阅读说明：本技术 压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置及方法和用途 (Compressed nano hydrogen bubble/diesel oil mixed fuel preparation device and method and use ) 是由 吕刚 徐昌健 宋崇林 张伟 于 2020-07-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备方法,由氢气瓶经调压电磁阀向混合器供应预定压力的氢气；从油箱经油泵、流量控制器、电磁阀向混合器供应预定体积的柴油；控制器控制推力发生器推动活塞压缩缸内的氢气和柴油达到预定压强,然后将压缩缸内氢/柴油溶液释放到油/气分离器进行分离后,即可获得纳米氢气泡/柴油混合燃料,而控制器驱动活塞、推杆及推力发生器复位后,即可再次启动混合燃料制备循环。燃用纳米氢气泡/柴油混合燃料时,柴油机只需要一套供油系统,且不需要对供油系统硬件进行调整；可大幅改善柴油机经济、排放性能,还可提高混合燃料制备效率,更适合纳米氢气泡/柴油混合燃料的工业化生产。(The invention discloses a preparation method of a compressed nano hydrogen bubble/diesel mixed fuel, wherein hydrogen with preset pressure is supplied to a mixer from a hydrogen cylinder through a pressure regulating electromagnetic valve; supplying a predetermined volume of diesel oil from a tank to a mixer via an oil pump, a flow controller, and a solenoid valve; the controller controls the thrust generator to push the hydrogen and the diesel oil in the piston compression cylinder to reach a preset pressure, then the hydrogen/diesel oil solution in the compression cylinder is released to the oil/gas separator to be separated, and then the nano hydrogen bubble/diesel oil mixed fuel can be obtained, and after the controller drives the piston, the push rod and the thrust generator to reset, the mixed fuel preparation cycle can be started again. When the nano hydrogen bubble/diesel oil mixed fuel is combusted, the diesel engine only needs one set of oil supply system and does not need to adjust the hardware of the oil supply system; can greatly improve the economy and the emission performance of the diesel engine, can also improve the preparation efficiency of the mixed fuel, and is more suitable for the industrial production of the nano hydrogen bubble/diesel mixed fuel.)

压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置及方法和用途

技术领域

本发明属于内燃机替代燃料技术，具体涉及一种可用作柴油机燃料的纳米氢气泡/柴油混合燃料的循环式制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的蓬勃发展以及人民生活水平的提高，汽车由“奢侈品”转变为“必需品”而进入普通群众家庭，带来了我国汽车产量与保有量的迅猛提升。2018年，尽管国产汽车产销量均出现“滑坡”，但也还是新生产汽车2780.9万辆，其中，新能源汽车占比不足5％，液体燃料(汽、柴油)汽车目前仍然是我国汽车产业的主流产品。但我国日益庞大的汽车大军也带来了空前的能源消耗，导致我国原油进口量连年增长，2018年，我国进口原油4.6亿吨，原油对外依存度已高达70.9％，国家能源安全形势极其严峻。同时，数量众多的汽车还带来了严重的空气污染，2017年，我国汽车4项污染物排放总量为4359.7万吨，其中，氮氧化物(NOx)574.3万吨，颗粒物(PM)50.9万吨，而柴油车排放的NOx和PM分别接近汽车排放总量的70％和90％，可见，柴油车尾气排放是大气中NO_X及PM的主要来源，对人体和环境造成了极大危害。目前，尽管新型燃烧方式、高效后处理技术等多种柴油机清洁、高效运行措施已应用于满足国Ⅴ、国Ⅵ排放法规的柴油车，但仍然难以彻底解决我国所面临的能源紧缺和环境恶化等问题，高效、低污染的新型能源及其应用技术成为我国能源及内燃机领域的研究热点。

氢气(H₂)是一种高效、清洁能源，柴油机上燃用纯氢气(包括氢气/柴油双燃料模式)或者以掺混燃烧的方式同时燃用氢气与柴油都能够显著提高柴油机热效率、减少污染物排放。而现有的氢气与柴油掺混燃烧方式包括氢气/柴油双喷射系统缸内喷射和氢气进气道喷射/柴油缸内喷射等两种工作方式。但采用这两种掺混燃烧工作方式时，氢气和柴油各需要一套喷射系统以及相应的供应管路、加压设备及存储装置，从而导致燃料供应系统高度复杂，布置空间局促，安全系数降低，可维护性变差，同时必然还会造成燃料供应系统成本大幅增加。此外，为实现内燃机的高效、清洁运行，内燃机燃烧、排放的匹配、标定工作非常复杂，而增加一种独立喷射的燃料无疑将成倍的提高柴油机燃烧、排放标定工作量，导致多元燃料柴油机开发周期延长、开发成本上升。

