RU2687544C1 - Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха - Google Patents
Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687544C1 RU2687544C1 RU2017146555A RU2017146555A RU2687544C1 RU 2687544 C1 RU2687544 C1 RU 2687544C1 RU 2017146555 A RU2017146555 A RU 2017146555A RU 2017146555 A RU2017146555 A RU 2017146555A RU 2687544 C1 RU2687544 C1 RU 2687544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- fuel
- air
- combustion chamber
- burning
- Prior art date
Links
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 17
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 title 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 150000005837 radical ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- -1 low-grade coals Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
- F23C1/10—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air liquid and pulverulent fuel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха заключается в том, что осуществляют сжигание топлива, дутье воздуха и его ионизацию, сгорание жидкого и твердого топлива классом 0,01-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50% осуществляют в камере сгорания с принудительным дутьем в зону горения проточным вентилятором, при этом перед подачей воздуха в камеру сгорания его ионизируют высокочастотным электромагнитным полем, переводя кислород воздушной смеси из триплетного состояния в синглетное. Технический результат - повышение эффективности сжигания углеводородного топлива с выделением большего количества тепла и уменьшение выбросов продуктов неполного окисления в атмосферу. 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам получения энергии из углеводородов и может быть использован в энергетической промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве.
Известен способ создания тяги гиперзвукового летательного аппарата в крейсерском атмосферном режиме полета (см. патент РФ № 2042577, 27.08.1995). Способ создания тяги гиперзвукового летательного аппарата в крейсерском атмосферном режиме полета», который заключается в том, что смешении части углеводородного топлива (УВТ) с водой, нагреве полученной смеси до температуры t=300-400°C и разложении ее на катализаторе с образованием метаносодержащих продуктов, которые затем нагревают до t>400°C и разлагают на катализаторе с образованием водородсодержащей смеси, в которую перед сжиганием в камере сгорания добавляют оставшееся УВТ, при этом воздушный поток перед сжиганием в камере сгорания ионизируют и воздействуют на него магнитным полем
Недостатком способа создания тяги гиперзвукового летательного аппарата в крейсерском атмосферном режиме полета является сложность реализации.
Известен способ сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания и система зажигания для его осуществления (см. патент РФ №2100643, 27.12.1997). Способ сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания и система зажигания для его осуществления», которые заключается в том, что ионизацию и воспламенение топливовоздушной смеси производят свечой зажигания, при этом ионизацию осуществляют на уровне ион-радикалов, а энергию, выделяемую в процессе рекомбинации, используют для совершения полезной работы двигателем. Для образования ион-радикалов используют энергию конденсированной электрической искры, которая составляет не менее 10 мДж и не более 3% от энергии, выделяемой двигателем. Система зажигания содержит генератор 1 переменного тока низкого напряжения, соединенный через выпрямитель 2 с аккумуляторной батареей 3, к которой подключен электронный преобразователь 4, соединенный с третьим накопительным конденсатором 12, блок 19 бесконтактного управления и блок 16 управления свечами. Система дополнительно снабжена генератором 5 переменного тока. В одну из шин генератора 5 включен конденсатор 6, соединенный с колебательным контуром 8, который содержит накопительный конденсатор 10, катушку 9 индуктивности и электронный ключ 11, трансформатор 13 зажигания. Высокая энергия искры обеспечивает более полное выгорание топлива, обеспечивая высокий КПД и снижение выбросов в окружающую среду.
Недостатком способа сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания и система зажигания для его осуществления является сложность реализации и ограниченность условий применения.
Известен способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения (см. патент РФ №2237216, 27.09.2004). Способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения», которые заключается в том, что в смеси органическое топливо - минеральное вещество минеральное вещество дисперсностью менее 50 мкм вводится в смесь равномерно по объему топлива в количестве, позволяющем обеспечить ионизацию минерального вещества и процесс горения органического топлива, при этом оптимальные концентрации минеральных веществ составляют 0,09-0,03% по массе органического топлива. Ионизация минерального вещества производится тепловым потоком от сгорания органического топлива непосредственного без контакта с факелом органического топлива. В качестве минеральных веществ используют вещества, у которых величина объемной удельной энергии атомизации не ниже 60 кДж/см3. Изобретение позволяет снизить расход топлив и затраты на их транспортировку.
Недостатком способа способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения является сложность реализации и ограниченность условий применения.
Известна электростанция, например, для бурых углей (способ и устройство) (см. патент РФ №2427755, 27.08.2011). Электростанция, например, для бурых у углей», которые заключается в том, что в устройстве для сжигания малоценных углей, содержащем систему обеспечения пылевидным топливом, топку, теплообменники, топка выполнена с внутренним охлаждаемым и размещенным внутри эмитирующей спирали обтекателем, направляющим топочные газы в зоны высокой ионизации с целью использования получаемой плазмы в МГД генераторе; причем устройство выполнено с возможностью подачи перегретого пара из обтекателя в паровые турбины и использования их для выработки электроэнергии; помимо этого теплообменники, принимающие раскаленные топочные газы, выполнены с возможностью осуществления функции циклонов, при этом корпус теплообменников изолирован от выходной трубы, что позволяет использовать высокие электрические потенциалы, создаваемые на разных частях аппаратуры. Изобретение позволяет получить электроэнергию и тепловою энергии при почти абсолютном выгорании углерода в топливной смеси.
