PL209478B1 - Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw - Google Patents

Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw

Info

Publication number
PL209478B1
PL209478B1 PL388657A PL38865709A PL209478B1 PL 209478 B1 PL209478 B1 PL 209478B1 PL 388657 A PL388657 A PL 388657A PL 38865709 A PL38865709 A PL 38865709A PL 209478 B1 PL209478 B1 PL 209478B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
modifier
weight
combustion
fuel
liquid
Prior art date
Application number
PL388657A
Other languages
English (en)
Inventor
Marek Majcher
Original Assignee
Przedsiębiorstwo Wielobranżowe Prima Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialno&Sac
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
Application filed by Przedsiębiorstwo Wielobranżowe Prima Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialno&Sac filed Critical Przedsiębiorstwo Wielobranżowe Prima Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialno&Sac
Priority to PL388657A priority Critical patent/PL209478B1/pl
Priority to EP20090173482 priority patent/EP2287276B1/en
Priority to PCT/PL2009/000096 priority patent/WO2011014082A1/en
Publication of PL209478B1 publication Critical patent/PL209478B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/06Use of additives to fuels or fires for particular purposes for facilitating soot removal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/12Inorganic compounds
    • C10L1/1233Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof
    • C10L1/125Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/16Hydrocarbons
    • C10L1/1616Hydrocarbons fractions, e.g. lubricants, solvents, naphta, bitumen, tars, terpentine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • C10L1/1822Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
    • C10L1/1824Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms mono-hydroxy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/22Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/222Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond
    • C10L1/2227Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond urea; derivatives thereof; urethane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/30Organic compounds compounds not mentioned before (complexes)
    • C10L1/305Organic compounds compounds not mentioned before (complexes) organo-metallic compounds (containing a metal to carbon bond)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i inne węglowodory, w silnikach spalinowych, sposób modyfikowania procesu spalania i zastosowanie modyfikatora spalania.
Procesy spalania paliw płynnych i gazowych w silnikach spalinowych są wciąż udoskonalane. Zwłaszcza badane są wszelkie metody pozwalające na zwiększenie wydajności procesu oraz ograniczenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Znane są różnego rodzaju dodatki modyfikujące procesy zachodzące w czasie spalania paliw. Zwłaszcza pożądane jest zapobieganie osadzaniu się sadzy lub innych złogów np. w układach wydechowych silników spalinowych.
Pochodne ferrocenu należą do grupy związków metaloorganicznych z grupy kompleksów cyklopentadienylowych. Kompleksy z żelazem II tworzą układ sandwichowy, w którym dwa ligandy wiążą się ze znajdującym się między nimi, kationem metalu. Pochodne tego rodzaju są znane i stosowane jako katalizatory różnych procesów chemicznych.
Z japo ń skiego opisu zgł oszeniowego JP2000247990 znane jest zastosowanie kompleksów cyklopentadienowych w syntezie chemicznej np. przy wytwarzaniu amin aromatycznych.
Ze szwajcarskiego opisu patentowego CH 599464 znane jest zastosowanie ferrocenu jako katalizatora procesów spalania do zastosowania jako dodatek do paliw użytych w silnikach np. samochodowych.
Przedmiotem wynalazku jest modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, w silnikach spalinowych, charakteryzujący się tym, że zawiera od 10 do 30% wagowych nośnika, korzystnie wody albo destylatu węglowodorowego frakcji z zakresu od 180 do 380°C, od 20 do 80% wagowych co najmniej jednego alkoholu alifatycznego, od 5 do 15% wagowych karbamidu lub jego pochodnych, oraz od 5 do 15% wagowych monoacetyloferrocenu.
Modyfikator zawiera od 10 do 30% wody lub destylatu węglowodorowego frakcji od 180 do 380°C, od 20 do 40% wagowych izopropanolu, od 20 do 40% wagowych n-butanolu, od 5 do 15%, wagowych karbamidu oraz od 5 do 15% wagowych monoacetyloferrocenu.
