成的腐蚀，同时能抑制微生物。

    脱S（硫）的机理
    重油由于在加工的过程中不可避免地含有S（硫）因此，重油燃烧后必然会产生SO2及SO3，其排出量的多少取决于重油S含量的多少，使用NANO纳米重油节油剂后可有效脱除尾气中的SO2和SO3，其作用机理分二个步骤：第一步：首先是提高重油的分散度，提高其雾化性，改善重油的燃烧状态，降低排放废气中的CO（一氧化碳）和HC（碳氧化合物）及烟尘含量，提高热效率，利于节能。第二步：NANO纳米重油节油剂随重油燃烧后产生的某一产物与重油燃烧后产生的SO2及SO3和NOX（氮氧化物）在高温下以H2O（水蒸气）为介质发生化学反应，生成亚硫酸盐、硫酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐等数量的固体粉尘，以无公害的无机盐成分排出。因此，使用NANO纳米重油节油剂后提高热效率，节能降耗的同时，也大大降低尾气污染物中的CO、HC、烟尘、SO2、SO3及NOX等，大大改善空气质量。

    ②高温腐蚀是因燃料中的金属盐类（例如钒V）燃烧后在高温时形成沉积物，随温度升高转为熔融态而发生强烈的腐蚀，使用NANO纳米重油节油剂后，可以提高含钒钠燃油灰分的熔点，使绝大部分灰分的熔结物排出管道，可有效防止高温腐蚀和灰分沉积，从而大大延长储油罐的使用寿命。

4、 提高输出功率
    NANO重油节油剂能有效减少灰分和碳的沉积，保持燃烧区域和排气系统清洁通畅，从而使油耗降低，功率提高。

四 使用要求
    NANO纳米重油节油剂按1：8000（质量比）加入到储油罐（调和罐或静态混合器）中，需绞拌均匀。

五、推广的可行性工艺
    NANO纳米重油节油剂的推广应用，根据各地不同情况，需要的配备一定的调混设备，其所需的工艺设备投资小，使用方便，目前常用的有两类：一种是间歇式工艺；一种是连续式工艺。

1、 间歇式工艺：
    
    此工艺需加一个调合罐后实现该工艺，调合罐的大小参照重油储罐设备。

2、 连续式工艺： 
    
    注：此工艺只需在原有工艺上加一个计量罐和静态混合器即可实现该工艺。（供参考）

六、效益分析
1、节能分析：
     重油一般应用于工业锅炉、窑炉、民用船舶等，是重要的工业燃料。由于重油燃烧值高，调温容易，燃后杂质少，烟尘相对少，对环境的污染小，因此，重油应用越来越广泛。但重油粘度大，在使用中需要加温和保温，并容易产生雾化不好，燃烧不完全，导致能量没有充分释放，并增加烟尘排放。“NANO”纳米重油节油剂可以改善重油的流动性并在燃烧时充分雾化。以重油市场价格1400元/吨计算：节油率10%，每10000吨重油可以节省费用=1400x10%x10000=140万元，经济效益十分可观。

2、 环保分析：
    随着公众环保意识的不断增强，各地对工厂排污的要求也越来越严格。大部分地区已经对排污收费，并对过量排污加收罚款。各厂对烟气排放一般采用专用设备，需要大量的投资和专人管理，采购安装和使用费用较高。使用“NANO”纳米重油节油剂，可以减少甚至免除专用设备的费用，从而节约大量资金。

3、降低锅炉的燃烧腐蚀，减少维修次数，延长其使用寿命，效益显著。重油中含有的水分和燃烧时产生的酸性物质对锅炉产生腐蚀，需要经常检修维护，意味着生产的中断和维修费用。采用“NANO”纳米重油节油剂可以减少维修费用和生产中断造成的损失。