RU2245898C1 - Способ получения водотопливной эмульсии - Google Patents
Способ получения водотопливной эмульсии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245898C1 RU2245898C1 RU2003111509/15A RU2003111509A RU2245898C1 RU 2245898 C1 RU2245898 C1 RU 2245898C1 RU 2003111509/15 A RU2003111509/15 A RU 2003111509/15A RU 2003111509 A RU2003111509 A RU 2003111509A RU 2245898 C1 RU2245898 C1 RU 2245898C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- fuel
- diaphragms
- flow
- liquid fuel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к способам получения водотопливных эмульсий и может быть использовано в энергетической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях народного хозяйства при сжигании жидкого топлива в печах и котлах различной конструкции и мощности. Способ заключается в диспергировании жидкого топлива с водой в проточном статическом диспергаторе путем образования множества новых поверхностей раздела фаз жидких потоков топлива и воды и их рекомбинирования в осевом и радиальном направлении с помощью специальных диспергирующих элементов, представляющих собой дисковые диафрагмы с отверстиями, закрепленные на штоке относительно друг друга под углом 30 градусов, и торцевые поверхности и отверстия в дисковых диафрагмах выполнены с сужающимися и расширяющимися участками со стороны входа и выхода жидких потоков, а между диафрагмами установлены ограничительные вставки, снабженные двумя закручивающими поток пластинками. Изобретение позволяет повысить эффективность способа получения водотопливной эмульсии с использованием проточного статического диспергатора новой конструкции. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам получения водотопливных эмульсий и может быть использовано в энергетической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях народного хозяйства при сжигании жидкого топлива в печах и котлах различной конструкции и мощности.
Наиболее простыми способами получения водомазутных эмульсий (ВМЭ) являются технологии, в которых диспергирование мазута и воды осуществляют с помощью насосов и смесителей, например шестеренчатый насос - перфорированный коллектор - расходная емкость (периодическая система) или перфорированные трубы (непрерывная система) [1. А.Н.Воликов. Сжигание газового и жидкого топлива в котлах малой мощности. Л., Недра, 1989, с.119]. Однако с помощью этих устройств получают грубодисперсные неустойчивые эмульсии, в связи с чем далее необходима их последующая обработка в более эффективных эмульсаторах (роторно-пульсационных, эжекторных и др.) для получения систем с высокими показателями дисперсности, однородности и стабильности.
Известные способы приготовления водотопливных эмульсий (ВТЭ) с использованием ультразвуковых устройств [1, с.127] малоэффективны, требуют повышенных энергозатрат, ненадежны в работе. Кроме того, содержание воды в эмульсиях невелико (4-5%), по-видимому, вследствие недостаточной стабильности при большем введении в них воды.
Основными известными способами в настоящее время для приготовления ВТЭ являются способы, включающие диспергирование топлива и воды с использованием гидродинамических роторно-пульсационных аппаратов [1. с.125-127; 2. Патент РФ №2136721, 6 С 10 1\32, 1999 г; 3. Патент №2143312, 6 В 01 F 3\08, 1999 г; 4. Свидетельство РФ №23246, 7 В 01 F 3\00, 2002 г; 5. Патент РФ №2119529, 6 С 10 L 1\32, 1998 г]. Эмульгирование жидкого топлива и воды с помощью вышеназванных устройств позволяет достичь высокой степени диспергирования и стабильности. Однако все они обладают общими недостатками, связанными со сложностью конструкторских решений гидродинамических диспергаторов, высокой кратностью циркуляции смеси (до 8 циклов) для достижения желаемых характеристик обводненного топлива, высокими энергетическими затратами. Также технологии, в которых используют гидродинамические диспергаторы, обычно включают предварительные стадии эмульгирования, многоступенчаты [1, с.120; 2], снабжены дополнительными устройствами для улучшения диспергирования [3, 4], что связано с усложнением способов и увеличением капзатрат.
