PL231396B1

PL231396B1 - Ecological hydrated additive to the gaseous, liquid and solid fuels

Info

Publication number: PL231396B1
Application number: PL405555A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Szczepaniak; Elwira SZCZEPANIAK; Elwira Szczepaniak; Remigiusz SZCZEPANIAK; Remigiusz Szczepaniak; Dominika SZCZEPANIAK; Dominika Szczepaniak; Monika SZCZEPANIAK; Monika Szczepaniak; Andrzej Grzegorz Kiełczewski
Original assignee: Kielczewski Andrzej Grzegorz; Dominika Szczepaniak; Elwira Szczepaniak; Monika Szczepaniak; Remigiusz Szczepaniak; Szczepaniak Stanislaw
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2019-02-28
Also published as: PL405555A1

Abstract

Ekologiczny uwodniony dodatek do paliw gazowych ciekłych i stałych znamienny tym, że zawiera wodę w ilości 10-95% wagowych, alifatyczne alkohole o zawartości węgla C1-C5 w ilości 1-85% wagowych, cytrynianu żelaza (II) lub cytrynian żelaza (III) zobojętniony 2-aminoetanolem do pH przynajmniej 7 w ilości, korzystnie 0,001-2% wagowych w przeliczeniu na metal-żelazo i ewentualnie zawiera dodatki w ilości co najmniej od 0,1-3% wagowych. Dodatek ten dozuje się bezpośrednio do paliw i/lub poprzez rozpylanie go do powietrza, które jest doprowadzane do komory spalania. Rozwiązanie bezinwestycyjnie (bez zmiany konstrukcji) zmniejsza zużycie paliw gazowych o 7-10%, paliw ciekłych o 8-12%, a paliw stałych nawet do 15%. Automatycznie o tyle samo ogranicza emisję CO2, ograniczy też do 90% pyły zwane smogiem.An ecological, hydrated additive for gaseous, liquid, and solid fuels, characterized in that it contains 10-95% water by weight, 1-85% aliphatic alcohols with a C1-C5 carbon content by weight, iron(II) citrate or iron(III) citrate neutralized with 2-aminoethanol to a pH of at least 7, preferably 0.001-2% by weight on a metal-iron basis, and optionally contains additives in an amount of at least 0.1-3% by weight. This additive is dosed directly to fuels and/or by spraying it into the air supplied to the combustion chamber. This solution, without any investment (and without design changes), reduces the consumption of gaseous fuels by 7-10%, liquid fuels by 8-12%, and solid fuels by up to 15%. It automatically reduces CO2 emissions by the same amount and will also reduce particulate matter known as smog by up to 90%.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest ekologiczny uwodniony dodatek do paliw gazowych, ciekłych i stałych, który dozuje się w skutecznej ilości do paliw i/lub poprzez rozpylanie go do powietrza, które jest doprowadzane do komory spalania.The subject of the invention is an ecological, hydrated additive for gaseous, liquid and solid fuels, which is dosed in an effective amount to fuels and / or by spraying it into the air that is fed to the combustion chamber.

Powszechnie znane jest stosowanie jako dodatku do paliw płynnych bezwodnego alkoholu etylowego w ilościach przekraczających nawet 50%. Korzystnie stosuje się alkohol etylowy otrzymywany w wyniku fermentacji alkoholowej z surowców i/lub odpadów pochodzenia roślinnego, który nosi nazwę bioetanolu. Uwodniony bioetanol nie miesza się z benzyną ani z olejem napędowym. Maksymalna rozpuszczalność wody w benzynie wynosi zaledwie 0,01 % i maleje wraz ze spadkiem temperatury. Woda i paliwo silnikowe tworzą dwie odrębne i nie mieszające się z sobą fazy. W temperaturze mniejszej niż 0°C wymraża się nawet tak niewielka ilość wody (0,01%) rozpuszczonej w paliwie, tworząc kryształki lodu, których obecność powoduje szereg problemów eksploatacyjnych. Woda wytrącona z paliwa oraz woda kondensacyjna gromadzi się na dnie zbiornika powodując jego korozję tworząc osady i szlamy, które transportowane z paliwem powodują blokowanie gaźników i systemów wtryskowych.It is well known to use anhydrous ethyl alcohol as an additive to liquid fuels in amounts exceeding even 50%. Preference is given to using ethyl alcohol obtained by alcoholic fermentation from raw materials and / or waste of plant origin, which is known as bioethanol. Hydrated bioethanol is not miscible with gasoline or diesel fuel. The maximum solubility of water in gasoline is only 0.01% and it decreases as the temperature drops. Water and motor fuel form two separate and incompatible phases. At a temperature lower than 0 ° C, even such a small amount of water (0.01%) dissolved in the fuel freezes to form ice crystals, the presence of which causes a number of operational problems. Water precipitated from the fuel and condensation water collects at the bottom of the tank causing its corrosion to form sediments and sludge which, when transported with the fuel, block carburetors and injection systems.

Niezbędnym staje się więc zastosowanie alkoholu etylowego absolutnego bezwodnego, minimum 99,8%. Jednak otrzymanie takiego alkoholu jest kosztowne i dość kłopotliwe.Therefore, it is necessary to use absolute anhydrous ethyl alcohol, minimum 99.8%. However, obtaining such alcohol is expensive and quite troublesome.

Paliwa silnikowe zwłaszcza benzyny są niezwykle czułe na obecność śladów wody. Z tych względów normy polskie dopuszczają do benzyn silnikowych bezołowiowych zawartość bezwodnego alkoholu etylowego tylko do 10% objętościowych i to w obecności stabilizatora. Stabilizatory te mają zwiększyć odporność benzyn silnikowych na rozwarstwianie zwłaszcza w obecności wody i/lub niskich temperatur.Motor fuels, especially gasoline, are extremely sensitive to traces of water. For these reasons, the Polish standards allow for unleaded petrol to contain only 10% by volume of anhydrous ethyl alcohol in the presence of a stabilizer. These stabilizers are intended to increase the delamination resistance of motor gasolines, especially in the presence of water and / or low temperatures.

Jako stabilizatory powszechnie stosuje się alkohole alifatyczne C3-C5, etery alifatyczne C3-C8 i polietery C4-C12. W opisie patentowym PL 177 131 do benzyn silnikowych, bezołowiowych zawierających alkohol etylowy w ilości 4-5% objętościowych jako stabilizator zastosowano eter metylowo tert-butylowy i alkohole z jedną grupą hydroksylową jak np. alkohol tertbutylowy.Commonly used stabilizers are C3-C5 aliphatic alcohols, C3-C8 aliphatic ethers, and C4-C12 polyethers. In the patent description PL 177 131 for motor gasolines, unleaded containing ethyl alcohol in the amount of 4-5% by volume, methyl tert-butyl ether and alcohols with one hydroxyl group, such as tert-butyl alcohol, were used as a stabilizer.

W opisie patentowym PL 177 040 przedstawiony jest sposób wytwarzania środka stosowanego do stabilizowania benzyn silnikowych, zwłaszcza z dodatkiem metanolu i/lub absolutnego etanolu, który polega na tym, że z olejów fuzlowych wodę usuwa się heteroazeotropowo. Znane jest też z opisu patentowego PL 117 863 paliwo metanolowo-benzynowe, które jako stabilizator zawiera odwodnione oleje fuzlowe. Olej fuzlowy, otrzymany z fermentacji alkoholowej skrobi ziemniaczanej jest odwodniony metodą destylacji azeotropowej z węglowodorami aromatycznymi. Stężenie wody w tak odwodnionym oleju fuzlowym nie przekracza 0,1%.The patent description PL 177 040 describes a method of producing an agent used for stabilizing motor gasolines, in particular with the addition of methanol and / or absolute ethanol, in which water is removed heteroazeotropically from fusel oils. Also known from the patent description PL 117 863 is a methanol-gasoline fuel which contains dehydrated fusel oils as a stabilizer. Fusel oil, obtained from the alcoholic fermentation of potato starch, is dehydrated by azeotropic distillation with aromatic hydrocarbons. The concentration of water in such dehydrated fusel oil does not exceed 0.1%.

