RU2097408C1

RU2097408C1 - Method for production of liquid fuel and statistic mixer for its realization

Info

Publication number: RU2097408C1
Application number: RU94042513A
Authority: RU
Inventors: Борис Борисович Булгаков; Алексей Борисович Булгаков
Original assignee: Борис Борисович Булгаков; Алексей Борисович Булгаков
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: production of fuel mixture for engine, furnace, turbine and for energetic devices. SUBSTANCE: method involves mixing of powdered solid fuel and organic liquid, the process is carried out in the presence of water. Said powdered solid fuel is preliminary wetted by water and organic liquid is fed into thus prepared moistened mixture. Fuel which is prepared according to proposed method may be used itself or as additive for diesel fuel. EFFECT: improved efficiency of the method. 10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области топливной энергетики и может быть использовано при создании топливных смесей для двигателей, печей, турбин и энергетических установок. При этом топливо, полученное в соответствии с предлагаемым способом, может быть использовано как самостоятельно, так и в качестве добавки, например, к дизельному топливу. The invention relates to the field of fuel energy and can be used to create fuel mixtures for engines, furnaces, turbines and power plants. Moreover, the fuel obtained in accordance with the proposed method can be used both independently and as an additive, for example, to diesel fuel.

Известен способ получения топлива для двигателей внутреннего сгорания, включающий смешивание бензина, 2 10% спирта с 4 8 атомами углерода и 0,1 - 25% воды (заявка Франции N 2114465, С 10 L 1\00, 1972). A known method of producing fuel for internal combustion engines, comprising mixing gasoline, 2 10% alcohol with 4 8 carbon atoms and 0.1 to 25% water (French application N 2114465, C 10 L 1 \ 00, 1972).

Однако получаемое топливо достаточно дорого. However, the resulting fuel is quite expensive.

Известен способ получения жидкого топлива, включающий измельчение древесной биомассы, введение в нее керосина или отработанного масла и поверхностоно-активных веществ для образования коллоидного раствора (заявка Франции N 2519019, C O1 L 1\00, 1983). A known method of producing liquid fuel, including grinding wood biomass, introducing into it kerosene or waste oil and surfactants to form a colloidal solution (French application N 2519019, C O1 L 1 \ 00, 1983).

Этот способ является достаточно трудоемким. В то же время, полученное таким образом топливо пригодно только для сжигания в энергетических установках, т.е. обладает ограниченной областью использования. This method is quite laborious. At the same time, the fuel thus obtained is suitable only for burning in power plants, i.e. has a limited scope.

В связи с этим были предложены способы получения жидкого топлива из угля ( ЕР N 0021555, C O1 L 1\02, 1980) описан способ, включающий окисление угля водным раствором азотной кислоты, отделение жидкой фазы и растворение твердой. In this regard, methods have been proposed for producing liquid fuel from coal (EP N 0021555, C O1 L 1 \ 02, 1980). A method is described that involves oxidizing coal with an aqueous solution of nitric acid, separating the liquid phase and dissolving the solid.

Однако этот способ трудоемок и низкопроизводителен. However, this method is time consuming and low productivity.

Кроме того, известен способ, в котором угольную пыль с размером частиц не более 20 мкм смешивают с водой, а полученное топливо используют для двигателей внутреннего сгорания (патент Великобритании N 2047267, C O1 L 1\02, 1979). In addition, a method is known in which coal dust with a particle size of not more than 20 μm is mixed with water, and the resulting fuel is used for internal combustion engines (UK patent N 2047267, C O1 L 1 \ 02, 1979).

К недостаткам этого способа следует отнести низкое качество получаемого топлива, а также сложность получения пыли с вышеуказанным размером частиц. The disadvantages of this method include the low quality of the resulting fuel, as well as the difficulty of obtaining dust with the above particle size.

