RU149636U1 - Устройство для приготовления водотопливной эмульсии - Google Patents

Устройство для приготовления водотопливной эмульсии Download PDF

Info

Publication number
RU149636U1
RU149636U1 RU2014123041/05U RU2014123041U RU149636U1 RU 149636 U1 RU149636 U1 RU 149636U1 RU 2014123041/05 U RU2014123041/05 U RU 2014123041/05U RU 2014123041 U RU2014123041 U RU 2014123041U RU 149636 U1 RU149636 U1 RU 149636U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
receiving
water
pipe
tank
Prior art date
Application number
RU2014123041/05U
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Дмитриевич Катин
Игорь Владимирович Вольхин
Григорий Алексеевич Свирин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС)
Priority to RU2014123041/05U priority Critical patent/RU149636U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU149636U1 publication Critical patent/RU149636U1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

Устройство для приготовления водотопливной эмульсии, содержащее топливную накопительную цистерну, снабженную патрубком спуска отстоянной воды, эмульгатор, снабженный напорным патрубком и двумя приемными патрубками, два приемных трубопровода для забора топлива из накопительной цистерны, соединенные с приемными патрубками эмульгатора, фильтры, установленные на линии приемных трубопроводов перед эмульгатором, трубопровод для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть топливной накопительной цистерны и трубопровод для подачи топлива в расходную цистерну, соединенные с напорным патрубком эмульгатора, отличающееся тем, что два приемных трубопровода соединены между собой, образуя приемный трубопровод в виде замкнутого контура, на поверхности которого попеременно сверху и снизу выполнены приёмные отверстия диаметром 6-8 мм, суммарная площадь которых составляет не менее двух площадей поперечного сечения приёмного трубопровода, при этом приемный трубопровод расположен горизонтально и установлен внутрь цистерны на 3/4 ее длины и на высоте h=100-200 мм от дна цистерны.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована для приготовления, водотопливных эмульсий для котельных промышленных предприятий, судовых энергетических установок (главных двигателей, газотурбинных, вспомогательных котлов).
Известно устройство для подготовки жидкого топлива (Патент №2143312, МПК B01F 3/08. Способ подготовки жидкого топлива и устройство для его осуществления / Б.Б. Булгаков (UA), А.Б. Булгаков, (UA); патентообладатель Б.Б. Булгаков (UA), А.Б. Булгаков, (UA) Г.В Преснов, (RU). - №97110024/12; Заявлено 23.06.1997, Опубл. 27.12.1999)
Устройство для подготовки жидкого топлива содержит приемную емкость, нагреватель, выход которого соединен с входом приемной емкости, магистраль подачи в топливные резервуары, включающую последовательно установленные насос подачи в топливные резервуары, и первый гидродинамический кавитационный аппарат, топливные резервуары подключенные к магистрали рециркуляции, в которой последовательно установлены насос рециркуляции и второй гидродинамический кавитационный аппарат и нагреватель, магистраль подачи на сжигание, подключенную к топливным резервуарам, которая содержит последовательно установленные первый и второй насосы подачи топлива на сжигание, третий гидродинамический кавитационный аппарат и четвертый гидродинамическим кавитационный аппарат, второй насос и четвертый гидродинамический кавитационный аппарат, установлены на выходе третьего гидродинамического кавитационного аппарата, и нагреватель установленный на выходе четвертого гидродинамического кавитационного аппарата. Гидродинамический кавитационный аппарат в данном устройстве является эмульгатором.
Кроме того устройство может содержать резервуар хранения пиролизной смолы и насос для подачи пиролизной смолы, вход которого соединен с резервуаром хранения пиролизной смолы, а выход - со входом насоса подачи топлива в топливные резервуары. Насос подачи топлива в топливные резервуары, насос рециркуляции, насос подачи топлива на сжигание или второй насос подачи топлива на сжигание могут быть выполнены с возможностью подачи воды во входную или выходную части.
Устройство работает следующим образом
Мазут с содержащейся в нем водой из цистерны через нагреватель поступает в приемную емкость, затем насосом для подачи топлива мазут поступает на гидродинамический кавитационный аппарат, где протекает его гидродинамическая кавитационная обработка, при которой кавитационные процессы развиваются в результате пропускания жидкости под высоким давлением через сужение канала, простирающаяся от точки, где достигается наивысшая скорость течения жидкости до точки, в которой заканчивается образование и схлопывание парогазовых микропузырьков.
Далее полученное топливо поступает в топливные резервуары на хранение. В процессе его хранения топливо периодически извлекают из резервуара, пропускают через гидродинамический кавитационный аппарат, а в ряде случаев и нагреватель, расположенные на магистрали рециркуляции и возвращают в резервуар. После чего топливо поступает в магистраль подачи на сжигание, где оно с помощью первого насоса подается на третий гидродинамический кавитационный аппарат, с помощью второго насоса на четвертый гидродинамическим кавитационный аппарат, и далее на нагреватель и на сжигание.
Устройство позволяет производить эмульгирование смеси мазута с водой и подогрев до 40-140°C, причем эмульгирование топлива осуществляется путем его интенсивной (многократной) гидродинамической кавитационной обработкой методом циркуляции. Сжигание получившейся в результате обработки эмульсии, во-первых, более экономично и, во-вторых, приводит к снижению вредных выбросов в атмосферу.
Таким образом, устройство позволяет за счет снижение оптимального избытка воздуха повысить КПД котла, и кроме того существенно уменьшить выбросы оксидов азота.
К недостаткам известного устройства относятся: большое количество оборудования и, следовательно, большие энергетические затраты, а также значительное время для приготовления эмульсии.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является Устройство для приготовления водотопливной эмульсии (Патент №2498846 РФ, МПК B01F 3/08. Устройство для приготовления водотопливной эмульсии / А.А. Поляков (LV), Э.А. Полякова (LV), Т.Л. Федорова (RU) - №2012129786/05; Заявлено 13.07.2012; Опубл. 20.11.2013).
