BG110812A

BG110812A - Метод и състав за получаване на нано гориво

Info

Publication number: BG110812A
Application number: BG10110812A
Authority: BG
Inventors: Юрий ЗУБАНЮК; Константин ЗУБАНЮК; Пеню Пенев; Кристина ПЕНЕВА
Original assignee: "Грийн Ойл Фактори" Оод
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-10-31
Also published as: BG66566B1

Abstract

Изобретението ще намери приложение в енергетиката, по-конкретно в производството на нови видове алтернативни горива - течни въглеводородни леки горива, съдържащи енергиен продукт - наногориво, в основния клас на газьола и керосина. Подходящи са за експлоатация в топлинните котли в ТЕЦ и др. Изобретението включва нов състав за получаване на наногорива, които се състоят от нефтопродукти - суров петрол и/или нискокачествени петролни деривати в количество от 35 до 60% в общата маса на сместа</B561>

Description

Област на техниката

Изобретението ще намери приложение в енергетиката, по-конкретно в производството на нови видове алтернативни горива - течни въглеводородни леки горива, съдържащи енергиен продукт - нано гориво, в основния клас на газьола и керосина. Подходящи са за експлоатация в топлинните котли в ТЕЦ и др.

Предшестващо състояние на техниката ©

Известни са методи и състави за получаване на водовъглеродни горива, при които като изходни състави се използват минерални масла, смесени с вода и емулгатори - повърхностно активни вещества - ПАВ за стабилизиране на масленоводната емулсия. Методът за получаването на тези горива се състои в предварително смесване на маслото с ПАВ при използване на роторни мелници със скорост 1650 об./мин., след което се внася вода до 15 % /мас/ при повишена температура. После отново се добавя вода до 20 - 30 % /мас/ и сместа отново се смесва в роторни мелници.

Известни са методи и състави за получаване на водовъглеродни горива, при които за получената емулсия масло/вода се използва диспергиращ агент анионоактивен ПАВ, който се прибавя първоначално към маслото, а след последващото прибавяне на водата се прибавя нейонен ф ПАВ.

При всички описани по-горе състави за получаване на горива съотношението между масло : емулгатор : вода е в границите на 83-84 : 0,5-3: до 100%

Проблемите на известните методи и изходни състави за получаване на течни въглеводородни горива е ниската стабилност на водните емулсии, които се разслояват на съставните елементи. Това влошава качеството на получаваното гориво. Използването в сместа на скъпоструващи повърхностно активни вещества - ПАВ, силно оскъпява крайния горивен продукт.

Емулсията масло/вода действа силно корозиращо на горивната инсталация.

Използваните съоръжения при прилагането на известните методи бързо се амортизират, което налага чести ремонти и качеството на полученото гориво е ниско.

Разслояването на съставните елементи в горивото говори, че получения продукт е запазил структурата на изходните, което не води до качествено нов продукт.

Техническа същност на изобретението

Задачата на предлаганото изобретение е да се получи нетрадиционно по своята същност, с неочаквани характеристики, леко въглеводородно гориво с Сб - С17, наречено нано гориво, като се използват лесно осъществими инсталации, корозионно устойчиви, с понижено съдържание на вредни емисии при изгарянето му, по екологосъобразна технология с използване на конвенционални изходни продукти.

Задачата се решава с предлаганото комплексно изобретение, представляващо нов състав на изходни суровини и специфичен метод за тяхната обработка, с цел получаване на водно-въглеводородно нано гориво, чрез изкуствена модификация на въглеводородните молекули в сместа вода - въглища - нефтени деривати.

Изходният състав за получаване на течното нано гориво съдържа нефтопродукти - суров петрол и/или нискокачествени петролни деривати в количество от 35 до 60 % в общата маса на сместа; въглищен прах от различен тип - кафяви, лигнитни, антрацитни и др.под. от 5 до 35 % /мас/ с размери на частиците до 100 микрона; етанол, под формата на денатуриран спирт, от 5 до 15 % /мас/ и обикновена вода до 100%.

Методът за получаване на нано гориво от посоченият по-горе изходен състав на суровините се състои в смесването на два потока първи поток, състоящ се от вода и етанол и втори - въглищен прах и нефтени продукти.

Първият поток се получава при смесване на водата с етанола в специален резервоар, като преди постъпването в него количествата на тези два компонента се регулират от два разходомера. За поддържане на постоянна концентрация на водния разтвор се използва циркулационна помпа.

