Пристрій підвищення цетанового числа біодизельного палива

Реферат: Пристрій підвищення цетанового числа біодизельного палива містить паливний бак, підігрівник палива, фільтр грубої і тонкої очистки, підкачувальний насос, паливний насос високого тиску. При проходженні (подачі) біодизельного палива від паливного бака до паливного насоса високого тиску воно проходить через модуль конверсії біодизельного палива, в якому підлягає термофорсуванню і світлоопроміненню, каталітичній дії металів, а також взаємодіє з пропущеним через нього озонованим повітрям. UA 85882 U (54) ПРИСТРІЙ ПІДВИЩЕННЯ ЦЕТАНОВОГО ЧИСЛА БІОДИЗЕЛЬНОГО ПАЛИВА UA 85882 U UA 85882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі машинобудування та експлуатації двигунів внутрішнього згоряння, а саме до паливних систем дизелів і може бути використана для підвищення цетанового числа бiодизельного палива - алкілових (метилових та етилових) ефірів жирних кислот жирів рослинного та тваринного походження). Основними методами підвищення цетанового числа (ЦЧ) палива (дизельного і бiодизельного) для дизельних двигунів являється: введення цетанопідвищуючих присадок і зміна хімічного складу компонентів палива. Біодизельне паливо виготовлене з жирів рослинного і тваринного походження, які складаються з ацилгліцеринів з радикалами насичених (С8:0) і поліненасичених кислот (С18:2 і С18:3), метилові ефіри яких мають низькі значення ЦЧ, відповідно: 33.6; 36.8 і 21.6 [1]. Відомий спосіб підвищення ЦЧ біодизельного палива шляхом додавання цетанопідвищуючих присадок [2]. Однак ці присадки дорогі, вимагають складних технічних процесів виготовлення. Відомий спосіб, яким можна змінити структуру бiодизельного палива [3] і тим самим підвищити його ЦЧ, однак це технічно складний метод, тим більше в процесі гідрогенізації використовується вибухонебезпечний водень. Відомі методи зміни структури молекул дизельного палива шляхом впливу на нього магнітного, електричного, ультразвукового полів, температурний впливу та інше. Механізм структурних змін молекул бiодизельного палива в процесі окислення при інiціюючому, комплексному впливі на них світла, температури, озонованого повітря, металівкаталізаторів і іншого розглянуто в [4, 5]. В результаті окислення алкілових ефірів жирних кислот утворюються перекиси (гідроперекиси), що є хімічно нестійкими сполуками, сприяють генеруванню вільних радикалів, що свідчить про ланцюговий характер окислювальних реакцій. Це, в свою чергу, призводить до зменшення умовної енергії активації і скорочення часу підготовки біодизельного палива до спалаху в циліндрі дизельного двигуна, що дозволяє класифікувати даний процес як спосіб підвищення цетанового числа. Підвищення, до раціонального значення (51-57), цетанового числа біодизельного палива, що містить високий відсоток алкілових ефірів лінолевої і ліноленової кислот (наприклад лляна олія містить С18:2=16 % і С18:3=56 %), дозволить поліпшити показники роботи дизельного двигуна. Найбільш близьким за фізико-хімічною суттю та технічними принципами (прототипом) є [6]. Вказаний спосіб відрізняється тим, що нагрівання пального при роботі двигуна має дві стадії: підігрівання пального здійснюється перед фільтром грубої очистки, а потім - сильніше нагрівання (до 250-300 °C) здійснюється після паливного насоса високого тиску перед форсункою. Даний спосіб дійсно дозволяє покращити процес розпилювання палива і призвести до часткових деструктивних змін алкілових ефірів жирних кислот під дією температури, але цього недостатньо для кінцевого завершення структурних змін молекул біодизельного палива. В основу передбачуваної корисної моделі поставлена задача підвищення цетанового числа біодизельного палива, а відтак підвищення надійності (зменшення "жорсткості" роботи двигуна) та економічності дизеля за рахунок комплексної взаємодії фізико-хімічних процесів: термофорсування та світлоопромінення, каталітичного впливу металів та дії озонованого повітря. Задачею корисної моделі є підвищення цетанового числа біодизельного палива, а відтак підвищення надійності (зменшення "жорсткості" роботи двигуна) та економічності дизеля за рахунок комплексної взаємодії фізико-хімічних процесів: термофорсування та світлоопромінення, каталітичного впливу металів та дії озонованого повітря. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що пристрій підвищення цетанового числа біодизельного палива, який містить паливний бак, підігрівник палива, фільтр грубої і тонкої очистки, підкачувальний насос, паливний насос високого тиску, згідно з корисною моделлю, при проходженні (подачі) біодизельного палива від паливного бака до паливного насоса високого тиску воно проходить через модуль конверсії біодизельного палива, в якому підлягає термофорсуванню і світлоопроміненню, каталітичній дії металів, а також взаємодіє з пропущеним через нього озонованим повітрям. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється прикладом, наведеним на Фіг. 1 пристрій підвищення цетанового числа біодизельного палива, Фіг. 2 - модуль конверсії біодизельного палива (МКБП). З паливного бака 1 біодизельне паливо надходить до модуля конверсії біодизельного палива (МКБП) 2, де воно підігрівається до температури 60-70 °C, піддається впливу світла, каталітичній дії металів, нанесених на зовнішню поверхню теплообмінника та внутрішні бокові поверхні корпусу МКБП, і де через біодизель проходить озоноване повітря. Біодизельне паливо надходить до фільтра грубого очищення 3 завдяки дії 1 UA 85882 U 5 10 15 20 25 підкачувального насоса 4, а потім через фільтр тонкого очищення 5 потрапляє в паливний насос високого тиску 6, і далі до форсунок дизеля 7. Розглянемо, як працює МКБП (див. Фіг. 2). Корпус МКБП являється ємністю, в нижній частині якої розташований розсікач 8, через який, за допомогою насоса 9, прокачується озоноване в озонаторі 10 повітря, що проходить через об'єм біодизельного палива в верхню частину. У фільтрі-сепараторі 11 відбувається поділ рідкої і газоподібної фаз. Біодизельне паливо, яке проходить знизу-доверху через МКБП піддається термофорсуванню (нагрів з боку теплообмінника 12) і каталітичному впливу металів, нанесених на зовнішній поверхні теплообмінника i двох внутрішніх поверхнях корпусу МКБП. Дві інші взаємопротилежних стінки корпусу прозорі, через які біодизельне паливо піддається впливу світлового випромінювання за допомогою джерел світла 13. Як теплоносій у теплообміннику може використовуватись рідина з системи охолодження. Датчик контролю температури біодизельного палива 14 встановлюють на виході з МКБП. Джерела інформації: 1. Семенов В.Г. Расчетно-эксперментальное исследования по определению цетанового числа и теплоты сгорания биодизельного топлива. - VI Международная нучно-практическая конференция "Новые горючие и смазочные материалы с присадками". Сборник трудов конференции. - С-Пб.: Академия прикладных наук, 28 сентября - 1 октября 2010г, с. 182-184. 2. Электронный ресурс. httm/www.innospecinc.com. Цетаноповышающая присадка CI-0801. 3. Семенов В.Г. Спосіб одержання біопалива для дизелів - Патент Украіни UA 48615A, C10L1/00, опубл. 15.08.2002. Бюл. № 8, 2002 р. 4. Эмануэль Н.М., Лясковая Ю.Н. Торможение процессов окисления жиров. - М.: Изд-во "Пищепромиздат", 1961. - 360 с. 5. Рогинский В.А., Уткин И.В. Кинетика автоокисления эфиров полиненасыщенных жирных кислот. - Кинетика и анализ. Том 32. - Вып. 4, 1991. - С. 814-819. 6. Трегуб M.I., Чуба В.В. Спосіб температурної підготовки пального на двигунах. - Патент України UA 21673U, F02M31/02, опубл. 15.03.2007. Бюл. № 3, 2007 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Пристрій підвищення цетанового числа біодизельного палива, який містить паливний бак, підігрівник палива, фільтр грубої і тонкої очистки, підкачувальний насос, паливний насос високого тиску, який відрізняється тим, що при проходженні (подачі) біодизельного палива від паливного бака до паливного насоса високого тиску воно проходить через модуль конверсії біодизельного палива, в якому підлягає термофорсуванню і світлоопроміненню, каталітичній дії металів, а також взаємодіє з пропущеним через нього озонованим повітрям. 2 UA 85882 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3