Система активации топлива «ОРМЕКС»
> Минерально-Каталитическая Система «Ормекс» > Статьи > Система активации топлива «ОРМЕКС»
1. Назначение
Система активации топлива (САТ) «ОРМЕКС» - это композиции гомогенных и гетерогенных природных и синтетических катализаторов и органических структур, все компоненты которых взаимодействуя c углеводородным топливом и с поверхностями пар трения деталей, образуют открытую саморегулирующую и частично самовоспроизводящую систему.
САТ «ОРМЕКС» обеспечивают формирование сплошной эпитаксиальной пленки на трибосопряженных поверхностях, которая является защитным покрытием с требуемым (управляемым) коэффициентом трения. В топливовоздушной смеси и отработавших газах эпитаксиальная пленка находится в диспергированном (до 20 нм) состоянии (часто растворенном), что позволяет активировать топливо по всему объему камеры сгорания за счет утилизации звуковой, лучевой и волновой энергий.
САТ- имеет гарантированное качество и совместимость со всеми видами углеводородного топлива. Применение САТ для активации топлива, позволяет повысить экономичность и экологичность термодинамических процессов сгорания топливовоздушных смесей с повышением ресурса цилиндропоршневой группы и топливоподающей аппаратуры.
2.Сущность разработки САТ «ОРМЕКС»
САТ – это система, включающая набор катализаторов в центре и лиганды, защищающие активный металл от воздействия окружающей среды (система «гость – хозяин»). При попадании САТ в углеводородное топливо лиганды растворяются и активный металл соединяется с топливными углеводородными системами таким образом, что циклические и ароматические углеводороды (далее – бензольное кольцо) теряют межуглеродные связи взамен магнитным связям (мультиполи). Происходит это за счет спин-спинового и спин-орбитального взаимодействия, т.е. взаимодействие части, зависящее от величины и взаимной ориентации их орбитального и спинового моментов количества движения и приводящее к так называемому тонкому (мультиплетному) расщеплению уровней энергии системы (см. тонкая структура).
Например, движение электрона в атоме водорода: электрон обладает собственным моментом количества движения – спином, с которым связан спиновый магнитный момент. Электрон движется вокруг ядра по некоторой «орбитали» (по типу колебания). Обладающее электрическим зарядом атомное ядро создает нуклоновское электрическое поле, которое должно оказывать воздействие на спиновый магнитный момент движущего по «орбите» электрона. Электрон получает дополнительную энергию. Спин-орбитальное взаимодействие приводит к расщеплению уровней энергии в атомах водорода (и водородоподобных атомах) на два близких подуровня – к дублетной структуре уровней.
Атомы похожих металлов также обладают дублетной структурой уровней энергии. Вклад в полную энергию взаимодействия велик и достигает около 10 %.
Дублеты – спектральные группы (пары) близко расположенных спектральных линий, возникновение которых обусловлено дуплетным расщеплением уровней энергии (см. мультиплетность), за счет спин-орбитального взаимодействия. Наиболее характерны для спектров атомов щелочных металлов, линии главной серии которых представляют собой дублеты.
Мультиплетность - число 2S+1 возможных ориентаций в пространстве полного спина атомной системы (где S – спиновое квантовое число системы).
Для атомов водорода и щелочных элементов (один электрон во внешней оболочке) возможны только дублетные состояния - S =1/2.
Для атомов щелочноземельных элементов (2 электрона во внешней оболочке) возможны только синглетные состояния – S=0, т.е. спины электронов антипараллельны.
Триплетные – S=1, спины электронов параллельны.
Для химически устойчивых молекул, имеющих как правило, четное число электронов характерны мультиплеты:
2 S+1=1 – основное состояние;
2 S+1=3 – возбужденное состояние.
Таким образом, наличие катализатора возбуждает химически устойчивые молекулы топлива, обеспечивая их спин-орбитальные взаимодействия.
Тонкая структура – (мультиплетное расщепление) уровней энергии. Мультиплетное расщепление связано с взаимодействием спин-ось.
При добавлении САТ «ОРМЕКС» в топливо устойчивые молекулы углеводородов, а затем и кислорода в топливовоздушной смеси (ТВС) активируются, переходя из основного состояния 2S+1=1 в возбужденное состояние 2 S+1=3, что улучшает процесс окисления в камере сгорания, повышая КПД при горении.
3. Как влияет САТ на жидкое углеводородное топливо?
САТ (каталитическая система) переводит в возбужденное состояние устойчивые молекулы топлива, находящиеся в топливной системе, а затем и в топке (камере сгорания) переводит в триплетное состояние кислород, что повышает полную энергию взаимодействия (достигается до 10% увеличение).
За счет активации устойчивых молекул углеводородное обеспечивается подготовка более полного окисления (глубокое окисление) не только молекул с С – Н связями, но и бензольных колец с С – С связями.
4. Какие преимущества обеспечивает САТ «ОРМЕКС»?
Назовем основные:
— повышает полную энергию взаимодействия на 10%, что позволяет обеспечить более полное сжигание топлива;
— экономия топлива на 5 – 15%;
— повышается скорость окисления топлива;
— улучшается экология;
— стабилизируется процесс горения;
— уменьшается длина пламени на 15%.
— защита от влияния сернистых соединений и ванадиевых окислов при возможной конденсации водяных паров в емкостях хранения топлива.
Применение САТ «ОРМЕКС» также позволит исключить необходимость промывки емкостей для хранения топлива, сохранить рабочее оборудование и обеспечить надежность работы всех систем топливоподачи.
5. Какой экономический эффект от применения САТ «ОРМЕКС» при сжигании топлива?
При гарантированной экономии топлива в 5%, то при сжигании 5 тыс. тонн экономия достигает 250 тонн топлива, при повышении ресурса форсунок и снижении уровня загрязнения окружающей среды.
Использование САТ позволяет также снизить требования к качеству сжигаемого углеводородного топлива по вредным примесям и наличию воды.
6. За счет чего снижается загрязнения окружающей среды?
При подготовки топлива к сжиганию происходит активация устойчивых молекул топлива, особенно таких связей как С – С (бензольное кольцо, которое обеспечивает синтез бенз(а)пирена, который в 106 раз вреднее СО).
Обеспечивается более полное сжигание углеводородного топлива, а значит меньше выброс сажи и вредных соединений.