Modyfikator zawiera 20% wagowych wody lub destylatu węglowodorowego frakcji od 180 do 380°C, 30% wagowych izopropanolu, 30% wagowych n-butanolu, 10% wagowych karbamidu oraz 10% wagowych monoacetyloferrocenu.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób modyfikowania procesu spalania paliw płynnych i gazowych, takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i inne węglowodory, w silnikach spalinowych, charakteryzujący się tym, że modyfikator spalania zawierający od 10 do 30% wagowych nośnika, korzystnie wody albo destylatu węglowodorowego frakcji z zakresu od 180 do 380°C, od 20 do 80% wagowych co najmniej jednego alkoholu alifatycznego, od 5 do 15% wagowych karbamidu lub jego pochodnych, oraz od 5 do 15% wagowych monoacetyloferrocenu, dozuje się w postaci ewentualnie dodatkowo rozcieńczonej, przy czym korzystnie rozcieńczalnik stanowi nośnik, albo w stanie ciekłym bezpośrednio do paliwa albo do układu napowietrzania komory spalania silnika, korzystnie poprzez pompowanie wraz z powietrzem do mieszanki paliwa podawanego do komory spalania silnika, przy czym modyfikator dozuje się w postaci rozcieńczonej nośnikiem, korzystnie w proporcji 2,5 - 3,8 ml modyfikatora na 1 litr wody albo frakcji wę glowodorowej od 180 do 380°C.
Modyfikator spalania zawiera od 10 do 30%, korzystnie 20% wagowych nośnika, od 20 do 40%, korzystnie 30% wagowych izopropanolu, od 20 do 40%, korzystnie 30% wagowych n-butanolu, od 5 do 15%, korzystnie 10% wagowych karbamidu oraz od 5 do 15%, korzystnie 10% wagowych monoacetyloferrocenu.
W przypadku dozowania modyfikatora do układu napowietrzania dozuje się go drogą rozpylania.
Dozuje się od 1.8 do 10 ml modyfikatora na 100 litrów paliwa w postaci oleju napędowego lub od 5 do 47 ml modyfikatora na 1000 kg paliwa żeglugowego lub od 10 do 100 ml modyfikatora na 1000 litrów płynnych paliw takich jak mazut i olej ciężki, przy czym podane ilości modyfikatora odnoszą się kompozycji modyfikatora przed dodatkowym rozcieńczeniem.
Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie modyfikatora spalania określonego powyżej, do zwiększania wydajności spalania paliw płynnych i gazowych i zmniejszania ich zużycia oraz jako katalizatora w procesie spalania w silnikach spalinowych i do obniżania emisji niepożądanych gazów do atmosfery, zwłaszcza tlenku węgla, a także do dopalania sadzy, spalin i innych obecnych
PL 209 478 B1 w komorze spalania zanieczyszczeń , na przykł ad pył ów i substancji smolistych oraz do oczyszczania ze złogów komory spalania i układu wydalania spalin.
Podany powyżej skład ilościowy kompozycji modyfikatora może być dostosowywany do rodzaju stosowanego paliwa i rodzaju silnika jaki jest nim zasilany. Ilości poszczególnych składników mogą się wtedy zmieniać. Oprócz wskazanych powyżej proporcji modyfikator może też zawierać od 15 do 25% wagowych nośnika, od 25 do 35% wagowych izopropanolu, od 25 do 35% wagowych n-butanolu, od 8 do 12% wagowych karbamidu oraz od 8 do 12% wagowych monoacetyloferrocenu.
Modyfikator spalania według wynalazku ma zwłaszcza zastosowanie w komorach silników samozapłonowych wysokoprężnych, wolno i szybkoobrotowych zasilanych benzyną nisko lub wysokooktanową 92, 95, 98, olejem napędowym lekkim i ciężkim, mazutem, gazem np. metanem lub propanbutanem. Modyfikator może też być stosowany razem z innego rodzaju paliwami, których dobór, czy modyfikacje składu będą oczywiste dla fachowca z danej dziedziny. Jako paliwa do których można zastosować modyfikator według wynalazku mogą być stosowane odpowiednie frakcje węglowodorów stosowane do zasilania silników spalinowych, np. frakcja pochodząca z destylacji ropy naftowej w zakresie 180 - 360°C, np. olej napę dowy. Moż e to być również frakcja z zakresu 220 - 340°C. Frakcje węglowodorów mogą też być zastosowane jako dodatkowy rozcieńczalnik dla kompozycji modyfikatora spalania, kiedy jest on dozowany w stanie płynnym bezpośrednio do paliwa. Kiedy modyfikator jest dozowany w postaci rozpylonej do układu napowietrzania silnika (do gaźnika) stosowanym nośnikiem i rozcieńczalnikiem w kompozycji modyfikatora jest woda. Możliwe jest również zastosowanie innego rodzaju nośników i rozcieńczalników o zbliżonych właściwościach tj. nie zakłócających procesów chemicznych zachodzących przy spalaniu paliwa z użyciem modyfikatora.
