分子尺寸燃料添加剂主体的制作方法
【专利说明】
[0001] 美国专利文件
[0002] 3, 332, 755 A 7/1967 库金（Kukin) 44/603
[0003] 4, 104, 180 A 8/1978 伯诺普（Burnop) 508-392
[0004] 5, 145, 488 A 9/1992 韦伯（Weber)
[0005] 6, 866, 010 B2 3/2005 梅（May)
[0006] 6, 881，235 B2 4/2005 梅
[0007] 6, 986, 327 B2 1/2006 梅
[0008] 7, 229, 482 B2 6/2007 梅
[0009] 7, 524, 340 B2 4/2009 梅
[0010] 其它出版物
[0011] "降低污染且节能的锅炉燃料添加剂（Boiler Fuel Additives for Pollution Reduction and Energy Savings)"，艾略特（Eliot)编，1978,第 67-72 页。
[0012] 里辛（Rising, B.) "使用添加剂减少颗粒排放（Particulate Emission Reduction Using Additives)" 技术论文 TP_98010(Technical Paper TP_98010)，1998 年1月9日，西屋动力公司（Westinghouse Power Corp.)，奥兰多（Orlando)，佛罗里达州 (FL)32826-2399。
[0013] 梅（May,W.)，"气体祸轮机废气颗粒排放减少：机理讨论（CombustionTurbine ExhaustParticulateEmissionReduction:AMechanisticDiscussion)"，2002 年 6 月。
[0014] 梅（May, W.)，"用于改良柴油燃料的燃烧效率的催化剂（Catalyst for Improving the combustion Efficiency of Diesel Fuels)"，印度石油天然气审查研讨会（India Oil and Gas Review Symposium) "，2002 年 9 月。
[0015] 火焰发射光谱分析：原理及应用（Flame Emission Spectroscopy:Fundamentals and Applications)
[0016] ICS培训课程（ICS Training Course)关于燃烧方法的激光诊断的乔治讲座 (Giorgio Zizak Lecture)，NILES，开罗大学（University of Cairo)，埃及（Egypt)，2000 年11月18日至22日。
[0017] 新颖燃料添加剂的合成（Synthesis of Novel Fuel Additives)
[0018] 沙拉尔?阿卜杜哈迪?阿卜杜拉?莫吉（Salal Abdulhadi Abdulla Murrhige)和 艾哈迈德?阿卜杜密尔?侯赛因?阿米尔（Ahmed Abdulamier hussain Al_Amiery)，2010 ; 2(5)
[0019] 生物化学分部（Biochemical division)，应用科学系（Department of applied science)，科技大学（University of Technology)，伊拉克（Iraq)
技术领域
[0020] 本发明一般涉及新一代燃料添加剂，其可提供催化作用以改良化石燃料的燃烧方 法，并且尤其涉及含有铁化合物以及高碱性镁化合物的催化剂，其在燃烧室内呈分子尺寸 粒子。这种燃料添加剂催化剂尤其适用于燃料油燃烧、天然气燃烧、固定式燃气涡轮机、天 然气燃烧往复式发动机、柴油发动机、汽油发动机以及所有固定式双燃料发动机。催化剂会 减少关键性废气排放，如NOx、一氧化碳以及颗粒，同时改良所涉及的燃烧方法的燃料效率。 尽管所述催化剂向多种燃烧方法的废气中增加了一些金属灰分，但这种灰分的量和灰分粒 子的尺寸被减小到微不足道的程度。近期对馏出燃料油（包括柴油燃料）作出的改变涉及 大幅减少硫量到称为低硫或超低硫馏出燃料的程度。在制造这种燃料的蒸馏工艺期间，燃 料的润滑性降低到会造成有关燃料注入系统的重大问题的水平。本发明的催化剂的一个实 施例通过将润滑剂添加到燃料添加剂中从而恢复丧失的润滑性来解决所述问题。
【背景技术】
[0021] 最常用的化石燃料为天然气、汽油、馏出燃料油以及煤。必须减少这种燃料的消耗 并且同时减少来自由燃料燃烧产生的废气的污染物是主要的挑战。
[0022] 先前技术的燃料添加剂一般限于用于包括汽油和馏出燃料油的液体化石燃料中。 尽管使用含有铁以及高碱性镁的金属催化剂的益处所属领域的技术人员已熟知，但现有技 术已限于以重量计约30PPM至70PPM的铁浓度和以重量计每3至8份铁约1份镁的镁含 量。平均粒度也限于约0.007微米。现有技术的所得高灰分含量（虽然通常在ASTM规范 内）和大粒度为先前技术的限制。这种大粒度除了增加添加剂的成本以外，还会将金属粒 子以高于美国环境保护局（US Environmental Protection Agency)所推荐的水平引入到 空气中。
[0023] 所需要的是一种新颖催化剂燃料添加剂，其可用于更多种化石燃料中，具有低粒 子密度和粒度以使得实质上消除使用添加剂对设备的损害并且释放到大气中的任何金属 灰分显著低于当前EPA推荐标准。
[0024] 可利用这种催化剂的燃烧方法的类型包括（但不限于）通过燃烧方法燃烧的馏出 燃料油、天然气燃烧、固定式燃气涡轮机、天然气燃烧往复式发动机、汽油和柴油发动机、大 型固定式柴油以及所有固定式双燃料发动机。金属灰分的浓度越低并且粒度越小，对天然 气燃烧的环境和设备产生的风险越小。
【发明内容】
[0025] 本发明包括用于化石燃料的燃料添加剂催化剂，其包括分子尺寸的添加剂粒度。 其包括大量金属、金属氧化物以及金属化合物的组合物作为这些燃料添加剂的组分。其包 括将这种燃料添加剂应用于化石燃料，包括天然气、汽油、柴油燃料、馏出燃料以及煤。小粒 度提供相同品质的催化，同时对利用所述添加剂的燃烧设备产生污染或损害的风险显著减 小。
[0026] 在另一个优选实施例中，对用于燃料添加剂的多种金属、金属氧化物以及金属化 合物进行选择以便通过添加经选择以使得组合金属的发射光谱中的间隙减到最小的金属、 金属氧化物以及金属化合物来使在波长200至2500nm的重要光谱带上的组合萤光发射光 谱中的间隙减到最小。这种减到最小改良了 NOx排放的减少并且有助于化石燃料的更完全 燃烧。
[0027] 在另一个优选实施例中，将其它润滑剂添加到本发明的燃料催化剂中，以达到使 在将石油精炼成低或超低硫柴油或馏出燃料的工艺期间润滑性降低所致的发动机部件的 磨损减少的目的。
[0028] 在另一个优选实施例中，本发明的燃料添加剂连同废气再循环或选择性催化还原 一起使用以进一步减少NOx和一氧化碳排放并且改良利用化石燃料的燃烧方法的燃料效 率。
[0029] 包括将这种燃料添加剂应用于多种工业、商业以及住宅用途中的多种天然气、汽 油、馏出油以及柴油燃料燃烧方法中。
【附图说明】
[0030] 图1为方法IP 541/06测试的测试结果的图形表示。
[00