FI104508B - Menetelmä palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa sekä tähän tarkoitettu aineseos - Google Patents

Menetelmä palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa sekä tähän tarkoitettu aineseos Download PDF

Info

Publication number
FI104508B
FI104508B FI892219A FI892219A FI104508B FI 104508 B FI104508 B FI 104508B FI 892219 A FI892219 A FI 892219A FI 892219 A FI892219 A FI 892219A FI 104508 B FI104508 B FI 104508B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
combustion
liquid composition
peroxide
fuel
hydrogen peroxide
Prior art date
Application number
FI892219A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI892219A0 (fi
FI892219L (fi
Inventor
Arne Lindstroem
Original Assignee
Vitale Miljoeinvestering As
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=FI104508(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Vitale Miljoeinvestering As filed Critical Vitale Miljoeinvestering As
Publication of FI892219A0 publication Critical patent/FI892219A0/fi
Publication of FI892219L publication Critical patent/FI892219L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI104508B publication Critical patent/FI104508B/fi

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 OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • 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 OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • 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 OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • 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 OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • 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 OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • 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)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

104508
Menetelmä palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa sekä tähän tarkoitettu aine-seos - Förfarande och komposition för effektivisering av förbränningen i förbränningsprocess innehällande kolväte-5 föreningar Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää ja patenttivaatimusten 3, 4 ja vastaavasti 6 joh-10 dantojen mukaista nestekoostumusta, joka panee alulle ja optimoi hiilivetypitoisien yhdisteiden palamista ja vähentää täten vahingollisten aineiden pitoisuutta pakokaasuissa ja jätteissä. Menetelmässä polttoilmaan tai polttoaine/ilma-seokseen lisätään nestekoostumusta, joka sisältää peroksidi-15 tai peroksoyhdisteen.
Viime vuosina on kiinnitetty paljon huomiota ympäristön saastumiseen ja suureen energiankulutukseen erityisesti dramaattisesti esiintyvästä metsien kuolemasta johtuen. Pakokaasut 20 ovat kuitenkin aina olleet ongelma asutuskeskuksissa. Huolimatta jatkuvasti parantuneista moottoreista ja lämmitys-tekniikasta, jotka tuottavat vähemmän poisto- tai pakokaasu-. ja, on autojen ja polttolaitosten lisääntyminen johtanut pakokaasujen kokonaismäärän kasvuun.