Celem wynalazku było opracowanie uniwersalnego modyfikatora spalania wszelkiego rodzaju paliw w silnikach spalinowych o różnych konstrukcjach, który pełni funkcję katalizatora ograniczającego osadzanie sadzy i substancji smolistych, zapewnia ich dopalanie oraz obniża emisję niepożądanych substancji, np. tlenku węgla, substancji stałych i węglowodorów do atmosfery, a jednocześnie poprawia wydajność procesów spalania obniżając zużycie stosownych paliw.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że składniki modyfikatora poprzez specyficzny ich dobór ilościowo-jakościowy pozwalają na prowadzenie w silnikach procesu spalania w sposób stabilny i bezpieczny. Zastosowanie specyficznej pochodnej ferrocenu (monoacytyloferrocenu) pozwoliło w połączeniu z alkoholami i karbamidem na peł ne kontrolowanie zachodzą cych procesów i zapewnił o uniwersalność modyfikatora, który nadaje się do zastosowania z różnymi paliwami. Co ważniejsze ogólne parametry pracy silników użytych w testach nie pogorszyły się. Odnotowano natomiast szereg korzyści wynikających z zastosowania modyfikatora spalania według wynalazku, zwłaszcza ograniczenie emisji do atmosfery szkodliwych składników spalin.
Jednym z najbardziej perspektywicznych kierunków przy wykorzystaniu modyfikatora spalania według wynalazku jest zastosowanie do modyfikacji procesu spalania paliw w silnikach jednostek pływających, samochodach różnego typu, maszynach budowlanych, lokomotywach spalinowych, silnikach zasilających generatory wytwarzających energię elektryczną maszynach górniczych i silnikach reaktywnych samolotu. W trakcie badań wykazano, że obniżenie zużycia względnego przy spalaniu paliwa z dodatkiem modyfikatora stanowi dla gazu ziemnego GZ-50 nie mniej niż 12%, dla oleju diesla 12%, a dla mazutu i paliwa żeglugowego 10 - 15%. Obniżenie zużycia paliwa obserwowano również dla innych frakcji węglowodorowych używanych jako paliwo płynne i gazowe.
Doświadczenia nad praktycznym wdrożeniem modyfikatora według wynalazku tj. między innymi kompozycją modyfikatora (np. według przykładu 1) udowodniły w niektórych przypadkach możliwość uzyskania oszczędności paliwa do 12% a nawet do 25%, przy czym oddziaływanie bezpośrednie modyfikatora na oszczędność zużycia paliwa potrzebnego do wykonania określonej pracy wynosi od 8 do 12% a pozostały procent oszczędności jest skutkiem pośrednim, na przykład wynikającym z oczyszczania silnika i układów zasilania i wydalania spalin. Dodatkową efektywność procesów uzyskano drogą wprowadzenia nieznacznej ingerencji w system napowietrzania komory spalania silnika co nie wymaga zmian konstrukcyjnych w budowie samego układu zasilania. Zastosowanie modyfikatora według wynalazku doprowadza układ wydalania spalin do dobrego stanu poprzez np. ich oczyszczanie bez konieczności wprowadzania zasadniczych zmian w konstrukcji silnika.
Istotne jest również, że modyfikator działa we wszystkich sekcjach silnika tj. w obszarze doprowadzenia paliwa do silnika i samym silniku, w układzie wydechowym spalin, gdzie powoduje zmniejszenie zabrudzenia oleju w produkty spalania paliwa, a także w układzie filtracji oleju, co sprawia, że w całym wymienionym obszarze zachodzą korzystne przemiany i następuje dopalenie spalin, pyłów i złogów.
