DK170226B1 - Fremgangsmåde til ved en forbrændingsproces at opnå en effektiv forbrænding af carbonhydridforbindelser - Google Patents

Fremgangsmåde til ved en forbrændingsproces at opnå en effektiv forbrænding af carbonhydridforbindelser Download PDF

Info

Publication number
DK170226B1
DK170226B1 DK388988A DK388988A DK170226B1 DK 170226 B1 DK170226 B1 DK 170226B1 DK 388988 A DK388988 A DK 388988A DK 388988 A DK388988 A DK 388988A DK 170226 B1 DK170226 B1 DK 170226B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
combustion
fuel
hydrogen peroxide
peroxide
nox
Prior art date
Application number
DK388988A
Other languages
English (en)
Other versions
DK388988D0 (da
DK388988A (da
Inventor
Arne Lindstroem
Original Assignee
Arne Lindstroem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=20360219&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DK170226(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Arne Lindstroem filed Critical Arne Lindstroem
Publication of DK388988D0 publication Critical patent/DK388988D0/da
Publication of DK388988A publication Critical patent/DK388988A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK170226B1 publication Critical patent/DK170226B1/da

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/12—Inorganic compounds
    • C10L1/1233—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof
    • C10L1/1241—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof metal carbonyls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/12—Inorganic compounds
    • C10L1/1233—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof
    • C10L1/1258—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof hydrogen peroxide, oxygenated water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • C10L1/1822—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
    • C10L1/1824—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms mono-hydroxy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07004—Injecting liquid or solid materials releasing oxygen, e.g. perchlorate, nitrate, peroxide, and chlorate compounds, or appropriate mixtures thereof
    • 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
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

