CZ306196B6 - Palivo na bázi bionafty - Google Patents
Palivo na bázi bionafty Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306196B6 CZ306196B6 CZ2011-650A CZ2011650A CZ306196B6 CZ 306196 B6 CZ306196 B6 CZ 306196B6 CZ 2011650 A CZ2011650 A CZ 2011650A CZ 306196 B6 CZ306196 B6 CZ 306196B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- ethanol
- biodiesel
- volume
- parts
- fuel
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 title claims abstract description 27
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical group CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Palivo je tvořeno směsí bionafty a etanolu, kterážto směs obsahuje 1 až 10 objemových dílů etanolu a jako zbytek do 100 objemových dílů bionaftu. Jeho optimální složení spočívá v 2 objemových dílech etanolu a 98 objemových dílech bionafty, která obsahuje metylester řepkového oleje a ropnou naftu, přičemž do směsi je přidán kosolvent.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká paliva na bázi bionafty, které dále obsahuje ropnou naftu s aditivy a etanol.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že v rámci úspory klasických ropných paliv se jako palivo zvláště pro vznětové motory používá tzv. bionafta, což je směs obsahující klasickou ropnou naftu, metylester řepkového oleje a příslušná aditiva. V rámci jednoho známého složení této směsi zaujímá metylester řepkového oleje více než 30 objemových dílů, nejčastěji v rozmezí 30 až 36 objemových dílů; zbytek tvoří ropná nafta a aditiva. Vlastnosti tohoto paliva jsou velice blízké vlastnostem komerční ropné nafty. To je výhoda, která je zesílena tím, že vedle splnění palivářských požadavků toto palivo splňuje i požadavky ekologické, zejména požadavky na biologickou rozložitelnost. Při používání bionafty ve standardních vznětových motorech navíc dochází ke snížení množství emisí oxidu uhelnatého oproti klasické komerční ropné naftě. Rovněž množství nespálených uhlovodíků a oxidů síry je u bionafty menší. Přes tyto výhody však tato známá bionafta obsahuje ve výfukových zplodinách vyšší podíl oxidů dusíku než komerční ropná nafta. Další nevýhodou je, že tato bionafta se zejména u starších vznětových motorů projevuje vyšší kouřivostí výfukových plynů než komerční ropná nafta.
Dále je známa bionafta (US 2003 126790), která obsahuje 80 % objemových ropné nafty, 16 až 19 % objemových bionafty a 1 až 4 % objemová etanolu. Toto palivo se oproti běžně dostupným palivům na bázi bionafty vyznačuje zlepšeným cetanovým číslem, má větší čisticí schopnosti a je odolnější proti tuhnutí za nízkých teplot. Jeho nevýhodou však je, stejně jako v předcházejícím případě, zvýšený obsah oxidů dusíku ve výfukových zplodinách.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody jsou podstatně zmenšeny palivem na bázi bionafty, které dále obsahuje ropnou naftu s aditivy a etanol. Podstata vynálezu spočívá v tom, že palivo je tvořeno směsí sestávající z alespoň 30 objemových dílů metylesteru řepkového oleje, z 1 až 10 objemových dílů etanolu a z do počtu 100 zbývajících objemových dílů ropné nafty, přičemž ke směsi je přidán kosolvent v množství nezbytném pro udržení stability směsi.
Pro optimální složení paliva směs obsahuje 2 objemové díly etanolu.
Nejvýhodnějším kosolventem je terciární butanol.
Výhodou paliva podle vynálezu je jednak částečná náhrada ropných paliv obnovitelnými zdroji energie a jednak menší produkce škodlivých emisí ve výfukových plynech, zejména oxidů dusíku, aniž by se snižoval výkon motoru.
Objasnění výkresu
Na připojeném výkrese je na obr. 1 znázorněna závislost mezi oxidy dusíku NOX ve výfukových plynech na zvětšujícím se podílu etanolu ve směsi s bionaftou.