PL 209 478 B1
Modyfikator według wynalazku może być z powodzeniem stosowany w silnikach spalinowych i odrzutowych wszelkiego typu, z zastosowaniem róż nych paliw takich jak paliwo lotnicze, benzyna, oleje napędowe lekkie i ciężkie paliwo żeglugowe, mazut, różnego rodzaju węglowodory i ich kompozycje w mieszaninie z paliwami syntetycznymi na bazie ropy naftowej, ewentualnie przetworzone lub nie, oraz wszelkie paliwa niskogatunkowe. Wynalazek stosuje się również dla paliw gazowych i płynnych takich jak metan, propan - butan, gaz syntezowy jak również różnych mieszanek i paliw zanieczyszczonych.
Zastosowanie modyfikatora według wynalazku pozwala na stosowanie jako paliwa surowca mniej przetworzonego i o wysokiej wilgotności.
Zasadniczym składnikiem modyfikatora według wynalazku jest kompleks będący nośnikiem żelaza - monoacetyloferrocen, inaczej cyklopenta-1,3 dieno; 1-(1-cyklopenta-2,4-dienylideno)etanolan kationu żelaza 2+. W zachodzących w czasie procesów spalania przemianach decydujące znaczenie ma obecność w środowisku reakcji grup hydroksylowych. Modyfikator zawiera również karbamid lub jego pochodne takie jak alkilomocznik typu R1R2N(CC)NR3R4, gdzie R1, R2, R3, R4 są takie same lub różne i stanowią grupy C1-C6 alkilowe np. metylenowe lub etylenowe.
Alkohole alifatyczne stosowane w modyfikatorze według wynalazku mogą mieć proste lub rozgałęzione łańcuchy. Modyfikator spalania według wynalazku powinien zawierać co najmniej jeden alkohol (nośnik grup OH). Korzystnie alkohol jest wybrany z grupy alkoholi C2-C11, korzystniej C3-C8, zwłaszcza C3-C6. Przykładami stosowanych alkoholi są etanol, propanol, izopropanol, n-butanol, pentanol, heptanol i oktanol. Poprzez dobór alkoholu zmienia się udział grup hydroksylowych w stosunku do ilości atomów węgla w łańcuchu, a tym samym zmienia się udział grup hydroksylowych w stosunku do masy pozostałych składników modyfikatora. Korzystne efekty otrzymuje się zwłaszcza stosując alkohole o pośrednich długościach łańcuchów np. izopropanol i n-butanol. W modyfikatorze stosuje się więc korzystnie mieszaninę tych dwóch alkoholi. Modyfikator może jednak zawierać tylko jeden alkohol z wymienionej grupy lub mieszaninę trzech albo czterech alkoholi.
Kompozycja modyfikatora może również zawierać dodatki, które nie wpływają na jego właściwości np. barwniki, które umożliwiają rozróżnienie różnych typów modyfikatora.
Można przypuszczać, że w czasie procesów spalania w mieszaninie reakcyjnej powstają złożone ligandy na bazie N-rodnika z centrum kompleksującym w postaci jonu żelaza z wbudowanymi grupami hydroksylowymi i łańcuchami węglowodorowymi w odpowiednim położeniu.
Orientacyjnie można określić te związki jako pochodne typu C5H5FeC5H4COCmHn. Jest to jednak jedynie wzór poglądowy i w mieszaninie reakcyjnej nie można wydzielić tego rodzaju związków.
W sposobie według wynalazku kompozycja modyfikatora jest ewentualnie rozcieńczana albo wodą albo frakcją węglowodorową i dopiero po rozcieńczeniu dozowana. Modyfikator jest albo bezpośrednio dodawany do paliwa (np. do zbiornika paliwa) i wtedy nie zawiera wody, albo jest podawany systemem dozującym w system zasysania powietrza tj. do gaźnika komory wstępnego mieszania (poprzez listwę zasilającą), gdzie modyfikator jest dozowany w postaci roztworu wodnego poprzez rozpylenie.
