×
06.12.2018
218.016.a418

МОДИФИКАТОР ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002674011
Дата охранного документа
04.12.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение раскрывает модификатор горения твердого, жидкого или газообразного топлива, который содержит катализатор горения и органический растворитель, при этом в качестве катализатора горения используется дициклопентадиенилтрикарбонил марганца, а в качестве органического растворителя - метилбензол при следующем соотношении компонентов, масс.%: Технический результат заключается в повышении температуры горения твердого, жидкого или газообразного топлива при уменьшении количества токсичных веществ в отходящих газах процесса горения топлива. 14 пр., 2 табл., 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к модификаторам горения топлива разного агрегатного состояния (твердого, жидкого или газообразного), различного состава и происхождения, в частности, угля, природного газа, древесины, дизельного топлива, мазута, растительных и органических отходов разного состава и происхождения.

Модификатор предназначен для интенсификации процесса горения топлива в открытых и закрытых камерах и котлах энергетических установок.

Из уровня техники известны различные катализаторы и модификаторы, предназначенные для интенсификации процесса сжигания топлива.

Например, из заявки RU 2008139658 известно использование активированной добавки, состоящей из углеродного фуллероидного нанокластера, для сжигания пылеугольной смеси.

Из патента Швейцарии CH 599464 известно применение ферроцена в качестве катализатора процессов горения для добавления в топливо, применяемое в двигателях, например, в автомобильных двигателях.

Из патента RU 2299232 известно использование присадок к топливу в виде натуральных и синтетических органических веществ, в частности, производных фуллеренов, для оптимизации горения жидких углеводородных топлив, предназначенных для использования в двигателях внутреннего сгорания (карбюраторных, дизельных, роторно-поршневых и т.п.). При этом горение жидких углеводородных топлив ведут путем добавления чистого углерода в концентрации 0,01-0,10 масс.% в растворе органических растворителей. Раствор чистого углерода дополнительно смешивают с форсирующей добавкой в объемном соотношении 1:1, добавляют в эту смесь ингибитор окисления алюминиевых сплавов в количестве 0,007-0,008 масс. %.

Недостатком известных решений является ограниченность области применения указанного состава только в двигателях внутреннего сгорания, хотя и разного типа.

Из патента RU 2384553 известен модификатор горения для баллиститных твердых ракетных топлив (БТРТ), состоящий из свинцово-медного (ФМС) или свинцово-никелевого (ФНС) комплекса фталевой кислоты, технического углерода, 1,2-дибутоксибензола, хром(III)-медь(II) окиси, или двуокиси титана, или дисилицида титана, или карбоната кальция в сочетании с полезным соотношением компонентов БТРТ.

Недостатком данного решения является то, что в состав катализатора горения включены соединения свинца (1,5-4,0 масс.%), что может вносить вклад в загрязнение атмосферы свинцом, относящимся к 1 классу опасности.

Из патента RU 2292383 известен металлосодержащий катализатор горения, включающий трикарбонильные соединения марганца.

Однако данный катализатор направлен на снижение оксидов азота в отходящих газах горения угля (только) в печи коммунального энергоснабжения и не обеспечивает повышение температуры процесса горения топлива.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является модификатор горения твердого, жидкого и газообразного топлива по патенту RU 2515988, включающий катализатор горения и органический растворитель. Модификатор предназначен для сжигания древесины, природного газа, угля, мазута и других углеводородов, в энергетических котлах, в закрытых или открытых камерах. Данный модификатор содержит от 10 до 30 масс. % воды, от 20 до 80 масс.% по меньшей мере одного алифатического спирта, от 5 до 15 масс.% карбамида или его производных, выбранных из алкилмочевины типа R1R2N(CO)NR1R2, где R1, R2, R3, R4 являются одинаковыми или различными и представляют собой С1-С6 алкильные группы, и от 5 до 15 масс.% моноацетилферроцена.