- 1 CZ 306196 B6
Příklad uskutečnění vynálezu
Na základě teoretických úvah bylo možno očekávat, že příznivého účinku nového paliva obohaceného bioetanolem se dosáhne při 1 až 10 objemových dílech etanolu, a to i při nižším objemovém zastoupení ropné nafty, než u paliva popsaného ve spise US 2003 126790. Byly proto provedeny experimentální zkoušky s palivem obsahujícím 1, 2, 4, 6 a 8 objemových dílů etanolu v bionaftě. Bionafta použitá jako součást směsi byla prosta jakékoliv formy alkoholu, takže smícháním do 100 objemových dílů s uvedenými objemovými díly etanolu byly získány vzorky paliva s deklarovanými poměry. K experimentům byly použity vznětové motory od různých výrobců, které se vyznačovaly podobnými provozními vlastnostmi, jakými je výkon, jmenovité otáčky apod. Seřizovači parametry motorů, jako např. vstřikovací tlak, úhel předvstřiku apod., odpovídaly základnímu nastavení od výrobce. Zkoušky každého motoru probíhaly v 5 různých zátěžových režimech. Při experimentech byly zjištěny tyto výsledky:
U žádného z motorů nebyly zaznamenány významné změny v celkovém výkonu v závislosti na obsahu etanolu ve směsi s bionaftou.
Z hlediska měrné spotřeby paliva bylo zjištěno, že došlo pouze k nepatrnému nárůstu měrné spotřeby paliva se vzrůstajícím podílem etanolu ve směsi, což je zapříčiněno nižší výhřevností a nižší hustotou směsi s etanolem.
Z hlediska teploty výfukových plynů bylo zjištěno, že se zvyšujícím se podílem etanolu ve směsi teplota spalin mírně klesala. Důvod lze spatřovat ve vysokém výparném teplu etanolu, odváděném ze spalovacího prostoru.
Při sledování emisních parametrů bylo shledáno, že kouřivost klesala se vzrůstajícím podílem etanolu, a to v důsledku nižší viskozíty, která zapříčiňuje lepší rozprášení vstřikovaného paliva. Nutno poznamenat, že kouřivost jednotlivých typů motorů se od sebe odlišovala, a to v závislosti na teplotě ve spalovacím prostoru, která je, z důvodu konstrukce, u každého typu motoru jiná. Na teplotě spalovacího prostoru totiž přímo úměrně závisí kvalita spalování tak, že při vyšší teplotě spalovacího prostoru vzrůstá i kvalita spalování.
Z hlediska emisí oxidu uhelnatého CO byl naměřen jeho nárůst se vzrůstající koncentrací etanolu ve směsi. Příčinou je lokální nedostatek kyslíku při spalování a nízká rychlost jednotlivých dílčích reakcí oxidace, kdy má dojít k oxidaci oxidu uhelnatého CO na oxid uhličitý CO2. Malá rychlost reakcí má za následek vyšší obsah oxidu uhelnatého CO ve spalinách. Ale i při 8 objemových dílech etanolu byly emise oxidu uhelnatého CO v povolených mezích, přičemž byly nižší než u dříve známého paliva bez etanolu.
Shodná závislost, tj. vyšší množství nespálených uhlovodíků ve spalinách při zvyšujícím se podílu etanolu, platí i pro nespálené uhlovodíky, které vznikají podobným způsobem jako oxid uhelnatý CO. Příčinou tohoto vztahuje také ochlazování spalovacího prostoru výparným teplem etanolu. Odvod nespálených uhlovodíků do ovzduší nemá jen negativní vliv na životní prostředí, ale znamená i energetickou ztrátu. Spálením těchto uhlovodíků by se totiž zvýšilo množství tepla přivedeného do spalovacího procesu.
Jestliže průběhy dosavadních zkoumaných emisních parametrů lze charakterizovat jako funkce bez lokálních extrémů, pak měření oxidů dusíku NOX přineslo překvapivé výsledky. Je známo, že oxidy dusíku NOX vznikají při endotermické reakci ve spalovacím prostoru jako produkt oxidace vzdušného kyslíku. Tyto emise při malém obsahu etanolu ve směsi prudce poklesly, ale při 2 objemových dílech etanolu nastal zlom a se zvyšujícím se podílem etanolu začaly tyto emise mírně narůstat. Situace je znázorněna v grafu na obr. 1, kde v kartézských souřadnicích jsou naneseny na vodorovné ose objemové díly (%) etanolu ve směsi a na svislé ose emise oxidů dusíku ΝΟχ. Číselné hodnoty těchto emisí jsou závislé mj. na typu motoru, ale zlom při 2 objemových dílech etanolu je charakteristický pro všechny zkoumané případy. Z grafu vyplývá, že v tomto
-2 CZ 306196 B6 zlomovém bodě jsou hodnoty emisí oxidů dusíku NOX podle typu motoru o 20 až 50 % nižší než u bionafty bez etanolu. 1 když se tyto emise se stoupajícím podílem etanolu mírně zvyšují, v žádném případě nepřesáhnou hodnoty, které vykazuje bionafta bez etanolu.