Na rysunkach (fig. 1-4) przedstawiono wyniki porównawcze badania składników spalin dla paliwa bazowego (oleju napędowego) i dla paliwa z dodatkiem modyfikatora o składzie z przykładu 1. Testy przeprowadzono na silniku SULZER 6A20/24. Stosowano modyfikator rozcieńczony w proporcji 2,8 ml modyfikatora na 1 l rozcieńczalnika (nośnika). Modyfikator dozowano bezpośrednio do paliwa lub do komory napowietrzania silnika w ilości od 4,6 ml do 5 ml modyfikatora na 100 l i na 1000 l oleju napędowego zasilającego silnik.
Fig. 1 przedstawia porównanie wartości emisji niespalonych węglowodorów (THC) w spalinach przy zasilaniu paliwem bazowym i paliwem z dodatkiem modyfikatora według wynalazku, fig. 2 porównanie wartości emisji tlenku węgla w spalinach przy zasilaniu paliwem bazowym i paliwem z modyfikatorem według wynalazku, fig. 3 porównanie wartości emisji sadzy w spalinach przy zasilaniu paliwem bazowym i paliwem z modyfikatorem według wynalazku, fig. 4 porównanie wartości emisji cząstek stałych w spalinach przy zasilaniu paliwem bazowym i paliwem z modyfikatorem według wynalazku.
P r z y k ł a d 1
Przygotowano kompozycję modyfikatora o następującym składzie: 20% wagowych nośnika, 30% wagowych izopropanolu, 30% wagowych n-butanolu, 10% wagowych karbamidu i 10% wagowych monoacetyloferrocenu. Próbka 1a stanowiła modyfikator, w którym jako nośnik zastosowano wodę, a próbkę 1b stanowił modyfikator z dodatkiem destylatu węglowodorowego frakcji z zakresu od 180 do 380°C jako nośnika.
PL 209 478 B1
P r z y k ł a d 2
Analogicznie przygotowano próbki 2a i 2b. Skład modyfikatora był następujący: 30% wagowych nośnika, który stanowiła woda lub destylat węglowodorowy, 35% wagowych izopropanolu, 25% wagowych n-butanolu, 5% wagowych karbamidu, 5% wagowych monoacetyloferrocenu.
P r z y k ł a d 3
Analogicznie przygotowano próbki 3a i 3b modyfikatora o następującym składzie: 20% wagowych nośnika, który stanowiła woda lub destylat węglowodorowy, 50% wagowych izopropanolu,15% wagowych karbamidu i15% wagowych monoacetyloferrocenu.
P r z y k ł a d 4
Modyfikator z przykładu 1 - próbkę 1a rozcieńczono wodą w proporcji 3 ml kompozycji katalizatora na 1 litr wody. Uzyskany roztwór dozowano do komory napowietrzania silnika. Próbkę 1b rozcieńczono frakcją węglowodorową 180/360 w proporcji analogicznej i dozowano w postaci płynnej do zasobnika z paliwem. Ilości dozowanego modyfikatora wynosiły 5 ml na 100 l oleju napędowego w przeliczeniu na modyfikator przed rozcieńczeniem. Rozcieńczanie modyfikatora nośnikiem zapewniało jedynie równomierne dozowanie i łatwiejsze operowanie płynami. Badania skuteczności modyfikatora przeprowadzono na silnikach testowych PERKINS 1104C-44 i SULZER 6A20/24.
W poniższej Tabeli 1 przedstawiono porównawcze badania emisji dla silnika SULZER 6A20/24 dla paliwa bazowego z dodatkiem modyfikatora z Przykładu 1 i dla bazowego paliwa (standardowego oleju napędowego) bez dodatków. Emisja węglowodorów (HC) i tlenku węgla (CO) była znacznie niższa dla paliwa z dodatkiem modyfikatora. Wyniki badań porównawczych dla silnika SULZER przedstawiono również na fig. 1-4, które obrazują, jakie korzystne zmiany w emisji spalin uzyskano poprzez zastosowanie modyfikatora spalania według przykładu 1.