Недостатком способа способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения является сложность реализации.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации (см. патент РФ №2265158, 27.11.2005). Способ сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации», который включает предварительную обработку топлива. Изобретение применимо для сжигания топлива как в периодическом режиме, характерном для поршневых двигателей внутреннего сгорания, так и для осуществления непрерывных режимов сжигания топлива, например, в реактивных, турбореактивных, газотурбинных двигателях и энергетических установках. Способ реализует стимулированное разрушение молекул метастабильных промежуточных продуктов неполного окисления углеводородов, накопленных в газовом объеме топливно-воздушной смеси, путем энергетического воздействия, приводящего к взрывному объемному самовоспламенению горючей смеси. Особенность способа заключается в том, что топливно-воздушную смесь обогащают свободными электронами, а энергетическое воздействие на молекулы смеси для возбуждения колебательных степеней свободы молекул осуществляют посредством их неупругих соударений со свободными электронами, ускоренными электрическим полем, напряженность Е которого меньше напряженности перехода к самостоятельному газовому разряду. Обогащение топливно-воздушной смеси свободными электронами осуществляют путем ее ионизации или путем инжекции электронов. Устройство для реализации способа содержит камеру сгорания с источником энергетического воздействия. Источник энергетического воздействия состоит из устройства обогащения топливно-воздушной смеси свободными электронами и источника ускоряющего электрического поля, включающего систему электродов с управляемыми коммутаторами, подключенными к источникам высоковольтного напряжения. Изобретение позволяет осуществить в нужный момент времени практически мгновенное развитие объемного радикально-цепного взрыва в топливно-воздушной смеси за счет одновременного разрушения большинства накопленных метастабильных молекул промежуточных продуктов. Разрушение молекул промежуточных продуктов порождает большое число активных радикалов и частиц, разветвляющих и создающих новые цепи реакции окисления углеводородного топлива, что и приводит к развитию радикально-цепного взрыва.
Недостатком способа сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации является сложность реализации.
Задачей изобретения является повышение эффективности сжигания топлива и уменьшение экологического ущерба.
Решение поставленной задачи достигается тем, что осуществляют сжигание топлива, дутье воздуха и его ионизацию, сгорание жидкого и твердого топлива классом 0,01-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50% осуществляют в камере сгорания с принудительным дутьем в зону горения проточным вентилятором, при этом перед подачей воздуха в камеру сгорания его ионизируют высокочастотным электромагнитным полем, переводя кислорода воздушной смеси из триплетного состояния в синглетное.
Сущность способа сжигания углеводородного топлива поясняется чертежом.
На чертеже представлен общий вид способа сжигания углеводородного топлива и приняты следующие условные обозначения: 1 - камера сгорания, 2 - углеводородное топливо, 3 - зона горения, 4 - вентилятор, 5 - ионизатор.
Углеводородное топливо 2 помещают в камеру сгорания 1 и поджигают.
В процессе окисления углеводородного топлива (жидкого - мазута, отработанного масла, и твердого - отходы углеобогащения, низкосортные угли, торф и др. классом 0-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50%) образуется зона горения 3, в которую с помощью вентилятора 4 подается воздушная смесь, предварительно обогащенная активным (триплетным) кислородом за счет прохождения через ионизатор 5 с высокочастотным электромагнитным полем.
Техническим результатом является повышение эффективности сжигания углеводородного топлива с выделением большего количества тепла и уменьшение выбросов продуктов неполного окисления в атмосферу.
