气相燃烧方法和组合物Ⅱ技术

一种用于烃中的物质组合物，包括：１）至少一种ＥＣＳ化合物；２）至少一种三羰基环戊二烯基锰化合物；３）至少一种金属减活剂；４）一种抗氧剂；５）一种洗涤剂；６）一种促进剂；７）一种防乳化剂或８）一种闪点改进（ＰＦＩ）或蒸汽压降低助溶剂；所述混合料非必要的特征在于具有的ＬＨＶ超过５０ＢＴＵ／１ｂ。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及喷气式发动机、汽轮机、柴油机、汽油机和其它燃烧系统的燃料组合物。更具体地说，本专利技术涉及新颖的气相燃烧方法，其中与高热焓值金属燃料的结合能够改进燃烧过程，降低燃烧温度，提高热效率、燃料的经济性、功率和减少排放物。现有技术在烃燃料中，用作抗爆剂的各种各样的有机锰化合物(例如甲基环戊二烯基锰三羰基-MMT等)是已知的。参见美国专利2818417号、2839552号和3127351号(这些专利引入本文供参考)。在煤、柴油和喷气航空燃料之类的较重质燃料中所使用的有机锰的化合物也是已知的，并且认为有助于减少烟雾和固体颗粒的排放物。参见美国专利3927992号、4240802号、4207078号和4240801号。虽然有机锰的化合物具有抗爆和其它的优点，但是在烃燃料中它的使用产生其它一系列的环境和实际问题。即在燃烧过程中金属基燃料生成金属氧化物。在有机锰化合物的情况下，当在烃燃料中燃烧时，这些金属化合物产生有害的重金属的锰氧化物(Mn3O4和Mn2O3)，这些锰氧化物又覆盖在发动机零件、燃烧系统、汽轮机、排气系统的表面、排放/排气处理催化剂等的上面，例如产生早期劳损、失效、过度磨损、金属颗粒排放物、长期烃排放降解等。参见美国专利3585012号、3442631号、3718444号和欧洲专利0235280号。有害金属的沉积是众所周知的，因此是金属化合物应用中的实际问题。例如，长期以来，锰氧化物在喷气式发动机、汽轮机等上的沉积一直是锰的化合物应用中一个主要障碍。由于锰沉积物的严重性，因此已经开发出了各种各样的方法，以便从喷气式发动机除去这些氧化物。参见美国专利3556846号、3442631号、3526545号、3506488号。不幸的是，由于其无实用性，金属在这些方面的应用实质上已经停止，并且其它的应用局限于很低浓度的金属。美国专利4600408号(1986年颁布)公开了一种用作抗爆剂的碳酸烷基苯酯。美国专利4600408号指出了上述的有机锰氧化物的问题和公开了它的组合物必须是无有机锰。由于本领域内的技术人员已经放弃解决金属化合物燃烧的基本氧化物无实用性的希望，并且相当长一段时间以来，一直认为在未加铅的汽油中有锰存在是非法的，专业人员就不愿意从铅添加物的应用中分离MMT。例如参见欧洲专利申请91306278.2号，“非对称的碳酸二烷基酯燃料添加剂”，通过揭示四乙铅、四甲铅和环戊二烯基三羰基锰以相同的量结合在一起，认识到了这种现实，但是没有说明相互独立地采用它们。专利技术概述本专利技术申请人发现了新的一类高能冷燃烧组合物和方法，其中发生的新型燃烧被称为气相燃烧。本专利技术申请人专利技术的实质在于发现了传统的燃烧方法和组合物所存在问题的根源，例如，由于燃烧的燃烧速度和温度不是同时最佳化，所以很少产生理想的燃烧。通过有效地提高燃料的燃烧速度，同时降低燃烧温度，申请人不仅控制或避免许多有害排放物的产生，而且也释出了燃料的热容量。当金属(参看下文)被引入时，它们变成了新的清洁的“高能”型冷燃烧推进剂/燃料和燃烧方法的主体，结果这限制金属只是添加物或添加剂。实质上，本专利技术申请人已经发现了新型燃烧的有关方法和组合物。各种各样的方法和组合物主要包括某种化学结构/亚结构和/或机械结构/亚结构，所述这些结构同时1)提高燃烧速度和2)降低燃烧温度，因而发生被称为自由能的高释放速率，排放物伴随减少，功率提高、燃料经济性增强，燃烧范围扩大等。