RU2027036C1 - Способ обеспечения улучшенного сгорания с участием углеводородных соединений - Google Patents
Способ обеспечения улучшенного сгорания с участием углеводородных соединений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027036C1 RU2027036C1 SU894614258A SU4614258A RU2027036C1 RU 2027036 C1 RU2027036 C1 RU 2027036C1 SU 894614258 A SU894614258 A SU 894614258A SU 4614258 A SU4614258 A SU 4614258A RU 2027036 C1 RU2027036 C1 RU 2027036C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- fuel
- hydrogen peroxide
- peroxide
- air
- Prior art date
Links
Images
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)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Air Bags (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Использование: в двигателях внутреннего сгорания, в частности в способе обеспечения улучшенного сгорания топлив с участием углеводородных соединений. Сущность изобретения: в способе предусматривается введение в композицию 10-80 об. % перекиси или пероксо-соединения. Композицию вводят отдельно от топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к способу и жидкой композиции для инициирования и оптимизации сжигания углеводородных соединений и снижения концентрации вредных соединений в выхлопных газах и выбросах, где жидкую композицию, содержащую пероксид или пероксо-соединение, подают в воздух сжигания или в топливновоздушную смесь.
Предпосылки к созданию изобретения.
В последние годы все большее внимание уделяется загрязнению окружающей среды и высокому энергорасходу особенно из-за драматической гибели лесов. Однако выхлопные газы всегда были проблемой населенных центров. Несмотря на постоянное совершенствование моторов и нагревательной техники с меньшими выбросами или выхлопными газами, все возрастающее число автомобилей и установок сжигания привело к общему увеличению количества выхлопных газов.
Первичной причиной загрязнения выхлопных газов и большого расхода энергии является неполное сгорание. Схема процесса сжигания, эффективность системы зажигания, качество топлива и топливновоздушной смеси определяет эффективность сжигания и содержание несгоревших и опасных соединений в газах. Для снижения концентрации этих соединений применяют различные способы, например рециркуляцию и хорошо известные катализаторы, приводящие к дожиганию выхлопных газов вне зоны основного сжигания.
Сжигание - это реакция соединения с кислородом (О2) под действием теплоты. Такие соединения, как углерод (С), водород (Н2), углеводороды и серы (S) генерируют достаточно теплоты для поддержания своего горения, а например азот (N2) требует подвода теплоты для окисления.
При высокой температуре 1200-2500оС и достаточном количестве кислорода достигается полное сгорание, где каждое соединение связывает максимальное количество кислорода. Конечными продуктами являются СО2(двуокись углерода), Н2О (вода), SО2 и SО3 (оксиды серы) и иногда NО и NО2 (оксиды азота, NОх). Оксиды серы и азота ответственны за закисление окружающей среды, их опасно вдыхать и особенно последние (NОх) поглощают энергию сгорания.
Можно также получать холодные пламена, например голубое колеблющееся пламя свечи, где температура лишь около 400оС. Окисление здесь не является полным и конечными продуктами могут быть Н2О2(перекись водорода), СО (моноокись углерода) и возможно С (копоть). Два последних указанных соединения, как и NО, вредны и могут давать энергию при полном сгорании.
Бензин - это смесь углеводородов сырой нефти с температурами кипения в интервале 40-200оС. Он содержит около 2000 различных углеводородов с 4-9 атомами углерода.
Подробный процесс сжигания очень сложен и для простых соединений. Молекулы топлива разлагаются на более мелкие фрагменты, большинство из которых представляют собой так называемые свободные радикалы, т.е. нестабильные молекулы, быстро реагирующие, например, с кислородом.
Наиболее важными радикалами являются атомарный кислород О, атомарный водород Н и гидроксильный радикал ОН. Последний особенно важен для разложения и окисления топлива как за счет прямого присоединения, так и отщепления водорода, в результате чего образуется вода.