多元燃料各自独立喷射工作方式的缺陷较为突出，而将多种燃料配置成均匀混合燃料用于内燃机的燃烧是规避上述缺陷最有效、最简便的措施之一。但在常温、常压下，氢气在柴油中的溶解度较低，此时配置出的氢/柴油溶液中的氢含量过低，不足以实现氢、柴油燃料掺混燃烧柴油机的高效、清洁运行。而尽管加大氢气的压力和提高柴油的温度都可以显著提高氢气在柴油中的溶解度，但提高油箱等供油系统部件的压力和温度不仅成本高昂，而且安全性也难以保证。因此，必须采用特殊的混合原理和技术方案才能制备具备实际应用价值的氢/柴油混合燃料。

微泡混合技术是上个世纪八十年代逐渐发展起来的新型非均相混合物制备技术，通过将气体成分在液体中分散为纳米、亚微米级别的微小气泡来实现亚稳态气/液均匀混合物的制备。近年来，该技术已在水处理、生物医学工程、纳米材料等生产、生活领域得到了广泛应用，其技术原理为本发明提供了宝贵的启发、指引和借鉴。但现有微气泡混合技术的连续相是水，其技术关键是选择高效的亲水/疏水两性表面活性剂，以提高混合物中分散相(气体)的掺混比例，同时还可以增强气泡的稳定性。此外，水分子之间的氢键对微气泡也具有很强的稳定作用,可以减少气体通过界面膜向水体和大气中扩散。但以上促进气泡生成、稳定的技术手段和科学原理均不适用于不含亲水成份的氢/柴油微泡混合燃料，因此，创立适用于氢/柴油微泡混合燃料的气泡生成、稳定新技术成为氢/传统液体燃料微泡混合燃料发展、应用过程中的前提基础。

发明内容

本发明基于已溶解氢气过饱和后生成纳米直径气泡的原理以及冲压加浓混合技术提出了一种纳米氢气泡/柴油混合燃料的制备方法，制备所得的纳米氢气泡/柴油混合燃料可直接用作柴油机燃料。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置，包括氢气瓶、油箱、混合器、推力发生器、油/气分离器和控制器；所述混合器包括压缩缸，所述压缩缸的底面设有进气口、进油口和出油口；所述压缩缸中设有活塞，所述活塞的前部与压缩缸侧壁之间安装了活塞环组，所述活塞环组用于避免在所述压缩缸的内部压力不超过10MPa时，所述压缩缸内部的气体或液体从所述活塞与所述压缩缸侧壁的间隙处泄漏；所述活塞后部连接有推杆，所述推力发生器是所述推杆的动力装置；自所述氢气瓶的出口至所述压缩缸的进气口之间的管路上依次设有氢气减压阀和气体调压电磁阀，所述氢气减压阀的最大输出压力大于5MPa，所述气体调压电磁阀的压力调节范围为0～5MPa；自所述油箱至所述压缩缸的进油口之间的管路上依次设有的油泵、流量控制器和电磁阀；所述油/气分离器的进口通过管路连接至所述压缩缸的出油口，在所述出油口和所述油/气分离器的连接管路上设有微量调节电磁阀，所述油/气分离器设有放气口和放油口，所述放气口通过管路连接至所述氢气处理器，所述放油口通过管路连接至储油罐；所述氢气减压阀、气体调压电磁阀、流量控制器、电磁阀、微量调节电磁阀和推力发生器均与所述控制器相连，所述控制器控制所述氢气减压阀和气体调压电磁阀的开启、开启压力及关闭，所述控制器控制所述电磁阀的开启和关闭，所述控制器控制所述微量调节电磁阀的开启、开启速度及关闭，所述控制器设定所述流量控制器在每个制备循环的进油过程中的柴油流速为h；所述控制器控制所述推力发生器推动所述推杆及活塞沿所述压缩缸的轴线压缩及反方向运动的启动时刻、终止时刻及所述活塞的终止位置。

进一步讲，本发明中，所述推力发生器采用直线电缸或是高压气泵，所述推力发生器用于推动所述推杆及活塞沿所述压缩缸的轴线方向压缩运动时为所述活塞的顶面提供5～10MPa范围内的预定压缩压强的动力；在压缩启动时，所述活塞顶面与压缩缸中柴油液面的距离为L＝a×b÷c，其中，a为压缩终止时，所述活塞顶面与压缩缸中柴油液面的距离；且a不小于所述压缩缸中柴油液面与所述压缩缸底面的距离；b为所述预定压缩压强；c为所述气体调压电磁阀的出口压力。