Известный способ [5], который по достигаемому техническому результату наиболее близок к предлагаемому изобретению, включает диспергирование обводненного мазута путем воздействия акустических колебаний с использованием ротационно-гидродинамического излучателя. Содержание воды в ВМЭ 10-15%. Однако низкие частоты и интенсивность акустических колебаний в довольно узких пределах являются, по-видимому, недостаточно эффективными для достижения высокостабильной эмульсии, и полученное обводненное топливо после прекращения вышеназванного воздействия необходимо сразу подавать на сжигание. Усиление воздействия на систему связано с резким увеличением кавитационной эрозии аппарата и значительным увеличением энергозатрат, что не позволяет использовать известный ротационно-гидродинамический излучатель в течение длительного времени в непрерывном процессе.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности способа получения водотопливной эмульсии с использованием проточного статического диспергатора новой конструкции.
Задача решается тем, что в способе получения ВТЭ, включающем диспергирование жидкого топлива с водой, диспергирование осуществляют в проточном статическом диспергаторе путем образования множества поверхностей раздела фазжидких потоков топлива и воды, их рекомбинирования в осевом и радиальном напрвлении с помощью специальных диспергирующих элементов, представляющих собой дисковые диафрагмы с отверстиями, закрепленные на штоке относительно друг друга под углом 30 градусов, и торцевые поверхности и отверстия в дисковых диафрагмах выполнены с сужающимися и расширяющимися участками со стороны входа и выхода жидких потоков, а между диафрагмами установлены ограничительные вставки, снабженные двумя закручивающими поток пластинками.
Проточный статический диспергатор для получения ВТЭ (фиг.1 и 2) включает корпус 1 в виде трубопровода, внутри которого установлены дисковые диафрагмы 2 с отверстиями 3, закрепленные на штоке 4, причем торцевые поверхности 5 и отверстия в дисковых диафрагмах выполнены с сужающимися 6 и расширяющимися 7 участками со стороны входа и выхода жидких потоков, ограничительные вставки 8 и пластинки 9.
Способ в описанном выше диспергаторе осуществляют следующим образом.
Топливо из сырьевой емкости насосом, на всасывание которого поступает вода в заданном соотношении к топливу, подают в статический проточный диспергатор, в котором смесь проходит через отверстия дисковых диафрагм, выполненных с сужающимися и расширяющимися участками на торцевых поверхностях и в отверстиях со стороны входа жидких потоков, а также проходит через кольцевой зазор между корпусом и дисками.
Из кольцевого зазора и отверстий дисков, на которых выполнены вышеназванные участки, смесь поступает в промежуточные камеры между дисковыми диафрагмами.
Вышеописанная конструкция обеспечивает многократное рекомбинирование образовавшихся новых поверхностей разделов фаз, изменение их движения в осевом и радиальном направлениях. При этом происходит выравнивание скоростных полей отдельных потоков, что позволяет исключить резкие механические нагрузки в процессе диспергирования и повысить надежность диспергатора в работе, увеличить срок службы до его ремонта или очистки.
В промежуточных камерах, куда поступает смесь, между дисковыми диафрагмами, повернутыми относительно друг друга на угол 30 градусов, вдоль штока установлены ограничительные вставки, снабженные двумя закручивающими поток пластинами. Это приводит к дополнительному закручиванию потоков, которое усиливает эффект рекомбинации поверхностей и дробления потоков и не вызывает агломерации образовавшихся мелких капель, сохраняя высокую стабильность и однородность образовавшейся эмульсии.
Из диспергатора ВТЭ направляют в емкость хранения ВТЭ или непосредственно на сжигание. При технологической необходимости в предлагаемом способе осуществляют рециркуляцию ВТЭ по схеме расходная емкость-сырьевой насос-статический диспергатор-расходная емкость.
В качестве топлива в предлагаемом способе используют мазут, гудрон, тяжелые нефтяные фракции или их смеси в различных соотношениях.
