т. +7 968 1896001

Катализаторы горения топлива, установки, оборудование

Get Adobe Flash player

Skyway Capital

Как сделать 2 млн. рублей

Подписка

Добавки в дизельное и печное топливо, мазуты

Добавки в дизельное и печное топливо, мазуты («Катализаторы горения «0010»)

Одним из путей снижения токсичности отработавших газов в двигателях внутреннего сгорания является введение в топливо «Катализаторов горения «0010». В качестве катализаторов используются производные, в частности,    элементорганические соединений в сбалансированном растворителе практически всех групп элементов периодической таблицы, включая лантаноиды, а также фуллерены.  Присадки добавляются в концентрации от 0,001 до 0,01%, и не изменяют физико-химических свойств топлива, а обеспечивают изменение процесса его горения, переводя в новый класс по выбросам, соответствующий выполнению норм   ЕВРО-3, ЕВРО-4, ЕВРО-5 при работе на исправном двигателе.

Разработки катализаторов горения топлива были начаты еще в 80-х годах по заказу военно-промышленного комплекса СССР, а эффективность действия их в новых топливах подтверждена лабораторными, стендовыми и эксплуатационными испытаниями в ведущих научно-исследовательских центрах.

Цель введения присадок в дизельное топливо – сохранение штатного режима работы двигателя. Прежде всего, это связано с необходимостью обеспечения мягкой работы его без «стука». Как показывает анализ, проблема во многом определяется как  характеристиками  конструкции самой камеры сгорания, так и  процессами  теплообмена, происходящими в ней при сгорании топливного заряда. Эта проблема  состоит из нескольких  компонент и определяется  динамическим  соотношением  скорости тепловыделения в остаточном топливном заряде в камере сгорания и скорости теплоотвода из его объема.

«Катализаторы горения дизтоплива «0010» обеспечивают   оптимизирующие работу ДВС:

1. Изменение процесса сгорания.

2. Эффективность катализаторов горения обусловлена также наличием в них моющих компонентов и   катализаторов многократно участвующих в каталитических реакциях. Радикалы, как составная часть элементорганического соединения, образуются в предпламенных процессах, и при их «прилипании» к нагарам и отложениям в камере сгорания и газовыхлопном тракте, способствуют выгоранию и выносу из камеры сгорания отложений, что приводит к очистке поверхностей, форсунок и газовыхлопного тракта.

3. Ведение работы двигателя в штатном режиме путем интенсификации процессов теплоотвода из камеры сгорания.

В первом приближении процессу  теплоотвода из камеры сгорания  будет мешать последовательная  цепочка следующих  теплосопротивлений:

а - теплосопротивление  продуктов сгорания самого топливного заряда;

б - теплосопротивление слоя нагара на стенках  КС;

в - теплосопротивление в процессе  теплоотдачи к  охлаждающей стенке;

г - теплопередача через стенку  КС к охлаждающей жидкости.

Очевидно, что уменьшением одного   из  теплосопротивлений,  по-отдельности  или комплексно,  можно добиться увеличения теплового потока.

При введении присадок в продуктах  горения  возникает слабоионизованная плазма, значительно повышающая  все  коэффициенты теплообмена, что приводит к   уменьшению теплосопротивлений продуктов сгорания.

 

Использование присадок, обладающих расширенными  моющими свойствами, в отличие от классических моющих присадок, приводит к удалению слоя нагара со стенок камеры сгорания и тем самым убирает одно из теплосопротивлений.

Удаление нагара из камеры сгорания приводит к снижению износа рабочих втулок цилиндра на 70% и поршневых колец в 1,5 – 3 раза, т.к. нагары являются абразивом.

Следствием очистки камеры сгорания и газовыхлопного тракта является:

- стабилизация работы двигателя на всех нагрузках, особенно на частичных;

- снижение расхода топлива до 7%;

- увеличение мощности и К.П.Д.;

- улучшение экологических характеристик.

Однако в условиях избытка кислорода под действием каталитической присадки при высоких температурах возникает  новое явление  – деструкция крупных молекул углеводородов горючего в камере сгорания  в предпламенных процессах.