本发明中，所述压缩缸的容积为V₁，所述油/气分离器的容积为V₂，一次制备循环中，自所述油箱依次经所述油泵、流量控制器和电磁阀至所述压缩缸的进油口加入到所述压缩缸中的柴油体积为V₃；0.05×V₁≤V₃≤0.2×V₁，V₂≥5×V₃。

本发明中同时还提出了采用上述压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置的制备纳米氢气泡/柴油混合燃料的制备方法，所述氢气减压阀、气体调压电磁阀、电磁阀、微量调节电磁阀的初始状态均为关闭；该制备方法包括以下步骤：

步骤一、依据最终制备所得纳米氢气泡/柴油混合燃料中氢气的目标质量含量，在5～10MPa范围内选定所述推力发生器的预定压缩压强b，计算所述活塞顶面与压缩缸中柴油液面的距离L；并在进油未启动时，即向压缩缸进油之前，由控制器控制所述推力发生器推动推杆将活塞移动到所述活塞顶面与压缩缸的底面的距离为L，L＝a×b÷c，其中，a为压缩终止时，所述活塞顶面与压缩缸中柴油液面的距离；且a不小于所述压缩缸中柴油液面与所述压缩缸底面的距离；c为所述气体调压电磁阀的出口压力；

步骤二、压缩循环中，加入到所述压缩缸中的柴油体积为V₃，且0.05×V₁≤V₃≤0.2×V₁，V₂≥5×V₃，由控制器设定所述流量控制器的柴油流速为h及电磁阀的开启与关闭之间的时间间隔为d，且V₃＝h×d；然后，所述控制器开启电磁阀，由所述油箱依次经所述油泵、流量控制器、电磁阀及所述压缩缸的进油口向所述压缩缸中加入体积为V₃的柴油，与此同时，控制器控制所述推力发生器拉动推杆，从而将活塞以速度u沿压缩缸的轴线向远离压缩缸的底面的方向移动，u＝V₃/(π×R²×d)，其中，R为所述压缩缸的腔体半径，直到所述电磁阀开启的时间为d时，关闭所述电磁阀，此时，所述推力发生器、推杆及活塞均停止运动；

步骤三、由控制器开启所述氢气减压阀和气体调压电磁阀，并将所述气体调压电磁阀的出口压力设定为0.5～5MPa范围内的预定恒定压力，将所述氢气减压阀的压力设定为≥气体调压电磁阀的出口压力；由所述氢气瓶依次经所述氢气减压阀、气体调压电磁阀及所述压缩缸的进气口向所述混合器供应具有所述预定恒定压力的氢气；

步骤四、由控制器关闭所述氢气减压阀和气体调压电磁阀，然后由控制器启动推力发生器推动推杆及活塞沿所述压缩缸的轴线向压缩缸的底面的一侧移动，压缩所述压缩缸中的氢气和柴油，当所述活塞顶面运动到与压缩缸中柴油液面的距离为a时，所述推力发生器、推杆及活塞的压缩运动终止；

步骤五、由控制器开启微量调节电磁阀，速度s≤1MPa/min，当所述压缩缸中的全部液态成分经所述压缩缸的出油口及微量调节电磁阀流入所述油/气分离器中进行气、液分离，即可得到氢气和纳米氢气泡/柴油混合燃料；分离出的氢气经所述油/气分离器的放气口进入氢气处理器中进行无害化处理，分离出的纳米氢气泡/柴油混合燃料经所述油/气分离器的放油口至所述储油罐中储存；由控制器关闭微量调节电磁阀；

步骤六、重复以上步骤一～步骤五进入下一次压缩循环，最终实现循环制备纳米氢气泡/柴油混合燃料。

将本发明制备得到的纳米氢气泡/柴油混合燃料作为柴油机燃料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