DK 170226 B1
Opfindelsen angår en fremgangsmåde til initiering og optimering af forbrændingsprocesser til · forbrænding af carbonhydridforbindelser, ved anvendelsen af hvilke indholdet af skadelige stoffer i afgangsstrømmen mindskes, idet der til forbrændingsluften henholdsvis brændsel-luftblandingen tilsættes et flydende præparat indeholdende en peroxid- eller peroxoforbindelse og 5 vand.
I de seneste år har forureningen og det store energiforbrug været genstand for stor opmærksomhed især på grund af den dramatisk indtrædende skovdød. Udstødningsgasser har imidlertid altid været et problem i befærdede områder. Trods til stadighed forbedrede motorer og 10 en forbedret opvarmningsteknik med mindre udstødningsgas, så har stadigt flere køretøjer og forbrændingsanlæg gjort, at mængden af afgangsgas totalt set ikke er blevet mindre men tværtimod er forøget.
Den væsentligste årsag til urene afgangsgasser og et højt energiforbrug er en utilstrækkelig 15 forbrænding. Forbrændingsprocessens konstruktion, antændelsessystemets effektivitet, brændslets kvalitet og brændsel-luft-blandingen afgør, hvor effektiv forbrændingen bliver, og hvor meget uforbrændt og farligt stof gasserne indeholder. Forskellige metoder anvendes for at mindske mængden af disse stoffer, fx recirkulationssystemer og den velkendte katalysatorteknik, som medfører forbrænding af afgangsgasserne uden for den direkte forbraendingspro-20 ces.
Forbrænding er reaktioner mellem et stof og oxygen (O2) under udvikling af varme. Stoffer som carbon (C), hydrogen (htø). carbonhydrider og svovl (S) udvikler tilstrækkelig varme til opretholdelse af forbrændingstemperaturer, medens fx nitrogen (N2) kræver varmetilførsel for 25 at kunne oxideres.
Ved høj temperatur, 1200-2500°C, og tilstrækkelig oxygenmængde opnås fuldstændig forbrænding, hvorved hvert stof optager den maksimale oxygenmængde. Slutprodukterne bliver CO2 (carbondioxid), htøO (vand), SO2 og SO3 (svovloxider) samt noget NO og NO2 30 (nitrogenoxider, Nox). Svovl- og nitrogenoxiderne er ansvarlige for en stor del af forsuringen af omgivelserne, er skadelige at indånde og især de sidstnævnte stjæler energi fra forbrændingsprocessen.
Man kan også få kolde flammer, fx den blå, flakkende flamme fra et stearinlys, som er ved at 35 gå ud, hvor temperaturen kun ligger omkring 400°C. Oxidationen bliver da ikke fuldstændig, og slutprodukterne kan blive H2O2 (hydrogenperoxid), CO (carbonmonoxid) og eventuelt C (sod). De to sidstnævnte forbindelser er ligesom NO skadelige og kan afgive mere energi ved fuldstændig forbrænding.
2 DK 170226 B1
Benzin er en blanding af carbonhydrider fra råolie med kogepunkt i intervallet 40-200°C. Der indgår ca. 2000 forskellige carbonhydrider med fra 4 til 9 carbonatomer.
Det detaljerede forbrændingsforløb er meget kompliceret, selv for simple stoffer. Braendsels-5 molekylerne nedbrydes til mindre enheder, hvoraf de fleste er såkaldte frie radikaler, dvs.
ustabile molekyler, som hurtigt reagerer med fx ooxygen. *
De vigtigste radikaler er oxygenatomet O:, hydrogenatomet H- og hydroxylradikalet OH·. Især det sidstnævnte er af største betydning ved nedbrydelsen og oxidationen af brændslet både 10 ved direkte at bindes til dette og ved fjernelse af hydrogen, hvorved der dannes vand.
I begyndelsen af forbrændingsprocessen dannes der hydroxyradikaler ud fra vand efter reaktionen: H20 + M H- + OH· + M, 15 hvor M er et andet molekyle, fx nitrogen, eller en væg eller overfladen på en tændrørselek-trode, som vandet kolliderer med. Da vand er et meget stabilt molekyle, kræves høj temperatur, for at en spaltning skal finde sted.
Et bedre alternativ er det at tilsætte hydrogenperoxid, som spaltes således:
20 H202 + M -» 2 OH· + M
Denne reaktion sker meget lettere og ved lavere temperatur, specielt på overflader, hvorfor antændelsen af brændsel-luft-blandingen sker lettere og mere velkontrolleret. En yderligere positiv effekt af reaktionen på overfladen er det, at hydrogenperoxid let reagerer med sod og 25 tjære på vægge og tændrør under dannelse af carbondioxid (C02), hvilket giver rene elek-trooverflader og bedre gnister.