При добавлении катализатора горения в топливо ускоряются процессы окисления, что приводит в дизельном двигателе к более полному сгоранию тяжелых фракций  в топливе. Это приводит к уменьшению удельного расхода топлива. В присутствии «Катализаторов горения «0010» на последней стадии процесса происходит догорание топлива практически до конца, что приводит к более высокому давлению на поршень в заключительной стадии его движения к нижней мертвой точке. Кроме того, продолжительность сгорания топлива снижается, а продолжительность выгорания половины топливного заряда увеличивается. Это означает, что в целом топливо сгорает быстрее, хотя и снижается максимальная скорость его сгорания. Т.е. на стадии начала горения катализатор тормозит скорость окисления топлива, а на второй, при догорании за фронтом пламени, ускоряет процесс горения и делает его более полным. В результате двигатель начинает работать «мягче», что снижает напряженность деталей ЦПГ и увеличивает ресурс двигателя.

Казалось бы, можно утверждать, что чем больше введено присадки в топливо,  тем стабильнее и ровнее будет протекать процесс сгорания в камере сгораниия. Однако, это не так. Существует оптимальная концентрация «Катализатора горения дизтоплива «0010» равная 0,01% при которой достигается максимальный эффект более полного сгорания топлива.

«Катализаторы «0010» способствуют уменьшению нагрузки на каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры, так как происходит более полное сгорания топлива именно в камере сгорания и количество вредных веществ в отработавших газах существенно снижается.

Следует обратить особое внимание на снижение содержания в отработавших газах оксидов серы и азота при работе двигателей на холостом ходу, что особенно характерно для двигателей городского автотранспорта простаивающего перед светофорами и в дорожных «пробках».

Особый интерес представляют результаты замеров содержания диоксида серы в отработанных газах.

Содержащиеся в топливе сернистые соединения достаточно легко окисляются кислородом. Этот процесс катализируется железом, которое всегда присутствует в топливе вследствие коррозии металла.

Катализаторы горения перераспределяют процесс горения таким образом, что в первую очередь кислород расходуется на окисление углеводородов и его не хватает на окисление серы, что и приводит к образованию элементарной серы, которая выносится с отработавшими газами. Выбросы оксидов серы снижаются до 90 %.

Особое внимание должно быть уделено проблеме бенз(a)пирена, который может вызывать рак нескольких локализаций, включая кожу, легкие, мочевой пузырь, кишечник. В присутствии наших присадок концентрация бенз(a)пирена, при работе двигателя на дизельном топливе, резко уменьшается не только за счет понижения температуры в камере сгорания, но так же за счет увеличения полноты сгорания. Аналогичным образом  можно объяснить и   понижение концентрации оксидов азота в выбросах.

Ниже представлены результаты  испытаний «Катализатора горения дизтоплива «0010» на моторном стенде с судовым вспомогательным двигателем 1ЧН 9,5/11 мощностью 5кВт и числом оборотов коленчатого вала - 1500 мин-1 и камерой сгорания в поршне, с использованием дизельного топлива Л-0,2-40 по ГОСТ 305-82, в соответствии с ГОСТ Р 51249-99 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения» и ГОСТ Р 51250-99 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения», которые соответствуют стандарту ISO 8178/1.

Результаты сравнительных испытаний представлены на рис. 1-4.

 

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

 

Проведенные испытания показали, что применение дизельного топлива с присадкой «0010» приводит к снижению содержания в отработавших газах всех продуктов неполного сгорания топлива: СО - на 13-25%, СН - на 8-30%, дымности - на 17-52%. Из представленных данных следует, что снижение часового расхода топлива составляет в среднем 3,1%.

 

В таблице   представлены результаты стендовых   и эксплуатационных испытаний катализаторов горения 0010 в дизельных  топливах, в различных двигателях и организациях проводивших испытания.

 

Результаты испытаний дизельных топлив с «Катализатором горения «0010»

 

Объекты испытаний и организация
проводившая испытания

Эффект от применения присадки

2Ч 10,5/12

СПбГАУ, Пушкин

Полное удаление нагаров с деталей цилиндропоршневой группы.