应用纳米氢气泡/柴油混合燃料时，柴油机只需要一套供油系统，且不需要对供油系统硬件进行改动；柴油机燃用纳米氢气泡/柴油混合燃料可以大幅提高柴油机的热效率，改善燃油经济性，并降低柴油机的污染物排放量；采用可再生能源氢气部分替代化石燃料柴油，有利于缓和我国日益严峻的石油供应形势，保障国家能源安全。此外，本发明采用过饱和溶液相分离气泡生成法可以生成纳米级别直径的氢气泡，不仅改善了混合燃料在柴油机上的燃烧性能，且有利于氢气泡长期稳定存在；冲压加浓溶液制备方法有利于制备高浓度氢/柴油溶液，同时降低制备过程能耗，并缩短制备时间，提高制备效率；活塞冲压过程中对柴油液面的冲击，还可以提高气/液成分间湍流混合的效果；冲压循环式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备方法可提高混合燃料制备速度，更适合纳米氢气泡/柴油混合燃料的工业化生产。

附图说明

图1为压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置示意图。

图2为本发明实施例1制备得到的纳米氢气泡/柴油混合燃料中纳米氢气泡的直径分布规律。

图中：

1-氢气瓶 2-氢气减压阀 3-气体调压电磁阀 4-进气口

5-油箱 6-油泵 7-流量控制器 8-电磁阀

9-进油口 10-压缩缸 11-活塞环组 12-活塞

13-推杆 14-推力发生器 15-出油口 16-微量调节电磁阀

17-油/气分离器 18-放气口 19-氢气处理器 20-放油口

21-储油罐 22-控制器

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的一种压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置，包括氢气瓶1、油箱5、混合器、推力发生器14、油/气分离器17和控制器22。

所述混合器包括压缩缸10，所述压缩缸10的底面设有进气口4、进油口9和出油口15；所述压缩缸10中设有活塞12，所述活塞12的前部与压缩缸10侧壁之间安装了活塞环组11，所述活塞环组11能够保证在所述压缩缸10的内部压力不超过10MPa时，所述压缩缸10内部的气体或液体(氢气或氢/柴油溶液)不会从所述活塞12与所述压缩缸10侧壁的间隙处泄漏；所述活塞12后部连接有推杆13，所述推力发生器14是所述推杆13的动力装置。自所述氢气瓶1的出口至所述压缩缸10的进气口4之间的管路上依次设有氢气减压阀2和气体调压电磁阀3，所述氢气瓶1的出口与所述氢气减压阀2的进口相连，所述氢气减压阀2的出口与所述气体调压电磁阀3的进口相连，所述氢气减压阀2的最大输出压力大于5MPa，所述气体调压电磁阀3的压力调节范围为0～5MPa，所述气体调压电磁阀3的出口连接至所述压缩缸10的进气口4。自所述油箱5至所述压缩缸10的进油口9之间的管路上依次设有的油泵6、流量控制器7和电磁阀8，即所述油箱5的出油口通过管路连接至油泵6的进口，所述油泵6的出口通过管路连接至流量控制器7的进口，所述流量控制器7的出口连接至电磁阀8的进口，所述电磁阀8的出口连接至所述压缩缸10的进油口9。所述油/气分离器17的进口通过管路连接至所述压缩缸10的出油口15，在所述出油口15和所述油/气分离器17的连接管路上设有微量调节电磁阀16，所述油/气分离器17设有放气口18和放油口20，所述放气口18通过管路连接至所述氢气处理器19，所述放油口20通过管路连接至储油罐21。

所述氢气减压阀2、气体调压电磁阀3、流量控制器7、电磁阀8、微量调节电磁阀16和推力发生器14均与所述控制器22相连；所述控制器22控制所述氢气减压阀2和气体调压电磁阀3的开启、开启压力及关闭，所述控制器22控制所述电磁阀8的开启和关闭，所述控制器22控制所述微量调节电磁阀16的开启、开启速度及关闭，所述控制器22设定所述流量控制器7在进油过程中的柴油流速为h。

本发明中的所述推力发生器14可以采用直线电缸或是高压气泵等任何能够给与其相连的推杆13提供所述压缩缸10的轴向力的动力装置，所述推力发生器14用于推动所述推杆13及活塞12沿所述压缩缸10的轴线方向压缩运动时为所述活塞12的顶面提供5～10MPa范围内的预定压缩压强的动力；在压缩启动时，所述活塞顶面与压缩缸中柴油液面的距离为L＝a×b÷c，其中，a为压缩终止时，所述活塞顶面与压缩缸中柴油液面的距离；且a不小于所述压缩缸中柴油液面与所述压缩缸底面的距离；b为所述预定压缩压强；c为所述气体调压电磁阀的出口压力。所述控制器22控制所述推力发生器14推动所述推杆13及活塞12沿所述压缩缸10的轴线压缩及反方向运动的启动时刻、终止时刻及所述各部件的终止位置。