25 Tärkein syy epäpuhtaisiin pakokaasuihin ja suureen energiankulutukseen on epättäydellinen palaminen. Polttoprosessin rakenne, sytytysjärjestelmän tehokkuus, polttoaineen laatu ja polttoaine/ilma-seos määrää palamisen täydellisyyden ja kuin-30 ka paljon palamattomia ja vaarallisia aineita kaasut sisältä vät. On käytetty erilaisia tekniikkoja aineiden määrän vähentämi- seksi, esimerkiksi uudelleenkierrätysjärjestelmiä ja hyvin tunnettua katalysaattorijärjestelmää, joka antaa käyttöön pakokaasujen polton tosiasiallisen polttoprosessin 35 ulkopuolella.
2 104508
Palaminen on aineen reaktio hapen (02) kanssa lämpöä muodostaen. Aineet kuten hiili (C), vetykaasu (H:) , hiilivedyt ja rikki (S) tuottavat tarpeeksi lämpöä ylläpitämään palamisläm-pötilaansa kun taas esimerkiksi typpikaasu (N2) vaatii lämpö-5 lisäyksen hapettuakseen.
Korkeassa lämpötilassa, 1200 - 2500 °C ja riittävässä happi-määrässä saavutetaan täydellinen palaminen, jolloin jokainen aine ottaa vastaan maksimihappimäärän. Lopputuotteet ovat C02 ίο (hiilidioksidi), H,0 (vesi), SO; ja S03 (rikkioksideja) ja jonkin verran NO ja N02 (typen oksideja, NOx) . Rikki- ja typpioksidit ovat vastuussa suuresta osasta ympäristön happamoitumista, ne ovat haitallisia hengitettäessä ja erityisesti viimeksi mainittu ottaa energiaa palamisprosessista.
15
On myös mahdollista saavuttaa kylmiä liekkejä, esimerkiksi sammuvan kynttilän sininen, lepattava liekki, jossa lämpötila on vain noin 400 °C. Hapetus ei tällöin ole täydellinen, vaan lopputuote saataa olla H202 (vetyperoksidi), CO (hiilimonok-20 sidi) ja mahdollisesti C (noki). Kaksi viimeksi mainittua ainetta ovat NO:n tavoin haitallisia ja saattavat luovuttaa enemmän energiaa täydellisessä palamisessa.
• Bensiini on raakaöljyn hiilivetyjen seos, jonka kiehumispiste 25 on alueella 40 - 200 °C. Siihen sisältyy noin 2000 erilaista hiilivetyä, joissa on 4 - 9 hiiltä.
Yksityiskohtainen palamisprosessi on hyvin monimutkainen myös yksinkertaisille yhdisteille. Polttoainemolekyylit hajoavat • « 30 pienemmiksi yksiköiksi, joista useimmat ovat niin kutsuttuja vapaita radikaaleja, se on, pysymättömiä molekyylejä, jotka reagoivat nopeasti esimerkiksi hapen kanssa.
Tärkeimmät radikaalit ovat happiatomi O:, vetyatomi H ja hyd- 35 roksyyliradikaali OH·. Erityisesti viimeksi mainitulla on mitä tärkein merkitys polttoaineen hajotukselle ja hapetuk- 3 104508 selle sekä sitoutumalla siihen suoraan ja poistamalla vetyä muodostaen vettä.
Palamisen aloituksen alussa näistä muodostuu vettä seuraaval-5 la reaktiolla
H20 + M -> H + OH + M
jossa M on toinen molekyyli esimerkiksi typpi tai seinä tai ίο sytytystulppaelektrodin pinta, jonka kanssa vesi törmää.
Koska vesi on hyvin pysyvä molekyyli, tarvitaan hajoamisen tapahtumiseksi hyvin korkea lämpötila. Parempi vaihtoehto on lisätä vetyperoksidia, joka hajoaa samalla tavalla:
15 H202 + M - > 2 OH + M
Tämä reaktio tapahtuu paljon helpommin ja matalammassa lämpötilassa, erityisesti pinnalla, jolla polttoaine/ilma-seoksen syttyminen tapahtuu helpommin ja kontrolloidummin. Pinnalla 20 tapahtuvan reaktion edelleen myönteinen vaikutus on, että vetyperoksidi reagoi helposti seinämillä ja sytytystulpilla olevan noen ja tervan kanssa hiilidioksidiksi (CO2) , mikä antaa puhtaan elektrodipinnan ja paremman kipinän.