Przedstawione metody usuwania wody z olejów fuzlowych są kłopotliwe w stosowaniu, niebezpieczne i nieracjonalne, a syntetyczne metody otrzymywania stabilizatorów są dość drogie i nieekonomiczne.The presented methods of removing water from fusel oils are inconvenient to apply, dangerous and irrational, and synthetic methods of obtaining stabilizers are quite expensive and uneconomical.

Badania i szereg doświadczeń eksploatacyjnych wykazały, że trwałe wprowadzenie do paliwa węglowodorowego nawet niewielkiej ilości wody posiada szereg wymiernych cech. Jej obecność wywołuje dodatkowe, korzystne procesy, hydrolizy, metanolizacji, pirolizy, reformingu i uwodornienia. Efektem wspomnianych procesów jest niemal całkowite spalanie węglowodorów do mało toksycznych gazów oraz brak sadzy. Należy podkreślić, że szczególnie groźne są cząsteczki sadzy pochodzące z silników Diesla, które wywołują choroby nowotworowe i uczuleniowe u ludzi. Dzieje się tak dlatego, że na cząsteczkach sadzy adsorbują się węglowodory wielopierścieniowe (poliaromaty), które mają silne właściwości kancerogenne. W wysokiej temperaturze spalania woda reaguje m.in. z sadzą wg reakcji:Research and a series of operational experiments have shown that the permanent introduction of even a small amount of water into hydrocarbon fuel has a number of measurable features. Its presence triggers additional, beneficial processes of hydrolysis, methanolization, pyrolysis, reforming and hydrogenation. The result of these processes is almost complete combustion of hydrocarbons to low-toxic gases and no soot. It should be emphasized that soot particles from diesel engines, which cause cancer and allergies in humans, are particularly dangerous. This is because polycyclic hydrocarbons (polyaromats), which have strong carcinogenic properties, adsorb to the soot particles. At high combustion temperatures, water reacts, inter alia, with soot according to the reaction:

c + h₂o <=> co + h₂ tworząc wysokoenergetyczne gazy, które łatwo ulegają całkowitemu spaleniu.c + h ₂ o <=> co + h ₂ creating highly energetic gases that are easily combusted completely.

Dzięki tym wspomnianym procesom woda przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa, zwiększenia mocy silnika oraz powoduje obniżenie temperatury jego pracy, co ma znaczący wpływ na obniżenie emisji tlenków azotu (NOx).Thanks to these processes, water contributes to reducing fuel consumption, increasing engine power and lowering the temperature of its operation, which has a significant impact on reducing the emission of nitrogen oxides (NOx).

Bezspornym pozostaje więc fakt, że wprowadzenie wody do paliwa przynosi szereg wymiernych cech eksploatacyjnych i ekologicznych. Problem stanowi jedynie eliminacja wymienionych powyżej mankamentów oraz osiągnięcie zwiększonej i trwalej rozpuszczalności wody w paliwie węglowodorowym bez rozdziału faz.Therefore, it remains indisputable that introducing water into fuel brings a number of measurable operational and ecological features. The only problem is the elimination of the above-mentioned drawbacks and the achievement of increased and permanent water solubility in the hydrocarbon fuel without phase separation.

PL 231 396 B1PL 231 396 B1

W opisie patentowym US 4.158.551 jako dodatki zwiększające ilość wody w paliwie zastosowano etoksylowane alkilofenole i dietanoloamid kwasu kokosowego. Inny opis patentowy US 4.046.519 zawiera propozycję użycia mieszaniny złożonej z 9 części mono i/lub dioleinianu gliceryny oraz 1 części tlenku dietoksystearyloaminy. W kolejnym opisie patentowym US 4.083.698 do układu benzyna-etanol-woda jako emulgator zastosowano oleinian amonu. Natomiast opis patentowy US 4.808.195 proponuje zastosowanie mieszaniny etoksyetylowanego nonylofenolu, poliglikoli oraz alkoholu i/lub glikolu etylowego. W następnym opisie patentowym US 4.384.872 przedstawiono dodatek paliwowy będący kombinacją niższego alkanolu z emulgatorem, który zapewnia zwiększone tolerowanie wody w takich kompozycjach paliwowych. Także opis patentowy US 4.516.981 ujawnia kompozycję dyspergującą szlam olejowy, która składa się z alkoholu, eteru, glikolu i polioksyetylenowanego fenolu.U.S. Patent 4,158,551 uses ethoxylated alkylphenols and coco diethanolamide as additives to increase the amount of water in the fuel. Another US patent 4,046,519 proposes the use of a mixture of 9 parts glycerol mono and / or dioleate and 1 part diethoxystearylamine oxide. In a further patent, US 4,083,698, ammonium oleate was used as an emulsifier for a petrol-ethanol-water system. On the other hand, US 4,808,195 proposes the use of a mixture of ethoxyethylated nonylphenol, polyglycols and ethanol and / or glycol. The following patent, US 4,384,872 describes a fuel additive which is a combination of a lower alkanol with an emulsifier which provides improved water tolerance in such fuel compositions. Also, US Patent 4,516,981 discloses an oily sludge dispersant composition which consists of an alcohol, an ether, a glycol and a polyoxyethylene phenol.

Ponadto z opisu patentowego DE 33 45 516 do paliwa: benzyna 80-95%, etanol do 20% i woda do 2% jest znana wieloskładnikowa kompozycja stabilizująca, która składa się z 36-60% n-butanolu, 5-26% metyloizobutyloketonu i 2-8% emulgatora niejonowego o wskaźniku HLB=8,1, który przedstawia stosunek liczby grup hydrofilowych do liczby grup hydrofobowych w cząsteczce oraz mono lub dioleinianu gliceryny o wskaźniku HLB około 3,3.Moreover, from DE 33 45 516 for fuel: gasoline 80-95%, ethanol up to 20% and water up to 2%, a multi-component stabilizing composition is known, which consists of 36-60% n-butanol, 5-26% methyl isobutyl ketone and 2-8% of a non-ionic emulsifier with an HLB of 8.1, which represents the ratio of the number of hydrophilic groups to the number of hydrophobic groups in the molecule, and glycerol mono or dioleate with an HLB of about 3.3.

Przedstawione powyżej kompozycje umożliwiają dość dobre roztworzenie wody w paliwie nawet do 2%, ale obecność niektórych komponentów, zwłaszcza nonylofenolu i glikoli powoduje wydzielanie podczas spalania dużej ilości czarnych, smolistych osadów.The compositions presented above enable quite good dissolution of water in the fuel, even up to 2%, but the presence of some components, especially nonylphenol and glycols, causes the emission of a large amount of black tar deposits during combustion.

Z opisu patentowego PL 182 259 znane jest paliwo ekologiczne do silników wysokoprężnych, które składa się z estrów metylowych oleju rzepakowego, alkoholu metylowego, węglowodorowego oleju napędowego i eteru glikolowego lub mieszaniny eterów glikolowych.From the patent description PL 182 259, an ecological fuel for diesel engines is known, which consists of methyl esters of rapeseed oil, methyl alcohol, hydrocarbon diesel oil and glycol ether or a mixture of glycol ethers.