Вторият поток се получава при смесване на въглищен прах и нефтопродукти като от бункера за съхранение на въглищния прах и от резервоара за съхранение на нефтопродуктите през съответно: дозатор - за въглищата и дозираща помпа - за нефтопродуктите, суровините постъпват в нискооборотен смесител, чиито обороти се настройват съобразно вида и съотношението на компонентите, така че да се получи хомогенна смес, която през дозираща помпа за течности с висок вискозитет; постъпва във вихров смесител, в който се смесва с постъпващия в него първи поток.

Двата потока се смесват при температура на околната среда.

След вихровия смесител получената емулсия под налягане 1,5 до 2 бара, без достъп на кислород, постъпва последователно в кавитатор първа степен и през помпа в кавитатор втора степен, след което се получава водовъглеводородна смес - нано гориво, което представлява вискозна течност с кафявочерен цвят. Сместа се отвежда в резервоар за съхранение.

Предимства на изобретението

Предимствата на изобретението са:

- изходният състав за получаване на течното нано гориво съдържа вода, с което се намалява количеството на използваните нефтени деривати;

- за получаването на течно нано гориво могат да се използват нискокачествени нефтени деривати, с което се оползотворяват отпадни продукти и се минимизира количеството на отпадъците;

- течното нано гориво се получава по екологосъобразна технология с възможна мобилност в зависимост от нуждите;

- течното нано гориво е хомогенно и не се разслоява в достатъчно широк диапазон на водно съдържание в изходната смес;

- течното нано гориво притежава „смазващи” свойства по отношение на съоръженията, в които се използва;

- при използването на нано гориво не се добавят скъпоструващи емулгатори или лубриканти;

- течното нано гориво се отнася към екологичните горива поради факта, че за получаването му се използват нискокачествени деривати, а съдържанието на вода в изходната смес понижава отделянето на вредни газове по време на технологичния процес, който протича с понижено отделяне на СО2 и NOx;

- течното нано гориво замества традиционно използвани в енергетиката горива;

- течното нано гориво е с висока калоричност, близка до тази на мазута.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 Технологична схема на инсталация за производство на нано гориво

Фигура 2 Профил на сечението на роторен и статорен диск

Фигура 3 Надлъжен разрез на кавитатор • ·

Примерни изпълнения на изобретението

Изходният състав за получаване на течното нано гориво се състои от нефтопродукти, като суров петрол и/или нискокачествени петролни деривати в количество от 35 до 60 % /мас/ в общата маса на сместа; въглищен прах от кафяви и/или лигнитни и/или антрацитни въглища, разпратени до размери не повече от ЮОмикрона; етанол под формата на денатуриран спирт в количество в общата маса от 5 до 15 % и обикновена вода до 100 % от обща маса.

Методът за получаване на водно-въглеводородно нано гориво се състои в изкуствена модификация и трансформация на въглеводородните молекули в сместа вода-етанол-въглища-нефт, чрез хидродинамично разлагане на веществата в нея под въздействие на триене и центробежни сили, осъществени в отделните съоръжения.

Тази трансформация на въглеводородните молекули на използваните изходни суровини се осъществява по следния начин.

Водата, съхранявана в резервоар 1 с обем, достатъчен за едночасов разход при процентно участие на компонента от 0 % до 100 % - 5тз и етиловия алкохол, съхраняван в резервоар 2 с обем, достатъчен за едночасов разход при процентно участие на компонента от 0 % до 50 % 2,5тз , се смесват в специален резервоар 17 с обем, достатъчен за едночасов разход при дял на компонента от 0 до 50 % - 2,5тз като предвижването на водата и спирта до резервоара 17 се осъществява чрез дозатори 5 и 6, управляеми местно, дистанционно, автоматично, помпи 11 и 12 и ултразвукови разходомери 13 и 14. За поддържане на постоянна концентрация на водния разтвор се използва циркулационна помпа 18.

Сместа от спирт и вода - образуват първия поток, който чрез регулиращ вентил постъпва във вихров смесител 20 тип ежектор.

Вторият поток се получава като от бункера 3, въглищния прах се подава през дозатор, витлов тип 7 към динамичен смесител, лопатков тип

9. Към същия смесител от резервоара за нефтопродукти 4 през дозираща помпа 8 постъпват нефтените деривати.