Устройство для приготовления водотопливной эмульсии, содержит топливную накопительную цистерну, снабженную патрубком спуска отстоянной воды, эмульгатор, виде роторного смеситель-диспергатора, снабженный напорным патрубком и двумя приемными патрубками, два приемных трубопровода для забора топлива из накопительной цистерны, соединенных с приемными патрубками эмульгатора, трубопроводом для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть цистерны и трубопровод для подачи готовой гомогенной водотопливной эмульсии в расходную цистерну на сжигание.
На линии приемных трубопроводов перед эмульгатором установлены фильтры. Топливная накопительная цистерна соединена с эмульгатором приемными трубопроводами.
Приемные трубопроводы установлены в накопительной цистерне на переднем днище, при этом, один приемный трубопровод установлен внутрь цистерны на 1/3 длины цистерны, а второй - внутрь цистерны на 2/3 длины цистерны, а напорный патрубок эмульгатора соединен с трубопроводом для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть цистерны и трубопроводом для подачи готовой гомогенной водотопливной эмульсии в расходную цистерну на сжигание
Устройство работает следующим образом.
В топливную накопительную цистерну из железнодорожной цистерны подается обводненное топливо, которое предварительно нагревают от 40° до 140°C. После отстоя часть отстоявшейся воды спускается через патрубок спуска отстоянной воды, а не отстоявшаяся часть воды располагается в объеме цистерны в виде линз. Приемные трубопроводы могут располагаться один над другим или разнесены. Нижний приемный трубопровод располагается от дна на расстоянии h=100-200 мм, а верхний трубопровод располагается на расстоянии H=300-400 мм над нижним.
Наличие двух приемных трубопроводов и их расположение позволяют создать оптимальный режим перемешивания и диспергирования обводненного топлива. Если приемный патрубок один, то водяная линза поступает в эмульгатор, диспергируется в нем и как вода снова поступает в цистерну. При двух приемных патрубках, если водяная линза попадает в один, то во второй - топливо, и это существенно улучшает смешивание.
Обводненное топливо через фильтры и приемные патрубки попадает в роторный смеситель-диспергатор. После прохождения обводненного топлива через роторный смеситель-диспергатор, оно гомогенизируется и диспергируется. Далее открывается задвижка на трубопроводе для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть накопительной цистерны со стороны заднего днища и через напорный патрубок образовавшаяся гомогенная водотопливная эмульсия поступает в накопительную цистерну, затем процесс многократно повторяется.
Уже при двукратной циркуляции по замкнутому кругу образуется стабильная гомогенная водотопливная эмульсия.
После приготовления водотопливной эмульсии задвижка на трубопроводе для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть накопительной цистерны закрывается и открывается задвижка на трубопроводе для подачи готовой гомогенной водотопливной эмульсии в расходную цистерну на сжигание и гомогенная водотопливная эмульсия из диспергатора по напорному патрубку поступает в расходную цистерну на сжигание в котле.
Устройство позволяет значительно уменьшить энергозатраты и сократить время приготовления стабильной водотопливной эмульсии за счет значительного сокращения оборудования и подбора более эффективного эмульгатора.
Однако устройство обладает недостатком, заключающемся в увеличении энергозатрат и времени приготовления водотопливной эмульсии за счет увеличения циклов диспергирования топлива.
Это обусловлено тем, что при существующем расположении труб в накопительной цистерне образуется как минимум на 1/3 ее длины застойная зона. Поскольку площадь забора незначительна, так как она ограничена двумя площадями поперечного сечения труб приемных трубопроводов, это существенно увеличивает время забора объема смеси.
Кроме того из-за высокой вязкости и плотности мазута его течение осуществляется с объема, непосредственно примыкающему к торцу трубопровода, за торцами трубопровода также возникают застойные зоны. Чтобы уменьшить застойные зоны необходима многократная циркуляция топливной смеси, что приводит к увеличению времени приготовления водотопливной эмульсии.
Задача полезной модели заключается в создании устройства для приготовления водотопливной эмульсии позволяющей уменьшить время для приготовления водотопливной эмульсии и энергозатраты за счет сокращения цикла диспергирования топлива, а также снизить затраты на текущую эксплуатацию устройства путем исключения образования осадка в застойных зонах устройства.
Для решения поставленной задачи в устройстве для приготовления водотопливной эмульсии, содержащем топливную накопительную цистерну, снабженную патрубком спуска отстоянной воды, эмульгатор, снабженный напорным патрубком и двумя приемными патрубками, два приемных трубопровода для забора топлива из накопительной цистерны, соединенные с приемными патрубками эмульгатора, фильтры, установленные на линии приемных трубопроводов перед эмульгатором, трубопровод для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть топливной накопительной цистерны и трубопровод для подачи топлива в расходную цистерну, соединенные с напорным патрубком эмульгатора, два приемных трубопровода соединены между собой, образуя приемный трубопровод в виде замкнутого контура, на поверхности которого попеременно с верху и с низу выполнены приемные отверстия диаметром 6-8 мм, суммарная площадь которых составляет не менее двух площадей поперечного сечения приемного трубопровода, при этом приемный трубопровод расположен горизонтально и установлен внутрь цистерны на 3/4 ее длины и на высоте h=100-200 мм от дна цистерны.
