способ получения топливной композиции

Формула изобретения

1. Способ получения топливной композиции путем подачи мазута и воды в диспергатор на вращающийся ротор при массовом соотношении 100 : 5 - 25, включающий подачу воды по осевой линии и отвод готового продукта по радиальной линии, отличающийся тем, что воду и мазут подают раздельно, причем по осевой линии подают всю воду, а мазут подают частично по осевой, а частично по радиальной линии под углом 25 - 35^o к радиальной линии отвода готового продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по осевой линии подают 40 - 60% мазута и получают готовый продукт со средним размером капель 0,2 - 1,2 мкм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что по осевой линии подают 60 - 80% мазута и получают готовый продукт со средним размером капель 0,2 - 0,8 мкм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подготовке котельного жидкого топлива перед его сжиганием, в частности, к получению водомазутной эмульсии (ВМЭ).

Известен способ получения водомазутной эмульсии путем смешения тяжелых нефтей или мазутов с водой в гидродинамическом модуле струйного типа [1] ( Ковальчук Т. Н.Модификация нефтяных и нефтеугольных суспензий методом кавитации", Авт. канд. дисс.М., ИГИ, 1996).

Недостатком известного способа является сложность в регулировании расхода воздуха при сжигании эмульсии вследствие получения в подготовленном топливе пузырьков воздуха, паров и газов деструкции.

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения композиции путем смешения мазута с водой в массовом соотношении 100:5-25 и диспергирования полученной грубой смеси топлива через узкий зазор между ротором и статором. Грубая смесь подается на вращающийся ротор по осевой линии для прерывания сплошности потока компонентов, а готовая топливная смесь отводится по радиальной линии, перпендикулярно осевой. Получают водомазутную эмульсию со средним размером частиц воды 3-10 мкм [2](В.М.Иванов и др. Топливные эмульсии и суспензии. - М., 1963, с. 20,56-57).

Недостатком способа является невысокая дисперсность такого топлива, при его сжигании выбросы окислов азота, сажи и канцерогенных углеводородов незначительно ниже по сравнению со сжиганием мазута. При этом КПД котла, сжигающего такое топливо, равно КПД котла, работающего на обычном мазуте.

Целью изобретения является повышение качества топливной композиции.

Поставленная цель достигается предложенным способом получения топливной композиции путем раздельной подачи мазута и воды в массовом соотношении 100: 5-25 в диспергатор, причем по осевой линии подают воду, а мазут подают частично по осевой линии, а частично по радиальной линии под углом 25-35^o к линии отвода готового продукта. Предпочтительно по осевой линии подают всю воду и 40-80% мазута, а по радиальной 60-20% мазута.

Чтобы получить топливную композицию, предназначенную для сжигания сразу после получения, по осевой линии подают 40-60% мазута. При этом получают топливную композицию со средним размером капель 0,2-1,2 мкм.

Чтобы получить топливную композицию для длительного хранения и перевозок, по осевой линии подают 60-80% мазута с получением композиции со средним размером капель 0,2-0,8 мкм.

Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. Водомазутную эмульсию получают непосредственно для сжигания.

Из расходной емкости мазута исходный мазут марки М-100 с исходной влажностью 1,5% при температуре 75-85^oC подают топливным насосом под давлением 1,9 МПа в количестве 0,443 кг/сек в диспергатор. При этом поток делится на две части: 60% направляется по радиальной линии и 40% по осевой.

Одновременно из расходной емкости воды ее забирают насосом и с учетом исходной влажности в мазуте направляют в диспергатор для соблюдения соотношения мазут:вода - 100:15.

Мазут по радиальной линии подают в количестве 40% под углом 30^o к линии радиального отвода топлива. Готовое топливо далее поступает через форсунки на сжигание в котел ДКВР-10-13/250.

Результаты по качеству готового топлива и данные по сжиганию его в котле приведены в табл. 1-3.

Пример 2. Этот пример иллюстрирует возможность приготовления ВМЭ для длительного хранения и транспорта.

Из исходной расходной емкости мазута при температуре 75-85^oC мазут марки М - 100 с исходной влажностью 1,5% подают насосом в эмульгатор. При этом количество мазута, подаваемого по осевой линии, составляет 80%, а по радиальной 20%. Угол подачи мазута по радиальной линии равен 30^o.

Количество воды берется из соблюдения соотношения мазут:вода - 100:15.

Результаты по стабильности такого топлива приведены в табл. 2, а качество полученного топлива в табл. 1 и 3.

Данные по влиянию различных количеств воды на качество ВМЭ, количества мазута, направляемого по осевой и радиальной линиям и под различным углом, представлены в табл. 1-3.

Раздельная подача компонентов по осевой (100% воды и 40 - 80% мазута) и радиальной линиями (20-60% мазута) позволяет осуществлять интенсивное перемешивание их и механоактивацию твердых примесей, содержащихся в мазуте. В результате образуется топливо с новым комплексом свойств, что позволяет не только уменьшить выбросы окислов азота, сажи и канцерогенных ароматических углеводородов, но и снизить выбросы оксидов серы, что вообще не характерно при сжигании ВМЭ. Кроме того, повышается КПД котлов, что также не очевидно. Обычно за счет уменьшения концентрации расхода воздуха КПД котла сохраняется на том же уровне, что и при сжигании мазута.

Выбор угла 25-30^o подачи по радиальной линии 20-40% мазута позволяет интенсифицировать разрушение сплошного потока компонентов топлива, что существенно сказывается на размерах частиц воды в топливе. Поэтому за один проход достигается высокая эффективность диспергирования воды в ВМЭ.

Таким образом, при использовании ВМЭ, полученной в предложенном способе, в котлоагрегат поступает активированное топливо постоянного состава и стабильное при хранении.

При сжигании ВМЭ отсутствуют хлопки, накопление сажевых отложений, увеличивается срок работы котла.

КПД котла увеличивается на 3-3,5%, на 90-95% снижается образование сажи, резко снижаются выбросы оксидов азота и серы соответственно.