Каталізатор-модифікатор пального

Реферат: UA 120789 U UA 120789 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Каталізатор-модифікатор пального стосується галузі машинобудування, а саме виробництва пристроїв для модифікації пального перед його подачею до двигунів внутрішнього згоряння, опалювальних систем тощо. Відомий каталізатор-модифікатор пального (публ. JP № 2008264633 (A), A61L 9/22, B01D 39/14, B01D 39/16, B01D 39/18, B01D 39/20, B01D 53/34, C02F 1/48, F02M 27/04, F02M 37/22), який містить корпус з входом і виходом, всередині якого розташований стільниковий фільтр на основі композицій як основного компонента турмаліну, а також срібла, титану, їх сумішей і щонайменше одного компонента, який містить платину. Ці композиції зв'язані з поверхнею волокнистого матеріалу, такого як скловолокно, вуглецеве волокно або арамідне волокно. Збігаються з суттєвими ознаками каталізатора-модифікатора, що заявляється, корпус з входом і виходом, всередині якого розташований стільниковий фільтр на основі композицій із природного мінералу, срібла, титану, їх сумішей, які зв'язані з поверхнею волокнистого матеріалу. Недолік відомого каталізатора-модифікатора полягає у використанні компонентів, які містять срібло і платину, що ускладнює операції з його виготовлення у частині більш точного вимірювання та обліку цих компонентів. Відомий каталізатор-модифікатор пального (пат. RU № 163811 U1, F02M 27/02), вибраний як найближчий аналог, який містить корпус з входом і виходом, всередині якого розташовані три стільникові фільтри на основі композицій металоорганічних сполук платини, паладію, ренію, молібдену, родію, барію, оксиду алюмінію, діоксиду кремнію і губчатого титану. Стільникові фільтри підключені до джерела постійного струму його плюсом, мінус цього джерела підключений до корпуса двигуна. Збігаються з суттєвими ознаками каталізатора-модифікатора, що заявляється, корпус з входом і виходом, всередині якого розташовані три стільникові фільтри на основі композицій сполук молібдену, оксиду алюмінію, діоксиду кремнію і губчатого титану. Недоліки відомого каталізатора-модифікатора полягають у використанні надмірної кількості компонент із благородних металів, що ускладнює операції з його виготовлення у частині більш точного вимірювання та обліку цих компонент, а також у використанні джерела постійного струму, що ускладнює його експлуатацію. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відомого каталізаторамодифікатора, у якому шляхом зміни конструкції залишити не більше одного благородного металу, а також забезпечити роботу пристрою без джерела постійного струму. В каталізаторі-модифікаторі пального, який містить корпус з входом і виходом, всередині якого розташовані три стільникові фільтри на основі композицій із сполук молібдену, оксиду алюмінію, діоксиду кремнію і губчатого титану, згідно з корисної моделлю губчатий титан розташований біля виходу кожного стільникового фільтра, інші компоненти композицій зв'язані з поверхнею базальтових волокон, при цьому перший на вході стільниковий фільтр додатково містить амоній молібденокислий у кількості 45-70 мас. % цього фільтра, наступний стільниковий фільтр містить амоній ванадієвокислий у кількості 15-35 мас. % цього фільтра, наступний стільниковий фільтр містить срібло і/або цинк у кількості 15-25 мас. % цього фільтра, решта компонент міститься у відносно однаковій їх кількості. Крім того, компоненти стільникових фільтрів додатково зв'язані з поверхнею пемзи і/або азбесту і містять силікагель. Крім того, на вході кожного стільникового фільтра розташований шар губчатого алюмінію. Сукупність ознак пропонованого каталізатора-модифікатора забезпечує вирішення поставленої задачі. Використання замість благородних металів, крім срібла, амонію молібденокислого та амонію ванадієвокислого та інших компонент, які не належать до цього класу металів забезпечує протікання фізико-хімічних процесів, які поліпшують якість пального з отриманням економічного ефекту. Каталітичні властивості активних наповнювачів стільникових фільтрів, різниця потенціалів між іонами вуглеводнів і цими наповнювачами призводить до розриву ланцюгів вуглеводнів і їх подрібнення. Відбувається структурна ізомеризація, дегідрогенізація і ароматизація пального. Розірвані зв'язки цих ланцюгів мають підвищений електричний потенціал і утворені таким чином катіони більш активно з'єднуються з киснем, знижується температура запалювання пального. В результаті відбувається більш ефективне згоряння пального в двигуні, а кількість шкідливих вихлопних газів, таких як оксид вуглецю і сажа, знижується. Додатковий позитивний ефект полягає у спрощенні операцій з виготовлення каталізаторамодифікатора за рахунок використання технологічно більш простої запропонованої композиції із сполук. 