25 Mikäli lisätään sekä vetyperoksidia että vettä, saadaan pakokaasuissa ratkaiseva CO:n väheneminen seuraavasti: 1 ) CO + 02 -> C02 + O: aloitus 30 2) O: + H20 -> 2 OH haaroittuminen 3 j OH + CO - > C02 + H eteneminen 4 ) H + 02 - > OH +0: haaroittuminen 35
Reaktiosta 2) näemme, että vedellä on katalyyttinen merkitys.
4 104508
Johtuen siitä, että vetyperoksidi antaa 1000 kertaa suuremman OH-radikaalien pitoisuuden kuin vesi, kiihtyy vaihe 3) huomattavammin poistaen pääosan muodostuneesta CO:sta. Tällöin vapautuu lisäenergiaa, joka auttaa palamisen ylläpidossa.
5 NO ja N02 ovat hyvin myrkyllisiä yhdisteitä, noin 4 kertaa niin myrkyllisiä kuin hiilimonoksidi. Akuutissa myrkytyksessä vaurioituvat keuhkokudokset. NO on palamisen ei-toivottu sivutuote. Veden läsnäollessa NO hapettuu HN03:ksi ja aiheut-10 taa tässä muodossa noin puolet happamuudesta, toisen puolen ollessa H2S04:ää. Eräs ongelma on, että NOx saattaa hajottaa otsonia ylemmissä ilmakerroksissa.
Suuri osa NO:ta muodostuu ilman hapen ja typen välisessä 15 reaktiossa korkeassa lämpötilassa, eikä sen vuoksi riipu polttoaineen palamisesta. Muodostuvan NOx:n määrä riippuu sitä paitsi palamisen olosuhteista. Mikäli lämpötilan alentaminen voi tapahtua hyvin hitaasti, se johtaa tasapainoon kohtuullisen korkeissa lämpötiloissa ja alempaan NO:n lopul-20 liseen konsentraatioon.
Seuraavia menetelmiä voidaan käyttää pitämään NO:n muodostuminen alhaisena 25 1. Polttoainerikkaan seoksen kaksivaiheinen poltto 2. Alhainen polttolämpötila, joka saavutetaan a) suurella ilman ylimäärällä b) voimakkaalla jäähdytyksellä V c) polttokaasujen uudelleenkierrätyksellä 30
Liekkien kemiallisessa analyysissä on usein havaittu, että NO:n konsentraatio liekissä on paljon korkeampi kuin liekin jälkeen. On olemassa prosessi, joka hajottaa NO:ta. Mahdollinen reaktio on: 5 104508 CH3 + NO -> . . . HCN + H20 n2 5
Siten N2:n muodostumista auttavat olosuhteet, jotka antavat suuren CH3:n konsentraation, nimittäin kuuma, polttoainerikas liekki.
10 Typpeä sisältävät polttoaineet, esimerkiksi heterosyklisten hiilivetyjen muodossa kuten pyridiini, tuottavat kokemuksen mukaan, enemmän NO: ta.
Erilaisten polttoaineiden N-pitoisuus (suunnilleen): 15 - raakaölj y 0,65% - asfaltti 2,30 % - raskasöliyt 1,40 % - kevyet öliyl 0,07 % 20 - hiili 1 - 2 %
Patenttijulkaisussa SE-B-429.201 esitetään nestekoostumus, ” ioka sisältää 1-10 tilavuus-% vetyperoksidia, jolloin lop- 25 puosa käsittää vettä, alifaattista alkoholia ja voiteluöljyä tai mahdollisesti korroosionestoainetta, mainitun nestekoostumuksen ollessa sellaista, että sitä lisätään polttoilmaan tai polttoaine/ilma-seokseen. Sellaisella alhaisella vetyper-oksidipitoisuudella muodostuu riittämätön määrä OH-radikaale-30 ja reaktioon sekä polttoaineen että muodostuneen CO:n kanssa. Sitäpaitsi ei saavuteta polttoaineen itsesyttymistä, jolloin saavutettu polttoaineen parantunut palaminen verrattuna vain vettä lisäämällä saatavaan on vain hyvin vähäinen. 1
Patenttijulkaisussa DE-A-2.362.082 on kuvailtu hapettavan aineen, esimerkiksi vetyperoksidin seos palamisen yhteydessä, 6 104508 vetyperoksidi hajoaa kuitenkin vedeksi ja hapeksi katalysaattorilla ennen sen lisäämistä polttoilmaan.