W opisie patentowym PL 166 935 przedstawiony jest dodatek do olejów opałowych, który zawiera 40 do 80 części masowych produktu reakcji neutralizacji i zmydlania kwasów tłuszczowych porafinacyjnych i/lub destylacji oleju talowego z tlenkiem i/lub wodorotlenkiem magnezu i/lub dolomitem prażonym, 15 do 55 części masowych oleju węglowodorowego o temperaturze wrzenia powyżej 210°C i zawartości węglowodorów aromatycznych powyżej 50% masowych, 5 do 45 części masowych wody, 0 do 10 części masowych znanych dodatków poprawiających właściwości olejów opałowych.The patent description PL 166 935 describes an additive to fuel oils, which contains 40 to 80 parts by mass of the product of the neutralization and saponification reaction of post-refining fatty acids and / or distillation of tall oil with magnesium oxide and / or hydroxide and / or calcined dolomite, 15 to 55 parts by mass of hydrocarbon oil with a boiling point above 210 ° C and an aromatic hydrocarbon content above 50% by mass, 5 to 45 parts by mass of water, 0 to 10 parts by mass of known additives improving the properties of fuel oils.

W opisie patentowym US 5.782.936 opisano dodatki do LPG paliwa gazowego, które redukują zanieczyszczenia w postaci pyłu i tlenku węgla przez co zwiększają wydajność paliwa. Skład dodatków wyprodukowany jest z łatwo dostępnych i tanich składników takich jak: 97,3-99,4% objętościowych węglowodorów średniej i naftowej destylacji ropy naftowej, 0,3-1,5% objętościowych metanolu i 0,3-1,2% objętościowych oksyetylowanego alkilofenolu.US Patent 5,782,936 describes LPG gaseous fuel additives which reduce dust and carbon monoxide pollutants thereby increasing fuel efficiency. The composition of the additives is made of easily available and cheap ingredients such as: 97.3-99.4% by volume of medium and petroleum distillation hydrocarbons, 0.3-1.5% by volume of methanol and 0.3-1.2% by volume ethoxylated alkylphenol.

Z opisu patentowego PL 204 818 znany jest ekologiczny, uwodniony dodatek do paliw, gdzie zawartość wody w kompozycji wynosi 0,1-10% wagowych, olejów fuzlowych w przeliczeniu na 100% od 0,1 do 50% wagowych, alkoholu etylowego w przeliczeniu na 100% od 5-95% wagowych i jonowego albo niejonowego emulgatora od 0,1-10% wagowych oraz korzystnie do 10% wagowych środków uzupełniających.The patent description PL 204 818 describes an ecological, hydrated fuel additive, where the water content in the composition is 0.1-10% by weight of fusel oils in terms of 100%, from 0.1 to 50% by weight of ethyl alcohol in terms of 100% from 5-95% by weight and an ionic or non-ionic emulsifier from 0.1-10% by weight and preferably up to 10% by weight of additives.

Z kolejnego opisu PL 210 744 znany jest uwodniony dodatek do paliw zwłaszcza węglowodorowych, który zawiera kompozycję gdzie zawartość wody wynosi 0,1-5 części wagowych, alkoholu etylowego w przeliczeniu na 100% od 1 do 95 części wagowych, innych alifatycznych alkoholi korzystnie alkoholu metylowego, alkoholu izopropylowego, alkoholu propylowego, alkoholu butylowego, alkoholu amylowego od 0,1 do 50 części wagowych i powyżej 0,1 części wagowych niejonowych i/lub anionowych surfaktantów typu gemini.PL 210 744 discloses a hydrated additive for fuels, especially hydrocarbon fuels, which comprises a composition where the water content is 0.1-5 parts by weight of ethyl alcohol based on 100% from 1 to 95 parts by weight, other aliphatic alcohols, preferably methyl alcohol. , isopropyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol from 0.1 to 50 parts by weight and greater than 0.1 parts by weight of gemini non-ionic and / or anionic surfactants.

W opisie patentowym PL 194 593 przedstawione są ekologiczne brykiety energetyczne zawierające miał węglowy kamienny i/lub brunatny i/lub koks i/lub trociny i/lub torf i/lub słomę gdzie lepiszczem ich jest kolagen otrzymywany korzystnie z naturalnych skór zwierzęcych garbowanych i/lub niegarbowanych. W praktyce okazało się, że chrom (III) który zawarty jest do 5% wagowych w skórach garbowanych podczas spalania powyżej temp. 700°C ma właściwości katalityczne i dopala sadze oraz inne szkodliwe substancje do dwutlenku węgla i wody.In the patent PL 194 593 there are presented ecological energy briquettes containing fine coal and / or brown coal and / or coke and / or sawdust and / or peat and / or straw, where their binder is collagen obtained preferably from natural tanned animal skins and / or untanned. In practice, it turned out that chromium (III), which is contained up to 5% by weight in leather tanned during combustion above 700 ° C, has catalytic properties and burns soot and other harmful substances to carbon dioxide and water.

W innym opisie patentowym PL 209 478 ujawnia się modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych w silnikach spalinowych, który 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 5-15% wagowych karbamidu lub jego pochodnych, oraz od 5 do 15% wagowych monoacetyloferrocenu.Another patent specification PL 209 478 discloses a combustion modifier for liquid and gaseous fuels in internal combustion engines which contains from 10 to 30% by weight of a carrier, preferably water or hydrocarbon distillate of a fraction ranging from 180 to 380 ° C, from 20 to 80% by weight at least one aliphatic alcohol, from 5-15% by weight of carbamide or derivatives thereof, and from 5 to 15% by weight of monoacetylferrocene.

Ferrocen i jego pochodne są od dawna znane i stosowane jako modyfikatory-katalizatory dopalania różnorakich paliw zwłaszcza silnikowych, co przykładowo przedstawiono w następujących opisachFerrocene and its derivatives have long been known and used as modifiers-catalysts for the combustion of various fuels, especially motor fuels, as exemplified in the following descriptions

PL 231 396 B1 patentowych: US 4.908.045, US 4.955.331, US 5.299.746, US 5.386.804, US 6.313.334, EP 1826214, CH 599464 w zgłoszeniach patentowych DE 1020061320 i DE102007012960.PL 231 396 B1: US 4,908,045, US 4,955,331, US 5,299,746, US 5,386,804, US 6,313,334, EP 1826214, CH 599464 in the patent applications DE 1020061320 and DE102007012960.

Ferrocen i jego pochodne są nierozpuszczalne w wodzie i trudno rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych np. benzenie, eterze. Ta wada ferrocenu i jego pochodnych ogranicza zastosowanie do kompozycji wodnych czy wodno-alkoholowych. Aktualne przepisy w sprawie ochrony przeciwpożarowej zabraniają gromadzenia środków łatwopalnych przy piecach i różnorakich kotłach na paliwo stałe, ciekłe czy gazowe. Dlatego katalizatory do dopalania tych paliw muszą być niepalne i nie stwarzać zagrożenia wybuchem.Ferrocene and its derivatives are insoluble in water and sparingly soluble in organic solvents, e.g. benzene, ether. This disadvantage of ferrocene and its derivatives limits the application to aqueous or hydroalcoholic compositions. The current regulations on fire protection prohibit the accumulation of flammable substances at furnaces and various solid fuel, liquid or gas boilers. Therefore, catalysts for the combustion of these fuels must be non-flammable and not potentially explosive.

W powyższych patentach jak i patentach PL 197330, PL198232 i PL 202335 koncentrowano się na dodatkach katalitycznych do paliw ciekłych, zwłaszcza dla silników z zapłonem iskrowym i samoczynnym.The above patents, as well as patents PL 197330, PL198232 and PL 202335, focused on catalytic additives for liquid fuels, especially for spark-ignition and compression-ignition engines.

Ze względu na fakt że paliwa stałe głównie węgiel kamienny i brunatny są podstawowym paliwem dla elektroenergetyki i ciepłownictwa w Polsce, zajmujemy przedostatnie miejsce w Unii Europejskiej pod względem złej jakości powietrza.Due to the fact that solid fuels, mainly hard coal and lignite, are the basic fuel for electricity and heating in Poland, we are in the penultimate place in the European Union in terms of poor air quality.

