来自内燃机的有害物质排放的减少制造技术

减少来自内燃机的有害物质排放的方法，其中供应含有乙二醛以及柠檬酸和甘油的聚合产物的水溶液作为添加剂；用于减少来自内燃机的有害物质排放的添加剂，其由含有乙二醛以及柠檬酸和甘油的聚合产物的水溶液组成；及其用于减少有害物质排放的用途。减少有害物质排放的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自内燃机的有害物质排放的减少
[0001]本专利技术涉及减少来自内燃机的有害物质排放的方法、可用于减少有害物质排放的添加剂及其用于减少有害物质排放的用途。
[0002]除了尤其由化石燃料氧化时的CO2排放造成的变暖加剧引起的气候变化的确凿证据外，在柴油发动机的情况下由于细粉尘和极细粉尘以及氮氧化物也加重环境负担。通过颗粒过滤器减少这些有害物质证实有害排放物的重要性。理想方式是直接在获取能量过程中完全燃烧化石燃料，而非随后在废气中脱除。优点不仅在于减少有害排放物，而且还附加地获取能量和因此减少燃料消耗，并因此最终也减少CO2排放。
[0003]已经以各种方式验证了对此问题的解决方案。例如，WO 00/17290 A1描述了乙二醛或其缩醛或半缩醛作为燃料添加剂。但是，长期观察表明，其中公开的结果的可再现性发生相对明显的波动，此外喷射泵由于在一些情况下在仅数周后才出现的相分离而遭受损伤。在此，相分离不仅在乙二醛水相的情况下与其中所用乳化剂有关地出现，而且还在所用缩醛的情况下出现，这最初令人惊讶，因为缩醛通常被认为可溶于烃类。因此，虽然在有害物质排放方面确实成功，但该方法不可用。
[0004]在WO 2010/112158 A1中，柠檬酸酯被描述为推进剂替代品或添加剂，其据说实现减少的烟灰形成。但是，没有公开以完全可实行的方式减少有害物质排放。由于价格原因，以保持有效的10%的量使用柠檬酸酯作为推进剂替代品或添加剂只能困难地实行。
[0005]因此目的是减少有害物质排放。令人惊讶地，现在已经发现，含有柠檬酸和甘油的聚合产物，即支化聚酯的添加剂供应到发动机的燃烧室中显著减少有害物质排放。
[0006]因此通过减少内燃机中的有害物质排放的方法实现上述目的，其中将含有柠檬酸和甘油的聚合产物的水溶液作为添加剂供应到发动机的燃烧室中。也通过用于减少来自内燃机的有害物质排放的添加剂以及通过其用于减少有害物质排放的用途来实现该目的，所述添加剂由含有柠檬酸和甘油的聚合产物的水溶液组成。在一个优选实施方案中，柠檬酸和甘油的聚合产物（缩写为柠檬酸聚合产物）与乙二醛水溶液组合，这通过将乙二醛包含在该添加剂中和/或附加地供应乙二醛水溶液来实现。
[0007]该方法因此提出将水溶液形式的柠檬酸聚合产物或柠檬酸聚合产物和乙二醛的组合用于减少来自内燃机的有害物质排放。该添加剂既可经由进气道抽吸，也可直接射入燃烧室。与迄今提出的燃料添加剂的重要区别在于，这些物质不再预先供应到燃料中。
[0008]在此，内燃机尤其是指柴油和汽油发动机，但也指所有其它发动机，例如涡轮机，它们通过燃烧烃类和/或它们的替代品，如生物柴油运行。
[0009]柠檬酸和甘油的聚合产物明显有利于喷射泵，因为其具有高粘度并具有凝胶样稠度。因此，实现对活动部件的保护。该聚合产物本身可以任意水溶液的形式使用，因此也可毫无困难地与乙二醛水溶液混合。
[0010]另一优点在于，由于更完全燃烧，降低燃料消耗和/或可提高功率。
[0011]根据本专利技术的方法还具有优点在于，当射入燃烧室时，该水溶液在燃烧过程中实行冷却效果。
[0012]作为自由基感应剂（Radikalinduktor）的乙二醛催化加速燃烧过程。由于乙二醛
水溶液是稳定的，乳化添加剂是不必要的。通过将乙二醛与柠檬酸聚合产物组合，可获得迄今未知的有害物质排放的减少值。
[0013]本专利技术的另一优点在于，该添加剂的两种组分便宜并且易得。乙二醛水溶液是商品。柠檬酸聚合产物可由市售柠檬酸通过加入甘油和例如借助微波加热到90至150℃在无需高支出的情况下制成。通常，柠檬酸和甘油以1:1至10:1，优选1:1至5:1，特别是大约2:1的重量比使用。通常，在800 W的微波功率下，30克柠檬酸和15克甘油的反应仅花费1至5分钟。该聚合产物的可能的结构描绘在下式1中。
[0014]该柠檬酸聚合产物由于其羰基的丰富度而具有决定性的催化作用，其具有凝胶样稠度、是亲水的并且良好地结合水分。
[0015]该聚合产物单独地或作为柠檬酸聚合产物
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乙二醛
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溶液的组合中的基础物质尤其适用于空气过滤器或者进气道。该柠檬酸聚合产物还具有完全无毒的优点。
