RU2430959C1 - Fuel for decorative fireplaces - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas production. ^ SUBSTANCE: fuel contains lower aliphatic alcohol, alkyl acetate, where alkyl is lower alkyl, and water at following ratio of components, wt %: lower aliphatic alcohol - 66-70; said alkyl acetate - 15-22; water - rest. ^ EFFECT: production of dry combustion fuel without smoke and exhaust of toxic substances at ignition. ^ 3 cl, 3 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к продукции бытовой химии - топливу для декоративных каминов.The invention relates to household products - fuel for decorative fireplaces.

Декоративные камины предназначены для зрительного восприятия тепла и уюта очага.Decorative fireplaces are designed for the visual perception of heat and cosiness of the hearth.

Рост объема рынка декоративных каминов требует разработки специальных топлив, отвечающих определенным требованиям потребителя.The growing market for decorative fireplaces requires the development of special fuels that meet certain consumer requirements.

Эти требования сводятся к тому, чтобы топлива для декоративных каминов горели бездымно, сгорали без остатков (досуха), не выделяли вредных или плохо пахнущих продуктов сгорания, не представляли опасности для здоровья человека и окружающей среды; пламя имело бы эстетический вид и цвет.These requirements are reduced to the fact that fuels for decorative fireplaces burn smokelessly, burn without residues (dry), do not emit harmful or foul-smelling combustion products, and do not pose a danger to human health and the environment; the flame would have an aesthetic appearance and color.

Этим требованиям отвечают низшие алифатические спирты (US 4575379 FA, 1986, №02003098571 A1, 21.08.2008, №02006/105923 A1, 12.10.2006). Они обладают достаточно высокой теплотворной способностью, сгорают без запаха и дыма с выделением паров воды и углекислого газа.Lower aliphatic alcohols meet these requirements (US 4575379 FA, 1986, No. 02003098571 A1, 08.21.2008, No. 02006/105923 A1, 10/12/2006). They have a sufficiently high calorific value, burn odorless and smoke with the release of water vapor and carbon dioxide.

Однако спирт C₁ (метанол) запрещен для использования в продукции бытовой химии.However, alcohol C ₁ (methanol) is prohibited for use in household products.

В последнее время предлагаются в большом ассортименте так называемые биокамины (производители Германия, Польша), в качестве топлива в которых используется этиловый спирт (PL 364058 А1 2005; PL 114518 U1, 2005; DE 20303677 U1, 2003; EP 2098786 A1, 2009; EP 2026008 A1, 2009).Recently, a large assortment of so-called biofireplaces (manufacturers Germany, Poland) has been offered, in which ethyl alcohol is used as fuel (PL 364058 A1 2005; PL 114518 U1, 2005; DE 20303677 U1, 2003; EP 2098786 A1, 2009; EP 2026008 A1, 2009).

Эти камины, безусловно, хороши, так как не требуют дымохода или специальной установки. Они могут размещаться в любом месте. Этиловый спирт горит бездымным пламенем, не выделяет токсичных продуктов при сгорании.These fireplaces are certainly good, as they do not require a chimney or special installation. They can be placed anywhere. Ethyl alcohol burns with a smokeless flame, does not emit toxic products during combustion.

Тем не менее, они не лишены недостатков, обусловленных тем, что этиловые спирты мало доступны для потребителя. Кроме того, этиловые спирты подакцизны, что делает топливо для биокаминов дорогостоящим.However, they are not without drawbacks due to the fact that ethanol is not readily available to the consumer. Ethyl alcohols are also excisable, which makes fuel for bio fireplaces expensive.

Известно топливо для декоративных каминов на основе изопропилового спирта (ТУ 2389-175-11726438-2007), представляющее собой спиртоводный раствор с концентрацией изопропилового спирта 70% по массе. При большем содержании изопропилового спирта выделяется большое количество копоти. Недостатком известного топлива является недостаточная полнота сгорания, что требует удаления из камина остатков после сгорания. Кроме того, остатки имеют неприятный запах, что снижает комфортное восприятие от камина.Known fuel for decorative fireplaces based on isopropyl alcohol (TU 2389-175-11726438-2007), which is an alcohol-water solution with an isopropyl alcohol concentration of 70% by weight. With a higher content of isopropyl alcohol, a large amount of soot is released. A disadvantage of the known fuel is the insufficient completeness of combustion, which requires the removal of residues from the fireplace from combustion. In addition, the residues have an unpleasant odor, which reduces the comfortable perception of the fireplace.