Наиболее близким к предложенному является способ получения жидкого топлива, включающий измельчение углеродсодержащего вещества (антрацита, угля, кокса, полукокса, лигнита и т.п.) до 0,15 2,0 мм в присутствии воды и\или органической (углеводородной) жидкости с помощью дробящего материала, который затем отделяют (патент Великобритании N 1600865, C O1 L 1\00, 1978). Измельчение и смешивание осуществляют с помощью механической мельницы, а полученное топливо используют в качестве дизельного или добавки к нему. Closest to the proposed is a method for producing liquid fuel, including grinding a carbon-containing substance (anthracite, coal, coke, semicoke, lignite, etc.) to 0.15 2.0 mm in the presence of water and / or an organic (hydrocarbon) liquid with using crushing material, which is then separated (UK patent N 1600865, C O1 L 1 \ 00, 1978). Grinding and mixing is carried out using a mechanical mill, and the resulting fuel is used as diesel or additive to it.

Однако ограничения, накладываемые на размер частиц угольной пыли и необходимость отделения частиц дробящего материала усложняют известный способ, снижают его производительность. Кроме того, в процессе измельчения и смешивания частицы пыли адсорбируют углеводороды из органической жидкости, что приводит к снижению качества топлива и не позволяет увеличивать содержание угольной пыли в нем, что в свою очередь приводит к повышению стоимости топлива. И, наконец, топливо, полученное описанным способом, не может долго храниться, поскольку со временем расслаивается. However, the restrictions imposed on the particle size of coal dust and the need for separation of particles of crushing material complicate the known method, reduce its performance. In addition, in the process of grinding and mixing, dust particles adsorb hydrocarbons from an organic liquid, which leads to a decrease in fuel quality and does not allow to increase the content of coal dust in it, which in turn leads to an increase in the cost of fuel. And finally, the fuel obtained in the described way cannot be stored for a long time, since it stratifies over time.

Помимо мельниц, для смешивания компонентов топлива могут быть использованы статические смесители. Так, известен статический смеситель, содержащий колонну с впускным отверстием для суспензий в верхней части, несколькими камерами и насосом. Впускной патрубок для газа расположен в нижней части колонны, так что газ движется вверх, а жидкость вниз (патент США N 3495952, B 01 F 3\06, 1970). In addition to mills, static mixers can be used to mix fuel components. Thus, a static mixer is known, comprising a column with an inlet for suspensions in the upper part, several chambers and a pump. A gas inlet is located at the bottom of the column so that the gas moves up and the liquid moves down (US Pat. No. 3,495,952, B 01 F 3/06, 1970).

Недостатком данного смесителя является сложность и значительные габариты. Кроме того подобный смеситель не может быть встроен в трубопровод, что ограничивает область его применения. The disadvantage of this mixer is the complexity and significant dimensions. In addition, such a mixer cannot be integrated into the pipeline, which limits its scope.

С целью устранения перечисленных недостатков были разработаны смесители, в которых один из компонентов подавался в зону кавитации или, во всяком случае, в зону турбулентного течения второго компонента (патент Великобритании N 2022430, B 01 F 5\00, 1979). Данный смеситель содержит корпус с продольным патрубком ввода первого компонента и наклонными патрубками ввода второго компонента. Аналогичный смеситель в виде ряда последовательных трубок Вентури (ЕПВ N 0157691, B 01 F 5\04, 1985). In order to eliminate the above drawbacks, mixers were developed in which one of the components was fed into the cavitation zone or, in any case, into the turbulent flow zone of the second component (UK patent N 2022430, B 01 F 5 \ 00, 1979). This mixer contains a housing with a longitudinal nozzle of the input of the first component and inclined nozzles of the input of the second component. A similar mixer in the form of a series of consecutive venturi tubes (EPO N 0157691, B 01 F 5 \ 04, 1985).

Однако смесители подобного типа обладают недостаточной эффективностью. However, faucets of this type are not efficient enough.

Известен также кавитационный аппарат, в корпусе которого установлен кавитатор в виде перфорированной крыльчатки с клиновидными лопастями (авт. св. N 1353858, D 21 B 1\36, 1985). A cavitation apparatus is also known, in the case of which a cavitator is installed in the form of a perforated impeller with wedge-shaped blades (ed. St. N 1353858, D 21 B 1 \ 36, 1985).

Недостатком данного смесителя также является низкая эффективность, прежде всего из-за того, что в потоке за кавитатором медленно протекают процессы выделения микропузырьков и их схлопывания. The disadvantage of this mixer is also low efficiency, primarily due to the fact that in the stream behind the cavitator, the processes of separation of microbubbles and their collapse slowly proceed.

Наиболее близким к предложенному устройству является встраиваемый статический смеситель, образованный цилиндрическим корпусом с патрубками ввода и вывода обрабатываемой среды, в полости которого последовательно размещены завихрители в виде плоских пластин, лопастей и лопаток сложной формы, причем за счет определенной последовательности их установки несколько возрастает степень гомогенизации обрабатываемой среды, так как одни элементы как бы "подготавливают" ее поток для других (патент США N 4461579, B 01 F 5\00, 1984). Closest to the proposed device is a built-in static mixer formed by a cylindrical body with nozzles for input and output of the processed medium, in the cavity of which swirlers are sequentially placed in the form of flat plates, blades and blades of complex shape, and due to a certain sequence of their installation, the degree of homogenization of the processed environment, as some elements seem to “prepare” its flow for others (US patent N 4461579, B 01 F 5 \ 00, 1984).

Однако и данный смеситель достаточно сложен, а кроме того не обеспечивает высокой степени гомогенизации, поскольку в нем не происходит образования кавитационных каверн и микропузырьков. Кроме того данный смеситель обладает высоким гидравлическим сопротивлением. Все это отрицательное сказывается на производительности устройства. However, this mixer is quite complicated, and in addition it does not provide a high degree of homogenization, since cavitation cavities and microbubbles do not form in it. In addition, this mixer has a high hydraulic resistance. All this negative affects the performance of the device.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования способа, является повышение его производительности и его упрощение при одновременном повышении качества (энергетических показателей) получаемого топлива и снижении его стоимости, а также увеличение допустимого срока его хранения. Thus, the technical result expected from the use of the method is to increase its productivity and its simplification while improving the quality (energy indicators) of the resulting fuel and reducing its cost, as well as increasing the permissible shelf life.

Кроме того, техническим результатом, ожидаемым от использования предлагаемого устройства, является повышение его производительности за счет одновременного повышения эффективности смешивания и снижения гидравлического сопротивления. In addition, the technical result expected from the use of the proposed device is to increase its productivity by simultaneously increasing the mixing efficiency and reducing hydraulic resistance.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе получения жидкого топлива, включающем перемешивание пылевидного твердого топлива с органической жидкостью в присутствии воды, предварительно смачивают пылевидное твердое топливо водой, а затем в полученную увлажненную смесь вводят органическую жидкость. This result is achieved by the fact that in the known method for producing liquid fuel, which involves mixing pulverized solid fuel with an organic liquid in the presence of water, the pulverized solid fuel is pre-wetted with water, and then an organic liquid is introduced into the obtained moistened mixture.

При этом, в процессе смачивания пылевидного твердого топлива, в его состав вводят воду из расчета 10 30% от массы жидкого топлива. At the same time, in the process of wetting the pulverized solid fuel, water is introduced into its composition at the rate of 10 30% of the mass of liquid fuel.

Целесообразно также при смачивании использовать замазученную и\или омагниченную воду. It is also advisable to use oiled and / or magnetized water when wetted.

Кроме того, введение органической жидкости в увлажненную смесь и\или смачивание пылевидного твердого топлива водой производят на кавитационном смесителе. In addition, the introduction of organic liquid into the moistened mixture and / or wetting of the pulverized solid fuel with water is carried out on a cavitation mixer.

Указанный результат достигается также тем, что в известном статическом смесителе, содержащем цилиндрический корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемой среды, в полости которого последовательно размещены завихрители, часть из них выполнена со сквозными отверстиями, при этом завихрители без сквозных отверстий размещены за завихрителями со сквозными отверстиями и образуют с внутренними стенками корпуса канал сверхзвукового профиля. The indicated result is also achieved by the fact that in a known static mixer containing a cylindrical body with nozzles for input and output of the medium to be processed, in the cavity of which swirlers are arranged in series, some of them are made with through holes, while swirlers without through holes are placed behind swirls with through holes and form a supersonic profile channel with the inner walls of the housing.