Při zkoumání směsi bionafty s etanolem se vyskytl problémem se stabilitou směsi z hlediska mísitelnosti jednotlivých složek. Voda obsažená v etanolu totiž zapříčiňuje snižující se mísitelnost etanolu s bionaftou. Z tohoto důvodu je nutné do směsi přidávat tzv. kosolvent, který stabilitu zajistí. V experimentu byl jako kosolvent použit terciální butanol.
Jako etanol lze použít palivový i potravinářský líh. Potravinářský líh je však z důvodu odstranění vyšších alkoholů náročným způsobem rafinován. Požadavky na palivový líh však nejsou tak přísné, takže při výrobě etanolu by bylo možno rafinování odstranit a ušetřit tak část výrobních nákladů.
Závěr: Palivo s 1 až 8 objemovými díly etanolu v bionaftě ukazovalo ve všech sledovaných kritériích lepší nebo alespoň shodné vlastnosti s vlastnostmi bionafty bez etanolu. Příznivé výsledky lze proto extrapolovat až do hodnoty 10 objemových dílů etanolu v palivu. Vyhodnocením účinků etanolu v rámci sledovaných kritérií, popsaných výše, bylo zjištěno, že palivo tvořené směsí bionafty s etanolem má optimální vlastnosti při obsahu 2 objemových dílů etanolu a 98 objemových dílů bionafty.
Průmyslová využitelnost
Palivo podle vynálezu vykazuje v porovnání s komerční ropnou naftou nižší emise. To mu umožňuje, aby bylo používáno u všech vznětových motorů, včetně starších typů, u nichž lze tak docílit splnění povolených emisních limitů bez konstrukčních úprav motorů.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Palivo na bázi bionafty, které dále obsahuje ropnou naftu s aditivy a etanol, vyznačující se tím, že je tvořeno směsí sestávající z alespoň 30 objemových dílů metylesteru řepkového oleje, z 1 až 10 objemových dílů etanolu a z do počtu 100 zbývajících objemových dílů ropné nafty, přičemž ke směsi je přidán kosolvent v množství nezbytném pro udržení stability směsi.
- 2. Palivo podle nároku 1, vy z n ač uj í c í se t í m , že obsahuje 2 objemové díly etanolu.
- 3. Palivo podle nároku 1, v y z n a č uj í c í se t í m , že kosolventem je terciární butanol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-650A CZ306196B6 (cs) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Palivo na bázi bionafty |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-650A CZ306196B6 (cs) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Palivo na bázi bionafty |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2011650A3 CZ2011650A3 (cs) | 2013-04-24 |
| CZ306196B6 true CZ306196B6 (cs) | 2016-09-21 |
Family
ID=48137118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2011-650A CZ306196B6 (cs) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Palivo na bázi bionafty |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306196B6 (cs) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ252093A3 (cs) * | 1993-11-23 | 1995-07-12 | Zdenek Savrda | Ekologické motorové palivo |
| CZ285073B6 (cs) * | 1997-10-31 | 1999-05-12 | Všcht - Praha | Směsná bionafta |
| US20030126790A1 (en) * | 2001-01-12 | 2003-07-10 | Mccoy Harrison | Biodiesel blended with ethanol additive |
| CZ20031879A3 (cs) * | 2000-12-15 | 2003-09-17 | Akzo Nobel N. V. | Mikroemulzní palivo obsahující uhlovodíkovou frakci, ethanol, vodu a přísadu obsahující dusíkatý tenzid a alkohol |
| US20040194368A1 (en) * | 2002-12-16 | 2004-10-07 | Norton William Charles | Renewable fuel mixture |
| WO2007112456A2 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Manuel Cevallos | Fuel additives |
| CZ20166U1 (cs) * | 2009-07-27 | 2009-10-26 | Matejovský@Vladimír | Etanolové palivo pro vznětové motory se zvýšenou viskozitou a výhřevností |
| EP2233552A1 (de) * | 2009-03-27 | 2010-09-29 | MAN Nutzfahrzeug AG | Dieselkraftstoff auf Ethanol-Basis |
-
2011
- 2011-10-13 CZ CZ2011-650A patent/CZ306196B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ252093A3 (cs) * | 1993-11-23 | 1995-07-12 | Zdenek Savrda | Ekologické motorové palivo |
| CZ285073B6 (cs) * | 1997-10-31 | 1999-05-12 | Všcht - Praha | Směsná bionafta |