Техническим результатом изобретения является устранение недостатков известного топлива на основе изопропилового спирта за счет расширения возможности использования низших алифатических спиртов в топливе для декоративных каминов.The technical result of the invention is to eliminate the disadvantages of the known fuel based on isopropyl alcohol by expanding the possibility of using lower aliphatic alcohols in fuel for decorative fireplaces.

Согласно изобретению предлагается топливо для декоративных каминов, сгорающее бездымно и без остатка досуха, которое характеризуется тем, что оно содержит низший алифатический спирт, алкилацетат, где алкил - низший алкил, и воду при следующем соотношении компонентов, масс.%:The invention provides a fuel for decorative fireplaces that burns smokeless and without a dry residue, which is characterized in that it contains a lower aliphatic alcohol, alkyl acetate, where alkyl is lower alkyl, and water in the following ratio, wt.%:

низший алифатический спиртlower aliphatic alcohol 66-7066-70 указанный алкилацетатspecified alkyl acetate 15-2215-22 водаwater остальное.rest.

В качестве низшего алифатического спирта топливо целесообразно содержит C₁-C₃ спирт, а в качестве алкилацетата - этилацетат.As a lower aliphatic alcohol, the fuel expediently contains C ₁ -C ₃ alcohol, and ethyl acetate as an alkyl acetate.

Данное соотношение компонентов обеспечивает бездымное, полное сгорание топлива (досуха).This ratio of components provides smokeless, complete combustion of fuel (to dryness).

Известно использование в автомобильных топливах (бензинах) системы спирт - этилацетат или спирт - метилацетат в качестве антидетонационной добавки (RU 2335529 C1, 2008; SU 461512 A1, 1975). Однако использование указанной системы при данном соотношении в топливах для каминов не известно.It is known to use the alcohol-ethyl acetate or alcohol-methyl acetate system as an anti-knock additive in automobile fuels (gasolines) (RU 2335529 C1, 2008; SU 461512 A1, 1975). However, the use of this system at a given ratio in fuels for fireplaces is not known.

При увеличении содержания воды, после сгорания топлива в камере камина остается остаток с неприятным запахом. С уменьшением содержания воды и увеличением содержания спирта C₃ или этилацетата при горении на стенках камеры камина образуется копоть.With an increase in water content, after combustion of fuel, a residue with an unpleasant odor remains in the fireplace chamber. With a decrease in water content and an increase in the alcohol content of C ₃ or ethyl acetate during combustion, soot is formed on the walls of the fireplace chamber.

Замена части спирта C₃ на этилацетат обеспечивает полное сгорание топлива и практически исключает образование копоти на стенках камеры камина.Replacing part of the C ₃ alcohol with ethyl acetate ensures complete combustion of the fuel and virtually eliminates the formation of soot on the walls of the fireplace chamber.

Продуктами сгорания топлива являются пары воды и углекислый газ, не имеющие запаха.The products of fuel combustion are odorless water vapor and carbon dioxide.

Само топливо имеет запах, характерный для ингредиентов топлива, что может ощущаться в момент заправки каминов топливом, при проливе топлива, а также при прерывании процесса горения топлива. С целью устранения данного дискомфорта в топливо можно вводить отдушки (лучше с хвойным запахом) в количестве 0,4-1,7 г/л.The fuel itself has a smell characteristic of the ingredients of the fuel, which can be felt when refueling the fireplaces with fuel, when spilling fuel, and also when the fuel combustion process is interrupted. In order to eliminate this discomfort, perfumes (preferably with a coniferous smell) in the amount of 0.4-1.7 g / l can be introduced into the fuel.

В таблице 1 приведены примеры горения топлива с разным содержанием изопропилового спирта (пропанол-2), воды и этилацетата.Table 1 shows examples of fuel combustion with different contents of isopropyl alcohol (propanol-2), water and ethyl acetate.

Таблица 1Table 1 № опытаExperience number Состав топлива, мас.%The composition of the fuel, wt.% Характеристика горенияCombustion characteristic Пропанол-2Propanol-2 ВодаWater ЭтилацетатEthyl acetate 1one 100one hundred -- -- Сгорает полностью, горит коптящим пламенемIt burns completely, burns with a smoky flame 22 9090 1010 -- Сгорает полностью, горит коптящим пламенемIt burns completely, burns with a smoky flame 33 8888 1212 -- Сгорает полностью, горит коптящим пламенемIt burns completely, burns with a smoky flame 4four 8080 20twenty   При сгорании на стенках камеры камина образуется копоть, остаток после сгорания 3-4% масс.During combustion, soot is formed on the walls of the fireplace chamber, the residue after combustion is 3-4% of the mass. 55 7070 30thirty -- Копоть образуется в меньшем количестве, остаток после сгорания 6-8% масс.Soot is formed in smaller quantities, the residue after combustion is 6-8% of the mass. 66 6565 3535 -- Количество копоти незначительное, остаток после сгорания 14% масс.The amount of soot is insignificant, the residue after combustion is 14% of the mass. 77 7272 20twenty 88 Копоть как в опыте 5, остаток после сгорания 1,8% масс.Soot as in experiment 5, the residue after combustion of 1.8% of the mass. 88 6767 1212 2121 Количество копоти незначительное вверху на внутренней поверхности емкости; сгорает без остаткаThe amount of soot is insignificant at the top on the inner surface of the tank; burns up without a trace 99 6666 1212 2222 Количество копоти незначительное вверху на внутренней поверхности емкости; сгорает без остаткаThe amount of soot is insignificant at the top on the inner surface of the tank; burns up without a trace 1010 7070 15fifteen 15fifteen Сгорает без остаткаBurns without residue 11eleven 7070 1010 20twenty Сгорает без остаткаBurns without residue 1212 7777 1313 1010 Сгорает без остаткаBurns without residue 1313 6767 15fifteen 18eighteen Сгорает без остаткаBurns without residue 14fourteen 7373 1212 15fifteen Сгорает без остатка, горит с выбросами коптящих языков пламениBurns without a trace, burns with emissions of smoking flames

При использовании в топливе метилацетата достигается аналогичный технический результат.When methyl acetate is used in fuel, a similar technical result is achieved.

Термодинамические свойства компонентов топлива для декоративных каминов приведены в таблице 2.The thermodynamic properties of the fuel components for decorative fireplaces are given in table 2.

Таблица 2table 2 Наименование компонентаComponent Name MM T_кип., °CT _bale. ° C Сгорание, ΔH_сг Combustion, ΔH _cg Испарение, ΔH_исп Evaporation, ΔH _isp ккал/мольkcal / mol ккал/кгkcal / kg ккал/мольkcal / mol ккал/кгkcal / kg МетанолMethanol 3232 64,764.7 170,9170.9 53405340 8,438.43 263263 ЭтанолEthanol 4646 78,578.5 327,6327.6 71227122 9,229.22 200200 Пропанол-1Propanol-1 6060 82,382.3 480,5480.5 80088008 11,0511.05 184184 Пропанол-2Propanol-2 6060 82,382.3 474,8474.8 79137913 9,609.60 160160 ЭтилацетатEthyl acetate 8888 77,1577.15 538,77538.77 61226122 7,77.7 87,587.5 ВодаWater 18eighteen 100one hundred -- -- 9,719.71 540540

Этилацетат, как следует из данных таблицы 2, по массовой теплотворной способности уступает спиртам C₂-C₃; энтальпия испарения этилацетата существенно ниже энтальпии испарения спиртов. По-видимому, этилацетат играет роль регулятора скорости горения топлива, понижая ее и тем самым обеспечивая более полное сгорание топлива. Данное предположение подтверждается результатами, приведенными в таблице 3.Ethyl acetate, as follows from the data in table 2, in mass calorific value inferior to alcohols C ₂ -C ₃ ; the enthalpy of evaporation of ethyl acetate is significantly lower than the enthalpy of evaporation of alcohols. Apparently, ethyl acetate plays the role of a regulator of the burning rate of the fuel, lowering it and thereby providing more complete combustion of the fuel. This assumption is confirmed by the results shown in table 3.

Таблица 3Table 3 Массовая доля этилацетата в топливе, %Mass fraction of ethyl acetate in fuel,% Усредненная скорость горения топлива, г/минThe average burning rate of fuel, g / min 1,01,0 2,622.62 1010 2,522,52 15fifteen 2,452.45 20twenty 2,392,39 Примечание. Усредненная скорость горения получена делением навески топлива на продолжительность горения.Note. The average burning rate is obtained by dividing the fuel sample by the duration of combustion.