Z informacji „Polityka energetyczna Polski do 2030 r.” Ministerstwa Gospodarki, Warszawa 2007 wynika że węgiel będzie też głównym paliwem energetycznym w naszym kraju do 2030 r. Biorąc pod uwagę dodatkowe indywidualne piece gospodarstw domowych opalanych na węgiel, nie można zaprzeczyć, że zimą w wielu miastach normy powietrza przekraczane są nawet kilkunastokrotnie. Przepisy Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych w Polsce, Dz.U.2010 poz.334 obligują Polskę do podejmowania kolejnych wysiłków, mających na celu dochodzenie do zrównoważonej, niskoemisyjnej gospodarki.From the information "Poland's energy policy until 2030" The Ministry of Economy, Warsaw 2007 shows that coal will also be the main energy fuel in our country until 2030. Taking into account additional individual coal-fired household stoves, it cannot be denied that in winter in many cities air standards are exceeded even several times. The provisions of the Directive of the European Parliament and of the Council of November 24, 2010 on industrial emissions in Poland, Journal of Laws 2010, item 334 oblige Poland to make further efforts aimed at achieving a sustainable, low-emission economy.

Jednym z nich jest postanowienie Traktatu akcesyjnego (Dz.U. 2004,90,poz.864), gdzie podstawą jest „pakiet klimatyczno-energetyczny”(pakiet klimatyczny 3x20 zatwierdzony przez Parlament Europejski w dniu 17 grudnia 2008 r.). Pakiet ten zwany „3x20” dotyczy ograniczenia do 2020 roku emisji CO2 o 20% oraz wzrost zużycia energii z odnawialnych źródeł o dodatkowe 20%. Jego wdrożenie zwłaszcza dla polskiej gospodarki wymaga ogromnych nakładów inwestycyjnych. O wiele bardziej korzystne jest zatem opracowanie innowacyjnych technologii, które zmniejszą zużycie energii i/lub korzystnie bezinwestycyjnie poprawią efektywność procesu spalania i/lub ograniczą emisję szkodliwych pyłów i gazów.One of them is the provision of the Accession Treaty (Journal of Laws 2004.90, item 864), where the basis is the "climate and energy package" (the 3x20 climate package approved by the European Parliament on December 17, 2008). This package, called "3x20", concerns the reduction of CO2 emissions by 20% by 2020 and the increase in energy consumption from renewable sources by an additional 20%. Its implementation, especially for the Polish economy, requires enormous investment outlays. Therefore, it is much more advantageous to develop innovative technologies that will reduce energy consumption and / or advantageously improve the efficiency of the combustion process without investment and / or reduce the emission of harmful dusts and gases.

Twórcy niniejszego wynalazku od wielu lat prowadzą liczne badania i próby opracowania dodatku do paliw - katalizatora, który bezinwestycyjnie zmniejszyłby zużycie paliw, a jednocześnie poprawił jakość spalin.For many years, the inventors of the present invention have been carrying out numerous studies and attempts to develop a fuel additive - a catalyst, which would reduce fuel consumption without investment, and at the same time improve the quality of exhaust gases.

Celem wynalazku jest opracowanie uniwersalnego dodatku do paliw gazowych, ciekłych, a zwłaszcza stałych, który będzie oparty na nietoksycznych i łatwo dostępnych surowcach: wodzie, alkoholach o zawartości węgla C1-C5 i cytrynianu żelaza (II) i/lub cytrynianu żelaza (III) zobojętnianych 2-aminoetanolem do pH przynajmniej 7.The aim of the invention is to develop a universal additive for gaseous, liquid, and especially solid fuels, which will be based on non-toxic and readily available raw materials: water, alcohols with C1-C5 carbon content, iron (II) citrate and / or iron (III) citrate neutralized With 2-aminoethanol to a pH of at least 7.

Jako alkohole C1-C5 korzystnie jest stosować tanie alkohole powstałe jako produkty uboczne przy różnorakich procesach chemicznych lub biochemicznych. Jednym z nich jest przedgon alkoholowy wytwarzany ubocznie w procesie utleniania cykloheksanu do cykloheksanolu. Kolejnym są oleje fuzlowe, które powstają podczas destylacji alkoholu etylowego. Ciekawą grupę stanowią Mostanole, które są produktami ubocznymi przy syntezie Fiszera-Tropscha. Przykładowo mostanol L składa się z 63-65% alkoholu etylowego 35-37% alkoholu izopropylowego i około 1% alkoholi C3-C5.As C1-C5 alcohols, it is advantageous to use cheap alcohols formed as by-products of various chemical or biochemical processes. One of them is an alcohol forerunner produced by the oxidation of cyclohexane to cyclohexanol. Another is fusel oils, which are formed during the distillation of ethyl alcohol. An interesting group are Mostanols, which are by-products of the Fiszer-Tropsch synthesis. For example, L-mostanol consists of 63-65% ethyl alcohol, 35-37% isopropyl alcohol and about 1% C3-C5 alcohols.

Cytrynian żelaza (II) numer CAS 23383-11-1 jest związkiem chemicznym składającym się z jednego atomu żelaza (II) i dwóch anionów cytrynianowych o wzorze [C6H10FeOC6H6FeO7]^-2, masa molowa 247,97 g/mol, rozpuszczalność w wodzie w 20°C 0,5 g/dm³ zawartość żelaza 20-22%, nierozpuszczalny w alkoholach i acetonie. Jak z powyższego widać cytrynian żelaza (II) jest bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie i nierozpuszczalny w alkoholach dlatego w tej formie nie nadaje się jako dodatek katalizator do paliw. Pomimo minimalnej rozpuszczalności w wodzie cytrynian żelaza (II) znalazł się w wykazie suplementów diety (Dz.U.poz.138 z 29 styczna 2013 r.).Iron (II) citrate CAS number 23383-11-1 is a chemical compound consisting of one iron (II) atom and two citrate anions with the formula [C6H10FeOC6H6FeO7] ^-2 , molar mass 247.97 g / mol, water solubility in 20 ° C 0.5 g / dm ³ iron content 20-22%, insoluble in alcohols and acetone. As can be seen from the above, iron (II) citrate is very slightly soluble in water and insoluble in alcohols, therefore in this form it is not suitable as a catalyst for fuels. Despite its minimal solubility in water, iron (II) citrate was included in the list of dietary supplements (Journal of Laws, item 138 of January 29, 2013).

Cytrynian żelaza (III) numer CAS 3522-50-7 numer WE 222-536-6 o wzorze C6H5O7Fe-xH2O, masa cząsteczkowa 244,94, rozpuszczalność w wodzie w 20°C 5 g/dm³, zawartość żelaza 16,5-18,5, jest też rozpuszczalny w etanolu. Temperatura zapłonu - 155°C, temperatura wrzenia 310°C, entalpia parowania 64 kJ/mol. Cytrynian żelaza (III) o rozpuszczalności zaledwie 5 g/dm³ też nie znalazł zastosowania w dodatkach do paliw. Podczas różnorakich prób i badań okazało się, że cytrynian żelaza (II) i cytrynian żelaza (III) bardzo dobrze rozpuszcza się w wodnych i/lub wodno-alkoholowych roztworach 2-aminoetanolu.Iron (III) citrate CAS number 3522-50-7 EC number 222-536-6 of formula C6H5O7Fe-xH2O, molecular weight 244.94, solubility in water at 20 ° C 5 g / dm ³ , iron content 16.5- 18.5, it is also soluble in ethanol. Flash point - 155 ° C, boiling point 310 ° C, enthalpy of vaporization 64 kJ / mol. Iron (III) citrate with a solubility of only 5 g / dm ^{3 was} also not used in fuel additives. During various trials and tests it turned out that iron (II) citrate and iron (III) citrate dissolve very well in aqueous and / or hydroalcoholic solutions of 2-aminoethanol.

PL 231 396 Β1PL 231 396 Β1

2-aminoetanol przezroczysta, bezbarwna lepka ciecz, numer CAS 141-43-5, masa molowa 61,08 g/mol, rozpuszcza się nieograniczenie w wodzie i roztworach wodno-alkoholowych. 2-aminoetanol znalazł bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle, zwłaszcza jako dobry inhibitor korozji żelaza, ale także jako środek pomocniczy w przetwórstwie papieru, tkanin, skóry, do uzdatniania wody, w obróbce metali, w galwanotechnice, w produkcji środków czyszczących i detergentów i wielu innych. Cytrynian żelaza(ll) i/lub cytrynian żelaza (III) zobojętniony 2-aminoetanolem do pH przynajmniej 7 okazał się wręcz idealnym katalizatorem paliw gazowych, ciekłych, a zwłaszcza stałych. Już w temperaturze około 200°C węgiel zawarty w cytrynianach redukuje jony żelaza do bardzo rozdrobnionego monoatomowego żelaza, które jest bardzo reaktywne i samorzutnie zapala się przy kontakcie z powietrzem. W wyniku spalania tego monoatomowego żelaza powstająteż bardzo rozdrobnione tlenki żelaza. Te tlenki monożelaza w wyższych temperaturach w kontakcie z węglem (C) redukują się ponownie do metalicznego metalu. Cykl ten powtarza się prawie w nieskończoność, aż do wyczerpania węgla i/lub tlenu i/lub produktów spalania CO2, CO i H2O. 2-aminoethanol clear, colorless viscous liquid, CAS number 141-43-5, molar mass 61.08 g / mol, dissolves indefinitely in water and hydroalcoholic solutions. 2-aminoethanol has been widely used in industry, especially as a good iron corrosion inhibitor, but also as an auxiliary in the processing of paper, fabrics, leather, water treatment, metalworking, electroplating, in the production of cleaning agents and detergents, and many others . Iron (II) citrate and / or iron (III) citrate neutralized with 2-aminoethanol to a pH of at least 7 has proved to be an ideal catalyst for gaseous, liquid and especially solid fuels. Already at a temperature of about 200 ° C, the carbon contained in the citrates reduces iron ions to finely divided monoatomic iron, which is very reactive and ignites spontaneously on contact with air. The combustion of this monoatomic iron also produces finely divided iron oxides. These mono-iron oxides at higher temperatures, on contact with the carbon (C), are reduced back to a metallic metal. This cycle is repeated almost indefinitely until the carbon and / or oxygen and / or the products of combustion of CO2, CO and H2O are exhausted. 2Fe° + 3O₂ -» Fe₂O₃ 2Fe ° + 3O ₂ - »Fe ₂ O ₃ reakcja 1. reaction 1. 2Fe° + 3H₂O -» Fe₂O₃ +6H2Fe ° + 3H ₂ O → Fe ₂ O ₃ + 6H reakcja 2. reaction 2. Fe° + HOR ->Fe(OR)₂ + 2HFe ° + HOR -> Fe (OR) ₂ + 2H reakcja 3. reaction 3. Stechiometryczny nadmiar tlenu 2Fe(OC_nH₂n+i )₂+O₂ --------------»Fe₂O₃+4_nCO₂+2(2_n+l)H₂OStoichiometric oxygen excess 2Fe (OC _n H ₂ n + i) ₂ + O ₂ -------------- »Fe ₂ O ₃ +4 _n CO ₂ +2 (2 _n + l) H ₂ O reakcja 4. reaction 4. Fe₂O₃ + 2C © FcO + Fe+2COFe ₂ O ₃ + 2C © FcO + Fe + 2CO reakcja 5 reaction 5 FeO +CO Fe° +CO₂ FeO + CO Fe ° + CO ₂ reakcja 6. reaction 6. Fc₂O₃+ 3CO -» Fc°+3CO₂ Fc ₂ O ₃ + 3CO - »Fc ° + 3CO ₂ reakcja 7. reaction 7.

Do najważniejszych należy reakcja (numer 2) monoatomowego żelaza, z wodą i/lub alkoholami (numer 3), gdzie powstaje super energetyczny monoatomowy wodór (H), który ma szybkość spalania około 9000 metrów na sekundę, a zwykły wodór (H2) spala się z szybkością 600 metrów na sekundę.The most important is the reaction (number 2) of monoatomic iron, with water and / or alcohols (number 3), where super energetic monoatomic hydrogen (H) is produced, which has a burning rate of about 9,000 meters per second, and ordinary hydrogen (H2) is burned at a speed of 600 meters per second.

Ten wysokoskoenergetyczny monowodór reaguje nawet z dwutlenkiem węgla (CO2) według reakcji:This high-energy monohydrogen even reacts with carbon dioxide (CO2) according to the reaction:

CO₂+2H -» CO + H₂O reakcja 8.CO ₂ + 2H - »CO + H ₂ O reaction 8.

Monoatomowe żelazo reaguje z wodą (reakcja 2) a tlenek węgla (CO) reaguje z tlenkami żelaza (reakcja 6 i 7) i wszystko zaczyna się od początku - taka jest rola nowoczesnego katalizatora do ekonomicznego spalania paliw.Monoatomic iron reacts with water (reaction 2) and carbon monoxide (CO) reacts with iron oxides (reactions 6 and 7) and it all starts all over again - this is the role of a modern catalyst for the economical combustion of fuels.

Ekologiczny uwodniony dodatek do paliw gazowych ciekłych i stałych charakteryzuje się tym, że zawiera wodę w ilości 10-95% wagowych, alifatyczne alkohole o zawartości węgla C1-C5 w ilości 1-85% wagowych, cytrynianu żelaza (II) lub cytrynianu żelaza (III) zobojętnionych 2-aminoetanolem do pH przynajmniej 7 w ilości, korzystnie 0,001-2% wagowych w przeliczeniu na metal-żelazo i ewentualnie zawiera dodatki w ilości co najmniej od 0,1-3% wagowych.Ecological, hydrated additive for gaseous liquid and solid fuels is characterized by the fact that it contains water in the amount of 10-95% by weight, aliphatic alcohols with C1-C5 carbon content in the amount of 1-85% by weight, iron (II) citrate or iron (III) citrate ) neutralized with 2-aminoethanol to a pH of at least 7 in an amount, preferably 0.001-2% by weight based on metal-iron, and optionally contain additives in an amount of at least 0.1-3% by weight.

PL 231 396 B1PL 231 396 B1

Ekologiczny, uwodniony dodatek do paliw charakteryzuje się tym, że jako dodatki zawiera naturalne lub syntetyczne związki wielkocząsteczkowe, oraz anionowe, kationowe lub niejonowe związki powierzchniowo czynne, korzystnie związki gemini.The ecological, hydrated fuel additive is characterized by containing as additives natural or synthetic macromolecular compounds and anionic, cationic or non-ionic surfactants, preferably gemini compounds.

Korzystnym jest, że jako wodorozpuszczalne związki wielkocząsteczkowe naturalne stosuje się klej stolarski, żelatynę, pepton, skrobie i jej pochodne, chitozan i jego pochodne, celulozę i jej pochodne, metylocelulozę, karb oksycelulozę, hydroksyetyloceluloza, hydroksypropyloceluloza i inne.It is preferred that wood glue, gelatin, peptone, starches and its derivatives, chitosan and its derivatives, cellulose and its derivatives, methyl cellulose, carb oxycellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and others are used as the water-soluble natural macromolecular compounds.