W badaniach przeprowadzonych dla silnika typu PERKINS 1104C-44 obecność dodatku modyfikatora w oleju napędowym (paliwie bazowym) spowodowała spadek mocy efektywnej rozwijanej przez silnik w całym zakresie prędkości obrotowych. Zaobserwowany spadek mocy przy prędkości 2200 obr/min wyniósł 7% w stosunku do standardowo używanego oleju napędowego. Jednocześnie zaobserwowano spadek zużycia paliwa od 4 do 12% w zależności od składu modyfikatora. Obliczenia sprawności ogólnej silnika dla standardowego paliwa i paliwa z dodatkiem modyfikatora nie wykazały znaczących różnic. Wynika to z właściwości modyfikatora, który powoduje nieznaczny spadek mocy silnika, ale jednocześnie obniża zużycie paliwa. Zaobserwowano również, że stosowanie paliwa z dodatkiem modyfikatora obniż yło emisję tlenku węgla i cząstek stałych, zwłaszcza przy niskich prędkościach obrotowych silnika. Zaobserwowano redukcję emisji tlenku węgla w zakresie 70-90%. Również o około 30% spadł poziom emisji węglowodorów.
W badaniach z uż yciem silnika SULZER 6A20/24 metodyka badania spalin oraz procedury kalibracji i kontroli urządzeń analitycznych przeprowadzone zostały zgodnie z normą PN-EN ISO 8178 (01.1999). Badania przeprowadzono na okrętowym silniku tłokowym wysokoprężnym typu SULZER 6A20/24. Zastosowano spektrofotometryczny analizator spalin. Nie stwierdzono wpływu paliwa z modyfikatorem według wynalazku na zmiany osiągów mechanicznych i energetycznych silnika. Jednocześnie stwierdzono korzystny wpływ modyfikatora spalania na wartości emisji szkodliwych składników spalin. Stopień redukcji emisji cząstek stałych zawiera się w przedziale 53-73%. Emisja nierozpuszczalnej frakcji związków organicznych obniżyła się o 35-62%. Zaobserwowano również spadek emisji cząstek stałych w zakresie 40-62%. Spadek emisji niespalonych węglowodorów wynosił 19-40% Wartości podanych parametrów zależały od wartości obciążenia silnika. Spadek emisji tlenku węgla był bardzo znaczny dla niskich obciążeń silnika i wynosił 38,6% (w pozostałych zakresach wynosił 1-9%).
Paliwo z dodatkiem modyfikatora według wynalazku na rysunkach (fig. 1-4) oznaczono nazwą handlową „Reduxco.
T a b e l a 1
Składnik Paliwo bazowe Paliwo modyfikowane
NOx emisja jednostkowa ważona g/kWh 16.71 17.40
CO emisja jednostkowa ważona g/kWh 1.30 1.06
HC emisja jednostkowa ważona g/kWh 1.33 0.97
SOx emisja jednostkowa ważona g/kWh 0.05 0.05
PL 209 478 B1

Claims (8)

1. Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, w silnikach spalinowych, znamienny tym, że zawiera od 10 do 30% wagowych nośnika, korzystnie wody albo destylatu węglowodorowego frakcji z zakresu od 180 do 380°C, od 20 do 80% wagowych co najmniej jednego alkoholu alifatycznego, od 5 do 15% wagowych karbamidu lub jego pochodnych, oraz od 5 do 15% wagowych monoacetyloferrocenu.
2. Modyfikator według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera od 10 do 30% wody lub destylatu węglowodorowego frakcji od 180 do 380°C, od 20 do 40% wagowych izopropanolu, od 20 do 40% wagowych n-butanolu, od 5 do 15%, wagowych karbamidu oraz od 5 do 15% wagowych monoacetyloferrocenu.
3. Modyfikator według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 20% wagowych wody lub destylatu węglowodorowego frakcji od 180 do 380°C, 30% wagowych izopropanolu, 30% wagowych n-butanolu, 10% wagowych karbamidu oraz 10% wagowych monoacetyloferrocenu.
4. Sposób modyfikowania procesu spalania paliw płynnych i gazowych, takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i inne węglowodory, w silnikach spalinowych, znamienny tym, że modyfikator spalania zawierający od 10 do 30% wagowych nośnika, korzystnie wody albo destylatu węglowodorowego frakcji z zakresu od 180 do 380°C, od 20 do 80% wagowych co najmniej jednego alkoholu alifatycznego, od 5 do 15% wagowych karbamidu lub jego pochodnych, oraz od 5 do 15% wagowych monoacetyloferrocenu, dozuje się w postaci ewentualnie dodatkowo rozcieńczonej, przy czym korzystnie rozcieńczalnik stanowi nośnik, albo w stanie ciekłym, bezpośrednio do paliwa albo do układu napowietrzania komory spalania silnika, korzystnie poprzez pompowanie wraz z powietrzem do mieszanki paliwa podawanego do komory spalania silnika, przy czym modyfikator dozuje się w postaci rozcieńczonej nośnikiem, korzystnie w proporcji 2,5-3,8 ml modyfikatora na 1 litr wody albo frakcji wę glowodorowej od 180 do 380°C.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że modyfikator spalania zawiera od 10 do 30%, korzystnie 20% wagowych nośnika, od 20 do 40%, korzystnie 30% wagowych izopropanolu, od 20 do 40%, korzystnie 30% wagowych n-butanolu, od 5 do 15%, korzystnie 10% wagowych karbamidu oraz od 5 do 15%, korzystnie 10% wagowych monoacetyloferrocenu.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w przypadku dozowania modyfikatora do układu napowietrzania dozuje się go drogą rozpylania.
7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że dozuje się od 1.8 do 10 ml modyfikatora na 100 litrów paliwa w postaci oleju napędowego lub od 5 do 47 ml modyfikatora na 1000 kg paliwa żeglugowego lub od 10 do 100 ml modyfikatora na 1000 litrów płynnych paliw takich jak mazut i olej ciężki, przy czym podane ilości modyfikatora odnoszą się do kompozycji modyfikatora przed dodatkowym rozcieńczeniem.
8. Zastosowanie modyfikatora spalania określonego w zastrz. 1, do zwiększania wydajności spalania paliw płynnych i gazowych i zmniejszania ich zużycia oraz jako katalizatora w procesie spalania w silnikach spalinowych i do obniżania emisji niepożądanych gazów do atmosfery, zwłaszcza tlenku węgla, a także do dopalania sadzy, spalin i innych obecnych w komorze spalania zanieczyszczeń, na przykład pyłów i substancji smolistych oraz do oczyszczania ze złogów komory spalania i ukł adu wydalania spalin.
PL388657A 2009-07-28 2009-07-28 Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw PL209478B1 (pl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL388657A PL209478B1 (pl) 2009-07-28 2009-07-28 Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw
EP20090173482 EP2287276B1 (en) 2009-07-28 2009-10-20 Modifier of combustion of liquid and gaseous fuels in combustion engines
PCT/PL2009/000096 WO2011014082A1 (en) 2009-07-28 2009-10-24 Modifier of combustion of liquid and gaseous fuels in combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL388657A PL209478B1 (pl) 2009-07-28 2009-07-28 Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL209478B1 true PL209478B1 (pl) 2011-09-30

Family

ID=41845774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL388657A PL209478B1 (pl) 2009-07-28 2009-07-28 Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2287276B1 (pl)
PL (1) PL209478B1 (pl)
WO (1) WO2011014082A1 (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104862022B (zh) * 2015-05-20 2016-11-02 张连江 一种汽车尾气净化剂及其制备方法
PL416911A1 (pl) * 2016-04-20 2017-10-23 Kmb Catalyst Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób intensyfikacji procesu spalania paliw stałych

