[其他]在含烃化合物燃烧过程中改善燃烧的方法和组合物

说明书

本发明涉及在含烃化合物燃烧过程中改善燃烧效果的方法，其目的是降低排出气体或废气中的有害物质含量，在该方法中，将一种含有过氧化物或过氧-化合物和水的液体组合物加入到燃烧空气或燃料-空气混合物中。

近年来，已经注意到了造成森林死亡的环境污染问题和高的能源消耗问题。然而，在人口密集区，废气污染一直是一个严重的问题。尽管对发动机和燃烧技术进行了不断的改进以减少废气或排出气体，但是机动车辆和焚化工厂的不断增加仍然导致了排出气体的总量的上升。

引起不洁气体排出和高能量消耗的第一位的原因是不完全燃烧。燃烧过程的结构、点火系统的效率、燃料的质量和燃料-空气混合物的质量决定了燃烧效率和排出气体中含有多少未燃烧的和危险的物质。用于降低此类物质含量的各种技术，例如循环系统和公知的催化剂系统，都是使得废气在实际燃烧过程的外部燃烧。

燃烧是一种物质与氧气反应，放出热量。象碳、氢气、烃和硫这样的物质可产生足够的热量以保持其燃烧温度，而氮气在氧化时则需供给热量。

在高温（1200～2500℃）和足够数量的氧气下，可实现完全燃烧，这时每种燃烧物质消耗最大量的氧气，最终产物为CO₂、H₂O SO₂和SO₃以及少量的NO和NO₂（NOx）。硫和氮的氧化物对环境的酸化起着很重要的作用，且吸入它们是有害的，不仅如此，特别是后者还会从燃烧过程中夺走能量。

还可能出现冷焰，例如象即将熄灭蜡烛的蓝色平淡火焰，这时的温度只有大约400℃。这时的氧化将是不完全的，最终产物可能含有H₂O₂（过氧化氢）、CO（一氧化碳）和C（碳黑）。上述后两种物质与NO一样有害，且在完全燃烧时还能释放出能量。

汽油是源于原油的一种烃类混合物，其沸点范围为40～200℃。含有大约2000多种4～9个碳原子的不同的烃。

即使是简单的物质，其详细的燃烧过程也是十分复杂的。燃料的分子分解为较小的单元，其中大多数被称为自由基，即可迅速与例如氧反应的不稳定分子。

最重要的基是氧原子O∶、氢原子H∶和羟基OH∶。特别是后者，无论是通过直接与燃料结合还是通过氢转移以形成水，对于分解和氧化燃料都是十分重要的。

在开始燃烧的初始阶段，水按下列反应式分解

式中M是另一种分子，例如水所碰撞的氮或壁或火花塞电极面。由于水的分子极其稳定，使其分解需要高温。较好的可采用的办法是加入过氧化氢，该过氧化氢按与下面相似的式分解：

这种反应更容易发生且温度较低，特别是在燃料一空气混合物点火较易发生和可控的表面上。表面反应的另一个有利作用是过氧化氢易于与壁和火花塞上的碳黑和焦油反应，生成二氧化碳，这使得电极面清洁，和较好地发火花。

如果将过氧化氢和水同时加入，根据下式，排出的废气中的CO明显降低：

从上述反应2），可以看到，水通过被转化起到一种催化作用。由于过氧化氢含有比水高千万倍的OH-基，因此步骤3）的反应一定非常快，并可除掉绝大部分所形成的CO。由此释放出附加的能量，有助于维持燃烧。