Natomiast jako wodorozpuszczalne związki wielkocząsteczkowe syntetyczne stosuje się alkohol poliwinylowy, poliwinylopirolidon i jego pochodne, glikole poli(oksyetylenowe), kopolimery i homopolimery kwasu akrylowego lub metaakrylowego i inne związki.On the other hand, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and its derivatives, poly (oxyethylene) glycols, copolymers and homopolymers of acrylic or methacrylic acid and other compounds are used as water-soluble synthetic high-molecular compounds.

Innowacyjne rozwiązanie według wynalazku bezinwestycyjnie (bez zmiany konstrukcji) zmniejsza zużycie paliw gazowych o 7-10%, paliw ciekłych o 8-12%, a paliw stałych nawet do 15%. Automatycznie o tyle samo ogranicza emisję dwutlenku węgla (CO2), który uznawany jest za głównego winowajcę globalnego ocieplenia i zmiany klimatu. Rozwiązanie według wynalazku ograniczy też do 90% pyły (popiół, sadza, metale ciężkie) zwane smogiem.The innovative solution according to the invention without any investment (without changing the structure) reduces the consumption of gaseous fuels by 7-10%, liquid fuels by 8-12%, and solid fuels by up to 15%. It automatically reduces emissions of carbon dioxide (CO2), which is considered to be the main culprit of global warming and climate change, by the same amount. The solution according to the invention will also reduce to 90% dust (ash, soot, heavy metals) called smog.

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) smog, między innymi wywołuje astmę, przewlekłe zapalenie oskrzeli, ryzyko raka płuc i choroby serca - co prowadzi do przedwczesnej śmierci. Smog powoduje również zamglenia, które przyczyniają się do obniżania widoczności, a tym samym do zwiększania wypadków drogowych.According to the World Health Organization (WHO), smog causes, among other things, asthma, chronic bronchitis, the risk of lung cancer and heart disease - leading to premature death. Smog also causes haze which contributes to lowering visibility and thus increasing road accidents.

Omawiany wynalazek ograniczy do 80% emisję toksycznego tlenku węgla (CO), który bardzo łatwo łączy się z hemoglobiną gdzie tworzy nieaktywną karboksyhemoglobinę.The present invention will reduce to 80% the emission of toxic carbon monoxide (CO), which binds very easily with hemoglobin where it forms inactive carboxyhemoglobin.

Powoduje to, że transport tlenu do komórek jest zmniejszony, co automatycznie prowadzi do niedotlenienia tkanek-hipoksji.This causes the transport of oxygen to the cells to be reduced, which automatically leads to tissue hypoxia-hypoxia.

Zatrucia nawet śmiertelne tlenkiem węgla na świecie tak i w Polsce trafiają się bardzo często. W zależności od stężenia CO w powietrzu 0,01-0,02% (100-200 ppm) już są pierwsze zatrucia, które charakteryzują się bólem głowy, a następnie wymiotami. Większe stężenia w zależności od czasu ekspozycji powodują śmierć.Even fatal poisoning with carbon monoxide in the world is very common in Poland. Depending on the concentration of CO in the air of 0.01-0.02% (100-200 ppm), there are already the first poisonings, which are characterized by a headache followed by vomiting. Higher concentrations cause death depending on the time of exposure.

Mając na uwadze fakt, że metaloorganiczny dodatek według wynalazku, katalitycznie dopala silnie toksyczne, rakotwórcze dioksyny (PCDD) i furany (PCDF), powinien być stosowany szczególnie w spalarniach odpadów komunalnych i szpitalnych.Considering the fact that the organometallic additive according to the invention catalytically burns up highly toxic carcinogenic dioxins (PCDDs) and furans (PCDFs), it should be used especially in municipal and hospital waste incineration plants.

Typowe kompozycje ekologicznych, uwodnionych dodatków do paliw gazowych, ciekłych i stałych według wynalazków zilustrowane są w następujących przykładach nie ograniczając zakresu ich stosowania, ponieważ mają one wyłącznie charakter ilustracyjny.Typical green, hydrated, gaseous, liquid and solid fuel additive compositions according to the invention are illustrated in the following examples without limiting the scope of their application as they are purely illustrative.

Przykład 1Example 1

Do disolwera PWD-250/5,5F wsypano 72 kg cytrynianu żelaza (III) o zawartości żelaza 17,45% następnie wlano 150 kg wody demineralizowanej i 28 kg 2-aminoetanolu. Całość miksowano przez 2 godziny, aż powstała klarowna jednorodna ciecz o zawartości żelaza około 5% i pH 8,1.72 kg of iron (III) citrate with an iron content of 17.45% were poured into the PWD-250 / 5.5F dissolver, then 150 kg of demineralized water and 28 kg of 2-aminoethanol were poured. The mixture was mixed for 2 hours until a clear homogeneous liquid was formed with an iron content of about 5% and a pH of 8.1.

Powyższą mieszaninę przepompowano do mieszalnika o pojemności 3000 dm³ wyposażonego w mieszadło wolnoobrotowe przepompowano 700 kg mosstanolu L, numer WE: 902-053-3 (mieszanina syntetycznego alkoholu etylowego 60% i alkoholu izopropylenowego 40%), 800 kg oleju fuzlowego o składzie; alkohol amylowy - mieszanina izomerów 71,8%, izo-butanol 18,6%, n-butanol 1,7%, n-propanol 2,8%, etanol 0,9% i wody 4,2%, następnie dodano 225 kg piperazyno-bis laurylowego etanoloamidu oksyetylowanego 10 molami tlenku etylenu. Całość mieszano przez 30 minut, aż do uzyskania jednorodnego dodatku do paliw.The above mixture was pumped into a mixer with a capacity of 3000 dm ³ equipped with a slow-speed mixer, 700 kg of Mosstanol L, EC number: 902-053-3 (a mixture of 60% synthetic ethyl alcohol and 40% isopropylene alcohol), 800 kg of fusel oil composed of; amyl alcohol - mixture of isomers 71.8%, iso-butanol 18.6%, n-butanol 1.7%, n-propanol 2.8%, ethanol 0.9% and water 4.2%, then 225 kg piperazine bis lauryl ethanolamide ethoxylated with 10 moles of ethylene oxide. The mixture was stirred for 30 minutes until a homogeneous addition to the fuels was obtained.

Tak przygotowany dodatek znalazł zastosowanie szczególnie do paliw płynnych.The additive prepared in this way was used especially for liquid fuels.

Poniżej przedstawiono przykłady zastosowania tak otrzymanego dodatku.Examples of the application of the thus obtained additive are presented below.

Przykład 1.1Example 1.1

Do bezołowiowej benzyny 95 dodano 0,25% objętościowych dodatku przygotowanego zgodnie z przykładem 1. Otrzymano jednolity, klarowny roztwór mieszanki benzynowo-alkoholowo-wodnej z metaloorganicznym kompleksem żelaza. Tak przygotowana kompozycja paliwowa była stabilna przez okres kilku tygodni w temperaturze pokojowej. Tę mieszankę paliwową badano laboratoryjnie na silniku o pojemności 1500 cm³, hamowanych prądnicą 8 KW z licznikiem mocy prądu. Wnioski były następujące: zużycie paliwa w stosunku do samej benzyny (bez dodatku) zmniejszyło się o 9,5%, nastąpiło radykalne zmniejszenie osadów w gaźniku, na świecy zapłonowej, zaworach i przepustnicy. Obniżyła się emisja tlenku węgla o 60%, cząstek stałych o 80% tlenków azotu (NOx) o 30%. Poziom emisji węglowodorów spadł aż o 90%. Dodatkowo spaliny były bezbarwne i bezwonne.0.25% by volume of the additive prepared according to Example 1 was added to 95 lead-free gasoline. A uniform, clear solution of a gasoline-alcohol-water mixture with an organometallic iron complex was obtained. The thus prepared fuel composition was stable for several weeks at room temperature. This fuel mixture was tested in the laboratory on an engine with a capacity of 1500 cm ³ , braked by an 8 KW generator with an electric power meter. The conclusions were as follows: fuel consumption in relation to gasoline alone (without additive) decreased by 9.5%, there was a radical reduction of deposits in the carburetor, spark plug, valves and throttle. The emission of carbon monoxide was reduced by 60%, particulate matter by 80%, nitrogen oxides (NOx) by 30%. Hydrocarbon emissions dropped by as much as 90%. Additionally, the exhaust gases were colorless and odorless.