В частности, завихрители со сквозными отверстиями и без них могут быть размещены чередуясь. In particular, swirls with through holes and without them can be placed alternately.

При этом отношение наименьшего расстояния между соседними завихрителями со сквозными отверстиями и без них к расстоянию между соседними завихрителями со сквозными отверстиями может лежать в диапазоне 0,32 0,44. In this case, the ratio of the smallest distance between adjacent swirls with through holes and without them to the distance between adjacent swirlers with through holes can lie in the range of 0.32 0.44.

Кроме того, патрубки ввода одного из компонентов обрабатываемой среды могут размещаться между завихрителями с отверстиями и без них, в зоне кавитации. In addition, the inlet pipes of one of the components of the medium to be processed can be placed between swirlers with holes and without them, in the cavitation zone.

Целесообразно выполнять патрубки ввода одного из компонентов обрабатываемой среды с возможностью поступательного и вращательного перемещения. It is advisable to perform the input pipe of one of the components of the medium with the possibility of translational and rotational movement.

Рекомендуется также выполнять внутреннюю поверхность корпуса, по меньшей мере между завихрителями с отверстиями и без них, шероховатой, с характерным размером неоднородностей в диапазоне 0,1 0,4 диаметра сквозных отверстий соответствующего завихрителя. It is also recommended to make the inner surface of the casing, at least between the swirls with and without openings, rough, with a characteristic size of inhomogeneities in the range of 0.1 to 0.4 of the diameter of the through holes of the corresponding swirl.

При этом неоднородности могут быть выполнены в виде винтовой линии. In this case, the inhomogeneities can be made in the form of a helix.

Кроме того, неоднородности могут иметь пилообразное сечение с уклоном в сторону патрубка вывода обрабатываемой среды. In addition, the heterogeneity may have a sawtooth cross section with a slope towards the outlet pipe of the medium to be processed.

На фиг. 1 представлен продольный разрез смесителя и показаны возможные виды неоднородностей на внутренней поверхности его корпуса, а на фиг.2 приведен график изменения скорости потока обрабатываемой среды вдоль смесителя. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the mixer and shows possible types of inhomogeneities on the inner surface of its housing, and FIG. 2 shows a graph of the change in the flow rate of the medium being processed along the mixer.

Смеситель содержит цилиндрический корпус 1 с входным патрубком (каналом, штуцером) 2 и выходным патрубком (каналом) 3. В полости корпуса 1 установлены завихрители 4, за которыми размещены трубки 5 с изогнутым концом. Часть завихрителей 4 выполнена со сквозными отверстиями 6. Трубки 5 установлены в отверстиях корпуса (не обозначены). The mixer comprises a cylindrical body 1 with an inlet pipe (channel, fitting) 2 and an outlet pipe (channel) 3. In the cavity of the body 1, swirlers 4 are installed, behind which tubes 5 with a curved end are placed. Part of the swirls 4 is made with through holes 6. Tubes 5 are installed in the holes of the housing (not indicated).

Каналы 2, 3 могут быть выполнены коническими, соответственно сужаясь и расширяясь по ходу потока. В полости корпуса 1 также могут быть конические участки (диффузоры и конфузоры), обеспечивающие, вместе с завихрителями 4, возникновение зон кавитации, т.е. зон, в которых в процессе использования смесителя развивается кавитационная каверна, расположенных за соответствующим завихрителем 4 с отверстиями 6. В простейшем случае такой зоной можно считать объем, полученный в результате симметричного преобразования завихрителя 4 относительно плоскости его основания. Channels 2, 3 can be made conical, respectively tapering and expanding along the flow. In the cavity of the housing 1 there can also be conical sections (diffusers and confusers), which, together with the swirlers 4, provide the appearance of cavitation zones, i.e. zones in which during the use of the mixer a cavitation cavity develops, located behind the corresponding swirler 4 with holes 6. In the simplest case, the volume obtained as a result of the symmetric transformation of the swirl 4 relative to the plane of its base can be considered such a zone.

В предлагаемом смесителе могут быть использованы как конические завихрители, так и завихрители в виде призмы, пирамиды, полусферы, крыльчатки, клина и т.п. In the proposed mixer, both conical swirlers and swirls in the form of a prism, pyramid, hemisphere, impeller, wedge, etc. can be used.

Для установки трубок 5 с возможностью фиксированного перемещения, т.е. перемещения в процессе настройки смесителя и фиксации в процессе его работы, можно воспользоваться скользящей посадкой трубок 5 в соответствующих отверстиях или резьбой, предпочтительно с большим шагом. Могут быть использованы и автоматические механизмы, осуществляющие осевое перемещение и поворот трубок 5 в зависимости от скорости потока и вязкости среды. С этой целью в состав смесителя могут быть введены датчики расхода наиболее и наименее вязкого компонентов смеси, выходы которых подключены к входам блока обработки, выходы которого соединены с соответствующими узлами регулировки положения трубок 5. Алгоритм работы блока обработки задается вышеприведенными соотношениями, а входящие в них константы определяются экспериментально для каждой трубки 5 по минимуму числа рециркуляций, необходимых для достижения определенной степени гомогенизации смеси на выходе канала 3. Величины смещения трубок 5 и углы их поворота могут устанавливаться и одинаковы для всех трубок. To install the tubes 5 with the possibility of a fixed movement, i.e. moving in the process of setting up the mixer and fixing in the process of its operation, you can use the sliding fit of the tubes 5 in the corresponding holes or threads, preferably with a large pitch. Can be used and automatic mechanisms for axial movement and rotation of the tubes 5 depending on the flow rate and viscosity of the medium. For this purpose, the flow sensors of the most and least viscous components of the mixture can be introduced into the mixer, the outputs of which are connected to the inputs of the processing unit, the outputs of which are connected to the corresponding nodes for adjusting the position of the tubes 5. The algorithm of the processing unit is set by the above ratios, and the constants included in them are determined experimentally for each tube 5 by minimizing the number of recirculations necessary to achieve a certain degree of homogenization of the mixture at the outlet of channel 3. The displacement cutting 5 and the angles of rotation can be set and the same for all tubes.

Трубки 5 могут быть соединены общим патрубком ввода второго компонента (на чертеже не показан), т.е. являться последовательными отводами данного патрубка. При этом трубка 5, расположенная за последним завихрителем 4, является первой по ходу потока второго компонента. The tubes 5 can be connected by a common input pipe of the second component (not shown in the drawing), i.e. are consecutive branches of this branch pipe. In this case, the tube 5, located behind the last swirler 4, is the first along the flow of the second component.

Под характерным размером неоднородностей обычно понимают их наибольший размер, в данном случае максимальную высоту. Для нерегулярных неоднородностей следует пользоваться усредненными величинами. The characteristic size of heterogeneities is usually understood as their largest size, in this case the maximum height. For irregular inhomogeneities, averaged values should be used.

Таким образом особенностью предлагаемого смесителя является то, что в нем обязательно присутствуют завихрители (кавитаторы) 4 с отверстиями 6 и без них, причем завихрители без отверстий всегда размещены за завихрителями с отверстиями. Например, обозначив завихрители без отверстий буквой "Б", а завихрители с отверстиями буквой "О", получим следующие возможные комбинации: ОБОБ (фиг.1), ОБО, ОББ, ОББО. ОБОБО, БОБ, ОББОББ, БОБО, ОБ. А вот сочетание БО является запрещенным (неэффективным). Thus, the feature of the proposed mixer is that it necessarily contains swirls (cavitators) 4 with holes 6 and without them, and swirls without holes are always placed behind swirls with holes. For example, by designating swirls without holes with the letter "B", and swirls with holes with the letter "O", we obtain the following possible combinations: SUMMARY (Fig. 1), SUMMARY, SUMMARY, SUMMARY. BOTTOM, BOB, BOBBOB, BOBO, AB. But the combination of BO is prohibited (ineffective).

Для приведенного на фиг.1 сочетания оптимальным является отношение 1\L в диапазоне 0,32 0,44. На фиг.2 обозначено: V скорость потока, V_s - скорость звука (в двухфазном газожидкостном потоке эта величина не превышает 20 м/с). Наличие канала сверхзвукового профиля означает превышение в этом канале скоростью потока величины V_s.For the combination shown in figure 1, the optimal ratio is 1 \ L in the range of 0.32 0.44. Figure 2 indicates: V is the flow velocity, V _s is the speed of sound (in a two-phase gas-liquid flow, this value does not exceed 20 m / s). The presence of a channel of a supersonic profile means an excess of V _s in this channel by the flow velocity.

Способ осуществляют следующим образом. Сначала пылевидное твердое топливо (размер частиц от 3 мм до 10 мкм, состав практически любой, т.е. угольная, коксовая, лигнитовая пыль, опилки, порох, их смесь) смешивают с водой, а затем с горючей органической жидкостью (мазут, дизельное топливо, керосин, бензин, спирт или их смеси). При этом вода существенно снижает адсорбционную способность частиц твердого топлива и органическая жидкость в процессе перемешивания со смесью пылевидного топлива и воды не теряет углеводородов. В результате, энергетические показатели жидкого топлива оказываются выше, чем в известном топливе, а содержание твердого топлива в жидком может быть увеличено. The method is as follows. First, pulverized solid fuel (particle size from 3 mm to 10 μm, almost any composition, i.e. coal, coke, lignite dust, sawdust, gunpowder, their mixture) is mixed with water, and then with a combustible organic liquid (fuel oil, diesel fuel, kerosene, gasoline, alcohol or mixtures thereof). Moreover, water significantly reduces the adsorption capacity of solid fuel particles and the organic liquid does not lose hydrocarbons during mixing with a mixture of pulverized fuel and water. As a result, the energy indicators of liquid fuel are higher than in the known fuel, and the content of solid fuel in liquid can be increased.

Количество воды выбирают из условия ее 10 30 мас.-ного содержания в конечном продукте, поскольку именно в этом диапазоне обеспечивается оптимальная вязкость жидкого топлива и его высокие энергетические показатели. В то же время следует отметить, что и вне упомянутого диапазона возможно получение высокоэффективного и недорогого жидкого топлива. The amount of water is chosen from the condition of its 10 30 wt.% Content in the final product, since it is in this range that the optimal viscosity of liquid fuel and its high energy performance are ensured. At the same time, it should be noted that, outside the mentioned range, it is possible to obtain highly efficient and inexpensive liquid fuels.

Дальнейшему повышению энергетических показателей топлива способствует использование замазученной воды (отхода после промывки емкостей для перевозки мазута) и омагниченной воды. The use of oil-contaminated water (waste after washing the tanks for transportation of fuel oil) and magnetized water contributes to a further increase in the energy performance of the fuel.

В результате, содержание угольной пыли в топливе может быть увеличено до 60% без повышения содержания токсичных примесей в выхлопных газах. As a result, the content of coal dust in the fuel can be increased up to 60% without increasing the content of toxic impurities in the exhaust gases.

Пример 1. Угольную пыль (35 мас. в конечном продукте) с размером частиц 20-40 мкм смешивали с водой (20 мас.), а затем полученную смесь снова подавали в кавитационный смеситель, на второй вход которого поступал мазут. Полученное топливо по энергетическим показателям близко к обычному дизельному, а содержание СО в выхлопных газах было на 1,5% выше. При использовании омагниченной воды и этот показатель не превысил норму. Свойства топлива оставались неизменными в течение 4-х месяцев со дня изготовления. Example 1. Coal dust (35 wt. In the final product) with a particle size of 20-40 μm was mixed with water (20 wt.), And then the resulting mixture was again fed into a cavitation mixer, the second input of which was supplied with fuel oil. The energy received is close to conventional diesel in terms of energy, and the CO content in the exhaust gases was 1.5% higher. When using magnetized water, this indicator did not exceed the norm. The properties of the fuel remained unchanged for 4 months from the date of manufacture.