Tilføres både hydrogenperoxid og vand, opnås et drastisk formindsket indhold af CO i af-gangsgasseme, jf. følgende reaktioner: 30 1) CO + 02 -+ C02 + O: initiering 2) O: + H20 -»· 2 OH· forgrening 3) OH· + CO -» C02 + H· propagering 4) H- + 02 -> OH· + O: forgrening f- 35 Vi ser i reaktion 2), at vand spiller en katalyserende rolle derved, at det senere gendannes. Da hydrogenperoxid giver et mange tusind gange højere indhold af OH-radikaler end vand, accelereres reaktion 3) betydeligt, og det meste af det dannede CO fjernes. Herigennem frigøres ekstra energi, som er medvirkende til at holde gang i forbrændingsprocessen.
3 DK 170226 B1 NO og Νθ£ er meget giftige stoffer, omkring fire gange så giftige som carbonmonoxid. Ved akut forgiftning skades lungevævet. No er et ikke ønsket biprodukt ved forbrændingen. I nærværelse af vand oxideres NO til HNO3 og bidrager i denne form til ca. halvdelen af forsuringen. Den anden halvdel skyldes H2SO4. Et problem er, at NOx kan nedbryde ozon i den øvre 5 del af atmosfæren.
En stor del af NO kommer fra reaktionen mellem luftens oxygen og nitrogen ved høj temperatur, og mængden er derfor uafhængig af brændslets sammensætning. Hvor meget NOx, som dannes, er desuden afhængigt af, under hvilke betingelser forbrændingen sker. Hvis tempera-10 turreduktionen kan ske meget langsomt, leder dette til ligevægtsindstilling ved moderat høje temperaturer og en lavere slutkoncentration af NO.
Følgende metoder kan anvendes for at holde dannelsen af NO på et lavt niveau: 1. Totrins-forbrænding afen brændselsrig blanding, 15 2. lav forbrændingstemperatur via - a) stort luftoverskud - b) kraftig køling - c) recirkulation af forbrændingsgasserne.
20 Ved kemisk analyse af flammer har man ofte set, at koncentrationen af NO i flammen er meget højere end udenfor. Der findes en proces, som nedbryder NO. En mulig reaktion er: CH3- + NO->. . . HCN + H20 i N2 25 Således begunstiges dannelsen af N2 af betingelser, som giver høje CHg-koncentrationer, nemlig en varm, brændselsrig flamme.
Brændsel, som indeholder nitrogen, fx i form af heterocykliske carbonhydrider som pyridin, afgiver erfaringsmæssigt mere NO.
30
Indhold af N i forskellige brændselstyper (ca.): -råolie 0,65% - asfalt 2,30% -tung olie 1,40% 35 - let olie 0,07% - carbon 1-2% 4 DK 170226 B1 I SE-B-429.201 beskrives et flydende præparat indeholdende 1-10 rumfangsprocent hydrogen-peroxid, idet resten udgøres af vand, aliphatisk alkohol, smøreolie og eventuelt et antikorrosi-onsmiddel, hvilket flydende præparat tilføres forbrændingsluften eller brændsel-luftblandingen.
*
Med et sådant lavt indhold af hydrogenperoxid dannes for få OH-radikaler til, at de kan reagere 5 med både brændsel og det dannede CO. Desuden opnås ingen selvantændelse af brændslet, hvorfor den opnåede forbedring af forbrændingsprocessen i forhold til blot at tilsætte vand er * marginal.
I DE-A-2.362.082 beskrives tilsætning af et oxidationsmiddel, fx hydrogenperoxid, i forbindelse 10 med forbrændingsprocessen, dog spaltes hydrogenperoxid til vand og oxygen ved hjælp af en katalysator inden tilsætning til forbrændingsluften.
US-A-4,386,938 angiver et benzinsubstitut bestående af en blanding af alkoholbaseret brændsel og en alkylperoxid. Peroxiden er således blandet med brændslet, hvilket indebærer 15 risiko for, at peroxiden vil reagere med brændslet, inden det når forbrændingskammeret.
US-A-3,460,901 angiver en fremgangsmåde, hvor en vandig opløsning af hydrogenperoxid tilsættes forbrændingsgasserne efter forbrænding af brændslet. Herved fremmes oxidering af uforbrændt hydrocarbon og CO. Men fremgangsmåden reducerer ikke NOx.
20
Formålet med den foreliggende opfindelse er at opnå en forbedret forbrændingsproces og dermed et formindsket udslip af skadelige afgangsgasser i forbindelse med forbrændingsprocesser til forbrænding af carbonhydrid-forbindelser, hvilket opnås ved en forbedret initiering af forbrændingen samt ved vedligeholdelse af en optimal og fuldstændig forbrænding under 25 gunstige betingelser, så indholdet af skadelige afgangsgasser reduceres kraftigt. Dette opnås ved, at det flydende præparat indeholder 10-80 volumenprocent peroxid- eller peroxo-forbindelse og at det enten indføres i forbrændingskammeret adskilt fra brændslet uden forudgående nedbrydning af peroxid- eller peroxoforbindelsen eller i et forkammer, hvor en blanding af brændslet og det flydende præparat antændes uden for selve forbrændings-30 kammeret.