Keksinnön kohde on saada aikaan parempi palaminen ja täten 5 vahingollisten pakokaasujen poistumisen väheneminen hiili-vetyyhdisteitä sisältävien polttoaineiden polton yhteydessä parantueella palamisen alkamisella ja optimin ylläpidolla ja täydellisellä palamisella niin edullisissa olosuhteissa, että haitallisten pakokaasujen sisältö vähenee voimakkaasti. Tämä 10 on saavutettu sillä tosiseikalla, että polttoilmaan tai polt-toaine/ilma-seokseen lisätään nestekoostumusta, joka sisältää peroksidia tai peroksoyhdistettä ja vettä, jolloin valitaan nestekoostumus, joka sisältää 10 - 80 tilavuus-% peroksi- tai peroksoyhdistettä.
15 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
20 Keksinnön mukaiselle nestekoostumukselle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimusten 3, 4 ja vastaavasti 6 tunnusmerkkiosissa. 1
Vetyperoksidi hajoaa emäksisissä olosuhteissa hydroksyyli- 25 radikaaleiksi ja superoksidi-ioneiksi seuraavalla tavalla H202 + H02 -> HO + 02 + H20 ·φ Muodostuneet hydroksyyliradikaalit voivat reagoida toisaalta ' 30 itsensä kanssa ja toisaalta superoksidi-ionien tai vetyperok sidin kanssa. Näihin reaktioihin liittyy toisaalta vetyperoksidin, happikaasun ja hydroperoksidiradikaalien muodostuminen seuraavien reaktiokaavioiden mukaisesti: 7 104508 HO + HO - > H202 HO + 02 - > 302 + OH- 5 HO + H202 - > H02 + H20
Tiedetään, että hydroperoksidiradikaalien pKa on 4,88 ± 0,10, mikä merkitsee, että kaikki hydroperoksidiradikaalit hajoavat superoksidi-ioneiksi. Superoksidi-ionit voivat myös reagoida 10 vetyperoksidin tai itsensä kanssa tai toimia muodostuneen singlettihapen sieppareina.
02 + H202 ~ > 02 + HO + OH- 15 02 + 02 + H20 - > 102 + H02-+ OH- 1 3 02 + 02 -> 02 + 02 + 22 kcal Täten muodostuu happikaasua ja hydroksyyliradikaaleja ja 20 single.ttihappea ja vetyperoksidia ja triplettihappea ja 22 kcal energiaa. On myös osoittautunut että vetyperoksidin katalyyttisestä hajoamisesta peräisin olevat raskasmetalli-ionit antavat hydroksyyliradikaaleja ja superoksidi-ioneja.
« 25 Edeltä mainitusta ja tunnetuista tiedoista nopeuskertoimista esitetään esimerkiksi seuraava bensiinin tyypiiij_nen aikaani.
Nopeuskertoimet H:n, 0:n ja OH:n hyökkäyksessä n-oktaaniin: 30 8 104508 k = A exp(E/RT) 3
Reaktio A (cm /mol:s) E(kJ/mol) 5 n-CgH18 + H 7,1:1014 35,3 + O 1,8:1014 19,0 + OH 2,0:1013 3,9 10
Esimerkistä näemme, että hyökkäys OH-radikaaleista voi tapahtua nopeammin ja alhaisemmassa lämpötilassa kuin H:sta ja O: sta.
15 Reaktion CO + OH -> C02 + H nopeuskertoimilla on negatiivisesta aktivaatioenergiastaan ja suuresta lämpötilakertoimesta johtuen epätavallinen lämpötilariippuvuus. Se voidaan kirjoittaa 4,4 10 T1 3 exp(3,l/RT). Reaktionopeus on siten lähes vakio 1011 cm3/mol s lämpötiloissa alle 1000 K aina 20 alas huoneenlämpötilaan. Korkeammissa lämpötiloissa kuin 1000 K reaktionopeus lisääntyy toisinaan. Tämän ansiosta tämä reaktio hallitsee täysin CO:n muuntamista C02:ksi hiilivetyjen poltossa. CO:n varhainen ja täydellinen palaminen paran-taa täten lämpötehokkuutta.
25
Yksi 02:n ja OH:n vastakkaisuutta kuvaileva esimerkki ovat reaktiot NH3 - H:02 - NO, joissa H202-lisäys antaa 90-%:isen NOx:n vähenemisen hapettomassa ympäristössä. Jos toisaalta on . 02:ta läsnä, jopa vain 2 %, huononee NOx:n väheneminen ·' 30 voimakkaasti.