2Ч8,5/11

Военно-Морская Академия, Санкт-Петербург

Снижение СН в ОГ на 35-40%, NОх на 30-35%. Снижение износа ЦПГ на 70%. Очистка камер сгорания.

Г-66, Г-72

Якутэнерго, г. Якутск

Снижение удельного расхода топлива на 2-4 г/л.с.час.

КамАЗ 5511

ГП «Русский дизель», Санкт-Петербург

Снижение содержания в отходящих газах СО, СН и NOx в 3 раза.

КамАЗ-740

Академия Тыла и Транспорта, Санкт-Петербург

Снижение дымности на 62-100%, снижение расхода топлива на 6,25%, NOx до 22%

8Ч 9,5/10

ВИТУ, Санкт-Петербург

Снижение дымности до 60%, СН до 66%, NOx до 60%

Автобусы «Икарус-250» с двигателем  РАБА- МАН

ГП «Пассажиравтотранс», Санкт-Петербург

Снижение дымности до 90%, СО до 85%, СН до 66%, расхода топлива до 6% NOx до 30%, очистка камеры сгорания.

ЧН 9,5/11

ЦНИДИ, Санкт-Петербург

Снижение: расхода топлива в среднем на 3,1%, содержания СО на 13-25%, СН на 8-30%, дымности на 17-52%

Установка НАМИ-2ДК

НАМИ-ХИМ, Москва

Снижение: расхода топлива, дымности в среднем - 10%. Моющие свойства - 20%

Двигатели компании Cummins  мощностью от 109 до 1600кВт

«НГ-ЭНЕРГО», НПХЦ «Нортон», Санкт-Петербург

Снижение жесткости работы двигателя и износа топливной аппаратуры

КамАЗ 7408.10 в автобусах ЛиАЗ-5256

АП-3 ГУП «Пассажиравтотранс» Санкт-Петербург

Снижение дымности на 47-56 %

Мерседес Гелендваген, Мазда Т3500

Центр изучения окружающей среды Сирии, г. Дамаск

Снижение дымности до 30 %

Мини-ТЭЦ на базе ДГ мощностью 10 кВт ВИТУ, Санкт-Петербург

Устранение нагарообразования на поверхностях теплообменников

МАЗ543, МАЗ54323, МАЗ5551, КамАЗ 53213, ДТ-75, Т-40, МТЗ-82, ЭО-3326, Рено В-90, Toyota Hiace

Комитет Администрации Санкт-Петербурга по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности,

ПТК-Терминал, г. Санкт-Петербург

Снижение эмиссии СО на 30%, СН до 100%, NOx на 25%.  Снижение дымности на 34 %.

Удаление нагара из камеры сгорания на двигателе Д-  бензовоз  КамАЗ 53213.

Снижении максимального давления на 2.12%.
Дымности на 17 – 52%. СН на 8 – 30%, Снижение расхода топлива в среднем на 3.1%.

 

Д-442-24И

ФГУП НИКТИД г. Владимир

«Лукойл-Владимирнефтепродукт»

Снижение эмиссии СО на 13%, СН на 4%.  Снижение дымности на 9 -24 %.

 

4Ч 8,5/11

ВИТУ, Санкт-Петербург

Снижение дымности на 60-80 %

Снижение удельного расхода топлива на 4-5 %

4Ч 8,5/11; 6Ч 12/14; 8Ч 9,5/10

ВИТУ, Санкт-Петербург

Снижение нагаров на делях ЦПГ и выпускного коллектора на 70% и более. Снижение расхода масла на угар.

На двигателе 4Ч 8,5/11снижение Pc на 0,5-07кг/см2, Pz на 1-2,5кг/см2 с одновременным сдвигом вправо от ВМТ на 1-2,5 град. у.п.к.в. Увеличение длительности ПСС на 1-3 град. у.п.к.в.

Главный двигатель 8NVD48-A2U

Вспомогательный двигатель ДГРА 160/750-10МЗ

Сплит-РВС, г. Южно-Сахалинск

Снижение эмиссии СО на 30%, углеводородов до 100%, оксидов азота на 25%. Очистка камеры сгорания. Увеличение к.п.д. на 5-7%. Экономический эффект для вспомогательных двигателей 310-360 тыс. руб в год в ценах 2003 года.