PL 231 396 B1PL 231 396 B1

Przykład 1.2Example 1.2

Do oleju napędowego (ON) o liczbie cetanowej 52 dodano 0,2% objętościowych dodatku sporządzonego według przykładu 1, otrzymano klarowny, jednolity roztwór zaledwie po kilkakrotnym wymieszaniu. Tak sporządzone nowatorskie paliwo do silników z zapłonem samoczynnym było stabilne przez okres trzech miesięcy w temperaturze pokojowej. Nowo otrzymana mieszanka olejowo-alkoholowo-wodna z metaloorganicznym kompleksem żelaza była testowana laboratoryjnie na silniku S-312 wolnossącym, hamowanym prądnicą 8 KW z licznikiem mocy prądu. Stwierdzono, że dodatek według wynalazku powoduje zmniejszenie zużycia paliwa o około 9% i dymienia ponad 75%, dodatkowo powoduje znakomite mycie końcówek wtryskiwaczy, pierścieni cylindra i tłoka. Zaobserwowano też redukcję emisji tlenku węgla (CO) w zakresie 80-85%, a tlenków azotu (NOx) o 40-45%, spaliny praktycznie nie zawierały rakotwórczej sadzy. Spaliny były bezbarwne i praktycznie bezwonne.0.2% by volume of the additive prepared according to Example 1 was added to diesel fuel (ON) with a cetane number of 52, a clear, uniform solution was obtained after only mixing several times. The innovative fuel for compression ignition engines prepared in this way was stable for a period of three months at room temperature. The newly obtained oil-alcohol-water mixture with an organometallic iron complex was laboratory tested on a naturally aspirated S-312 engine with a braked 8 KW generator with an electricity meter. It was found that the additive according to the invention reduces fuel consumption by about 9% and smoke by more than 75%, and additionally causes an excellent cleaning of injector tips, cylinder rings and piston. There was also observed reduction of carbon monoxide (CO) emission in the range of 80-85%, and nitrogen oxides (NOx) emission by 40-45%, exhaust gases practically did not contain carcinogenic soot. The exhaust gases were colorless and practically odorless.

Przykład 2Example 2

Do mieszalnika jak o pojemności 400 dm³ wyposażonego w mieszadło wolnoobrotowe przepompowano 250 kg wody demineralizowanej, 125 kg mieszaniny wodno-alkoholowej otrzymanej zgodnie z przykładem 1. Całość mieszano w temperaturze pokojowej przez 20 minut, aż do uzyskania jednolitego roztworu. Uzyskany w ten sposób ekologiczny, uwodniony dodatek do paliw, korzystnie rozpyla się w powietrzu, które jest doprowadzane do komory spalania. Dodatek ten nie jest palny ani wybuchowy i może być magazynowany w pomieszczeniach każdej kotłowni. Jest również nietoksyczny dla naturalnego środowiska.250 kg of demineralized water and 125 kg of the water-alcohol mixture obtained according to example 1 were pumped into a mixer as with a capacity of 400 dm ³ equipped with a slow-speed mixer. The mixture was stirred at room temperature for 20 minutes until a homogenous solution was obtained. The ecological, hydrated fuel additive obtained in this way is preferably sprayed into the air which is fed to the combustion chamber. This additive is not flammable or explosive and can be stored in any boiler room. It is also non-toxic to the natural environment.

Przykład 2.1Example 2.1

Podczas badań przemysłowych prowadzonych na piecu kotle gazowym Viessman typ PT089 o mocy 895 KW do instalacji nawiewnej powietrza zainstalowano płasko-strumieniowy rozpylacz eżektorowy AWI 80 o kącie strumienia cieczy 80°. Do rozpylacza był podłączony wąż wysokociśnieniowy, który doprowadzał ekologiczny uwodniony dodatek sporządzony jak w przykładzie 2. Dodatek ten był magazynowy w standardowym paletopojemniku o pojemności 1000 dm³, z którego przez filtr pompa elektryczna o regulowanej wydajności pobierała dodatek do paliw w ilości około 0,2 dm³ na tonę paliwa. W wyniku pomiarów okazało się, że zaobserwowano zmniejszenie zużycia paliwa o 6% oraz radykalną poprawę składu spalin poprzez spadek zawartości toksycznego tlenku węgla (CO) o 50%, rakotwórczych tlenków azotu (NOx) o 25%.During industrial tests carried out on the Viessman type PT089 gas boiler with the power of 895 KW, the AWI 80 flat-stream ejector sprayer with a liquid stream angle of 80 ° was installed for the air supply system. A high-pressure hose was connected to the sprayer, which supplied an ecological, hydrated additive prepared as in example 2. This additive was stored in a standard pallet container with a capacity of 1000 dm ³ , from which an electric pump with adjustable capacity took a fuel additive in an amount of about 0.2 through a filter. dm ³ per ton of fuel. As a result of the measurements, it turned out that a 6% reduction in fuel consumption was observed and a radical improvement in the exhaust gas composition by reducing the content of toxic carbon monoxide (CO) by 50%, and carcinogenic nitrogen oxides (NOx) by 25%.

Przykład 2.2Example 2.2

W badaniach przeprowadzonych na przemysłowym kotle parowym WR25 produkcji „SEFAKO” opalanym miałem węglowym zainstalowano taką samą aparaturę dozującą dodatek do powietrza pierwotnego jak w przykładzie 2.1, z tą różnicą, że dozowano dodatek do paliw w ilości 0,5 dm³ na tonę paliwa stałego. W wyniku pomiarów okazało się, że uzyskano rewelacyjną poprawę składu spalin, emisja pyłu była niższa o 90%, spadek zawartości tlenku węgla (CO) o 85%, a tlenków azotu (NOx) o ponad 50%. Najważniejsze było zmniejszenie zużycia miału węglowego aż o 14% i automatycznie o tyle samo mniejsza emisja cieplarnianego dwutlenku węgla (CO2). Dodatkowo stwierdzono zmniejszenie zgorzeliny na kotłach i wymiennikach.In the tests carried out on the WR25 industrial steam boiler, produced by "SEFAKO", fired with fine coal, the same apparatus for dosing the primary air additive as in example 2.1 was installed, with the difference that the fuel additive was dosed in the amount of 0.5 dm ³ per ton of solid fuel. As a result of the measurements, it turned out that a sensational improvement in the composition of exhaust gases was achieved, dust emission was lower by 90%, the content of carbon monoxide (CO) decreased by 85%, and nitrogen oxides (NOx) by over 50%. The most important was to reduce the consumption of fine coal by as much as 14% and automatically by the same lower emission of greenhouse carbon dioxide (CO2). Additionally, a reduction of scale on boilers and exchangers was found.

Przykład 3Example 3

Do disolwera PWD-250/5,5F wysypano 6 kg cytrynianu żelaza (II) o zawartości żelaza 16,8% następnie wlano 1 55 kg wody demineralizowanej, 45 kg Mostanolu F o takich samych parametrach jak w przykładzie 1 i 4 kg 2-aminoetanolu. Całość miksowano przez 3 godziny w temperaturze pokojowej aż powstała klarowna i jednorodna ciecz o zawartości żelaza około 0,48% i pH 7,7. Ten dodatek też nie jest palny ani wybuchowy i może być magazynowany w każdej kotłowni. Jest nieszkodliwy dla naturalnego środowiska.6 kg of iron (II) citrate with an iron content of 16.8% were poured into the dissolver PWD-250 / 5.5F, then 1 55 kg of demineralized water, 45 kg of Mostanol F with the same parameters as in the example 1 and 4 kg of 2-aminoethanol were poured. . The mixture was mixed for 3 hours at room temperature until a clear and homogeneous liquid was formed with an iron content of about 0.48% and a pH of 7.7. This additive is also not flammable or explosive and can be stored in any boiler room. It is harmless to the natural environment.