В начале инициирования сжигания вода вступает в реакцию
H2O+M ___→ H·+CH·+M где М - другая молекула, например азот, либо стенка или поверхность искрового электрода, с которой сталкивается молекула воды. Поскольку вода - это очень стабильная молекула, то для ее разложения требуется очень высокая температура. Лучшей альтернативой является добавление перекиси водорода, которая разлагается аналогичным образом
H2O2+M ___→ 2OH·+M
Эта реакция протекает намного легче и при более низкой температуре, особенно на поверхности, где поджигание топливно-воздушной смеси протекает легче и более контролируемым образом. Дополнительным положительным эффектом поверхностной реакции является то, что перекись водорода легко реагирует с копотью и смолой на стенках и свече зажигания с образованием диоксида углерода (СО2), что приводит к чистке электродной поверхности и лучшему зажиганию.
H2O+M ___→ H·+CH·+M где М - другая молекула, например азот, либо стенка или поверхность искрового электрода, с которой сталкивается молекула воды. Поскольку вода - это очень стабильная молекула, то для ее разложения требуется очень высокая температура. Лучшей альтернативой является добавление перекиси водорода, которая разлагается аналогичным образом
H2O2+M ___→ 2OH·+M
Эта реакция протекает намного легче и при более низкой температуре, особенно на поверхности, где поджигание топливно-воздушной смеси протекает легче и более контролируемым образом. Дополнительным положительным эффектом поверхностной реакции является то, что перекись водорода легко реагирует с копотью и смолой на стенках и свече зажигания с образованием диоксида углерода (СО2), что приводит к чистке электродной поверхности и лучшему зажиганию.
Вода и перекись водорода сильно понижают содержание СО в выхлопных газах следующей схеме
1) CO+O2___→ CO2+O : инициирование
2) O: +H2O ___→ 2OH· разветвление
3) OH·+CO ___→ CO2+H· рост
4) H·+O2___→ OH·+O ; разветвление
Из реакции 2) видно, что вода играет роль катализатора и затем образуется снова. Поскольку перекись водорода приводит к во много тысяч раз более высокому содержанию ОН- радикалов, чем вода, то стадия 3) значительно ускоряется, приводя к удалению большей части образующегося СО. В результате освобождается дополнительная энергия, помогающая поддерживать горение.
1) CO+O2___→ CO2+O : инициирование
2) O: +H2O ___→ 2OH· разветвление
3) OH·+CO ___→ CO2+H· рост
4) H·+O2___→ OH·+O ; разветвление
Из реакции 2) видно, что вода играет роль катализатора и затем образуется снова. Поскольку перекись водорода приводит к во много тысяч раз более высокому содержанию ОН- радикалов, чем вода, то стадия 3) значительно ускоряется, приводя к удалению большей части образующегося СО. В результате освобождается дополнительная энергия, помогающая поддерживать горение.
NО и NО2 являются высокотоксичными соединениями и приблизительно в 4 раза более токсичны, чем СО. При остром отравлении повреждаются легочные ткани. NО является нежелательным продуктом сгорания. В присутствии воды NО окисляется до НNО3 и в этой форме вызывает приблизительно половину закисления, а другая половина обусловлена Н2SО4. Кроме того, NОх могут разлагать озон в верхних слоях атмосферы.
Большая часть NО образуется в результате реакции кислорода с азотом воздуха при высоких температурах и, следовательно, не зависит от состава топлива. Количество образующихся ПОх зависит от продолжительности поддержания условий сжигания. Если снижение температуры проводится очень медленно, то это приводит к равновесию при умеренно высоких температурах и к относительно низкой концентрации NО.
Следующие способы можно использовать для достижения низкого содержания NО.
1. Двухстадийное сжигание обогащенной топливом смеси.
2. Низкая температура сжигания за счет:
а) большого избытка воздуха,
b) сильного охлаждения,
с) рециркуляции газов сжигания.
а) большого избытка воздуха,
b) сильного охлаждения,
с) рециркуляции газов сжигания.