1 UA 120789 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Додаткове використання у якості матриці пемзи і/або азбесту розширює можливі варіанти виготовлення каталізатора-модифікатора відповідно до технічних та економічних чинників, а силікагель сприяє обезводненню пального. Шар губчатого алюмінію на вході кожного стільникового фільтра сприяє розподіленню струменів пального по його об'єму і здійснює каталітичний вплив на пальне через оксидну плівку. Діапазони масових відсотків використаних сполук у формулі корисної моделі визначені як оптимальні за результатами експериментів, а значення цих величин всередині діапазонів визначають в залежності від типу і параметрів пального та прогнозованих умов експлуатації. На кресленні схематично зображено пропонований каталізатор-модифікатор пального. Каталізатор-модифікатор пального містить корпус 1 з вхідним патрубком 2 і вихідним патрубком 3, всередині нього розташовані перший стільниковий фільтр 4, другий стільниковий фільтр 5 і третій стільниковий фільтр 6. На вході кожного стільникового фільтра розташований шар губчатого алюмінію 7, а на виході - шар губчатого титану 8. В стільниковому фільтрі 4 губчатий алюміній 7 виконаний у формі випуклої лінзи. В середніх частинах стільникового фільтра 4 міститься амоній молібденокислий, стільникового фільтра 5 - амоній ванадієвокислий, стільникового фільтра 6 - срібло і/або цинк. В кожному стільниковому фільтрі містяться сполуки молібдену, оксиду алюмінію і діоксиду кремнію, а також, як варіант, міститься силікагель. Усі активні сполуки зв'язані з поверхнею матриці з базальтових волокон відомими способами. Матриця може містити також пемзу і/або азбест. Каталізатор-модифікатор пального працює таким чином. Потік пального надходить, наприклад від бензонасоса автомобіля, який на кресленні не показаний, до вхідного патрубка 2 корпуса 1 і частково розподіляється по об'єму фільтра шаром губчатого алюмінію 7 стільникового фільтра 4. Це пальне піддається модифікації під дією активних сполук в об'ємі цього фільтра, а також під дією плівки оксиду алюмінію на вході і шару губчатого титану 8 на виході. Аналогічні процеси відбуваються при проходженні пальним стільникового фільтра 5 і стільникового фільтра 6, після чого пальне через вихідний патрубок 3 надходить до двигуна внутрішнього згоряння. Частково змінюється структура і фізико-хімічні властивості пального, підвищується октанове число бензинів, найбільше - низькооктанових, і цитанове число дизельного пального. При цьому матриця з базальтових волокон також сприяє модифікації пального завдяки активним елементам, які складають цей мінерал. Губчаті елементи і матриця стільникових фільтрів очищають пальне від можливих включень твердих частинок. Зазначені позитивні зміни не мають довготривалого характеру і зберігаються в межах десяти секунд. Тому важливим чинником експлуатації пропонованого каталізаторамодифікатора пального є його сумісна робота з двигунами та іншими пристроями для використання пального. Подібно до прототипу, при його експлуатації активні сполуки поступово вимиваються, що позначається на ефективності модифікації пального. Особливо це стосується присутності в пальному надмірної кількості води і для запобігання цьому слід вживати відомі заходи. Позитивний ефект для різних за фізико-хімічним станом зразків пального та кліматичних умов експлуатації двигуна разом з пропонованим каталізатором-модифікатором пального такий: економія пального від 5 % до 12 %, зниження викидів окису вуглецю на 12 % до 20 %, збільшення на декілька одиниць октанового числа бензинів і цитанового числа дизельного пального. Крім того полегшується пуск двигуна, зменшується нагар на деталях двигуна тощо. Досягнуто хороші економічні показники. Пропонований каталізатор-модифікатор пального успішно пройшов експериментальні випробування, які підтвердили його їх високу економічність, надійність та екологічність. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Каталізатор-модифікатор пального, який містить корпус з входом і виходом, всередині якого розташовані щонайменше три стільникові фільтри на основі композицій із сполук молібдену, оксиду алюмінію, діоксиду кремнію і губчатого титану, який відрізняється тим, що губчатий титан розташований біля виходу кожного стільникового фільтра, інші компоненти композицій зв'язані з поверхнею базальтових волокон, при цьому перший на вході стільниковий фільтр додатково містить амоній молібденокислий у кількості 45-70 мас. % цього фільтра, наступний стільниковий фільтр додатково містить амоній ванадієвокислий у кількості 15-35 мас. % цього фільтра, наступний стільниковий фільтр додатково містить срібло і/або цинк у кількості 10-25 мас. % цього фільтра, решта компонент міститься у відносно однаковій їх кількості. 2 UA 120789 U 2. Каталізатор-модифікатор пального за п. 1, який відрізняється тим, що компоненти стільникових фільтрів додатково зв'язані з поверхнею пемзи і/або азбесту і містять силікагель. 3. Каталізатор-модифікатор пального за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що на вході кожного стільникового фільтра розташований шар губчатого алюмінію. 5 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3