антидымная присадка

Формула изобретения

Антидымная присадка, включающая координационное соединение редкоземельных элементов - гидроксокарбонат лантана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области присадок к топливу, снижающих дымообразование и концентрацию угарного газа при сгорании топлива, в частности присадок, содержащих соединения на основе редкоземельных элементов.

Известен состав, подавляющий образование дыма при использовании жидких топлив, в частности углеводородных, содержащий 0,1-0,6 мас.% 2-этигексаноатов бария и цинка, при весовом отношении бария к цинку 10:1. Эффективность добавок возрастает при добавлении к топливу монометилового эфира этиленгликоля (Патент США N 3639109, кл. C10L 1/18, 1/30, 1972).

При длительном применении бариевых присадок увеличивается нагарообразование в камере сгорания и на распылительных форсунках, ухудшающее работу двигателя. При использовании бариевых присадок усиливается коррозия в высоко- и низкотемпературных зонах газового тракта двигателя. Кроме того, соединения бария сильно токсичны и вызывают заболевание головного мозга.

Кроме данной присадки известна антидымная присадка, представляющая собой смесь центапентадиенилтрикарбонил марганца с дегидрированным касторовым маслом, лецитином и растворителем при следующем соотношении компонентов, мас.%: циклопентадиенилтрикарбонил марганца 15-25; дегидрированное касторовое масло 10-20; лецитин 8-15; растворитель остальное. В качестве растворителя могут быть использованы общедоступные органические соединения - ароматические углеводороды, спирты, эфиры (Патент РФ № 2009175, кл. C10L 1/18, 1/30, 1994). Данная композиция, подавляя дымообразование до 36%, позволяет сохранить этот показатель в процессе длительной эксплуатации двигателя, при этом стабильность присадки в зависимости от вида топлива возрастает в 3-10 раз, а коррозионная активность отработавших газов снижается незначительно. Кроме того, данная антидымная присадка имеет ограниченное применение из-за образования сернистых отложений на деталях двигателя.

Технической задачей изобретения является снижение выброса угарного газа и создание экологически безопасной присадки к топливу.

Поставленная задача решается в антидымной присадке, состоящей из координационного соединения редкоземельных элементов-гидроксокарбонат лантана. Данная присадка представляет собой индивидуальное вещество, тем самым упрощая ее применение. Также при использовании данной присадки не используются органические компоненты, которые при сгорании образуют вредные вещества, таким образом, присадка является более экологически безопасной. Применение координационного соединения редкоземельных элементов - гидроксокарбонат лантана позволяет уменьшить дымообразование на 38-45% и уменьшить выбросы угарного газа на 34-45%.

Методика приготовления заявленной присадки состоит в следующем: к хлориду лантана LaCl ₃ добавляли карбонат аммония (NH₄)₂ CO₃ до выпадения осадка карбоната лантана La₂ (СО₃)₃, который затем в течение 2-3 часов выдерживали на водяной бане при температуре 80-90°С. Образующийся гидроксокарбонат лантана отфильтровывали и отмывали от ионов хлора до отрицательной реакции с катионом серебра. Полученную соль выдерживали на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы.

Полученную присадку растворяли в дизельном топливе (0,10-0,15 мас.%) и подвергали дальнейшим испытаниям. Исследование влияния предлагаемой антидымной присадки на содержание угарного газа и сажи в отработавших газах дизеля проводили на экспериментальной установке, состоящей из дизеля 4Ч 11/12,5 и обкаточно-тормозного стенда КИ - 5543 ГОСНИТИ с электрической машиной АКБ-82-4УЗ мощностью 55 кВт и синхронной частотой вращения ротора 1500 мин^-1, предназначенной для обкатки и испытаний двигателей данного типа. Содержание угарного газа и сажи в отработавших газах дизеля определялось газоанализатором АВТОТЕСТ - 01.04 «МЕТА», (заводской номер № 9053). Во время испытаний дизель работал на дизельном топливе Л-0,2-40 ГОСТ305-82.

Работа установки осуществлялась следующим образом:

- устанавливался заданный режим работы двигателя:

- число оборотов 1600-1800 оборотов в минуту;

- нагрузка 0-20 кВт;

- двигатель прогревался в течение 45 минут на испытуемом топливе до стабилизации температуры охлаждающих жидкостей и отходящих газов;

- температура охлаждающих жидкостей - воды и масла - поддерживалась в интервале 90-5°С;

- одновременно замерялись концентрации вредных веществ в отработавших газах и дымность отработавших газов.

Результаты испытаний дизельного топлива и дизельного топлива с образцами антидымной присадки при различной нагрузке и частоте вращения коленчатого вала дизеля 1600 и 1800 мин^-1 приведены в таблицах: в табл.1 - дымность (%) в топливе и в табл.2 - содержание угарного газа (%) в топливе. Из таблиц 1 и 2 видно, что при добавлении в дизельное топливо присадки гидроксокарбонат лантана при увеличении нагрузки и частоты вращения коленчатого вала дизеля в отработавших газах дизеля уменьшается содержание угарного газа и дымности.

Таким образом, преимуществами заявленной антидымной присадки являются:

- значительное снижение дымности и концентрации угарного газа;

- простота приготовления;

- многофункциональность (возможность применения для различных типов топлив);

- экологическая безопасность.

Таблица 1
Испытуемое топливо	Частота вращения n, мин-1
1600	1800
нагрузка, N, кВт	нагрузка, N, кВт
0	5	10	15	20	0	5	10	15	20
Дизельное топливо (л)	0,14	0,11	0,08	0,09	0,13	0,14	0,11	0,09	0,11	0,13
Дизельное топливо + гидроксокарбонат лантана	0,10	0,09	0,08	0,10	0,13	0,10	0,08	0,06	0,08	0,11

Таблица 2
Испытуемое топливо	Частота вращения n, мин-1
1600	1800
нагрузка, N, кВт	нагрузка, N, кВт
0	5	10	15	20	0	5	10	15	20
Дизельное топливо (л)	0,16	0,14	0,12	0,13	0,16	0,15	0,13	0,11	0,14	0,15
Дизельное топливо + гидроксокарбонат лантана	0,11	0,12	0,12	0,14	0,16	0,12	0,10	0,09	0,11	0,13