| CZ20031879A3 (cs) * | 2000-12-15 | 2003-09-17 | Akzo Nobel N. V. | Mikroemulzní palivo obsahující uhlovodíkovou frakci, ethanol, vodu a přísadu obsahující dusíkatý tenzid a alkohol |
| US20030126790A1 (en) * | 2001-01-12 | 2003-07-10 | Mccoy Harrison | Biodiesel blended with ethanol additive |
| US20040194368A1 (en) * | 2002-12-16 | 2004-10-07 | Norton William Charles | Renewable fuel mixture |
| WO2007112456A2 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Manuel Cevallos | Fuel additives |
| EP2233552A1 (de) * | 2009-03-27 | 2010-09-29 | MAN Nutzfahrzeug AG | Dieselkraftstoff auf Ethanol-Basis |
| CZ20166U1 (cs) * | 2009-07-27 | 2009-10-26 | Matejovský@Vladimír | Etanolové palivo pro vznětové motory se zvýšenou viskozitou a výhřevností |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011650A3 (cs) | 2013-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Likhanov et al. | Study of the effective performance of the diesel engine when working on methanol and methyl ether rapeseed oil | |
| Zhang et al. | Effect of using butanol and octanol isomers on engine performance of steady state and cold start ability in different types of Diesel engines | |
| Zhu et al. | Combustion, performance and emission characteristics of a DI diesel engine fueled with ethanol–biodiesel blends | |
| Sayin et al. | Influence of injector hole number on the performance and emissions of a DI diesel engine fueled with biodiesel–diesel fuel blends | |
| Zhang et al. | An experimental study on the use of butanol or octanol blends in a heavy duty diesel engine | |
| Talibi et al. | Impact of increasing methyl branches in aromatic hydrocarbons on diesel engine combustion and emissions | |
| Murad et al. | Effect of microalgae biodiesel blending on diesel engine characteristics | |
| Munimathan et al. | Evaluation of RCCI engine combustion, performance, and emissions using spirulina micro-algae biodiesel with methane-enriched hydrogen | |
| Bhowmik et al. | Effect of pilot fuel injection timing on the performance, combustion, and exhaust emissions of biodiesel–ethanol–diethyl ether blend fueled CRDI engine under hydrogen dual fuel strategies | |
| CN104745252B (zh) | 汽车用甲醇汽油的高活性复合改性添加剂及其制备工艺 | |
| Jurić et al. | Investigating the pollutant formation and combustion characteristics of biofuels in compression ignition engines: A numerical study | |
| Han et al. | Comparative investigation of ignition behavior of butanol isomers using constant volume combustion chamber under diesel-engine like conditions | |
| Li et al. | Effects of water ratio in hydrous ethanol on the combustion and emissions of a hydrous ethanol/gasoline combined injection engine under different excess air ratios | |
| Marasht et al. | Detailed analysis of a pure hydrogen-fueled dual-fuel engine in terms of performance and greenhouse gas emissions | |
| Al-Dawody et al. | Effect of soybean oil biofuel blending on the performance and emissions of Diesel engine using diesel-rk software | |
| Shekar et al. | Hydrogen induction to diesel engine working on bio diesel: a review | |
| CZ306196B6 (cs) | Palivo na bázi bionafty | |
| Al-Abboodi et al. | Review of compression ignition engine powered by biogas and hydrogen | |
| Muneeswaran et al. | Effect of diethyl ether addition to palm stearin biodiesel blends on NOx emissions from a diesel engine | |
| JP2007269865A (ja) | 多段噴射機構を有するディーゼルエンジン用燃料油、燃焼方法、ディーゼルエンジン | |
| CZ23206U1 (cs) | Palivo na bázi bionafty | |
| Wang et al. | Effect of Waste Cooking Oil Biodiesel on Marine Diesel Engine Performance, Emissions and Combustion Characteristics | |
| Fayad et al. | Impact of Injection Strategies and Jatropha Biodiesel-Diesel Blends on Soot and Emissions. | |
| Mizushima et al. | A Study on the Improvement of NOx Emission Performance in a Diesel Engine Fuelled with Biodiesel | |
| Senthil et al. | Performance and emission characteristics of a diesel engine with a zirconium dioxide-coated piston and nerium and mahua methyl esters used as fuels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20171013 |