В качестве водного компонента в ВТЭ используют любые промышленные воды, паровой конденсат, сточные воды, дренажные замазученные воды. Содержание воды в ВТЭ поддерживают в пределах 2-30% мас.
Конкретные примеры, иллюстрирующие реализацию способа в проточном статическом диспергаторе разработанной конструкции, приведены в таблице. В примере 1 ВТЭ получают из мазута и промводы; 2 - из смеси мазута (80%) и тяжелого вакуумного дистиллята (20%) в качестве топлива и промводы; 3 - из смеси мазута (95%) и пиролизной смолы (5%) в качестве топлива и дренажных замазученных вод; 4 - из гудрона (80%) и легкого вакуумного дистиллята (20%) в качестве топлива и нефтесодержащих стоков; 5 - из тяжелого вакуумного дистиллята и дренажных замазученных вод; 6 - из тяжелого каталитического газойля и дренажных замазученных вод.
Из данных, приведенных в таблице, видно, что при получении ВТЭ по предлагаемому способу с использованием нового диспергатора получены высокодисперсные эмульсии с более однородной структурой. Так, разброс размеров капель воды в примерах 1-3 в 2-3 раза меньше, чем в известном способе [5]. Для достижения одинаковой дисперсности эмульсий (1-3 мм) по известному способу требуется значительное увеличение энергозатрат, так как их получают в жестком энергетическом режиме. Получение более однородных по дисперсности эмульсий в предлагаемом способе приводит к их высокой стабильности (до 25 суток), что позволяет накапливать и хранить ВТЭ для последующего использования.
Кроме того, проточный статический диспергатор по изобретению, снабженный совокупностью специальных диспергирующих элементов, работает без дополнительных затрат электроэнергии на диспергирование, в связи с чем общие энергозатраты по предлагаемому изобретению снижаются в 1,25-2,5 раза.
Таким образом, предлагаемый способ получения ВТЭ высокоэффективен за счет:
- эффективного статического проточного диспергатора новой конструкции для осуществления способа;
- получения тонкодисперсной, однородной и высокостабильной топливной композиции, в т.ч. с высоким содержанием воды;
- снижения энергетических затрат;
- использования промышленных нефтесодержащих вод и улучшения экологической обстановки;
- простоты технологии и легкости обслуживания диспергатора.
Таблица | |||||||
Наименование | Номера примера | Известный способ [5] | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1. Призводительность по топливу, м3\час | 5 | 8 | 25 | 3 | 8 | 10 | Для расчета принято 5 |
2. Содержание воды в ВТЭ, % масс. | 15 | 2 | 5 | 8 | 20 | 30 | 10-15 |
3. Температура диспергирования, °С | 50-60 | 70-80 | 50-60 | 80-90 | 70-80 | 70-80 | 50-60 |
4. Дисперсность, мкм | 1-3 | 16-22 | 5-10 | 12-16 | 1-3 | 2-6 | 1-3 и 8-20 |
5. Стабильность до начала расслоения, суток | 25 | 15 | 7 | 15 | 5 | 7 | - |
6. Удельные энергозатраты на диспергирование, кВт\м3 | - | - | - | - | - | - | 2,0 |
7. Относительное снижение общих затрат по отношению к ПГА, %# | 50 | 35 | 20 | 60 | 30 | 25 | - |
# - Пульсационно-гидродинамические аппараты - 100% |
Claims (1)
- Способ получения водотопливной эмульсии, включающий диспергирование жидкого топлива с водой, отличающийся тем, что диспергирование осуществляют в проточном статическом диспергаторе путем образования множества новых поверхностей раздела фаз жидких потоков топлива и воды и их рекомбинирования в осевом и радиальном направлениях с помощью специальных диспергирующих элементов, представляющих собой дисковые диафрагмы с отверстиями, закрепленные на штоке относительно друг друга под углом 30 градусов, и торцевые поверхности и отверстия в дисковых диафрагмах выполнены с сужающимися и расширяющимися участками со стороны входа и выхода жидких потоков, а между диафрагмами установлены ограничительные вставки, снабженные двумя закручивающими поток пластинками.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111509/15A RU2245898C1 (ru) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Способ получения водотопливной эмульсии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111509/15A RU2245898C1 (ru) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Способ получения водотопливной эмульсии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003111509A RU2003111509A (ru) | 2004-12-27 |