Пример 2. Угольную пыль (35 мас. в конечном продукте) с размером частиц 1-2 мм смешивали с замазученной водой (15 мас.), на кавитационном аппарате, а затем полученную смесь снова подавали в кавитационный смеситель, на второй вход которого поступал керосин. Полученное топливо по энергетическим показателям практически не отличалось от обычного дизельного, а содержание СО в выхлопных газах было нормальным. Example 2. Coal dust (35 wt. In the final product) with a particle size of 1-2 mm was mixed with oiled water (15 wt.), On a cavitation apparatus, and then the resulting mixture was again fed into a cavitation mixer, the second input of which was supplied with kerosene . The energy received in terms of energy indicators did not practically differ from ordinary diesel fuel, and the CO content in the exhaust gases was normal.

Пример 3. Коксовую пыль (45 мас. в конечном продукте) с размером частиц 0,01-0,15 мм смешивали с замазученной водой (45 мас.), на кавитационном аппарате, а затем полученную смесь снова подавали в кавитационный смеситель, на второй вход которого поступало дизельное топливо. Полученное топливо по энергетическим показателям было лучше обычного дизельного на 12% а содержание СО в выхлопных газах было нормальным. Example 3. Coke dust (45 wt. In the final product) with a particle size of 0.01-0.15 mm was mixed with oiled water (45 wt.), On a cavitation apparatus, and then the resulting mixture was again fed into a cavitation mixer, on the second whose input was diesel. According to energy indicators, the fuel obtained was 12% better than conventional diesel and the CO content in the exhaust gases was normal.

Более подробно осуществление способа рассмотрим на примере работы смесителя. In more detail the implementation of the method will be considered on the example of the mixer.

Как явствует из вышеприведенных примеров, смешивание компонентов жидкого топлива (пыли с водой и полученной смеси с горючей органической жидкостью) может осуществляться на любом из известных смесителей, однако при использовании кавитационных смесителей качество получаемого топлива оказывается существенно выше. Сухая угольная пыль может подаваться в смеситель по каналу 2 или через трубки 5 в потоке воздуха. Пыль может поступать и в виде водной пульпы, при этом оставшаяся вода подается по второму каналу. Аналогично на втором этапе, при перемешивании мазута со смесью пыли и воды, мазут может подаваться по каналу 2 или через трубки 5. As can be seen from the above examples, the mixing of liquid fuel components (dust with water and the resulting mixture with a combustible organic liquid) can be carried out using any of the known mixers, however, when using cavitation mixers, the quality of the resulting fuel is significantly higher. Dry coal dust can be supplied to the mixer through channel 2 or through tubes 5 in an air stream. Dust can also come in the form of water pulp, while the remaining water is supplied through the second channel. Similarly, in the second stage, while mixing fuel oil with a mixture of dust and water, fuel oil can be supplied through channel 2 or through tubes 5.

Смеситель работает следующим образом. Основной поток обрабатываемой среды (первый компонент смеси, в качестве которого может выступать и предварительно подготовленная смесь веществ) подается в полость корпуса 1 через канал 2. При прохождении потоком завихрителей 4 с отверстиями 6, особенно при наличии в полости корпуса диффузоров и конфузоров, за ними образуются кавитационные каверны, в которых происходит интенсивное дробление и перемешивание компонентов смеси. Второй компонент (чистое вещество или некоторая смесь компонентов), если он не поступает через патрубок 2, подается по трубкам 5 непосредственно в зону кавитации, что способствует более интенсивному перемешиванию. Дальнейшему увеличению степени гомогенизации способствует выбор оптимальных положений трубок 5 при обработке конкретной смеси. The mixer operates as follows. The main flow of the medium to be treated (the first component of the mixture, which can also be a pre-prepared mixture of substances) is fed into the cavity of the housing 1 through the channel 2. When the flow passes through the swirls 4 with holes 6, especially if there are diffusers and confusers in the cavity of the housing, cavitation cavities are formed in which intensive crushing and mixing of the mixture components occurs. The second component (a pure substance or some mixture of components), if it does not enter through pipe 2, is fed through pipes 5 directly to the cavitation zone, which contributes to more intensive mixing. A further increase in the degree of homogenization is facilitated by the selection of the optimal positions of the tubes 5 when processing a particular mixture.