所述压缩缸10的容积为V₁；预定每制备循环中加入到所述压缩缸中的柴油体积为V₃，且0.05×V₁≤V₃≤0.2×V₁，由控制器设定所述流量控制器的柴油流速为h及电磁阀的开启与关闭之间的时间间隔为d，且V₃＝h×d；所述油/气分离器17的容积为V₂，V₂≥5V₃，即所述油/气分离器17的容积V₂为所述预定每制备循环加油体积V₃的5倍以上。

以下通过具体的实施例并结合附图，对利用上述本发明压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置制备纳米氢气泡/柴油混合燃料的过程进行详细描述。需要说明的是所述实施例是叙述性的，而非限定性的，本发明所涵盖的内容并不限于下述实施例。

实施例1：利用上述本发明压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置制备纳米氢气泡/柴油混合燃料的过程是，首先，所述氢气减压阀2、气体调压电磁阀3、电磁阀8、微量调节电磁阀16的初始状态均为关闭；该制备方法包括以下步骤：

本实施例中，L＝128mm；a＝64mm，b＝10MPa；c＝5MPa。

步骤一、选定所述推力发生器14的预定压缩压强为10MPa，由控制器22控制所述推力发生器14推动推杆13将活塞12移动到的所述活塞12顶面与压缩缸10的底面的距离为128mm处；

步骤二、选定内径为200mm、容积(V₁)为10L的压缩缸10，本次制备循环所预定加入所述压缩缸10中的柴油体积V₃＝2L，所述压缩缸10中柴油液面距离压缩缸10底面的距离约为64mm；由控制器22设定流量控制器7在本次进油过程中的柴油流速为h＝1L/min；由控制器22开启电磁阀8，由所述油箱5依次经所述油泵6、流量控制器7、电磁阀8及所述压缩缸10的进油口9向所述压缩缸10供应柴油，并在d＝2min后关闭所述电磁阀8；在控制器22开启电磁阀8的同时，控制器22还控制所述推力发生器14拉动推杆13将活塞12以32mm/min的速度沿压缩缸10的轴线并与压缩缸10的底面相反的方向移动，直到2min后所述电磁阀8关闭的同时，所述推力发生器14、推杆13及活塞12均停止运动；

步骤三、由控制器22开启所述氢气减压阀2和气体调压电磁阀3，并将所述气体调压电磁阀3的出口压力设定为5MPa，氢气减压阀2的出口压力设定为6MPa；由所述氢气瓶1依次经所述氢气减压阀2、气体调压电磁阀3及所述压缩缸10的进气口4向所述混合器供应压力为5MPa的氢气；

步骤四、由控制器22关闭所述氢气减压阀2和气体调压电磁阀3，然后由控制器22启动推力发生器14推动推杆13及活塞12沿所述压缩缸10的轴线方向运动，压缩所述压缩缸10中的氢气和柴油，当所述活塞12的顶面运动到距离所述压缩缸10中柴油液面的距离为a＝64mm的压缩终止位置时，所述推力发生器14、推杆13及活塞12的压缩运动终止；

步骤五、由控制器22开启微量调节电磁阀16，开启速度s＝1Mpa/min，当所述压缩缸10中的全部液态成分经所述压缩缸10的出油口15及微量调节电磁阀16流入容积V₂为10L的所述油/气分离器17中进行气、液分离，即可得到氢气和纳米氢气泡/柴油混合燃料；分离出的氢气经所述油/气分离器17的放气口18进入氢气处理器19中进行无害化处理，分离出的纳米氢气泡/柴油混合燃料经所述油/气分离器17的放油口20至所述储油罐21中储存；由控制器22关闭微量调节电磁阀16；

步骤六、再次启动混合燃料制备循环，即重复以上步骤一～步骤五进入下一次制备循环，最终实现循环制备纳米氢气泡/柴油混合燃料。

采用马尔文公司生产的ZS 90型纳米粒度仪测量实施例1制得的纳米氢气泡/柴油混合燃料的氢气泡直径分布，结果如图2所示。

加大氢气的压力可以显著提高氢气在柴油中的溶解度，当氢气压力降低后，连续相(柴油)中已溶解的氢气将处于过饱和状态并进一步转化成纳米级别直径的微气泡，且由于直径微小，气泡的稳定性较高，一般常温、常压下密封静置储存6个月，纳米氢气泡不发生显著的团聚和破灭。

实施例2：利用上述本发明压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置制备纳米氢气泡/柴油混合燃料的过程，与实施例1的过程基本相同，不同仅为：