RU2245898C1 true RU2245898C1 (ru) | 2005-02-10 |
Family
ID=35208770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003111509/15A RU2245898C1 (ru) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Способ получения водотопливной эмульсии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2245898C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469199C1 (ru) * | 2011-08-02 | 2012-12-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для обработки углеводородного топлива |
RU2498094C2 (ru) * | 2011-08-08 | 2013-11-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ обработки углеводородного топлива для двигателя внутреннего сгорания |
RU182593U1 (ru) * | 2018-06-15 | 2018-08-23 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Статический смеситель |
-
2003
- 2003-04-21 RU RU2003111509/15A patent/RU2245898C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469199C1 (ru) * | 2011-08-02 | 2012-12-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для обработки углеводородного топлива |
RU2498094C2 (ru) * | 2011-08-08 | 2013-11-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ обработки углеводородного топлива для двигателя внутреннего сгорания |
RU182593U1 (ru) * | 2018-06-15 | 2018-08-23 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Статический смеситель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8381701B2 (en) | Bio-diesel fuel engine system and bio-diesel fuel engine operating method | |
CN106661875A (zh) | 用于利用热能的装置、系统和方法 | |
RU2012148173A (ru) | Встроенное в линию устройство, способ и система для получения эмульсии воды в топливе в реальном времени | |
EP2391813A1 (en) | A method and apparatus for cavitating a mixture of a fuel and an additive | |
CN1224680C (zh) | 乳化燃料的制备方法及其装置 | |
RU2245898C1 (ru) | Способ получения водотопливной эмульсии | |
JP2020037104A (ja) | 微粒子化装置 | |
RU143472U1 (ru) | Устройство для приготовления водно-топливной эмульсии | |
RU2299091C1 (ru) | Роторно-пульсационный аппарат для получения преимущественно систем "жидкость - жидкость" | |
RU74976U1 (ru) | Газостабилизирующий модуль центробежного насоса для добычи нефти | |
RU2196902C1 (ru) | Способ обработки дизельного топлива и установка для его осуществления | |
RU2689493C1 (ru) | Устройство гомогенизатора гидродинамической обработки тяжелого топлива для судовых дизелей | |
RU2102435C1 (ru) | Способ переработки нефтяного сырья и устройство для его осуществления | |
KR102604321B1 (ko) | 개선된 디젤 연료의 생산 방법 | |
RU2335337C2 (ru) | Роторно-пульсационный аппарат | |
JP6585644B2 (ja) | エマルジョン燃料の製造装置、その製造方法及びその供給方法 | |
RU2613957C1 (ru) | Устройство для приготовления топочной жидкости | |
RU2139917C1 (ru) | Способ получения котельного топлива и устройство для его осуществления | |
BG112857A (bg) | Инсталация за трайно смесване на нефт, нефтени продукти, нефтени утайки и нефтени отпадъци с йонизирани водни разтвори | |
RU2139467C1 (ru) | Способ регенерации донных отложений мазутохранилищ и устройство для его осуществления | |
RU2766397C1 (ru) | Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива | |
RU2786388C1 (ru) | Технологический процесс для производства улучшенного дизельного топлива | |
RU2620606C1 (ru) | Способ получения композитной эмульсии топлива | |
RU2208043C1 (ru) | Способ получения водотопливных эмульсий | |
JPS5893790A (ja) | エマルジヨン燃料製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20071206 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20081124 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150422 |