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH599464A5 (en) 1974-12-23 1978-05-31 Autol Ag Fuel additives contg. ferrocene as combustion catalyst
US4389220A (en) * 1980-06-04 1983-06-21 Syntex (U.S.A.) Inc. Method of conditioning diesel engines
JPH09500164A (ja) * 1993-07-12 1997-01-07 プラチナム プラス インコーポレーテッド ディーゼルエンジンからのNOx及び微粒子の排出を減少させる方法
US5404841A (en) * 1993-08-30 1995-04-11 Valentine; James M. Reduction of nitrogen oxides emissions from diesel engines
CN1114676A (zh) * 1994-07-08 1996-01-10 原玉明 燃油添加剂
CN1184146A (zh) * 1996-11-29 1998-06-10 原玉全 燃料添加剂
AU761457B2 (en) * 1998-01-12 2003-06-05 Deborah Wenzel An additive composition also used as a fuel composition comprising water soluble alcohols
DE19824452A1 (de) * 1998-05-30 1999-12-02 Caroline Born Verfahren zur Verringerung der Schadstoffemissionen eines Dieselmotors durch Emulsionseinspritzung von Dieselkraftstoff und Peroxiden und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
JP4114262B2 (ja) 1999-02-23 2008-07-09 東ソー株式会社 フェロセニルアミノホスフィン及び該ホスフィンを含む触媒
UA88878C2 (uk) * 2006-03-02 2009-12-10 Александр Адольфович Озерянский Універсальна присадка до мастильних та паливних матеріалів, паливо для двигуна внутрішнього згоряння /варіанти/, для дизельного двигуна /варіанти/ та топкове паливо
RU2314334C1 (ru) * 2006-07-25 2008-01-10 Ара Аршавирович Абрамян Присадка к моторному топливу
JP5001376B2 (ja) * 2006-11-01 2012-08-15 バーラト ペトローリアム コーポレーション リミテッド 炭化水素燃料組成物
UA99885C2 (uk) * 2009-03-07 2012-10-10 Пшедсеберство Велобранзове Прима Сп. З.О.О. Модифікатор горіння твердого, рідкого і газоподібного палива, спосіб його одержання та застосування

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011014082A1 (en) 2011-02-03
EP2287276A1 (en) 2011-02-23
EP2287276B1 (en) 2014-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920001050B1 (ko) 첨가제 조성물
KR20090004601A (ko) 보다 완전한 연료 연소를 위한 나노크기 금속 및금속산화물 입자
US9315747B2 (en) Nano-sized zinc oxide particles for fuel
Danilov Progress in research on fuel additives
RU2314334C1 (ru) Присадка к моторному топливу
US8986401B2 (en) High lubricity fuel reformulation to increase mileage and reduce emissions
PL209478B1 (pl) Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw
GB2361932A (en) Fuel additive composition for the reduction of emissions from IC engines
JP5137283B2 (ja) ディーゼル油の燃焼によって生じる排気中の煤塵を低減するための添加剤及びそれを含有する燃料組成物
US8323362B2 (en) Combustion modifier and method for improving fuel combustion
KR100584224B1 (ko) 내연기관용 연료 첨가제
CN108753383A (zh) 一种燃油助剂及其制备方法以及该燃油助剂的应用
CN112852509A (zh) 汽油添加剂及其组合物、汽油组合物
SG171415A1 (en) Improvement in or relating to fuel additive compositions
EP1310546B1 (en) Additive to improve combustion in internal combustion engines and boilers
US20120180383A1 (en) High lubricity fuel reformulation to increase mileage and reduce emissions
RU2158289C1 (ru) Топливная композиция
WO2019045670A1 (en) MULTIFUNCTIONAL MODIFICATION ADDITIVE CONTAINING CARBON NANOSCALE SOLID PARTICLES FOR FUEL BASED ON BIOETHANOL AND GASOLINE
RU2270231C1 (ru) Присадка для бензинов и дизельных топлив и содержащая ее топливная композиция
EP3287508B1 (en) Multi-function universal fuel additive
RU2256694C1 (ru) Многофункциональная добавка к бензину
Roik Quality improvement of hydrocarbon fuels with using multyfunctional additives
Shchelkanova et al. Quality and environmental safety of gasoline on market in chelyabinsk (Russia)
WO2012100101A2 (en) High lubricity fuel reformulation to increase mileage and reduce emissions
KR20230059809A (ko) 디젤 연료 및 연료유의 연소로부터 유래하는 배출물 중의 미립자 물질을 감소시키는 첨가제 및 이를 함유하는 연료 조성물