Как часто наблюдается при химическом анализе пламени, концентрация NО в пламени более высока, чем после него. Это процесс разложения О. Возможная реакция:
СH + NO ___→ ... H+H2O
Таким образом, образование N2 поддерживается условиями, дающими высокую концентрацию CH в горячих обогащенных топливом пламенях.
СH
Таким образом, образование N2 поддерживается условиями, дающими высокую концентрацию CH
Как показывает практика, топлива, содержащие азот, например в форме таких гетероциклических соединений, как пиридин, дают большее количество NО.
Содержание N в различных топливах (приблизительное), %: Cырая нефть 0,65 Асфальт 2,30 Тяжелые бензины 1,40 Легкие бензины 0,07 Уголь 1-2
В SE-В-429.201 описана жидкая композиция, содержащая 1-10 об.% перекиси водорода, а остальное - вода, алифатический спирт, смазочное масло и возможно ингибитор коррозии, где указанную жидкую композицию подают в воздух сжигания или в топливовоздушную смесь. При таком низком содержании перекиси водорода образующееся количество ОН-радикалов не достаточно как для реакции с топливом, так и с СО. За исключением составов, приводящих к самовозгоранию топлива, достигаемый здесь положительный эффект мал по сравнению с добавлением одной воды.
В SE-В-429.201 описана жидкая композиция, содержащая 1-10 об.% перекиси водорода, а остальное - вода, алифатический спирт, смазочное масло и возможно ингибитор коррозии, где указанную жидкую композицию подают в воздух сжигания или в топливовоздушную смесь. При таком низком содержании перекиси водорода образующееся количество ОН-радикалов не достаточно как для реакции с топливом, так и с СО. За исключением составов, приводящих к самовозгоранию топлива, достигаемый здесь положительный эффект мал по сравнению с добавлением одной воды.
B DЕ-А-2.362.082 описано добавление окисляющего агента, например, перекиси водорода, при сжигании, однако перекись водорода разлагают на воду и кислород с помощью катализатора перед ее вводом в воздух сжигания.
Цель и наиболее важные признаки данного изобретения.
Целью данного изобретения является улучшение сжигания и снижения выброса вредных выхлопных газов при процессах горения, вовлекающих углеводородные соединения, за счет улучшенного инициирования горения и поддержания оптимального и полного сгорания в таких хороших условиях, что содержание вредных выхлопных газов сильно снижается. Это достигается тем, что в воздух сжигания или в воздушно-топливную смесь подают жидкую композицию, содержащую пероксид или пероксо-соединение и воду, где жидкая композиция содержит 10-80 об.% пероксида или пероксо-соединения.
В щелочных условиях перекись водорода разлагается на гидроксильные радикалы и пероксидные ионы по следующей схеме:
H2O2+HO2___→ HO·+O2+H2O
Образующиеся гидроксильные радикалы могут реагировать друг с другом, с пероксидными ионами или с перекисью водорода. В результате этих представленных ниже реакций образуются перекись водорода, газообразный кислород и гидроперекисные радикалы:
HO·+HO· ___→ H2O2
HO·+O ___→ 3O2+OH-
HO·+H2O2___→ HO +H2O Известно, что рКа пероксидных радикалов равно 4,88 ± 0,10 и это означает, что все гидропероксирадикалы диссоциируют до пероксидных ионов. Пероксидные ионы могут также реагировать с перекисью водорода, друг с другом или захватывать образующийся синглетный кислород.
H2O2+HO2___→ HO·+O2+H2O
Образующиеся гидроксильные радикалы могут реагировать друг с другом, с пероксидными ионами или с перекисью водорода. В результате этих представленных ниже реакций образуются перекись водорода, газообразный кислород и гидроперекисные радикалы:
HO·+HO· ___→ H2O2
HO·+O ___→ 3O2+OH-
HO·+H2O2___→ HO
Таким образом образуется газообразный кислород, гидроксильные радикалы, синглетный кислород, перекись водорода и триплетный кислород с выделением энергии 22 ккал. Подтверждено также, что ионы тяжелых металлов, присутствующие при каталитическом разложении перекиси водорода, дают гидроксильные радикалы и пероксидные ионы.