Недостатком данного решения является многокомпонентность состава модификатора, включающего органические и неорганические компоненты, и необходимость подбирать концентрации компонентов в зависимости от используемого топлива, что может нарушить стабильность процесса горения топлива разного агрегатного состояния. Кроме того, известный модификатор не обеспечивает достижения высоких температур горения топлива.

Технической проблемой настоящего изобретения является разработка эффективного модификатора горения топлива разного агрегатного состояния (твердого, жидкого или газообразного), различного состава и происхождения (в частности, угля, природного газа, древесины, дизельного топлива, мазута, растительных и органических отходов), обеспечивающего высокотемпературное сжигание топлива и детоксикацию отходящих газов

Технический результат заключается в повышении температуры горения твердого, жидкого или газообразного топлива при уменьшении количества токсичных веществ в отходящих газах процесса горения топлива.

Предлагаемый модификатор позволяет увеличить полноту выгорания твердого топлива, приводит к уменьшению механического недожога и снижает необходимость использования подсветки, а также снижает содержание токсичных оксидов азота и углерода в отходящих газах до уровня предельно-допустимых концентраций (обеспечивает экологическую чистоту процесса горения органических и неорганических веществ).

Технический результат достигается тем, что модификатор горения твердого, жидкого или газообразного топлива, включающий катализатор горения и органический растворитель, согласно предлагаемому решению, в качестве катализатора горения содержит дициклопентадиенилтрикарбонил марганца, а в качестве органического растворителя – метилбензол, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

дициклопентадиенилтрикарбонил марганца 5-20

органический растворитель 80-95.

Дициклопентадиенилтрикарбонил марганца представляет собой "сэндвич" с атомом переходного металла, расположенным между двумя циклопентадиенильными кольцами, который в условиях горения топлива разлагается в присутствии кислорода воздуха с образованием оксида марганца.

Дициклопентадиенилтрикарбонил марганца может быть получен в соответствии со способом по патенту US №2818417 или по Авторскому свидетельству № 647303, основанному на взаимодействии соединений двухвалентного марганца с солями циклопентадиенила: калия, натрия, лития и алюминия (или с бромистым циклопентадиенилмагнием, или циклопентадиенильными соединениями других элементов) и окисью углерода. Наиболее часто используют циклопентадиениды щелочных металлов (натрия, калия, лития), в случае которых достигаются лучшие выходы.

Способ получения модификатора заключается в растворении дициклопентадиенилтрикарбонила марганца в количестве 5-20 % масс. в метилбензоле, взятом в количестве 80-95 % масс.

Для подтверждения достижения технического результата были приготовлены модификаторы с различным содержанием входящих в них компонентов.

Пример 1. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 4,0 г., метилбензола – 96,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 4,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 96,0.

Пример 2. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 4,5 г., метилбензола – 95,5 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 4,5; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 95,5.

Пример 3. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 5,0 г., метилбензола – 95,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 5,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 95,0.

Пример 4. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 6,0 г., метилбензола – 94,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 6,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 94,0.

Пример 5. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 7,0 г., метилбензола – 93,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 7,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 93,0.

Пример 6. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 10,0 г., метилбензола – 90,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 10,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 90,0.

Пример 7. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 12,0 г., метилбензола – 88,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 12,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 88,0.

Пример 8. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 15,0 г., метилбензола – 85,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 15,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 85,0.

Пример 9. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 18,0 г., метилбензола – 82,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 18,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 82,0.

Пример 10. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 19,0 г., метилбензола – 81,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 19,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 81,0.

Пример 11. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 20,0 г., метилбензола – 80,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 20,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 80,0.

Пример 12. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 20,5 г., метилбензола – 79,5,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 20,5; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 79,5.

Пример 13. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 21,0 г., метилбензола – 79,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 21,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 79,0.