Оборотите на динамичния смесител се настройват съобразно вида и съотношението на компонентите, така че да се получи хомогенна смес. След това през дозираща помпа 10 хомогенизираната смес постъпва като втори поток във вихровия смесител 20, в който се смесва с първия поток при температура на околната среда, до фина емулсия. Същата под налягане

1,5 до 2 бара и без достъп на кислород се подава последователно във кавитатор първа степен 21 и през помпа 23, в кавитатор втора степен 25 двата задвижвани съответно от електромотори 22 и 24. Полученият продукт с помощта на помпа 26 се отвежда в резервоар 28 за съхранение на готовото нано гориво. /Фигура 1/

Кавитатори 21 и 25 са устройства за непрекъснато диспергиране, емулгиране, масообмен и хомогенизация на течни системи от вида газ/течност, течност/течност, течност/твърдо вещество в резултат на което се получава стабилен хомогенен продукт - в случая нано гориво. Всеки един от тях се състои от работна камера, в която е разположен роторен въртящ се диск 30, върху повърхността на който са оформени серия от радиално разположени конусчета 31 и статорни дискове 32, разположени от двете страни на роторния диск. Във вътрешната страна на статорните дискове са оформени също серия от радиално разположени конусчета 33. Роторният диск е разположен спрямо статорните дискове, така че при пасване на двете повърхнини се образува зигзагообразно работно пространство, през което под налягане с висока скорост преминава фината емулсия, получена от двата потока и излиза под формата на вискозна течност с кафявочерен цвят - нано гориво. /Фигури 2 и 3/

РЕФЕРАТ

Метод и състав за получаване на нано гориво

Изобретението включва нов състав за получаване на нано горива, които се състоят от нефтопродукти - суров петрол и/или нискокачествени петролни деривати в количество от 35 до 60% в общата маса на сместа; въглищен прах от различен тип - кафяви, лигнитни, антрацитни и др.под. ф от 5 до 35 % /мас/ с размери на частиците до 100 микрона; етанол, под формата на денатуриран спирт, от 5 до 15 % /мас/ и обикновена вода до 100 %.

Новият метод за получаване на нано горива и посочения по-горе състав се състои от смесването на два потока: първия поток се състои от вода и етанол и втори - въглищен прах и нефтени продукти.

При прилагания метод се използва специална технологична схема, състояща се от система от смесител и два последователно свързани кавитатори, представляващи устройства за финно диспергиране, емулгиране и хомогенизиране на течни системи от вида газ/течност, течност/течност, течност/твърдо вещество.

Claims

Патентни претенции

1. Състав за получаване на нано гориво, съдържащ нефтопродукти и обикновена вода, характеризиращ се е това, че съдържа и етанол под формата на денатуриран спирт и въглища, а нефтопродуктите са суров петрол и/или нискокачествени петролни деривати, въглищата са под формата на въглищен прах с размери на частиците до 100 микрона от кафяви, лигнитни, антрацитни въглища.
2. Състав за получаване на нано гориво, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че нефтопродуктите са в количество от 35 до 60 % в общата маса; въглищния прах е от 5 до 35 % /мас/; етанола е от 5 до 15 %; обикновената вода е до 100%.
3. Метод за получаване на нано гориво, състоящ се в смесване на нефтопродукти с вода, характеризиращ се с това, че се осъществява смесване във вихров смесител /20/ на два потока, като първият поток съдържа вода и етанол, а втория - въглищен прах и нефтопродукти, след смесването на двата потока, получената смес постъпва последователно в кавитатор първа степен /21/ и кавитатор втора степен /25/, където се извършва изкуствена модификация на въглеводородните молекули в сместа и се получава въглеводородно гориво с Co - С17 - течно нано гориво.
4. Метод за получаване на нано гориво, съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че смесването на съставните елементи на първия поток се извършва в специален резервоар /17/, като количествата на тези два компонента се регулират от два разходомера /13/ и /14/, за поддържане на постоянна концентрация на водния разтвор се използва циркулационна помпа /18/, смесването на съставните елементи на втория поток се извършва като от бункера за съхранение на въглищния прах /3/ и от резервоара за съхранение на нефтопродуктите /4/, през съответно дозатор за въглищата /7/ и дозираща помпа - за нефтопродуктите /8/, суровините постъпват в нискооборотен смесител /9/, чиито обороти се настройват съобразно вида и съотношението на компонентите, така че да се получи хомогенна смес, която през дозираща помпа за течности с висок вискозитет /10/, постъпва във вихров смесител /20/, в който се смесва с постъпващия в него първи поток - сместа от вода и етанол.
5. Метод за получаване на нано гориво, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че след вихровия смесител /20/, получената емулсия, под налягане 1,5 до 2 бара, без достъп на кислород, постъпва последователно във два кавитатора /21/ и /25/ до получаване на гориво с кафявочерен цвят, което се отвежда в резервоар за съхранение /28/.