Имеются сведения о константах скорости, например следующие данные для типичных алканов нефти.
Константы скоростей взаимодействия н-октана с Н, О и ОН.
к = А ехp/E/RT Реакция А/см3/моль:c/ E/кДж/моль/ н-С8Н18 + Н 7,1:1014 35,3
+О 1,8:1014 19,0
+ОН 2,0:1013 3,9
Из этого примера мы видим, что атака ОН-радикалами протекает быстрее и при более низкой температуре, чем Н и О.
+О 1,8:1014 19,0
+ОН 2,0:1013 3,9
Из этого примера мы видим, что атака ОН-радикалами протекает быстрее и при более низкой температуре, чем Н и О.
Константа скорости реакции СО + + ОН _→ СО2 + Н имеет необычную температурную зависимость в силу отрицательной энергии активации и высокого температурного коэффициента. Ее можно записать следующим образом: 4,4 х 106 х Т1,5ехр/3,1/RT. Скорость реакции будет почти постоянной и равной около 1011 см3/моль сек при температурах ниже 1000оК, т.е. вплоть до комнатной температуры. Выше 1000оК скорость реакции возрастает в несколько раз. В силу этого реакция полностью доминирует в превращении СО в СО2 при сжигании углеводородов. В силу этого раннее и полное сгорание СО улучшает термическую эффективность.
Пример, иллюстрирующий антагонизм между О2 и ОН - это реакция NH3-H2О2-NО, где добавление Н2О2 приводит к 90% снижения NОх в бескислородной среде. Если же О2 присутствует, то даже при лишь 2% ПОхснижение сильно уменьшается.
В соответствии с данным изобретением для генерирования ОН-радикалов используют Н2О2, диссоциирующую приблизительно при 500оС. Их время жизни равно максимум 20 мсек.
При нормальном сжигании этанола 70% топлива расходуется на реакцию с ОН-радикалами и 30% - с Н-атомами. В данном изобретении, где уже на стадии инициирования горения образуются ОН-радикалы, резко улучшается сжигание за счет немедленной атаки топлива. При добавлении жидкой композиции с высоким содержанием перекиси водорода (выше 10%) имеется достаточно ОН-радикалов для немедленного окисления образующегося СО. При более низких содержаниях перекиси водорода образующихся ОН-радикалов недостаточно для взаимодействия как с топливом, так и с СО.
Жидкая композиция подается таким образом, что отсутствует химическая реакция в промежутке между контейнером с жидкостью и камерой сгорания, т.е. разложение перекиси водорода на воду и газообразный кислород не протекает, и жидкость без изменений достигает непосредственно зоны сгорания или предкамеры, где смесь жидкости и топлива поджигается вне основной камеры сгорания.
При достаточно высокой концентрации перекиси водорода (около 35%) может протекать самовозгорание топлива и поддержание горения. Поджигание смеси жидкости с топливом может протекать путем самовозгорания или контакта с каталитической поверхностью, при котором запал или что-то подобное не нужно. Поджигание может осуществляться через тепловую энергию, например, запал накапливающее тепло, открытое пламя и т.п.
Смешение алифатического спирта с перекисью водорода может инициировать самовозгорание. Это особенно полезно в системе с предварительной камерой, где можно не допускать смешения перекиси водорода со спиртом до достижения предварительной камеры.