Under alkaliske betingelser spaltes hydrogenperoxid til hydroxylradikaler og superoxidioner efterfølgende reaktion: H2O2 + HO2 -> HO· + 02-"+ H2O 35
De dannede hydroxylradikaler kan dels reagere med sig selv, dels med superoxidioneme eller også med hydrogenperoxid. Disse reaktioner medfører, at der efter tur dannes hydrogenperoxid, oxygen og hydroperoxidradikaler efter følgende reaktionsformler: 5 DK 170226 B1 HO· + HO· ^ H2O2 HO- + 02·· 302 + OH- HO· + H202 ·+ H02 · + H20 5
Man ved, at pKa for hydroperoxidradikaler er 4,88 ± 0,10, hvilket betyder, at alle hydroper-oxidradikaler er dissocierede til superoxidioner. Superoxidioner kan også reagere med hydro-genperoxid, med sig selv eller fungere som indfangere af dannet singlet-oxygen.
10 O2"· + H2O2 -> O2 + HO· + OH" O2"· + O2’·+ H2O —> 1 O2 + HO2"+ OH 02’· + 1θ2 -> 302 + 02"· + 22 kcal
Der dannes således gasformig oxygen og hydroxyradikaler samt singlet-oxygen og hydrogen-15 peroxid og triplet-oxygen, og der afgives energi svarende til 22 kcal. Det har også vist sig, at tilstedeværelse af tungmetalioner ved den katalytiske spaltning af hydrogenperoxid giver hy-droxylradikaier og superoxidioner.
På basis af det hidtil kendte præsenteres nu i det følgende en viden om hastighedskoefficien-20 terne, fx med en typisk alkan fra benzin.
Hastighedskoefficienterne for angreb på n-oktan med H, O og OH: k = A exp (E/RT) 25 Reaktion A (cm3/mol:s) E (kJ/mol) n-C8H18 + H 7,1:1014 35,3 + 0 1,8:1014 19,0 + OH 2,0:1013 3,9 30 Af eksemplet ses, at angreb med OH-radikaler kan ske hurtigere og ved lavere temperatur end angreb med H- og O-radikaler.
Hastighedskoefficienten for reaktionen: CO + OH CO2 + H har en usædvanlig temperaturafhængighed i kraft af sin negative aktiveringsenergi og høje temperaturkoefficient. Den kan 35 skrives 4,4 · 106T1>5exp(3,1/RT). Reaktionshastigheden bliver dermed næsten konstant omkring 1011 cm3/mol.s ved temperaturer under 1000°K, dv.s helt ned til stuetemperatur. Ved højere temperaturer end 1000eK forøges reaktionshastigheden nogle gange. Takket være dette er denne reaktion den helt dominerende reaktion, hvorefter CO omdannes til CO2 ved 6 DK 170226 B1 forbrænding af carbonhydrider. Den tidligere og fuldstændige udbrænding af CO forbedrer derved den termiske virkningsgrad.
£
Et eksempel, som belyser antagonismen mellem O2 og OH, er reaktionerne NH3-H2-NO, hvor 5 H202-tilsætning medfører en 90% reduktion af NOx i oxygenfrie omgivelser. Hvis omvendt O2 er til stede, blot i en mængde på 2%, forringes NOx-reduktionen drastisk.
Til frembringelse af OH-radikaler anvendes i opfindelsen H2O2, som dissocieres ved ca.
500°C. De har en overlevelsestid på højst 20 ms.
10
Ved normal forbrænding af ethanol forbruges 70% af brændslet ved reaktion med OH-radikaler og 30% med H-atomer. Opfindelsen, ifølge hvilken der allerede ved begyndelsen af forbrændingsprocessen tilføres OH-radikaler, forbedrer forbrændingsprocessen drastisk ved umiddelbart at angribe brændslet. Ved tilførsel af et flydende præparat med højt indhold af hydrogen-15 peroxid (over 10%) findes der oven i købet tilstrækkeligt med OH-radikaler til umiddelbart at oxidere dannet CO. Med lavere indhold af hydrogenperoxid dannes der ikke tilstrækkeligt med OH-radikaler til både brændslet og CO.
Det flydende præparat tilføres således, at der ikke sker nogen kemisk reaktion fra væskebe-20 holderen til forbrændingsrummet, dvs. at spaltning af hydrogenperoxid til vand og oxygen ikke sker, men at den intakte væske kommer direkte til forbrændingskammeret, alternativt til et forkammer, hvor en blanding af væsken og brændslet antændes uden for det egentlige forbrændingsrum.
25 Hvis koncentrationen af hydrogenperoxid er tilstrækkelig høj (ca. 35%), kan der ske selvantændelse af brændslet såvel som en vedligeholdelse af forbrændingen. Antændelsen af væ-ske-brændsei-blandingen kan ske ved selvantændelse eller ved kontakt med en katalyserende overflade, i hvilket tilfælde tændrør eller lignende ikke er påkrævet. Antændelsen kan også ske ved antændelse med varmeenergi, fx ved hjælp af tændrør, et glødelegeme, en åben 30 flange eller lignende.
f
Iblanding af en aliphatisk alkohol i hydrogenperoxidblandingen kan initiere en selvantændelse.
Dette kan i særdeleshed være ønskeligt i forkammersystemet, hvor hydrogenperoxid og alko- > hol da ikke må blandes inden forkammeret.
Ved at anbringe en ventil til indsprøjtning af det flydende præparat - en for hver cylinder - opnås en meget nøjagtig og til alle driftsforhold tilpasset væskedosering. Ved hjælp af en styre-enhed, som styrer indsprøjtningsventileme og et antal til motoren tilsluttede signalgivere, som 35 7 DK 170226 B1 giver signaler til styreenheden om krumtapakslens stilling, omdrejningstallet og belastningen samt eventuelt også om indgangsgassens temperatur, åbnes der mulighed for sekventiel indsprøjtning og synkronisering med indsugningsventilemes åbning og lukning samt mulighed for dosering af væsken ikke blot i afhængighed af belastningen og ønsket effektudtag, men også 5 af omdrejningstalet og indsugningsluftens temperatur, hvilket giver mulighed for god kørsel under alle driftsbetingelser. Væskeblandingen erstatter til en vis grad lufttilførsel.
Et antal sammenlignende forsøg er gennemført for at klarlægge virkningsforskellene mellem vand og hydrogenperoxidblandinger (23 og 35%). De belastninger, som er valgt, svarer til kør-10 sei på motorvej henholdsvis i bytrafik. Testmotoren er en B20E koblet til en vandbremse. Motoren er opvarmet, inden testen påbegyndes.
Ved belastning svarende til motorvejskørsel stiger emissionerne af såvel NOx som CO og HC, når hydrogenperoxid udskiftes med vand. NOx-indholdet formindskes med øget hydrogenper-15 oxidmængde. Også vand reducerer NOx-indholdet, dog medgår der ved denne belastnng fire gange så meget vand som 23%'s hydrogenperoxid for at få samme reduktion af NOx-indholdet.
Ved belastning svarende til bykørsel tilføres først 35%'s hydrogenperoxid, hvorved omdrejningstal og moment stiger noget (20-30 RPM/0,5-1Nm).
20
Ved skift til 23%'s hydrogenperoxid falder omdrejningstal og moment, samtidig med at NOx stiger. Ved tilsætning af rent vand er det svært at holde motoren i gang. HC-indholdet stiger markant.
25 Hydrogenperoxid forbedrer således forbrændingen, samtidig med at NOx-indholdet nedsættes.
Ved forsøg hos Svensk Bilprøvning på en SAAB 900i og en Volvo 760 Turbo med og uden tilsætning af 35%'s hydrogenperoxid er opnået følgende resultater med hensyn til emission af CO, HC, NOx og CO2· De resultater, som opnås med tilsætning af hydrogenperoxid, angives procentvis i forhold til resultaterne uden tilsætning.
30 SAAB 900i
Kold start Varm start Varm kørsel Tomgang CO >23% CO:-54% CO:-76% CO:-90% HC: + 6% HC: ± 0% HC: -7% HC: -50% NOx: -25% NOx: -12% NOx: -23% C02: +33% C02: +4% C02: +5% 8 DK 170226 B1 HCD (landevejskørsel) CO: -41% HC: +8% NOx: -15% 5 C02: +3% *
Volvo 760 Turbo
Tomgang Varm kørsel 10 CO: -73% CO: -54,3% HC: -18% HC: -2,3% NOx: -21% NOx: -8,3%
Ved forsøg gennemført af Norsk Marinteknisk Forskningsinstutitut A/S i Trondheim er emissio-15 nen af HC, CO og NOx på en Volvo 760 Turbo undersøgt efter ECE-regulativ No. 15,03 med varm motor til start med og uden tilsætning af 35%'s hydrogenperoxid til forbrændingen.
Testresultater: ECE 15,03 Tomgang 20 HC 4,3 g/test 340 ppm
Uden hydrogenperoxid CO 70 g/test 0,64% NOx 4,8 g/test 92 ppm
Med tilsætning af HC 4,2 g/test 280 ppm 25 35%'s hydrogenperoxid CO 32 g/test 0,17% NOx 4,4 g /test 73 ppm
Kun anvendelsen af hydrogenperoxid er nævnt ovenfor. Det kan dog antages, at en tilsvarende virkning også opnås med andre peroxider og peroxoforbindelser, såvel uorganiske som 30 organiske.
Det flydende præparat kan ud over peroxid og vand også indeholde op til 70% af en aliphatisk alkohol med 1-8 carbonatomer samt op til 5% af en olie indeholdende en korrosionsinhibitor.
* 35 Passende mængder af det flydende præparat, som tilsættes brændslet, kan variere fra nogle tiendedele til et par hundrede procent af det flydende præparat i forhold til brændselsmængden. Den store mængde anvendes bl.a. ved svært antændeligt brændsel.
DK 170226 B1 g
Det flydende præparat er tiltænkt anvendelse i forbrændingsmotorer og ved andre forbrændingsprocesser til forbrænding af carbonhydridforbindelser såsom olie, kul, biomasse m.m. i forbrændingsovne, idet der opnås en mere fuldstændig forbrænding og en reduktion af skadelige stoffer i forbrændingsprocessens afgangsstrømme.
5