Пример 14. Дициклопентадиенилтрикарбонила марганца взято 22,0 г., метилбензола – 78,0 г. Готовый модификатор содержит, масс.%: дициклопентадиенилтрикарбонила марганца – 22,0; метилциклопентадиенилтрикарбонила марганца – 78,0.

Предлагаемый модификатор может быть использован для модифицирования процесса горения топлива разного агрегатного состояния, различного состава и происхождения, в частности, угля, природного газа, растительных отходов и древесины, дизельного топлива, мазута и органических отходов.

Было исследовано влияние полученных в примерах 1-14 составов модификаторов на температуру в зоне горения угля, результаты исследований приведены в таблице 1.

Промышленные испытания проводились в процессе сжигания пылевидного угля марки АШ в промышленном котлоагрегате ТПП-210. При этом модификатор горения топлива разбавляли водой в соотношении 4,0 – 50,0 мл модификатора на 1000 мл воды. Полученную композицию равномерно распыляли в камеру сгорания топлива через систему аэрации совместно с воздухом в количестве 70-100 мл на 1000 кг твердого, жидкого или 1000 м3 газообразного топлива.

Температуру продуктов горения определяли термопарой, а состав отходящего газа - газоанализатором АГМ-510М.

Наилучшего результата удалось достигнуть при содержании 5-20 масс. % дициклопентадиенилтрикарбонил марганца в органическом растворителе за счет увеличения глубины использования энергетического потенциала топлива путем каталитического превращения промежуточных компонентов генераторного газа (СО, СхНу, NOх).

Таблица 1. Влияние состава модификатора на температуру в зоне горения угля


примера
Содержание
дициклопентадиенил-
трикарбонила марганца,
масс. %
Содержание
метилбензола
масс. %
Температура в зоне горения угля,
°С
1 4,0 96,0 1500
2 4,5 95,5 1500
3 5,0 95,0 1620
4 6,0 94,0 1650
5 7,0 93,0 1640
6 10,0 90,0 1670
7 12,0 88,0 1650
8 15,0 85,0 1670
9 18,0 82,0 1650
10 19,0 81,0 1650
11 20,0 80,0 1630
12 20,5 79,5 1450
13 21,0 89,5 1440
14 22,0 88,0 1400

Таким образом, с использованием предлагаемого модификатора удалось повысить температуру в зоне горения угля до 1670 °С, снизив, при этом, выброс токсичных веществ ниже уровня предельно-допустимых значений (см. таблицу 2). На Фиг. представлена закономерность влияния содержания дициклопентадиенилтрикарбонила марганца в составе модификатора на увеличение температуры сжигания угля.

Таблица 2. Состав отходящих газов при горении топлив с модификатором, масс. %

Вид
топлива

Состав отходящих газов
NOX, мг/м3 CH4, мг/м3 CO, мг/м3 CO2,
% об.
O2,
% об.
Уголь 87 52 17 7,4 12,2
Природный
газ
54 24 29 8,8 11,7
Мазут 60 68 76 19,0 9,8

Таким образом, предлагаемый катализатор обеспечивает высокую теплоотдачу топлива, сокращает в 2 раза количество подсветки (природного газа) и одновременно позволяет осуществить эффективную очистку дымовых газов от оксидов азота и углерода (II).


МОДИФИКАТОР ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА
МОДИФИКАТОР ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-6 из 6.
20.05.2013
№216.012.4095

Способ получения этана из газового конденсата в промысловых условиях

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на газоконденсатных месторождениях, непосредственно на объектах подготовки газа к транспорту или на централизованных объектах по подготовке нестабильного газового конденсата к транспорту или переработке. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482103
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2016
№216.015.4088

Катализатор для очистки газов от оксидов азота и углерода (ii)

Изобретение относится к катализатору для очистки газовых выбросов от оксидов азота и углерода (II), содержащему комплекс переходного металла, нанесенного на носитель из оксида алюминия. При этом в качестве переходного металла выбрано комплексное соединение меди -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584158
Дата охранного документа: 20.05.2016
25.08.2017
№217.015.99bb