Если снабдить каждый цилиндр инжекторным клапаном для жидкой композиции, то достигается очень точное и адаптированное для всех сервисных условий дозирование жидкости. С помощью контролирующего устройства, регулирующего инжекторные клапаны, и различных датчиков, соединенных с мотором, подающих в контролирующее устройство сигналы о положении вала двигателя, скорости мотора и нагрузке и, возможно, о температуре поджига, можно достичь последовательной инжекции и синхронизации открывания и закрывания инжекторных клапанов и дозирования жидкости не только зависимо от нагрузки и нужной мощности, а также со скоростью мотора и температурой инжектируемого воздуха, что приводит к хорошему движению во всех условиях. Жидкая смесь в некоторой степени заменяет подачу воздуха.
Было проведено большое число испытаний для выявления различий в эффекте между смесями воды и перекиси водорода (23 и 35% соответственно).
Нагрузки, которые выбраны, соответствуют движению по высокоскоростной трассе и в городах. Испытывался мотор В20Е с водяным тормозом. Мотор прогревался перед испытанием.
При высокоскоростной нагрузке на мотор выделение NОх, СО и НС повышается при замене перекиси водорода на воду. Содержание NОхпонижается при увеличении количества перекиси водорода. Вода также снижает содержание NОх, однако при этой нагрузке требуется в 4 раза больше воды, чем 23% перекиси водорода для того же снижения содержания NОх.
При нагрузке движения по городу сначала подают 35% перекиси водорода, при этом скорость и момент мотора несколько возрастают (20-30 оборотов в мин/0,5-1 нМ).
При переходе на 23% перекись водорода момент и скорость мотора снижаются при одновременном возрастании содержания NОх. При подаче чистой воды трудно поддерживать вращение мотора. Содержание НС резко возрастает.
Таким образом, перекись водорода улучшает сгорание, одновременно снижая содержание NОх. Испытания, проведенные в Шведской Инспекции моторов и транспорта на моделях SAAB 900i и VoIvo 760 Тurbo с примешиванием и без примешивания к топливу 35% перекиси водорода дали следующие результаты по выделению СО, НС, NОх и СО2. Результаты представлены в % величин, полученных при использовании перекиси водорода, относительно результатов без использования смеси (таблица 1).
При испытании на Volvo 245 G14FK/84 при холостом ходе содержание СО было равно 4% и содержание НС 65 ч/млн без пульсации воздуха (очистка выхлопного газа). При смешении с 35% раствором перекиси водорода содержание СО снизилось до 0,05% , а НС-содержание - до 10 ч/млн. Время зажигания было равно 10о и обороты на холостом ходу были равны 950 об/мин в обоих случаях.
В испытаниях, проведенных в Норвежском морском технологическом исследовательском институте А/S в Трондхайме выделение НС, СО и NОхпроверяли для Volvo 760 Turbo после ЕСЕ-регулирования N 15.03 с прогретым мотором, начиная с использования или без использования 35% раствора перекиси водорода при сжигании (таблица 2).
Выше указано использование только перекиси водорода. Аналогичный эффект может быть достигнут также с другими перекисями и пероксо-соединениями, как неорганическими, так и органическими.
Жидкая композиция, кроме перекиси и воды, может содержать также до 70% алифатического спирта с 1-8 атомами углерода и до 5% масла, содержащего ингибитор коррозии.
Количество жидкой композиции, примешиваемое в топливу, может варьироваться от нескольких десятых долей процента жидкой композиции от количества топлива до нескольких сотен %. Большие количества используются, например, для трудновоспламеняемых топлив.
Жидкую композицию можно использовать в двигателях внутреннего сгорания и в других процессах сжигания с участием таких углеводородов, как нефть, уголь, биомасса и пр., в сжигающих печах для более полного сгорания и снижения содержания вредных соединений в выбросах.
Claims (2)
1. СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УЛУЧШЕННОГО СГОРАНИЯ С УЧАСТИЕМ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, при котором в воздух для горения или топливовоздушную смесь соответственно вводят жидкую композицию, содержащую перекись или пероксосоединения и воду, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания вредных соединений в выхлопных газах-выбросах, жидкая композиция содержит 10 - 60 об. % перекиси или пероксосоединения и ее вводят непосредственно и отдельно от топлива в камеру сгорания без предварительного разложения перекиси или пероксосоединения или ее вводят в предварительную камеру, где смесь топлива и жидкой композиции воспламеняют вне основной камеры сгорания.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят алифатический спирт, содержащий 1 - 8 атомов углерода, в предварительную камеру отдельно.