Топливо для декоративных каминов готовят смешением компонентов при комнатной температуре.Fuel for decorative fireplaces is prepared by mixing the components at room temperature.

Пример 1. Для приготовления 500 г топлива в 335 г (67% мас.%) изопропилового спирта добавляют 105 г (21 мас.%) этилацетата, 60 г (12 мас.%) воды, 0,2 г отдушки, перемешивают. Горение спокойное, сгорает без остатка, без запаха. Продолжительность горения 500 г топлива в цилиндрической емкости диаметром 100 мм 3 ч 7 мин.Example 1. To prepare 500 g of fuel in 335 g (67% wt.%) Of isopropyl alcohol add 105 g (21 wt.%) Ethyl acetate, 60 g (12 wt.%) Water, 0.2 g of perfume, mix. Burning is calm, burns without residue, odorless. Duration of burning 500 g of fuel in a cylindrical container with a diameter of 100 mm 3 h 7 min

Пример 2. Для приготовления 500 г топлива в 350 г (70 мас.%) изопропилового спирта добавляют 90 г (18 мас.%) этилацетата и 60 г (12 мас.%) воды, перемешивают. Горение спокойное, сгорает без остатка, без запаха. Продолжительность горения 500 г топлива в цилиндрической емкости диаметром 100 мм 3 ч 4 мин.Example 2. To prepare 500 g of fuel in 350 g (70 wt.%) Of isopropyl alcohol add 90 g (18 wt.%) Ethyl acetate and 60 g (12 wt.%) Water, mix. Burning is calm, burns without residue, odorless. Duration of burning 500 g of fuel in a cylindrical container with a diameter of 100 mm 3 h 4 min

Пример 3. Для приготовления 500 г топлива в 440 г(88 мас.%) изопропилового спирта добавляют 60 г (12% мас.%) воды, перемешивают.Example 3. To prepare 500 g of fuel in 440 g (88 wt.%) Of isopropyl alcohol add 60 g (12% wt.) Of water, mix.

Топливо горит с выбросами коптящих языков пламени, остаток после сгорания практически отсутствует (0,09 мас.%). Продолжительность горения 2 ч 40 мин.Fuel burns with emissions of smoking flames, the remainder after combustion is practically absent (0.09 wt.%). Burning time 2 hours 40 minutes.

Полученное техническое решение расширяет сырьевую базу для использования низших алифатических спиртов в топливах для декоративных каминов. Топливо для декоративных каминов на основе спиртов C₁-C₃ сгорает досуха, не выделяет при горении вредных веществ, не требует установки дымоходов и может использоваться как в стационарно установленных, так и в переносных декоративных каминах, в фондюшницах и в других настольных горелках.The resulting technical solution expands the raw material base for the use of lower aliphatic alcohols in fuels for decorative fireplaces. Fuel for decorative fireplaces based on C ₁ -C ₃ alcohols burns to dryness, does not emit harmful substances during combustion, does not require the installation of chimneys and can be used both in stationary and portable decorative fireplaces, in fondue stoves and in other table burners.

Claims (3)

1. Топливо для декоративных каминов, сгорающее бездымно и без остатка досуха, характеризующееся тем, что оно содержит низший алифатический спирт, алкилацетат, где алкил - низший алкил, и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
низший алифатический спирт 66-70 указанный алкилацетат 15-22 вода остальное 1. Fuel for decorative fireplaces, burning smokeless and without residue, characterized in that it contains lower aliphatic alcohol, alkyl acetate, where alkyl is lower alkyl, and water in the following ratio, wt.%:
lower aliphatic alcohol 66-70 specified alkyl acetate 15-22 water rest 2. Топливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве низшего алифатического спирта оно содержит С₁-С₃ спирт.2. The fuel according to claim 1, characterized in that as the lower aliphatic alcohol it contains C ₁ -C ₃ alcohol. 3. Топливо по п.1 или 2, отличающееся тем, что в качестве низшего алифатического спирта оно содержит изопропиловый спирт, а в качестве алкилацетата - этилацетат. 3. The fuel according to claim 1 or 2, characterized in that it contains isopropyl alcohol as the lower aliphatic alcohol, and ethyl acetate as the alkyl acetate.