При обтекании обрабатываемой средой кавитатора 4 без сквозных отверстий, образующего со стенками 7 канал сверхзвукового профиля, вследствие снижения давления, из жидкости выделяются микропузырьки газа, которые схлопываются на поверхности образующейся за кавитатором каверны. Смесительнодробящее воздействие усиливается ударными волнами, возникающими в канале сверхзвукового профиля. When the cavitator 4 flows around the treated medium without through holes, which forms a supersonic channel with walls 7, due to pressure reduction, gas microbubbles are released from the liquid, which collapse on the surface of the cavity formed behind the cavitator. The mixing-shock effect is amplified by shock waves arising in the channel of a supersonic profile.

Было установлено, что наибольшая эффективность смешивания и наивысшее качество жидкого топлива обеспечиваются при чередовании завихрителей 4 с отверстиями 6 и без них, причем только при размещении завихрителя без отверстий за завихрителем с отверстиями. It was found that the greatest mixing efficiency and the highest quality of liquid fuel are ensured by alternating the swirls 4 with holes 6 and without them, and only when placing the swirl without holes behind the swirl with holes.

Дальнейшему повышению эффективности смесителя и повышению его производительности способствуют неоднородности корпуса 1, участвующие в возникновении резонансных колебаний кавитационных каверн. A further increase in the efficiency of the mixer and an increase in its productivity is facilitated by the inhomogeneities of the housing 1 involved in the occurrence of resonant vibrations of cavitation cavities.

Таким образом, предлагаемый смеситель несложен в изготовлении и эксплуатации и высокопроизводителен, прежде всего за счет интенсификации схлопывания микропузырьков. Thus, the proposed mixer is simple to manufacture and operate and highly productive, primarily due to the intensification of the collapse of microbubbles.

Получаемое же с его помощью жидкое топливо высокоэнергетично, недорого, пригодно для длительного хранения и может быть получено в промышленных объемах без существенных затрат. The liquid fuel obtained with its help is high-energy, inexpensive, suitable for long-term storage, and can be obtained in industrial volumes without significant costs.

Claims

1. The method of producing liquid fuel, comprising wetting the pulverized solid fuel with water in an amount of 10 to 30 wt. (based on liquid fuel) in a cavitation mixer and introducing into the resulting moistened mixture of an organic liquid, characterized in that oiled and / or magnetized water is used as water.

2. A static mixer comprising a cylindrical body with nozzles for inputting the components of the medium to be processed and the output of the medium to be processed, in whose cavity swirlers are arranged in series, characterized in that some of the swirls are made with through holes, while swirls without through holes are placed behind the swirls with through holes and form a supersonic profile channel with the inner walls of the housing.

3. The mixer according to claim 2, characterized in that the swirlers with through holes and without them are placed alternately.

4. The mixer according to claim 3, characterized in that the ratio of the smallest distance between adjacent swirls with through holes and without them to the distance between adjacent swirls with through holes lies in the range of 0.32 0.44.

5. The mixer according to claim 2, characterized in that the inlet pipes of one of the components of the medium to be processed are placed between swirlers with holes and without them in the cavitation zone.

6. The mixer according to claim 5, characterized in that the inlet pipes of one of the components of the medium to be processed are made with the possibility of translational and rotational movement.

7. The mixer according to claim 2, characterized in that the inner surface of the housing at least between the swirls with holes and without them is made rough with a characteristic size of inhomogeneities in the range of 0.1 to 0.4 of the diameter of the through holes of the corresponding swirl.

8. The mixer according to claim 7, characterized in that the heterogeneity is made in the form of a helix.

9. The mixer according to claim 8, characterized in that the inhomogeneities have a sawtooth section with a slope towards the outlet pipe of the medium to be processed.