Claims (2)

1. Fremgangsmåde til opnåelse af en forbedret forbrændingsproces ved forbrænding af car- bonhydridforbindelser, idet indholdet af skadelige stoffer i afgangsstrømmene mindskes, ifølge ‘ 5 hvilken der til forbrændingsluften eller brændsel-luft-blandingen tilsættes et flydende præparat indeholdende en peroxid- eller peroxoforbindelse og vand, kendetegnet ved, at det * flydende præparat indeholder 10-80 volumenprocent peroxid- eller peroxoforbindelse og at det enten indføres i forbrændingskammeret adskilt fra brændslet uden forudgående nedbrydning af peroxid- eller peroxoforbindelsen eller i et forkammer, hvor en blanding af brændslet og det 10 flydende præparat antændes uden for selve forbrændingskammeret.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en aliphatisk alkohol med 1-8 carbonatomer indføres separat i forkammeret, idet denne alkohol ved blanding med det flydende præparat forårsager selvantændelse af brændslet. 15 i 'X ,
DK388988A 1985-05-14 1988-07-12 Fremgangsmåde til ved en forbrændingsproces at opnå en effektiv forbrænding af carbonhydridforbindelser DK170226B1 (da)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8502388A SE8502388L (sv) 1985-05-14 1985-05-14 Sett och vetskekomposition for optimering av forbrenning av brensle till motorer o pannor
SE8502388 1985-05-14
SE8600515 1986-11-12
PCT/SE1986/000515 WO1988003550A1 (en) 1985-05-14 1986-11-12 Method and composition for providing an improved combustion in processes of combustion containing hydrocarbon compounds