本实施例中，L＝200mm；a＝20mm，b＝5MPa；c＝0.5MPa。

步骤一、由控制器22控制所述推力发生器14、推杆13及活塞12运动到所述活塞12的顶面距离所述压缩缸10的底面的距离为L＝200mm处。

步骤二、将压缩缸10的内径由200mm改为300mm，将V₁由10L改为8L，将V₃由2L改为1L，流量控制器7的柴油流速h由1L/min改为0.25L/min，活塞12底面的运动速度由32mm/min改为3.5mm/min，电磁阀8从开启到关闭的时间间隔d由2min改为4min，所述压缩缸10中柴油液面距离压缩缸10底面的距离约为14mm；开启电磁阀8，由所述油箱5依次经所述油泵6、流量控制器7、电磁阀8及进油口9向压缩缸10供应所述1L的柴油。

步骤三、将所述气体调压电磁阀3的出口压力由5MPa改为0.5MPa，氢气减压阀2的出口压力设定由6MPa改为2MPa；从而由所述氢气瓶1依次经所述氢气减压阀2、气体调压电磁阀3及进气口4向混合器供应为压力是0.5MPa的氢气。

步骤四、将a＝64mm改为a＝20mm；

步骤五、将微量调节电磁阀16的开启速度由s＝1MPa/min改为s＝0.5MPa/min，油/气分离器17的容积V₂由10L改为8L，最终，分离出的氢气经放气口18进入氢气处理器19中进行无害化处理，分离出的纳米氢气泡/柴油混合燃料经放油口20进入储油罐21中储存。

实施例3：利用上述本发明压缩式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备装置制备纳米氢气泡/柴油混合燃料的过程，与实施例1的过程基本相同，不同仅为：

本实施例中，L＝120mm；a＝30mm，b＝8MPa；c＝2MPa。

步骤一、由控制器22控制所述推力发生器14、推杆13及活塞12运动到所述活塞12的顶面距离所述压缩缸10的底面的距离为120mm处。

步骤二、将压缩缸10的内径由200mm改为400mm，将V₁由10L改为15L，将V₃由2L改为3L，流量控制器7的柴油流速h由1L/min改为0.5L/min，活塞12底面的运动速度由32mm/min改为4mm/min，电磁阀8从开启到关闭的时间间隔d由2min改为6min，所述压缩缸10中柴油液面距离压缩缸10底面的距离约为24mm；开启电磁阀8，由所述油箱5依次经所述油泵6、流量控制器7、电磁阀8及进油口9向压缩缸10供应所述3L的柴油。

步骤三、将所述气体调压电磁阀3的出口压力由5MPa改为2MPa，氢气减压阀2的出口压力设定由6MPa改为3MPa；从而由所述氢气瓶1依次经所述氢气减压阀2、气体调压电磁阀3及进气口4向混合器供应压力是2MPa的氢气。

步骤四、将a＝64mm改为a＝30mm；

步骤五、将微量调节电磁阀16的开启速度由s＝1MPa/min改为s＝0.6MPa/min，油/气分离器17的容积V₂由10L改为20L，最终，分离出的氢气经放气口18进入氢气处理器19中进行无害化处理，分离出的纳米氢气泡/柴油混合燃料经放油口20进入储油罐21中储存。

本发明制备方法可以制备氢气泡直径处于纳米级别且稳定期超过6个月的氢气泡/柴油混合燃料，可直接用作柴油机燃料，替代纯柴油燃料。应用纳米氢气泡/柴油混合燃料时，柴油机只需要一套供油系统，且不需要对供油系统硬件进行改动；柴油机燃用纳米氢气泡/柴油混合燃料可以大幅提高柴油机的热效率，改善燃油经济性，并降低柴油机的污染物排放量；采用可再生能源氢气部分替代化石燃料柴油，有利于缓和我国日益严峻的石油供应形势，保障国家能源安全。此外，本发明采用过饱和溶液相分离气泡生成法可以生成纳米级别直径的氢气泡，不仅改善了混合燃料在柴油机上的燃烧性能，且有利于氢气泡长期稳定存在；冲压加浓溶液制备方法有利于制备高浓度氢/柴油溶液，同时降低制备过程的能耗，并缩短制备时间，提高制备效率；活塞冲压过程中对柴油液面的冲击，还可以提高气/液成分间湍流混合的效果；冲压循环式纳米氢气泡/柴油混合燃料制备方法可提高混合燃料制备速度，更适合纳米氢气泡/柴油混合燃料的工业化生产。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。