Applications Claiming Priority (2)
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 |
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 (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027036C1 true RU2027036C1 (ru) | 1995-01-20 |
Family
ID=20360219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894614258A RU2027036C1 (ru) | 1985-05-14 | 1989-05-12 | Способ обеспечения улучшенного сгорания с участием углеводородных соединений |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5090967A (ru) |
EP (1) | EP0333704B1 (ru) |
JP (1) | JP2511089B2 (ru) |
KR (2) | KR897000157A (ru) |
CN (1) | CN1024016C (ru) |
AT (1) | ATE79392T1 (ru) |
AU (1) | AU609383B2 (ru) |
BR (1) | BR8607369A (ru) |
DE (1) | DE3686422T2 (ru) |
DK (1) | DK170226B1 (ru) |
FI (1) | FI104508B (ru) |
NO (1) | NO174301C (ru) |
PT (1) | PT86122B (ru) |
RU (1) | RU2027036C1 (ru) |
SE (1) | SE8502388L (ru) |
WO (1) | WO1988003550A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551358C1 (ru) * | 2014-03-03 | 2015-05-20 | Хасан Амаевич Тайсумов | Авиационный топливный гель |
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 |
Families Citing this family (17)
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 |
WO2008006228A1 (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Peter Jeney | Fuel on h2o2-basis and apparatus for its utilization as rocket fuel and fuel for rotor tip engines |
MX2010007492A (es) * | 2008-01-09 | 2010-10-05 | Innosuisse Dev Ag | Composicion combustible a base de peroxido de hidrogeno (h2o2), metodo para producir tal composicion combustible y dispositivos para su utilizacion. |
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 |
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 |
Family Cites Families (18)
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 (ru) * | 1973-12-18 | 1980-01-29 | ||
US4045188A (en) * | 1975-12-29 | 1977-08-30 | Hirschey Kenneth A | Fuel additives for internal combustion engines |
LU77095A1 (ru) * | 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 |
ATE61389T1 (de) * | 1984-12-04 | 1991-03-15 | 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 |
-
1985
- 1985-05-14 SE SE8502388A patent/SE8502388L/xx not_active Application Discontinuation
-
1986
- 1986-11-12 AT AT87900301T patent/ATE79392T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-11-12 JP JP62500278A patent/JP2511089B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-12 KR KR877000805A patent/KR897000157A/ko unknown
- 1986-11-12 WO PCT/SE1986/000515 patent/WO1988003550A1/en active IP Right Grant
- 1986-11-12 BR BR8607369A patent/BR8607369A/pt not_active IP Right Cessation
- 1986-11-12 AU AU67391/87A patent/AU609383B2/en not_active Ceased
- 1986-11-12 DE DE8787900301T patent/DE3686422T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-11-12 US US07/547,323 patent/US5090967A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-11-12 EP EP87900301A patent/EP0333704B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-12 KR KR1019880700805A patent/KR950002348B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-11-12 PT PT86122A patent/PT86122B/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-11-12 CN CN87107774A patent/CN1024016C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-06-29 NO NO882901A patent/NO174301C/no not_active IP Right Cessation