过渡金属和碱金属、碱土金属、卤素、IIIA族元素和其混合物(下文称“金属”或“金属粒子”)是属于本专利技术申请人专利技术的气相燃烧的核心。这种燃烧不仅解决了不含金属的燃料需修正其非最佳化燃烧这一长期需要解决的问题，而且也克服了长期需要解决的金属氧化物问题。这两者是对相同问题的同一种解决方法，且代表了申请人的许多组合物和与其相关之方法的核心。净燃料只含独自地增强燃烧结构(“ECS”)和金属，这种燃料被称为ECS燃料。ECS燃料可与几种传统燃料或助燃料组合，这种组合物被称为ECS/助燃料。其它的净燃料和方法包括具有降低汽化潜热(“LHV”)和/或提高燃料速度，用或不用ECS化合物帮助实现这种要求的方法。这些燃料被称为“改性燃料”或助燃料。改性燃料是可独立应用的燃料，所进行的改进与申请人的专利技术目的相一致。这些燃料改进了LHV和/或燃烧速度(“BV”)。它们的改进是通过取代基重整/重组来实现，它包括组分和蒸馏温度的改进。但是改性原料通常并不容易接受ECS和/或金属添加物。助燃料通常是传统燃料，在它们与ECS燃料加合前，可以进行改性或不改性。采用ECS燃料、ECS/助燃料、单独的改性助燃料的组合物和方法，通过待审查的国际专利申请PCT/US 95/02691号和PCT/US 95/06758号中的附图说明图1-8的描述已被公开，其中的各个方面引入本文参考。专利技术的详细说明本专利技术属于已知的气相燃烧的稀有类型的燃烧。本专利技术的整体是基于对燃烧的基本问题的这种发现和解决，本专利技术只对燃料的多重性和与相同发现有联系的燃烧系统构成具有影响。参见1995年3月2日申请的共同待审查的国际专利申请PCT/US 95/02691号和1995年5月31日申请的国际专利申请PCT/US 95/06758号，它们引入本文参考。本专利技术应用于含金属或不含金属的燃料。但是在本专利技术显著地改进的燃烧条件下，就可以明确指明可使用过渡金属、碱金属、碱土金属、卤素、IIIA族元素和其混合物(下文称“金属物质”)，在燃烧过程中这些金属形成整体和强有力的取代基，不仅是燃料添加剂。在下文中，本专利技术主要涉及化学和物理两方面的热效率，例如，燃烧过程的效率和所产生的有用的或净功(例如自由能)的能量。申请人已经发现，与传统的或重组的燃料相比，本专利技术大大提高了热和/或燃烧效率(例如飞行距离、燃料经济性、潜功、推进力、上升高度、燃烧的完全性等都有提高)。本文中所使用的包括ASTM标准的工业标准指的是美国试验及材料协会公布的标准(1916，Race St.，Philadelphia，Pa.19103)。申请人的专利技术在于提高i)含未加铅金属燃料的燃烧速度，使其高于传统燃料的燃烧速度，这是通过a)提高层流的燃烧速度(通过ECS化学的方法蒸馏改性和/或重组的方法)，b)提高湍流的燃烧速度(通过化学和/或物理的方法)来实现的，和/或ii)通过化学方法，例如提高燃料的汽化热等，或通过物理方法(例如先进的冷却系统、降低燃烧室进气温度)来降低燃烧温度。因此，要简单地实现本专利技术，就要统一到与提高LHV和BV多种相互有关的化学和物理要素。化学方法申请人的专利技术包括提高LHV和BV的一类化学化合物的发现。在燃烧过程中，当释放出某些游离基时，就实现了。这些化合物被称为“增强燃烧结构”化合物或“ECS”化合物。游离基申请人已经发现，在燃烧过程中出现的某些分子力是造成热量迅速扩散和未燃烧气体的反应中心的主要原因。这些力能提高燃烧速度。某些分子的游离基据信能够达到这种结果，这些分子游离基包括但不限于H、H2、O、O2、CO、F、F2、F3、N、B、Be、BO、B2、BF、AL、ALO、CH3、NH3、CH、C2H2、C2H5、Li、ONH、NH、NO、NH2、OCH3(甲氧基)、OCH、OC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·C·奥尔，
申请(专利权)人：威廉·C·奥尔，
类型：发明
国别省市：