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK388988D0 DK388988D0 (da) 1988-07-12
DK388988A DK388988A (da) 1988-07-12
DK170226B1 true DK170226B1 (da) 1995-07-03

Family

ID=20360219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK388988A DK170226B1 (da) 1985-05-14 1988-07-12 Fremgangsmåde til ved en forbrændingsproces at opnå en effektiv forbrænding af carbonhydridforbindelser

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5090967A (da)
EP (1) EP0333704B1 (da)
JP (1) JP2511089B2 (da)
KR (2) KR897000157A (da)
CN (1) CN1024016C (da)
AT (1) ATE79392T1 (da)
AU (1) AU609383B2 (da)
BR (1) BR8607369A (da)
DE (1) DE3686422T2 (da)
DK (1) DK170226B1 (da)
FI (1) FI104508B (da)
NO (1) NO174301C (da)
PT (1) PT86122B (da)
RU (1) RU2027036C1 (da)
SE (1) SE8502388L (da)
WO (1) WO1988003550A1 (da)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2056727B1 (es) * 1992-10-28 1995-05-01 Adrian Jesus Ramirez Formula y procedimiento de fabricacion de un producto catalizador universal y economizador para los motores alimentados por hidrocarburos.
CN1037695C (zh) * 1992-12-11 1998-03-11 张修智 含有有机过氧化物、芳香酯、烷烃混合物的燃油节能添加剂
DE19632179A1 (de) 1996-08-09 1998-02-12 Ludo De Ir Clercq Brennkraftmaschine mit erweitertem Arbeitszyklus
JPH11237006A (ja) * 1998-02-23 1999-08-31 Taizo Nagahiro 燃焼装置における燃焼方法
US6739289B2 (en) 2002-04-26 2004-05-25 Caterpillar Inc Method and apparatus for providing a hydrogen enriched fuel to combustion prechamber
US7744827B2 (en) 2004-02-13 2010-06-29 United Technologies Corporation Catalytic treatment of fuel to impart coking resistance
EP2049455A1 (en) * 2006-07-13 2009-04-22 Peter Jeney Fuel on h2o2-basis and apparatus for its utilization as rocket fuel and fuel for rotor tip engines
BRPI0822022A2 (pt) * 2008-01-09 2015-07-21 Innosuisse Dev Ag Composição de fluido coloidal, método para a produção de uma composição combustível coloidal, uso da composição de fluido coloidal, e, dispositivo responsável por uma reação química de uma composição de fluido coloidal.
US9175601B2 (en) 2012-01-04 2015-11-03 Ini Power Systems, Inc. Flex fuel field generator
US9188033B2 (en) 2012-01-04 2015-11-17 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator and methods of use thereof
US8810053B2 (en) 2012-02-29 2014-08-19 Ini Power Systems, Inc. Method and apparatus for efficient fuel consumption
USD733052S1 (en) 2012-12-20 2015-06-30 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator
RU2551358C1 (ru) * 2014-03-03 2015-05-20 Хасан Амаевич Тайсумов Авиационный топливный гель
US9909534B2 (en) 2014-09-22 2018-03-06 Ini Power Systems, Inc. Carbureted engine having an adjustable fuel to air ratio
US9482192B2 (en) * 2015-01-02 2016-11-01 Caterpillar Inc. Stable combustion in spark-ignited lean-burn engine
WO2016120723A2 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Radical Combustion Limited System and method for controlled compression ignition reactions
USD827572S1 (en) 2015-03-31 2018-09-04 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator
US10030609B2 (en) 2015-11-05 2018-07-24 Ini Power Systems, Inc. Thermal choke, autostart generator system, and method of use thereof
RU2611542C1 (ru) * 2015-11-09 2017-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Способ испытаний по оценке совершенства процессов подготовки и сгорания топливной смеси в тепловых двс

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US929503A (en) * 1909-05-13 1909-07-27 George B Selden Fuel.
GB673125A (en) * 1949-02-03 1952-06-04 Standard Oil Dev Co Improvements in or relating to diesel fuel compositions
US3460901A (en) * 1965-06-11 1969-08-12 Exxon Research Engineering Co Method and apparatus for treating automotive exhaust gas
US3503704A (en) * 1966-10-03 1970-03-31 Alvin M Marks Method and apparatus for suppressing fumes with charged aerosols
JPS554160B2 (da) * 1973-12-18 1980-01-29
US4045188A (en) * 1975-12-29 1977-08-30 Hirschey Kenneth A Fuel additives for internal combustion engines
LU77095A1 (da) * 1977-04-08 1978-11-03
FR2406723A1 (fr) * 1977-10-21 1979-05-18 Mellqvist Allan Methode d'amelioration de la combustion des hydrocarbones dans les chambres de combustion des moteurs a combustion interne et melange liquide approprie
US4359969A (en) * 1978-05-22 1982-11-23 Allan Mellovist Method of improving the combustion of fuel containing hydrocarbon compounds in the combustion chamber or chambers of internal combustion engines, and a liquid composition for carrying the method into effect
US4298351A (en) * 1980-05-05 1981-11-03 Prime Manufacturing Company Methanol automotive fuel
US4294586A (en) * 1980-06-05 1981-10-13 Cox Jr Charles P Gasoline and diesel fuel additive
US4406812A (en) * 1980-12-04 1983-09-27 Chemed Corporation Deodorant and reconditioner for metal working fluids
US4406254A (en) * 1982-02-10 1983-09-27 General Motors Corporation Method for lean operation of spark-ignited gasoline-fueled reciprocating engine
DE3582055D1 (de) * 1984-12-04 1991-04-11 Fuel Tech Inc Zusaetze fuer brennstoffe und loesliche verbindungen aus einem metall der platingruppe enthaltende brennstoffe und verwendung in motoren mit innerer verbrennung.
DE3500709A1 (de) * 1985-01-11 1986-07-17 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Kraftstoffe fuer ottomotoren
SU1325183A1 (ru) * 1985-08-08 1987-07-23 Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта Газификатор автомобильного топлива
US4684373A (en) * 1986-07-31 1987-08-04 Wynn Oil Company Gasoline additive composition
US4797134A (en) * 1987-08-27 1989-01-10 Wynn Oil Company Additive composition, for gasoline