Признаками, отличающими предлагаемое решение от прототипа являются соединение приемных трубопроводов между собой, образуя приемный трубопровод в виде замкнутого контура, выполнение на поверхности приемного трубопровода попеременно с верху и с низу приемных отверстий диаметром 6-8 мм, суммарная площадь которых составляет не менее двух площадей поперечного сечения приемного трубопровода, расположение приемного трубопровода горизонтально и установка его внутрь цистерны на 3/4 ее длины и на h=100-200 мм от дна цистерны.
Благодаря отличительным признакам сокращается время приготовления водотопливной эмульсии и энергозатраты на ее приготовление, а также снижаются затраты на текущую эксплуатацию устройства.
Это обусловлено тем, что забор топлива и находящейся в ней воды осуществляется со всей его толщи. Топливо и вода, проходя через множество перфорированных отверстий по всей длине приемного трубопровода, смешиваются в трубе в одно грубодисперсное состояние. Таким образом, перфорированная труба является первой ступенью эмульгирования, поэтому достаточно однократной циркуляции смеси топлива, что значительно сокращает время и снижает энергозатраты на диспергирование топлива и воды. Из-за малого диаметра отверстий линзы воды не смогут оказывать влияние на топочный процесс из-за отсутствия «залпового проскока».
Поступление водомазутной смеси через напорный патрубок обеспечивает постоянное гравитационное давление топлива на приемные отверстия и равномерный забор обводненной смеси через них.
Выполнение приемных отверстий диаметром 6-8 мм позволяет уже при однократной циркуляции по замкнутому кругу подготовить достаточно качественную стабильную гомогенную водотопливную эмульсию, готовую к процессу сжигания. При выполнении отверстий менее 6 мм происходит забивания этих отверстий механическими примесями, присутствующими в мазуте. Это требует постоянной прочистки отверстий и тем самым увеличивает время приготовления водотопливной эмульсии.
При выполнение приемных отверстий диаметром более 8 мм наблюдается переход от турбулентного течения топливной смеси к ламинарному, который характеризуется сравнительно небольшими скоростями движения и поэтому на стадии подачи топлива в приемный трубопровод не происходит достаточного перемешивания и диспергирования топлива, что приводит к приготовлению некачественной ВТЭ с крупными включениями воды и грубодисперсной структурой. При получении качественной водотопливной эмульсии необходимо будет увеличить количество циклов диспергирования, что приводит к увеличению времени и энергозатрат на приготовление водотопливной эмульсии.
Кроме того при диаметре приемных отверстий более 8 мм возможен «залповый проскок» линз воды, что и оказывает негативное влияние на топочный процесс.
Расположение приемного трубопровода в топливной накопительной цистерне на небольшой высоте от дна, и расположение приемных отверстий практически по всей площади низа цистерны исключает образование в ней застойных зон и выпадения в них осадка в виде примесей, что приводит к снижению затрат на текущую эксплуатацию устройства.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство для приготовления водотопливной эмульсии, на фиг. 2 - расположения приемного трубопровода в цистерне.
Устройство включает топливную накопительную цистерну 1, снабженную патрубком спуска отстоянной воды 2, приемный трубопровод 3 для забора топлива из цистерны 1, выполненный в виде замкнутого контура, эмульгатор 5 снабженный напорным патрубком 6 и двумя приемными патрубками 7, фильтры 8, трубопровод для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть цистерны 9, трубопровод для подачи топлива в расходную цистерну 10.
На поверхности приемного трубопровода 3 выполнены приемные отверстия 4 диаметром 6-8 мм, суммарная площадь которых составляет не менее двух площадей поперечного сечения приемных трубопровода 3. В качестве эмульгатора 5 принят роторный смеситель-диспергатор, например DRS.
Приемный трубопровод 3 соединен с приемными патрубками 7 эмульгатора 5. Фильтры 8 установлены на линии приемного трубопровода перед эмульгатором 5. Приемный трубопровод 3 расположен горизонтально и установлен внутрь цистерны 1 на 3/4 ее длины и на высоте h=100-200 мм от дна цистерны 1.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В топливную накопительную цистерну 1 из железнодорожной цистерны подается обводненное топливо. В соответствии с заводским регламентом в зависимости от вида топлива его предварительно нагревают от 40°С до 140°С. После отстоя часть отстоявшейся воды спускается через патрубок 2, а не отстоявшаяся часть воды располагается в объеме цистерны в виде линз 11.
Из топливной накопительной цистерны 1 топливо с водой через отверстия 4 поступает в приемный трубопровод 3, где создается оптимальный режим перемешивания и диспергирования обводненного топлива уже на стадии подачи топлива по приемному трубопроводу 3 к приемным патрубкам 7 роторного смеситель-диспергатора 5. Водяная линза 11 поступает в приемный трубопровод 3 совместно с мазутом через несколько отверстий 4, диспергируется в нем и далее поступает на дальнейшее механическое перемешивание. Это существенно улучшает смешивание.
Далее обводненное топливо через фильтры 8 (для удаления механических примесей) и приемные патрубки 7 попадает в роторный смеситель-диспергатор 5, где топливо гомогенизируется и диспергируется. Затем открывается задвижка на трубопроводе для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть накопительной цистерны 9 и через напорный патрубок 6, образовавшаяся гомогенная водотопливная эмульсия поступает в накопительную цистерну 1. После чего гомогенная водотопливная эмульсия из топливной накопительной цистерны 1 через отверстия 4 поступает в приемный трубопровод 3, где она еще раз перемешивается и поступает по приемным патрубкам 7 в роторный смеситель-диспергатор 5. Далее задвижка на трубопроводе для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть накопительной цистерны 9 закрывается и открывается задвижка на трубопроводе для подачи готовой гомогенной водотопливной эмульсии в расходную цистерну 10 и гомогенная водотопливная эмульсия из роторного смеситель-диспергатора 5 по напорному патрубку 6 поступает в трубопровод 10 и далее в расходную цистерну на сжигание в котле.

