способ получения топливной композиции

Формула изобретения

1. Способ получения топливной композиции путем раздельной подачи воды и мазута в диспергатор на вращающийся ротор, включающий подачу воды и части мазута по осевой линии, другой части мазута по радиальной линии под углом к радиальной линии отвода готового продукта, отличающийся тем, что используют мазут с исходной влажностью более 1,6% и воду предварительно нагревают до 30-90^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что массовое соотношение мазут : вода равно 100 : 5-50, а мазут по радиальной линии подают под углом 15-50^o.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мазут подогревают до 40-95^oC.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подготовке котельного топлива к сжиганию, в частности к получению водомазутной эмульсии (ВМЭ).

Известен способ получения топливной композиции путем смешивания углеводородного топлива с водой с последующей виброкавитационной обработкой смеси в гомогенизаторе, имеющем статор и ротор при расходе смеси не более 0,2 м³/с на единицу поверхности ротора и окружной скорости его вращения не менее 12 м/с. Воду берут в количестве 15-85% мас. / RU 2085270, С 10 L 1/32/.

Известен способ получения топливной композиции путем смешивания мазута с водой в массовом соотношении 100:5-25 и диспергировании полученной смеси через узкий зазор между ротором и статором. Смесь подается на вращающийся ротор по осевой линии для прерывания сплошного потока компонентов, а готовая смесь отводится по радиальной линии, перпендикулярно осевой. Получают водомазутную эмульсию со средним размером частиц воды 3-10 мкм /В.М. Иванов и др. "Топливные эмульсии и суспензии", М., 1963, с. 20, 56-57/.

Более близким к данному изобретению по сущности и достигаемому результату является способ получения топливной композиции путем раздельной подачи воды и мазута в диспергатор на вращающийся ротор с последующим отводом готового продукта по радиальной линии, причем по осевой линии подают всю воду, а мазут подают частично по осевой и частично по радиальной линии под углом 25-35^o к радиальной линии отвода готовой продукции. Массовое соотношение мазута к воде составляет 100:5-25. По осевой линии желательно подавать всю воду и 40-80% мазута, а по радиальной - 60-20% мазута.

Однако дисперсность частиц воды в мазуте недостаточна (RU 2136721, C 10 L 1/32).

Недостатком известных эмульсий является их невысокая дисперсность, значительные выбросы оксидов азота, сажи и канцерогенных углеводородов и повышенный расход топлива.

Целью данного изобретения является повышение дисперсности частиц воды в водомазутной эмульсии, а также снижение расхода топлива и вредных выбросов в продуктах его сгорания.

Поставленная цель достигается способом получения топливной композиции путем раздельной подачи воды и мазута в диспергатор на вращающийся ротор, включающий подачу воды и части мазута по осевой линии, другой части мазута по радиальной линии под углом к радиальной линии отвода готового продукта с использованием мазута с исходной влажностью более 1,6% и предварительным нагревом воды до 30-90^oС. Желательно процесс проводить при массовом соотношении мазут:вода, равным 100:5-50, а мазут подавать под углом 15-50^o,а также подогревать мазут до 40-95^oС.

Использование мазута с исходной влажностью более 1,6% и предварительный подогрев воды в совокупности с остальными признаками изобретения позволяет достигнуть более высокой дисперсности полученной эмульсии (максимальный размер частиц воды 0,5 мкм) и соответственно снизить количество вредных оксидов в газах сгорания топлива, в частности оксидов N, C и S, a также уменьшить расход мазута. Кроме этого, отсутствует необходимость в высокой степени обезвоживания мазута.

Пример 1.

Водомазутную эмульсию получают непосредственно для сжигания.

Из расходной емкости топливным насосом под давлением 1,9 МПа подают мазут с исходной влажностью 5% при 80^oС в диспергатор. При этом поток делится на две части: 50% направляется по радиальной линии и 50% по осевой. Одновременно из расходной емкости забирают подогретую до 60^oС воду и в количестве 15% направляют в диспергатор.

Мазут по радиальной линии подают под углом 30^o к линии радиального отвода. Готовое топливо далее поступает через форсунки на сжигание в котел. При сжигании полученного топлива количество оксидов азота составляет 460 мг/м³ топлива, количество оксидов серы 1,5 г/м³ топлива. Размер частиц воды в полученной эмульсии равен 0,4 мкм. Расход топлива в расчете на мазут равен 0,4 кг/с. КПД котла равен 95%.

Пример 2.

Водомазутную эмульсию получают для длительного хранения.

Из расходной емкости топливным насосом под давлением 2 МПа подают мазут с исходной влажностью 10% при 75^oС в диспергатор. При этом количество мазута, подаваемого по осевой линии, составляет 70%, а по радиальной 30%. Угол подачи мазута по радиальной линии равен 35^o к линии радиального отвода готового топлива.

Одновременно из расходной емкости забирают нагретую до 70^oС воду и в количестве 15% подают в диспергатор. В результате получают топливную эмульсию, стабильную в течение 65 суток. Средний размер капель воды в эмульсии составляет 0,3 мкм. При сжигании полученного топлива количество оксидов азота составляет 450 мг/м³ топлива, количество оксидов серы - 1,6 г/м³ топлива при расходе топлива 0,42 кг/с. КПД котла составляет 95%.

Таким образом, при использовании ВМЭ, полученной предложенным способом, не только улучшаются характеристики сгорания ее по сравнению с прототипом и уменьшается расход топлива, но и повышается КПД котла.