Also Published As

Publication number Publication date
DK388988D0 (da) 1988-07-12
AU6739187A (en) 1988-06-01
CN87107774A (zh) 1988-07-20
AU609383B2 (en) 1991-05-02
PT86122B (pt) 1990-08-31
RU2027036C1 (ru) 1995-01-20
WO1988003550A1 (en) 1988-05-19
SE8502388D0 (sv) 1985-05-14
KR950002348B1 (ko) 1995-03-16
FI104508B (fi) 2000-02-15
ATE79392T1 (de) 1992-08-15
NO174301B (no) 1994-01-03
NO174301C (no) 1996-12-18
JPH02500443A (ja) 1990-02-15
CN1024016C (zh) 1994-03-16
FI892219A0 (fi) 1989-05-09
DE3686422T2 (de) 1993-04-08
KR897000157A (ko) 1989-03-10
DK388988A (da) 1988-07-12
NO882901L (no) 1988-06-29
EP0333704A1 (en) 1989-09-27
NO882901D0 (no) 1988-06-29
BR8607369A (pt) 1989-10-03
FI892219A (fi) 1989-05-09
PT86122A (en) 1987-12-01
US5090967A (en) 1992-02-25
DE3686422D1 (de) 1992-09-17
SE8502388L (sv) 1986-11-15
EP0333704B1 (en) 1992-08-12
JP2511089B2 (ja) 1996-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK170226B1 (da) Fremgangsmåde til ved en forbrændingsproces at opnå en effektiv forbrænding af carbonhydridforbindelser
KR100653881B1 (ko) 자동차 엔진의 연료와 산소혼합공급 방법의 저연비 저공해연소 시스템
US4109461A (en) Method for operating internal combustion engine
US3709203A (en) Anti-pollution system for internal combustion engines
US20090151231A1 (en) Process for manufacturing emulsified fuels by using oily water
US7473095B2 (en) NOx emissions reduction process and apparatus
RU2114898C1 (ru) Присадка к топливу, топливо для систем сгорания, способ улучшения полноты сгорания, экономии топлива и уменьшения количества вредных загрязняющих веществ
WO1998026027A1 (en) A liquid mixture for use in an apparatus for combustion enhancer and the method of manufacture thereof
CA1331917C (en) Method and a composition for providing an improved combustion in process of combustion containing hydrocarbon compounds
US10989085B1 (en) Emission-free cold-start and warm-start of internal combustion engines
JP2607944B2 (ja) 燃焼用空気中へのイオン種含有の塩水エーロゾル混合吹込による最適燃焼方法とその混合操作用の改良型自動制御装置
WO2015092386A1 (en) Fuel additive composition
RU2674011C1 (ru) Модификатор горения топлива
US20040011302A1 (en) Method of reducing smoke and particulate emissions from steam boilers and heaters operating on liquid petroleum fuels
CS272768B2 (en) Method of combustion improvement during combustion processes with hydrocarbon compounds combustion
CN103953469A (zh) 一种降低汽油发动机汽车尾气中有害气体排放的方法
PL152283B1 (pl) Sposób spalania paliw węglowodorowych
RU2387701C1 (ru) Топливо для импульсного детонационного двигателя
SU920324A1 (ru) Способ сжигани аммиака
SU1477986A1 (ru) Способ термического обезвреживани отбросных газов
SE501594C2 (sv) Metod att rena avgaserna vid en förbränningsprocess
Alsayed Oxygen enriched combustion of high emission fuels
CN1114464C (zh) 一种处理高浓度二氧化氮废气的方法及其设备
RU2510469C1 (ru) Способ снижения содержания вредных ингредиентов в отработавших газах дизельного двигателя
CN2564875Y (zh) 强化燃烧器

Legal Events

Date Code Title Description
B1 Patent granted (law 1993)
PBP Patent lapsed

Country of ref document: DK