Claims (1)

  1. Устройство для приготовления водотопливной эмульсии, содержащее топливную накопительную цистерну, снабженную патрубком спуска отстоянной воды, эмульгатор, снабженный напорным патрубком и двумя приемными патрубками, два приемных трубопровода для забора топлива из накопительной цистерны, соединенные с приемными патрубками эмульгатора, фильтры, установленные на линии приемных трубопроводов перед эмульгатором, трубопровод для подачи гомогенной водотопливной эмульсии в верхнюю часть топливной накопительной цистерны и трубопровод для подачи топлива в расходную цистерну, соединенные с напорным патрубком эмульгатора, отличающееся тем, что два приемных трубопровода соединены между собой, образуя приемный трубопровод в виде замкнутого контура, на поверхности которого попеременно сверху и снизу выполнены приёмные отверстия диаметром 6-8 мм, суммарная площадь которых составляет не менее двух площадей поперечного сечения приёмного трубопровода, при этом приемный трубопровод расположен горизонтально и установлен внутрь цистерны на 3/4 ее длины и на высоте h=100-200 мм от дна цистерны.
    Figure 00000001
RU2014123041/05U 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для приготовления водотопливной эмульсии RU149636U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123041/05U RU149636U1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для приготовления водотопливной эмульсии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123041/05U RU149636U1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для приготовления водотопливной эмульсии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU149636U1 true RU149636U1 (ru) 2015-01-10