Способ определения массовой доли диэтилендисульфида основного вещества в образце методом автоматического потенциометрического титрования

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к определению содержания массовой доли основного вещества в образце состава диэтилендисульфида. Для этого проводят количественный анализ образца диэтилендисульфида методом автоматического потенциометрического титрования. Определение основано...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609830
Дата охранного документа: 06.02.2017
21.11.2018
№218.016.9f99

Катализатор для сжигания топлива и очистки газов от оксидов азота и углерода (ii)

Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к медно-марганцевым катализаторам на пористом носителе, которые могут быть использованы для сжигания любого вида топлива (угля, жидкого и газообразного углеводородного топлива) и детоксикации отходящих газов горения. Предлагаемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672870
Дата охранного документа: 20.11.2018
08.06.2019
№219.017.75bd

Катализатор для сжигания топлива и промышленных отходов

Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к молибденмедным сульфидным катализаторам на трехмерном пористом носителе, которые могут быть использованы для сжигания любого вида топлива и промышленных отходов, в том числе содержащих соединения серы (углеводородного топлива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690849
Дата охранного документа: 06.06.2019
08.11.2019
№219.017.df42

Модификатор горения топлива

Изобретение раскрывает модификатор горения твердого или газообразного топлива, включающий катализатор горения и органический растворитель, характеризующийся тем, что в качестве катализатора горения содержит ацетилацетонат железа (III), а в качестве органического растворителя - этанол при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705209
Дата охранного документа: 06.11.2019
Показаны записи 1-6 из 6.
20.05.2013
№216.012.4095

Способ получения этана из газового конденсата в промысловых условиях

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на газоконденсатных месторождениях, непосредственно на объектах подготовки газа к транспорту или на централизованных объектах по подготовке нестабильного газового конденсата к транспорту или переработке. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482103
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2016
№216.015.4088

Катализатор для очистки газов от оксидов азота и углерода (ii)

Изобретение относится к катализатору для очистки газовых выбросов от оксидов азота и углерода (II), содержащему комплекс переходного металла, нанесенного на носитель из оксида алюминия. При этом в качестве переходного металла выбрано комплексное соединение меди -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584158
Дата охранного документа: 20.05.2016
25.08.2017
№217.015.99bb

Способ определения массовой доли диэтилендисульфида основного вещества в образце методом автоматического потенциометрического титрования

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к определению содержания массовой доли основного вещества в образце состава диэтилендисульфида. Для этого проводят количественный анализ образца диэтилендисульфида методом автоматического потенциометрического титрования. Определение основано...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609830
Дата охранного документа: 06.02.2017
21.11.2018
№218.016.9f99

Катализатор для сжигания топлива и очистки газов от оксидов азота и углерода (ii)

Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к медно-марганцевым катализаторам на пористом носителе, которые могут быть использованы для сжигания любого вида топлива (угля, жидкого и газообразного углеводородного топлива) и детоксикации отходящих газов горения. Предлагаемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672870
Дата охранного документа: 20.11.2018
08.06.2019
№219.017.75bd

Катализатор для сжигания топлива и промышленных отходов

Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к молибденмедным сульфидным катализаторам на трехмерном пористом носителе, которые могут быть использованы для сжигания любого вида топлива и промышленных отходов, в том числе содержащих соединения серы (углеводородного топлива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690849
Дата охранного документа: 06.06.2019
08.11.2019
№219.017.df42

Модификатор горения топлива

Изобретение раскрывает модификатор горения твердого или газообразного топлива, включающий катализатор горения и органический растворитель, характеризующийся тем, что в качестве катализатора горения содержит ацетилацетонат железа (III), а в качестве органического растворителя - этанол при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705209
Дата охранного документа: 06.11.2019
+ добавить свой РИД