- 1988-07-12 DK DK388988A patent/DK170226B1/da not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-05-09 FI FI892219A patent/FI104508B/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-05-12 RU SU894614258A patent/RU2027036C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка Франции N 2406723, кл. F 02B 47/00, опублик. 1979. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551358C1 (ru) * | 2014-03-03 | 2015-05-20 | Хасан Амаевич Тайсумов | Авиационный топливный гель |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PT86122B (pt) | 1990-08-31 |
EP0333704B1 (en) | 1992-08-12 |
AU6739187A (en) | 1988-06-01 |
DE3686422T2 (de) | 1993-04-08 |
JPH02500443A (ja) | 1990-02-15 |
JP2511089B2 (ja) | 1996-06-26 |
CN1024016C (zh) | 1994-03-16 |
NO174301C (no) | 1996-12-18 |
BR8607369A (pt) | 1989-10-03 |
FI104508B (fi) | 2000-02-15 |
KR897000157A (ko) | 1989-03-10 |
SE8502388L (sv) | 1986-11-15 |
ATE79392T1 (de) | 1992-08-15 |
PT86122A (en) | 1987-12-01 |
DE3686422D1 (de) | 1992-09-17 |
DK388988D0 (da) | 1988-07-12 |
FI892219A (fi) | 1989-05-09 |
WO1988003550A1 (en) | 1988-05-19 |
DK388988A (da) | 1988-07-12 |
AU609383B2 (en) | 1991-05-02 |
CN87107774A (zh) | 1988-07-20 |
KR950002348B1 (ko) | 1995-03-16 |
FI892219A0 (fi) | 1989-05-09 |
DK170226B1 (da) | 1995-07-03 |
NO174301B (no) | 1994-01-03 |
EP0333704A1 (en) | 1989-09-27 |
NO882901D0 (no) | 1988-06-29 |
NO882901L (no) | 1988-06-29 |
US5090967A (en) | 1992-02-25 |
SE8502388D0 (sv) | 1985-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2027036C1 (ru) | Способ обеспечения улучшенного сгорания с участием углеводородных соединений | |
JP2968589B2 (ja) | 内燃機関用水性燃料とその製造方法 | |
JP3031712B2 (ja) | 内燃機関の作動 | |
JPS645204B2 (ru) | ||
AR014789A1 (es) | UNA COMPOSICIoN DE GASOLINA DE MOTOR FORMULADA SIN PLOMO. | |
JP2005517127A (ja) | 多成分系金属燃焼触媒を利用する低下した排出物質の燃焼 | |
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 | |
Krahl et al. | Diesel fuel additives to reduce NOx emissions from diesel engines operated on diesel and biodiesel fuels by SNCR | |
KR960015459B1 (ko) | 엔진의 연소를 증진시키는 방법 | |
RU2670633C2 (ru) | Способ эксплуатации дизельного двигателя | |
CA1331917C (en) | Method and a composition for providing an improved combustion in process of combustion containing hydrocarbon compounds | |
JPS586045B2 (ja) | タンカスイソネンリヨウネンシヨウソウチ ノ ネンシヨウセイセイブツチユウ ノ チツソサンカブツオゲンシヨウサセル ホウホウ | |
ATE593T1 (de) | Verfahren zum betrieb von verbrennungseinrichtungen. | |
CS272768B2 (en) | Method of combustion improvement during combustion processes with hydrocarbon compounds combustion | |
PL152283B1 (pl) | Sposób spalania paliw węglowodorowych | |
RU2154185C1 (ru) | Экологичный способ получения тепловой энергии | |
SU1477986A1 (ru) | Способ термического обезвреживани отбросных газов | |
Goodger | Emissions from Hydrocarbon Fuel Utilisation | |
Williams et al. | Some basic considerations of pollutant emission and knock in internal combustion engines | |
RU2095596C1 (ru) | Способ уменьшения вредных выбросов в двигателях внутреннего сгорания | |
Cole | Invited commentary: automotive technology related to emissions. | |
Gaur et al. | NO x emissions reduction process and apparatus | |
JPS5822076B2 (ja) | 石油類燃料の燃焼促進剤及びその製造方法 | |
MX9605967A (es) | Procedimiento de dosificacion dual para la reduccion de emisiones contaminantes, control de combustion y aumento de eficiencia termica en generadores de vapor u hornos que utilizan combustibles residuales. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031113 |