Keksinnön mukaisesti OH-radikaalien varustamiseen käytetään H202:ta, joka hajoaa noin 500 C:ssa. Sen elinikä on enintään 20 ms .
Etanolin tavallisessa palamisessa 70 % polttoaineesta kuluu 35 9 104508 OH-radikaalien reaktiolla ja 30 % H-atomien reaktiolla. Keksintö, jossa lisätään OH-radikaaleja jo palamisen alussa, parantaa palamista voimakkaasti käymällä välittömästi polttoaineen kimppuun. Lisäämällä nestekoostumusta, jossa on suuri 5 vetyperoksidipitoisllus (yli 10 %) on yhä riittävästi OH-radikaaleja hapettamaan muodostunut CO välittömästi. Alhaisemmilla vetyperoksidipitoisuuksilla ei muodostu tarpeeksi OH-radikaaleja reagoimaan sekä polttoaineen että CO:n kanssa.
10 Nestekoostumus lisätään niin, ettei kemiallista reaktiosta tapahdu nestesäiliön ja palotilan välillä, se on, ei tapahdu vetyperoksidin hajoamista vedeksi ja happikaasuksi, vaan neste saavuttaa koskemattomassa tilassa suoraan polton tai vaihtoehtoisesti esikarnmion, jossa nesteen ja polttoaineen is seos sytytetään ennen varsinaista palotilaa.
Mikäli vetyperoksidin konsentraatio on riittävän korkea (noin 35 %), saattaa tapahtua polttoaineen itsesyttyminen kuten myös palamisen ylläpitäminen. Neste/polttoaine-seoksen syty-20 tys voi tapahtua itsesyttymisellä tai kontaktilla katalyyttisen pinnan kanssa, jolloin sytytystulppia tai sellaisia ei vaadita. Sytytys saattaa tapahtua myös lämpöenergialla sytyttämällä, esimerkiksi sytytystulpalla, hehkukappaleella, avoi- mella liekillä tai muulla sellaisella.
25
Alifaattisen alkoholin sekoitus vetyperoksidiin saattaa aloittaa itsesyttymisen. Tämä saattaa olla toivottua erityisesti esikammiojärjestelmässä, jolloin vetyperoksidin ja alkoholin ei ehkä anneta sekoittua ennen kuin ne saavuttavat 30 esikarnmion.
Järjestämällä nestekoostumusta varten ruiskuventtiili jokaiseen sylinteriin varustetaan erittäin täsmällinen ja kaikille käyttöolosuhteille sopiva nesteen annostelu. Säätöyksikön 35 avulla, joka säätää ruiskutusventtiilejä ja joukkoa mootto riin yhdistettyjä signaalivälittäjiä, jotka antavat 104508 xo kontrolliyksikölle signaaleja, jotka edustavat kampiakselin asemaa, moottorin nopeutta ja kuormitusta ja mahdollisesti myös sisääntulokaasun lämpötilaa, on vaiheittainen ruiskutus ja synkronointi mahdollista ruiskutusventtiilien avauksilla 5 ja suluilla ja nesteen annostelu ei ainoastaan kuormituksesta ja halutusta ulostulotehosta riippuen, vaan myös moottorin nopeudesta ja ruiskutusilman lämpötilasta, joka antaa hyvän ajettavuuden kaikissa olosuhteissa. Nesteseos korvaa jossain määrin ilmanlisäystä.
10
On suoritettu joukko vertauskokeita veden ja vetyperoksidin (23-% ja 35-%) seosten vaikutusten välisten erojen havaitsemiseksi. Valitut määrät vastaavat ajoa moottoriteillä ja kaupungissa. Koemoottori oli vesijarruun kytketty B20E. Moot-15 tori lämmitettiin ennen kokeiden aloitusta.
Moottoritiekuormituksella NOx:n kuten myös CO:n ja HC:n päästöt kasvoivat kun vetyperoksidi vaihdettiin veteen. NOx:n määrä väheni lisääntyneen vetyperoksidin määrän myötä. Myös 20 vesi alensi NOx-pitoisuutta, tällä kuormituksella tarvittiin kuitenkin neliä kertaa niin paljon vettä kuin 23 % vetyperoksidia saman NOx-pitoisuuden alenemisen saavuttamiseksi.