Family

ID=53292152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014123041/05U RU149636U1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для приготовления водотопливной эмульсии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU149636U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621332C1 (ru) * 2016-06-29 2017-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Устройство для приготовления водотопливной эмульсии
RU212920U1 (ru) * 2022-04-20 2022-08-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Устройство для приготовления водотопливной эмульсии

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621332C1 (ru) * 2016-06-29 2017-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Устройство для приготовления водотопливной эмульсии
RU212920U1 (ru) * 2022-04-20 2022-08-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Устройство для приготовления водотопливной эмульсии

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205527841U (zh) 一种煤化工废水处理破乳气浮除油装置
RU149636U1 (ru) Устройство для приготовления водотопливной эмульсии
DK202370569A1 (en) Arrangement and method for treatment of fish
RU2498846C1 (ru) Устройство для приготовления водотопливной эмульсии
RU84256U1 (ru) Гидродинамический кавитационный реактор
RU2621332C1 (ru) Устройство для приготовления водотопливной эмульсии
CN205500948U (zh) 一种高温工业废水冷却过滤装置
RU156526U1 (ru) Установка для перемешивания жидкостей в резервуарах
RU66221U1 (ru) Автоматизированная установка для обработки нефтесодержащих жидкостей
RU2310132C1 (ru) Способ подготовки и сжигания жидкого топлива и устройство для его осуществления
KR20220113601A (ko) 고분자응집제 용해공급장치
US20240066457A1 (en) System and method for treating a fluid
RU168848U1 (ru) Котельная установка
RU166601U1 (ru) Эжектор-кавитатор
RU162164U1 (ru) Дизельная установка
RU162578U1 (ru) Котельная установка
RU2469199C1 (ru) Устройство для обработки углеводородного топлива
RU2782587C1 (ru) Смесительное жидкостное устройство
RU112984U1 (ru) Устройство для подготовки к сжиганию обводненного мазута
CN211338969U (zh) 一种生化水处理厌氧进水辅助系统
RU199941U1 (ru) Эжекторный аэратор
RU72970U1 (ru) Установка для очистки сточных вод (варианты)
RU207722U1 (ru) Устройство для смешения коагулята с водой
RU2701479C1 (ru) Способ формирования водотопливной эмульсии
RU139436U1 (ru) Устройство для получения смеси, по меньшей мере, двух жидкостей

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170606