12ЧН18/20 (М787ГМ)

ОАО «Звезда», Санкт-Петербург

Снижение эмиссии СО на 4,0%  и дымности на 5,7%

РАБА-МАН, автобус Икарус

АТП-1 ГУП «Пассажиравтотранс» Санкт-Петербург

Снижение эмиссии СО на 5,5%, NO на 12% и NO2 на 5%. Снижение часового расхода топлива на 12%.

Самосвал МАЗ-5516-03 с двигателем ЯМЗ-238М2

Московский автокомбинат №1, НИИАТ

Снижение дымности на 10%

3DNL170/600HF фирмы Bolens

ЦНИИМФ, Санкт-Петербург

Снижение эмиссии СО на 12%, NOx на 9. Снижение дымности на 30 %. Снижение часового расхода топлива на 1,6%.

6ЧН 21/21 (Д222)

ЗАО «Волжский дизель им. Маминых»

Снижение эмиссии   NOx на 8-38%.

Снижение дымности на 8-73 %.

Двигатели автомашин фирм: ГАЗ, КамАЗ, Нисан, Хонда, Тайота, Исузу, Мицубиси, Форд, Мада, Субару и Сузуки «Инновационные технологии и сервис», г. Южно-Сахалинск

Увеличение максимального давления сжатия на 10-60% и полного вакуума на 1-10%. Снижение остаточного вакуума на 16-60%.

 

Представленные данные показывают, что положительный эффект от применения каталитических присадок наблюдается независимо от методики испытания, сорта топлива и марки двигателя.

Применение катализаторов горения в различных топливах дает возможность снизить требования конкретного двигателя к цетановому числу дизтоплива, вследствие очистки камеры сгорания и регулирования процесса горения. Результатом действия  катализаторов является увеличение полноты сгорания топлив и снижение вредных выбросов с отработавшими газами. Это особенно актуально для мегаполисов, городов с повышенной загрязненностью воздуха и архитектурно-исторических памятников.

 

Выводы:

 

1 Применение катализаторов горения уменьшает  «жесткость » работы двигателя.

Максимальное давление  также становится меньше в присутствии катализаторов горения по сравнению с максимальным давлением без них. В результате двигатель начинает работать «мягче», что снижает напряженность деталей ЦПГ и увеличивает ресурс работы самого двигателя.

2. Элементорганическая компонента присадки, разлагаясь, образует завесу частиц, на поверхности которых идет окислительный крекинг молекул топлива, что приводит к заметному подскоку давления в камере сгорания до точки отрыва.

3. Каталитический крекинг молекул топлива приводит к получению компонентов меньшей молекулярной массы и  замедляет  окислительные предпламенные реакции, что приводит к уменьшению максимального давления в камере сгорания и переводит  работу двигателя в менее жесткий режим.

4. В присутствии катализаторов горения  площадь под индикаторной кривой заметно увеличивается. Наблюдается   превышение площади под кривой давления при работе на топливе с  присадкой, что свидетельствует об увеличении полноты процесса догорания. Это является свидетельством воздействия каталитических компонентов  присадок,   что  приводит к  очищению стенок камеры сгорания от излишнего нагара и  минеральных отложений (моющий эффект  присадки).

5. Использование предложенных  каталитических присадок «0010» позволяет  стабилизировать процесс горения топлива в камере сгорания.

6. Стабилизация флуктуаций температуры в объеме камеры сгорания, равномерность горения топливо – воздушной смеси по объему цилиндра, и снижение максимальных локальных температур уменьшает образование окислов азота (по данным эксперимента  до 50-70%). Моющие свойства присадки способствуют более полному химическому превращению углерода, в результате чего резко сокращается выброс сажи  (на 30-90%).

В конечном счете, «Катализатор горения дизтоплива «0010» заметно уменьшает количество вредных примесей в продуктах сгорания, снижается расход топлива (дизтоплива, мазута), что особенно актуально для судовладельцев, автотранспортных предприятий и локомотивных депо, котельных, работающих на мазуте.

 

катализатор горения бензина катализатор горения дизельного топливакатализатор горения мазутаion-g

Все права зищищены ООО "Энергосберегающие технологии" © 2009-2014