Kaupunkiliikennehlormituksella lisättiin ensin 35 % vety-25 peroksidia, jolloin moottorin käyntinopeus ja momentti kas-voivat hieman (20 - 30 r/min/0,5 - 1 Nm).
23 % vetyperoksidiin vaihdettaessa moottorin käyntinopeus ja momentti laskivat samalla kun NOx-pitoisuus kasvoi. Puhdasta 30 vettä lisättäessä moottorin käynnissä pitäminen oli vaikeaa. HC-pitoisuus kasvoi merkittävästi.
Siten vetyperoksidi paransi palamista samalla kun NOx-pitoi-suus aleni. Kokeet, jotka suoritettiin Ruotsin moottori-35 ajoneuvotarkastuslaitoksessa (Swedish Motor-vehicle Inspecto rate) SAAB 900i:llä ja Volvo 760 Turbolla 35 % vetyperoksidin 11 104508 sekoituksella polttoaineeseen ja ilman, tuottivat seuraavat tulokset CO:n, HC:n, NOx:n ja C02:n päästöjen suhteen. Prosenttiluku ilmaisee vetyperoksidin sekoituksella saadun tuloksen suhteessa tuloksiin ilman sekoitusta.
5 SAAB 900i kylmäkäynnigtyg lämmin käynnistys lämmin aio tvhiäkävnti 10 CO : - 23 % CO : - 54 % CO : - 76% CO : - 90% HC : + 6 % HC : ± 0 % HC : - 7 % HC : - 50% NOx: - 25 % NOx: - 12 % NOx: - 23% CO,: + 33 % CO,: + 4 % C02: + 5 % 15 HCD (maantieajo) CO: - 41 % HC: + 8 % NOx: - 15 % 20 C02: + 3 %
Volvo 760 Turbo tyhjäkäynti känti lämpimänä 25 CO : - 73 % CO : - 54,3 % HC : - 18 % HC : - 2,3 % NOx: - 21 % NOx: - 8,3 % 1 2 3 4 5 6 2
Kokeissa, jotka suoritettiin Volvo 245 GL 4FK/84:llä, auton 3 tyhjäkäynnin CO-pitoisuus oli 4 % ja HC-pitoisuus 65 ppm 4 ilman pakokaasun kierrätystä (pakokaasun puhdistus). 35 % 5 vetyperoksidin sekoituksella CO-pitoisuus laski 0,05 %:iin ja 6 HC-pitoisuus 10 ppm:ään. Sytytysajoitus oli 10 ja tyhjäkäyn-tinopeus oli 950 r/min molemmissa tapauksissa.
104508 - 12
Kokeissa, jotka suoritettiin Norwegian Marine Technical Research Institute A/S:ssä Trondheimissa, HC-, CO- ja NOxpääs-töt tutkittiin Volvo 760 Turbolla ECE-säännösten no. 15,03 5 mukaisesti lämpimällä moottorilla käynnistettäessä 35-%:isen vetyperoksidiliuoksen sekoituksella polttoon, ja ilman sekoitusta .
Koetulokset: 10 ECE 15.03 tvhi äkävnti HC 4,3 g/koe 340 ppm ilman vetyperoksidia CO 70 g/koe 0,64 % NOx 4,8 g/koe 92 ppm 15 35-% vetyperoksidi- HC 4,2 g/koe 280 ppm liuoksen sekoitukt- CO 32 g/koe 0,17 % usta NOx 4,4 g/koe 73 ppm 20
Edellä on mainittu vain vetyperoksidin käyttö. Voidaan kuitenkin olettaa, että vastaava vaikutus saavutetaan myös muilla epäorgaanisilla kuten myös orgaanisilla peroksideilla tai peroksoyhdisteillä.
25
Nestekoostumus saattaa sisältää paitsi peroksidia ja vettä myös jopa 70 % alifaattista alkoholia, jossa on 1 - 8 hiiltä, ja jopa 5 % öljyä, joka sisältää korroosionestoainetta.
! 30 Polttoaineeseen sekoitettavan nestekoostumuksen määrä saattaa vaihdella ioistairl nestekostumusprosentin kymmenesosista polttoainetta kohden joihinkin satoihin %:ihin. Suurempia määriä käytetään esimerkiksi polttoaineille, jotka ovat vaikeita syttymään.
Nestekoostumus on tarkoitettu käytettäväksi polttomoottoreis- 35 13 104508 sa ja muissa polttoprosesseissa, jotka sisältävät poltto-kammioissa hiilivety-yhdisteitä kuten öljy, hiili, biomassa jne. tuottamaan täydellisemmän palamisen ja poistokaasuien haitallisten aineiden pitoisuuden vähenemisen.