[0016]由于其作为自由基感应剂的功能，乙二醛水溶液以数量上占主导的比例直接射入燃烧室在负荷突变的情况下是优选的。这两种物质以及供应到进气道和燃烧室中的方法是互补的，并且还发现它们在其有害物质减少效果方面是累加的。
[0017]在一个实施方案中，代替常规用于大功率发动机的射水，将根据本专利技术的添加剂或乙二醛溶液直接射入燃烧室以用于冷却。这借助相同装置进行。因此，柠檬酸聚合产物和/或乙二醛的水溶液可以完全没有问题地供应到发动机的燃烧室中。不必对发动机作出原则上的改变。
[0018]特别有利的是，将该添加剂以蒸汽状的形式供应到燃烧过程，这例如通过引入到
进气道中在无需高技术支出的情况下可实现。通过引入到进气道中，该添加剂也被供应到发动机的燃烧室中，这通过其被吸入的燃烧空气携带而实现。在一个优选变体中，通过浸渍空气过滤器实现引入，因为由于该过滤器的大表面积，该溶液的蒸发特别有效，并且技术支出简直极低。此外，可通过超声源促进和调节蒸发过程。
[0019]特别有利的是，将柠檬酸聚合产物（特别以蒸汽状的形式）供应到进气道中与添加剂或乙二醛水溶液射入燃烧室相组合。在此，可例如通过增加水比例来提高对燃烧过程的冷却效果。可分别地使用相同添加剂或优选使用在乙二醛和柠檬酸聚合产物的含量方面适配的添加剂，特别也可将柠檬酸聚合产物供应到进气道中与乙二醛水溶液供应到燃烧室中相组合。在一个优选实施方案中，将通过空气过滤器不断加入柠檬酸聚合产物或乙二醛
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柠檬酸聚合产物
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溶液（作为催化基础过程）与根据负荷而受控地将乙二醛或乙二醛
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柠檬酸聚合产物
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水溶液直接射入燃烧室中相组合，并因此根据负荷而调节有害物质排放。
[0020]还可想到的是，建立完全特有的用于供应该添加剂的装置。但是，这只有在发动机重新开发时才经济；后续的改建通常太昂贵。但是，并不是说这在技术上不可能。
[0021]柠檬酸聚合产物和乙二醛的供应量非常可变。但是，已经证实有利的是，该添加剂在直接引入燃烧室时含有乙二醛，甚至主要由乙二醛溶液组成。这意味着，乙二醛与柠檬酸和甘油的聚合产物的体积比应该适宜地为10:1至1:1。相反，在引入进气道时，该添加剂应该优选完全或主要由柠檬酸聚合产物组成。相应地，该添加剂中1:1至1:10的乙二醛与柠檬酸和甘油的聚合产物的体积比是合适的。
[0022]总体而言，根据本专利技术的添加剂（一种或总共两种组分）的使用在较低千分率范围内，通常基于燃料计千分之0.1
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2是足够的，优选的是基于体积计千分之0.5至1。
[0023]如果既直接通过射入燃烧室、又通过引入进气道进行添加，则也可射入乙二醛溶液并将柠檬酸聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.减少来自内燃机的有害物质排放的方法，其特征在于将含有柠檬酸和甘油的聚合产物的水溶液作为添加剂供应到发动机的燃烧室。2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述添加剂附加地含有乙二醛。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于通过高压泵系统将所述添加剂直接射入燃烧室。4.根据权利要求2和3的方法，其特征在于乙二醛与柠檬酸和甘油的聚合产物的体积比为10:1至1:1。5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于通过改变所述添加剂的水比例来调节发动机的冷却要求。6.根据权利要求1或2的方法，其特征在于将所述添加剂引入发动机的进气道，优选在进气道中，优选通过用其浸渍的空气过滤器而蒸发。7.根据权利要求2和6的方法，其特征在于乙二醛与柠檬酸和甘油的聚合产物的体积比为1:10至1:1。8.根据权利要求2的方法，其特征在于将乙二醛水溶液直接供应到燃烧室中，并将柠檬酸和甘油的聚合产物的水溶液供应到进气道中。9.根据权利要求8的方法，其特征在于通过高压泵系统将乙二醛水溶液射入燃烧室，和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：索斯滕，
申请(专利权)人：霍斯特，
类型：发明
国别省市：