Przykład 3.1Example 3.1

Podczas kolejnych badań przemysłowych na kotle parowym typu PTWM-100 opalanym mazutem zainstalowaną taką samą aparaturę dozującą dodatek do powietrza pierwotnego jak w przykładzie 2.1, z tą różnicą, że dozowano dodatek do paliw sporządzony według przykładu 3 w ilości 0,8 dm³ na tonę paliwa. Uzyskano znaczącą poprawę procesu spalania, efektem czego była oszczędność paliwa około 9% i analogicznie o tyle samo mniejsza emisja CO2. Emisja tlenku węgla była mniejsza o około 55%, a tlenków azotu (NOx) o 25%.During subsequent industrial tests, on the PTWM-100 steam boiler fired with mazout, the same apparatus for dosing the additive to the primary air as in example 2.1 was installed, with the difference that the fuel additive prepared according to example 3 was dosed in the amount of 0.8 dm ³ per ton of fuel . A significant improvement in the combustion process was achieved, which resulted in fuel savings of about 9% and correspondingly lower CO2 emissions. The emission of carbon monoxide was lower by about 55%, and nitrogen oxides (NOx) by 25%.

PL 231 396 B1PL 231 396 B1

Przykład 3.2Example 3.2

Kolejne badanie przemysłowe przeprowadzono na obrotowym piecu cementowniczym opalanym pyłem węglowym gdzie zainstalowano taką samą aparaturę dozującą dodatek do paliw jak w przykładzie 2.1. W tym przypadku zastosowano dodatek sporządzony według przykładu 3, który rozpylano jednocześnie do pyłu węglowego (zaraz po jego automatycznym odważaniu) i do powietrza wtórnego, w łącznej ilości 0,9 dm³ na tonę paliwa.Another industrial test was carried out on a pulverized coal-fired rotary cement kiln, where the same fuel additive dosing equipment was installed as in example 2.1. In this case, the additive prepared according to example 3 was used, which was sprayed simultaneously to the coal dust (right after its automatic weighing) and to the secondary air, in the total amount of 0.9 dm ³ per ton of fuel.

W wyniku uzyskano dużą oszczędność paliwa przekraczającego ponad 12% i o tyle samo zmniejszyła się ilość wydzielanego dwutlenku węgla (CO2).As a result, high fuel savings of over 12% were achieved, and the amount of carbon dioxide (CO2) released was reduced by the same amount.

Przykład 4Example 4

Do disolwera PWD-250/5,5F wlano 140 kg wody demineralizowanej, 20 kg gliceryny technicznej numer CAS 56-81-5 i wsypano 1,8 kg hydroksyetylocelulozy numer CAS 9004-62-0. Całość miksowano przez kilkanaście godzin, aż powstała klarowna jednorodna przezroczysta ciecz o konsystencji rzadkiego żelu. Następnie wlano 55 kg ekologicznego, uwodnionego dodatku do paliw otrzymanego według przykładu 3. Całość miksowano jeszcze przez 30 minut, aż uzyskano jednolity lepki roztwór.140 kg of demineralized water, 20 kg of technical glycerin CAS number 56-81-5 were poured into the PWD-250 / 5.5F dissolver and 1.8 kg of hydroxyethylcellulose CAS number 9004-62-0 were poured. The whole was mixed for several hours until a clear homogeneous transparent liquid was formed with the consistency of a thin gel. Then 55 kg of the ecological, hydrated fuel additive obtained according to example 3 was poured. The mixture was mixed for another 30 minutes, until a uniform viscous solution was obtained.

Przykład 4.1Example 4.1

Do produkcji pelletów o różnorakiej wielkości korzystnie 6-8 mm wykorzystuje się bioodnawialne surowce, głównie trociny drzew iglastych i liściastych. Do produkcji pelletu wkomponowano ekologiczny uwodniony dodatek do paliw sporządzony według przykładu 4. Dodatek ten rozpylano na trociny przed uformowaniem pellet w ilości 1,5 dm³/tonę. W innym wariancie ten sam dodatek natryskiwano na jeszcze ciepłe pellety, zaraz po uformowaniu w ilości 1,2 kg na tonę. W analogiczny sposób można nasycać dodatkiem do paliw według wynalazku inne odnawialne źródła energii takie jak; wióry, zrębki, trociny, słoma i inne oraz miał węglowy kamienny i brunatny oraz koks.For the production of pellets of various sizes, preferably 6-8 mm, bio-renewable raw materials are used, mainly sawdust from coniferous and deciduous trees. For the production of pellets, an ecological, hydrated fuel additive prepared according to example 4 was included. This additive was sprayed on the sawdust before forming the pellets in the amount of 1.5 dm ³ / ton. In another variant, the same additive was sprayed on the pellets while still warm, immediately after forming, at a rate of 1.2 kg per tonne. In an analogous manner, other renewable energy sources such as; shavings, chips, sawdust, straw and others, as well as hard coal and brown coal and coke.

Z pobieżnych badań wynika , że wyprodukowane w powyższy sposób pellety i brykiety są o 10% efektywniejsze w spalaniu w porównaniu do tych bez dodatku. Ze względu na ekologiczność dodatku można nim też bezpośrednio polewać (opryskiwać) składy, hałdy, wagony i inne środki transportu gdzie magazynuje się różnorodnej granulacji węgiel kamienny lub brunatny.The superficial research shows that the pellets and briquettes produced in this way are 10% more effective in combustion compared to those without the addition. Due to the ecological nature of the additive, it can also be directly sprayed on (sprayed on) depots, heaps, wagons and other means of transport where hard coal or brown coal of various granules is stored.

Dodatkową zaletą jest to, że na tych pelletach, brykietach powstaje cienki mikrofilm, który zapobiega kruszeniu i pyleniu.An additional advantage is that a thin microfilm is formed on these pellets, briquettes, which prevents crushing and dusting.

Do ekologicznego, uwodnionego dodatku do paliw gazowych, ciekłych i stałych według wynalazku, można w miarę potrzeb dla specyficznych zastosowań dodatków wprowadzić znane specjalistom tej dziedziny do 10% wagowych środków uzupełniających takich jak: substancje czyszczące lub przeciwpienne i/lub przeciw-żelujące i/lub biobójcze lub substancje zmniejszające temperaturę mętnienia lub substancje smarujące lub barwniki lub inhibitory i/lub środki poprawiające zapłon i spalanie lub biokomponenty.To the ecological, hydrated additive for gaseous, liquid and solid fuels according to the invention, up to 10% by weight of supplementary agents known to those skilled in the art, such as cleaning or antifoaming and / or anti-gelling substances and / or biocides or cloud point reducing agents or lubricants or dyes or inhibitors and / or ignition and combustion improvers or biocomponents.

Claims

Patent claims

1. Ecological, hydrated additive for gaseous liquid and solid fuels, characterized in that it contains water in the amount of 10-95% by weight, aliphatic alcohols with C1-C5 carbon content in the amount of 1-85% by weight, iron (II) citrate or iron citrate (III) neutralized with 2-aminoethanol to a pH of at least 7 in an amount, preferably 0.001-2% by weight based on metal-iron, and optionally contain additives in an amount of at least 0.1-3% by weight.

2. Ecological, hydrated fuel additive according to claim The process of claim 1, characterized in that the additives are natural or synthetic macromolecular compounds and anionic, cationic or non-ionic surfactants, preferably gemini compounds.