Claims (6)

14 104508
1. Menetelmä palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa haitallisten aineiden pitoi- 5 suuden vähentämiseksi pakokaasuissa/poistokaasuissa, jolloin polttoilmaan lisätään peroksidia sisältävää nestekoostumusta tai polttoaine/ilma-seokseen lisätään peroksoyhdistettä sisältävää nestekoostumusta, tunnettu siitä, että mainittu nestekoostumus sisältää 10 - 80 tilavuus-% peroksi-10 dia tai peroksoyhdistettä, ja se lisätään ilman ennalta tapahtuvaa peroksidin tai peroksoyhdisteen hajoamista poltto-kammioon tai vaihtoehtoisesti se lisätään esikammioon, ]ossa polttoaineen ja nestekoostumus sytytetään varsinaisen poltto-kammion ulkopuolella. 15
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikammioon lisätään erikseen alkoholia, alkoholin aiheuttaessa nestekoostumuksen kanssa sekoitettaessa polttoaineen itsesyttymisen. 20
3. Nestekoostumus palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa patenttivaatimuksessa 1 esitetyn menetelmän mukaisesti, tunnettu siitä, että nestekoostumus sisältää ID - 80 tilavuus-% peroksidi- tai 25 peroksoyhdistettä, että nestekoostumus edelleen sisältää korkeintaan 70 % alifaattista alkoholia, jossa on 1 - 8 hiiltä, ja että nestekoostumus myös sisältää jopa 5 % öljyä, joka sisältää korroosionestoametta. 1 2 3 4 5 6
4. Nestekoostumus palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdis 2 teitä sisältävissä palamisprosesseissa patenttivaatimuksessa 3 1 esitetyn menetelmän mukaisesti, tunnettu siitä, 4 että nestekoostumus sisältää ainakin 35 % peroksidi- tai 5 peroksoyhdistettä, jolloin nestekoostumus kykenee aikaansaa- 6 maan polttoaineen itsesyttymisen. 104508
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen nestekoostumus, tunnettu siitä, että peroksidiyhdiste on vetyperoksidi.
6. Nestekoostumus palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdis teitä sisältävissä palamisprosesseissa patenttivaatimuksessa 2 esitetyn menetelmän mukaisesti, tunnettu siitä, että nestekoostumus sisältää vetyperoksidia ja lisäksi sisältää alifaattisen alkoholin, joka lisätään erikseen nestekoos-10 tumukseen esikammiossa polttoaineen itsesyttymisen aikaansaamiseksi . t 104508
FI892219A 1985-05-14 1989-05-09 Menetelmä palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa sekä tähän tarkoitettu aineseos FI104508B (fi)