Claims (1)
- Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха, заключающийся в том, что осуществляют сжигание топлива, дутье воздуха и его ионизацию, сгорание жидкого и твердого топлива классом 0,01-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50% осуществляют в камере сгорания с принудительным дутьем в зону горения проточным вентилятором, при этом перед подачей воздуха в камеру сгорания его ионизируют высокочастотным электромагнитным полем, переводя кислород воздушной смеси из триплетного состояния в синглетное.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146555A RU2687544C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146555A RU2687544C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687544C1 true RU2687544C1 (ru) | 2019-05-14 |
Family
ID=66579082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146555A RU2687544C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2687544C1 (ru) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1048245A1 (ru) * | 1982-04-21 | 1983-10-15 | Lyakh Aleksandra A | Способ подготовки топлива к сжиганию |
| SU1198324A1 (ru) * | 1984-02-14 | 1985-12-15 | Purmal Modris Ya | Горелочное устройство |
| SU1262204A1 (ru) * | 1984-05-15 | 1986-10-07 | Barbyshev Boris N | Способ подготовки углемасл нного гранул та к сжиганию в топке |
| SU1772524A1 (ru) * | 1990-09-04 | 1992-10-30 | Uk G Pnii Gazosnabzheniyu Komp | Cпocoб cжигahия tbepдoгo toплиba b cлoe |
| WO1997024523A1 (fr) * | 1995-12-28 | 1997-07-10 | Kazuo Motouchi | Generateur d'ions pour dispositif de combustion |
| EA005632B1 (ru) * | 2002-05-30 | 2005-04-28 | Вадим Александрович Мальцев | Устройство подготовки окислителя для сжигания топлива |
| EA007974B1 (ru) * | 2004-03-19 | 2007-02-27 | Вадим Александрович Мальцев | Способ подготовки окислителя для сжигания топлива |
| MD3493F2 (ro) * | 2005-09-15 | 2008-01-31 | Universitatea De Stat Din Moldova | Arzator de gaze |
| RU2012138779A (ru) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский институт "Этап" (ООО НИИ "Этап") | Способ интенсификации сжигания низкореакционного угля в котлах тэс |
| RU2625076C1 (ru) * | 2016-02-08 | 2017-07-11 | Николай Борисович Болотин | Камера сгорания газотурбинного двигателя и средство активации воздуха |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146555A patent/RU2687544C1/ru active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1048245A1 (ru) * | 1982-04-21 | 1983-10-15 | Lyakh Aleksandra A | Способ подготовки топлива к сжиганию |
| SU1198324A1 (ru) * | 1984-02-14 | 1985-12-15 | Purmal Modris Ya | Горелочное устройство |
| SU1262204A1 (ru) * | 1984-05-15 | 1986-10-07 | Barbyshev Boris N | Способ подготовки углемасл нного гранул та к сжиганию в топке |
| SU1772524A1 (ru) * | 1990-09-04 | 1992-10-30 | Uk G Pnii Gazosnabzheniyu Komp | Cпocoб cжигahия tbepдoгo toплиba b cлoe |
| WO1997024523A1 (fr) * | 1995-12-28 | 1997-07-10 | Kazuo Motouchi | Generateur d'ions pour dispositif de combustion |
| EA005632B1 (ru) * | 2002-05-30 | 2005-04-28 | Вадим Александрович Мальцев | Устройство подготовки окислителя для сжигания топлива |
| EA007974B1 (ru) * | 2004-03-19 | 2007-02-27 | Вадим Александрович Мальцев | Способ подготовки окислителя для сжигания топлива |
| MD3493F2 (ro) * | 2005-09-15 | 2008-01-31 | Universitatea De Stat Din Moldova | Arzator de gaze |
| RU2012138779A (ru) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский институт "Этап" (ООО НИИ "Этап") | Способ интенсификации сжигания низкореакционного угля в котлах тэс |
| RU2625076C1 (ru) * | 2016-02-08 | 2017-07-11 | Николай Борисович Болотин | Камера сгорания газотурбинного двигателя и средство активации воздуха |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pilla et al. | Stabilization of a turbulent premixed flame using a nanosecond repetitively pulsed plasma | |
| US3087472A (en) | Method and apparatus for the improved combustion of fuels | |
| PT1283974E (pt) | Aparelho e metodo para geracao combinada de calor e electricidade | |
| Matveev et al. | Guest editorial classification of plasma systems for plasma-assisted combustion | |
| Galley et al. | Plasma-enhanced combustion of a lean premixed air-propane turbulent flame using a nanosecond repetitively pulsed plasma | |
| US20120181168A1 (en) | Apparatus for producing gaseous hydrogen and energy generation system utilising such apparatus | |
| CN103953474A (zh) | 定向自旋等离子体助燃系统 | |
| RU2099572C1 (ru) | Плазменно-реактивный двигатель | |
| RU2687544C1 (ru) | Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха | |
| Karpenko et al. | Using plasma-fuel systems at Eurasian coal-fired thermal power stations | |
| RU2038506C1 (ru) | Способ обработки топлива | |
| RU2652697C1 (ru) | Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания | |
| Baubek et al. | Experimental test of water-oil emulsion combustion | |
| RU2694268C1 (ru) | Способ интенсификации и управления пламенем | |
| RU2009107352A (ru) | Электростанция, например, для бурых углей (способ и устройство) | |
| RU180757U1 (ru) | Устройство для обработки топлива | |
| RU2726023C1 (ru) | Способ факельного сжигания топливовоздушной смеси и устройство для реализации способа | |
| RU2769293C1 (ru) | Способ воспламенения и стабилизации горения водоугольного топлива в установках для утилизации высоковлажных отходов с использованием низкотемпературной неравновесной плазмы и устройство для его осуществления | |
| Diaz | A Study on the Transient Plasma Ignition (TPI) for ICEs with Bio-Gas Propulsion | |
| GB2517409A (en) | An engine comprising a travelling wave magnetic field generator | |
| RU137091U1 (ru) | Устройство для нагрева воды | |
| KR102417963B1 (ko) | 에멀젼을 이용한 에너지 생산 시스템 및 그 운용방법 | |
| RU69200U1 (ru) | Устройство для разогрева котла | |
| RU2640227C2 (ru) | Способ получения водорода при разложении воды | |
| RU2160414C2 (ru) | Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления |