用于减少液体燃料内燃机的废气中的污染成分的量的系统和方法_2

文档序号:9529060阅读:来源:国知局
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[0026] 在本发明的一个优选的实施方案中,乳化剂还可以选自蛋白质表面活性剂例如水 解角蛋白、椰油基二甲基铵羟丙基水解胶原蛋白、椰油基二甲基铵羟丙基水解酪蛋白、椰油 基二甲基铵羟丙基水解胶原蛋白、椰油基二甲基铵羟丙基水解毛发角蛋白、椰油基二甲基 铵羟丙基水解角蛋白、椰油基二甲基铵羟丙基水解大米蛋白、椰油基二甲基铵羟丙基水解 大豆蛋白、椰油基二甲基铵羟丙基水解小麦蛋白、羟丙基精氨酸月桂基/肉豆蔻基醚、羟丙 基三甲基铵明胶、羟丙基三甲基铵水解酪蛋白、羟丙基三甲基铵水解胶原蛋白、羟丙基三甲 基铵水解贝壳硬蛋白。所述乳化剂是特别优选的,因为除了充当乳化剂之外它们还可以增 加可燃碳源的量并且因此可以另外有助于燃烧过程。由于它们源自可再生资源的事实,它 们的二氧化碳平衡可以是中性的。
[0027] 在另一个实施方案中,酰胺和与羧酸的酰胺酯和有机酸酯也可以用作乳化剂。该 群组的合适的乳化剂可以包括椰油酰胺、油酰胺和葡糖酰胺。
[0028] 此外,在本发明的方法中还可以使用含硅乳化剂。所述含硅乳化剂可以包括聚二 甲硅氧烷交联聚合物的环氧乙烷和环氧丙烷的缩聚物、月桂基PEG/PPG-18/18聚甲基硅氧 烷、鲸蜡基PEG/PPG-10/1聚二甲硅氧烷、双-PEG/PPG-14/14聚二甲硅氧烷和氨端聚二甲基 硅氧烷甘油氨基甲酸酯。
[0029] 优选地,在本发明的方法中还可以使用离子型w/o乳化剂。在该群组中,脂肪酸 (例如琥珀酸)的甘油偏酯或异硬脂醇二聚甘油琥珀酸酯可以充当合适的乳化剂。
[0030] 此外,乳化剂可以为HLB值小于10的合适的乳化剂和/或堆砌参数大于1的乳化 剂。合适的非离子型乳化剂可以为失水山梨醇酯、山梨醇酯、失水甘露醇酯、甘露醇酯、异山 梨醇酯、甘油酯、甲基糖苷酯、聚甘油酯、蔗糖酯和所述表面活性剂的环氧乙烷和环氧丙烷 的缩聚物,还有羊毛脂和羊毛脂衍生物。此外还可以使用这样的乳化剂的乙氧基化衍生物。 这样的乳化剂特别能够容易地形成HIPE相而无需高剪切混合。因此,所述相迅速并且可靠 地制得。
[0031] 特别优选的是RCI (可再生碳指数)大于或等于90的乳化剂。
[0032] 水相可以主要包含水。水质可以适合于特定环境并且确定的水质可以包括自来 水、蒸馏水、注射用水、脱矿物质水等。除了水之外,水相中还可以存在或者加入另外的水溶 性物质例如盐或有机水溶性小分子,例如醇或多元醇。另外的醇或多元醇可以另外地增加 可燃碳成分并且可以有利于水成分的储存,因为其可以避免水在寒冷环境中冻结。合适的 有机小分子可以为甘油或二醇。
[0033] 在本发明的方法的另一个主题中,可以在1-10个单独的混合区域中进行步骤c) 和d)。在乳化剂的量或单个搅拌单元的可用混合动力有限的某些情况下,可能有用的是将 乳化过程分成多于两个单独的混合步骤。相比于可获得更多的混合动力或乳化剂的情况, 这可能有助于实现相同的结果。此外,如果在应用中需要特别小的液滴尺寸或非常窄的液 滴尺寸分布,更多单独的混合区域可能是有帮助的。在一个优选的实施方案中,可以使用静 态混合管。这可能是有利的,因为在该情况下不需要移动工件(例如搅拌器),这可能造成 成本的降低。可以根据入口管确定单独的混合区域的总量,即混合区域的量等于有机油相 入口的数目。
[0034] 在本发明的方法的另一个优选的方面中,步骤b)中的水含量可以为多60体积% 并且< 95体积%。第一混合区域中的所述水含量范围可以用于实现足够稳定的HIPE的溶 致液晶相而无需高剪切混合,高剪切混合需要大的混合能量。这是可以实现的,因为HIPE 的溶致液晶相几乎自发地产生。优选地,步骤b)中的水含量可以为多70体积%并且<90 体积%,更优选多75体积%并且< 85体积%。
[0035] 在本发明的方法的另一个优选的实施方案中,步骤e)中的水含量可以为多0. 1体 积%并且< 30体积%。在将油包水乳液提供至燃烧系统之前,水含量应当落入上述范围。 所述范围可以用于实现废气中的污染物的显著减少并且增加内燃机的性能。该水含量可以 有助于蒸发通常高沸点的油相并且因此可以增加燃烧过程的效率。更高的水含量不是优 选的,因为其可能增加内燃机系统的腐蚀或者甚至可能造成不确定的燃烧过程。在最差的 情况下将阻止燃烧。在某些情况下,步骤e)中的水含量可以为多0.5体积%并且<20体 积%,更优选彡1. 〇体积%并且< 10体积%。
[0036] 在本发明的方法的另外特征中,步骤b)中的乳化剂含量可以为多2体积%并且 < 5体积%。所述乳化剂浓度范围是有用的,因为在该乳化剂范围内可以获得稳定的高内 相比乳液(HIPE)相。更低的浓度不是优选的,因为根据油含量要么无法获得高内相比乳液 (HIPE)相要么层状液晶相的稳定性可能不足。在一个优选的实施方案中,步骤b)中的乳化 剂含量可以为多2. 25体积%并且< 4. 0体积%,更优选地步骤b)中的乳化剂含量可以为 彡2. 5体积%并且< 3. 5体积%。
[0037] 根据本发明的一个另外的实施方案包括这样的方法,其中步骤e)中的乳化剂含 量可以为多0.05体积%并且< 1体积%。这样的乳化剂浓度范围能够通过仅使用低的剪 切力向燃烧系统提供稳定的油包水乳液。因此,混合能量可以保持得低并且由于材料费用 造成的运行成本达到最小化。更高的浓度由于油包水乳液的不必要的稳定而可能造成增加 的材料成本。更低的乳化剂浓度也不是有利的,因为似乎油包水乳液将破裂并且形成更大 的水滴尺寸。这可能造成不良燃烧过程。在一个优选的实施方案中,步骤e)中的乳化剂含 量可以为彡〇. 1体积%并且< 〇. 8体积%,更优选地步骤e)中的乳化剂含量可以为彡0. 2 体积%并且< 〇. 6体积%。
[0038] 本发明的一个另外方面包括这样的方法,其中步骤e)中的水滴的尺寸可以为 彡100nm并且
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