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
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
SE8600515 1986-11-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI892219A0 FI892219A0 (fi) 1989-05-09
FI892219L FI892219L (fi) 1989-05-09
FI104508B true FI104508B (fi) 2000-02-15

Family

ID=20360219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI892219A FI104508B (fi) 1985-05-14 1989-05-09 Menetelmä palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa sekä tähän tarkoitettu aineseos

Country Status (16)

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

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 (19)

* 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 (fi) * 1973-12-18 1980-01-29
US4045188A (en) * 1975-12-29 1977-08-30 Hirschey Kenneth A Fuel additives for internal combustion engines
LU77095A1 (fi) * 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
EP0189642B1 (en) * 1984-12-04 1991-03-06 Fuel Tech, Inc. Fuel additives and fuel containing soluble platinum group metal compounds and use in internal combustion engines
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
JP5750839B2 (ja) 2010-06-14 2015-07-22 日産自動車株式会社 音声情報提示装置および音声情報提示方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2027036C1 (ru) 1995-01-20
US5090967A (en) 1992-02-25
KR897000157A (ko) 1989-03-10
WO1988003550A1 (en) 1988-05-19
NO882901D0 (no) 1988-06-29
DE3686422D1 (de) 1992-09-17
PT86122A (en) 1987-12-01
SE8502388L (sv) 1986-11-15
PT86122B (pt) 1990-08-31
AU6739187A (en) 1988-06-01
SE8502388D0 (sv) 1985-05-14
CN87107774A (zh) 1988-07-20
NO882901L (no) 1988-06-29
JPH02500443A (ja) 1990-02-15
NO174301B (no) 1994-01-03
ATE79392T1 (de) 1992-08-15
JP2511089B2 (ja) 1996-06-26
NO174301C (no) 1996-12-18
BR8607369A (pt) 1989-10-03
FI892219A0 (fi) 1989-05-09
EP0333704B1 (en) 1992-08-12
DK388988D0 (da) 1988-07-12
KR950002348B1 (ko) 1995-03-16
CN1024016C (zh) 1994-03-16
DK388988A (da) 1988-07-12
FI892219L (fi) 1989-05-09
EP0333704A1 (en) 1989-09-27
AU609383B2 (en) 1991-05-02
DE3686422T2 (de) 1993-04-08
DK170226B1 (da) 1995-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI104508B (fi) Menetelmä palamisen tehostamiseksi hiilivety-yhdisteitä sisältävissä palamisprosesseissa sekä tähän tarkoitettu aineseos
US4109461A (en) Method for operating internal combustion engine
KR100653881B1 (ko) 자동차 엔진의 연료와 산소혼합공급 방법의 저연비 저공해연소 시스템
CN102634383B (zh) 甲醇燃料添加剂及其制备的甲醇汽油
US20060057036A1 (en) System for elimnating polluting gases produced from combustion processes
US5688295A (en) Gasoline fuel additive
CA1139944A (en) Gasoline and petroleum fuel supplement
CN1330133A (zh) 替代汽油的一种燃料
US5931977A (en) Diesel fuel additive
WO1998026027A1 (en) A liquid mixture for use in an apparatus for combustion enhancer and the method of manufacture thereof
RU2314334C1 (ru) Присадка к моторному топливу
CN104179604B (zh) 使用经部分氧化柴油燃料的推进装置和运行该装置的方法
US5116390A (en) Catalytically enhanced combustion process
CA1331917C (en) Method and a composition for providing an improved combustion in process of combustion containing hydrocarbon compounds
CN108424795A (zh) 新型环保汽车尾气清洁剂
Al-Khaledy High performance and low pollutant emissions from a treated diesel fuel using a magnetic field
CS272768B2 (en) Method of combustion improvement during combustion processes with hydrocarbon compounds combustion
PL152283B1 (pl) Sposób spalania paliw węglowodorowych
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
Alsayed Oxygen enriched combustion of high emission fuels
KR810001417B1 (ko) 가솔린 첨가용 조연제
RU2270348C1 (ru) Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания
SE501594C2 (sv) Metod att rena avgaserna vid en förbränningsprocess
EP1686165A1 (en) Method for manufacturing bio-diesel oil containing alkane compounds
ITIS20010006A1 (it) Additivo ossigenato e potenziante il numero di cetano per gasolioper autotrazione finalizzato ad incrementare la resa del motore

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or assigment of application

Owner name: VITALE MILJ!INVESTERING AS

HC Name/ company changed in application

Owner name: VITALE MILJ!INVESTERING AS

GB Transfer or assigment of application

Owner name: VITALE MILJ!INVESTERING AS

MM Patent lapsed

Owner name: VITALE MILJOEINVESTERING AS