Это цитата сообщения PUTI Оригинальное сообщение

Новый вид топлива (NVT)

 

Композиционное топливо – новый вид топлива (NVT)

 

Существующие технологии получения углеводородного топлива основываются на высокотемпературном крекинг-процессе с применением катализаторов. Это процесс расщепления высших углеводородов на углеводороды с меньшим молекулярным весом, вследствие разрыва С---С связей углеводородов в газовой фазе. При этом образуются высоколетучие метильные и этильные радикалы, которые не могут использоваться в топливах. Эти процессы многостадийны, длительны по времени, характеризуются низким выходом бензиновых фракций. Вторая проблема, снижающая потребительские качества углеводородных топлив, связана с организацией процесса горения топлив в двигателях и котлах: возникают побочные продукты неполного сгорания и снижение теплотворной способности топлив. Это связано с тем, что процесс горения требует для своего инициирования и поддержания свободных радикалов, практически 100%-м источником которых является водная фаза, забираемая из воздуха или содержащаяся в виде примесей в топливе. Экспериментально и теоретически доказано, что процесс горения углеводородов без воды не происходит.

Где взять свободные радикалы? Существует несколько источников генерации свободных радикалов: водно-аэрозольная фаза, ион-радикалы в виде микропримесей, электронный поток от систем поджига и др. Однако их концентрация в воздухе и топливе мала. Для повышения концентрации ион-радикалов в наше время используется специальная обработка топлив, называемая активацией. При активации происходит не только увеличение содержания ион-радикалов, но и изменяются свойства жидкости (вязкость, текучесть, поверхностное натяжение и т.д.). В воде и углеводородах возникают новые фазы вещества, стабилизируемые электростатическими силами от связанных зарядов. В этом случае концентрация свободных радикалов может возрастать до 10⁵ раз, что позволяет реализовать низкотемпературное горение, более полное использование топлива, резкого снижения концентрации продуктов неполного сгорания, увеличения срока службы и кпд двигателя. При разработке технологий получения комбинированного активированного топлива (композиционного топлива) на основе высоко-молекулярных нефтяных фракций (дизтоплива, керосина, мазута и т.д.) и воды, использовались вихревые гидрокавитационные и роторно-пульсационные установки (РПА) (Рис.1. и Рис.2.).

Принцип работы этих активаторов основан на интенсивном перемешивании различных видов углеводородов и воды на молекулярном уровне за счет вихревого движения и кавитации. Известно, что при воздействии на твердые вещества в жидкой среде мощными импульсами, они не только подвергаются измельчению, но и приобретают физико-химические и технологические свойства отличающиеся от тех, что приобретают при диспергировании до той же тонины на других измельчителях.

К явлениям, при которых можно достичь такого эффекта, как раз и относится гидродинамическая кавитация.

До недавнего времени она считалась крайне негативным явлением, так как сопровождалась срывом работы гидравлических систем и эрозионным разрушением гидравлического оборудования. Однако, исследования последних лет показали, что при определённых условиях можно вызывать гидродинамическую кавитацию «срывного типа», при которой кавитационные пузырьки схлопываются в жидкости, а не на стенках каналов, что позволяет использовать разрушительный эффект кавитации для интенсивной обработки жидких составов без разрушения рабочих органов оборудования. По сравнению с кавитацией создаваемой в ультразвуковых аппаратах, гидродинамическая кавитация имеет ряд преимуществ: меньшие удельные затраты, более низкая стоимость аппаратов, простота их конструкции и эксплуатации, возможность сочетания с другими воздействиями.

 

  [280x204]

Рис.1. Установка РПА

 

  [показать]

Рис.2. Вихревой гидрокавитатор

 

Композиционное топливо (КТ) – углеводородное топливо + вода, соединённые на молекулярном уровне – принципиально новый вид жидкого топлива, отличающийся от углеводородного топлива особенностями выгорания и теплообмена. В процессе соединения воды и углеводородного топлива, вода становится своеобразным катализатором, улучшающим процесс горения топлива.

Использование установок подготовки композиционного топлива даёт следующие преимущества потребителю на его объектах:

·        увеличение исходного топлива после обработки до 50%;

·        теплота сгорания композиционного топлива не уступает исходному топливу;

·        вязкость композиционного топлива ниже вязкости исходного топлива;

·        не требует изменения системы ввода топлива и не приводит к ухудшению его распыления на существующих системах ввода, по отношению к исходному топливу во всем диапазоне температур топлива и давлений на системах ввода топлива;

·        уменьшение расхода композиционного топлива не менее чем на 15%, по сравнению с расходом исходного топлива, и не приводит к ухудшению работы котлов;

·        хранение композитного топлива при температуре 60…90°С в тех же ёмкостях, что и исходное топливо;

·        композиционное топливо сохраняет свои свойства и качества до 1 года;

·        количество структурно изменённой воды вводимой в топливо, может доходить до 60%....70%;

·        утилизация обводненных мазутов и сточных вод, загрязненных мазутом;

·        при наличии в ёмкостях хранения исходного топлива водяных линз больших размеров, после обработки в устройстве подготовки композиционного топлива создается топливо высокого качества;

·        исключить затраты на обезвоживание исходного топлива;

·        уменьшается количество вредных выбросов в атмосферу (сажи на 30-50%, СО и NO_x в 2-3 раза).

 

Результаты испытаний и исследований композиционного топлива:

1.     Испытания по сжиганию мазута и КТ на паровом котле ЩБ-А7-М16.

( Таблица 1, Рис. 3,4) (ОАО «Уралбурмаш», 01.10.2002г.)

Таблица 1

Вид топлива		Мазут	Компл. топл.	Компл. топл.	Компл. топл.	Компл. топл.	Компл. топл.
Давление топлива перед форсункой	кгс/см2	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5
Температура топлива перед форсункой	°С	79	80	81	81	81	81
Давление пара в барабане	кгс/см2	3,85	4,35	4,35	4,3	4,05	3,95
Влагосодержание топлива	%	3,6	4	10	15	20	25
Расход топлива на одной форсунке	л/ч	319	272	272	272	283	283

 

рисунки вложением   Композиционное топливо NVT.doc

Рис.3.                                                        Рис.4

Выброс отработанных газов при сжигании мазута (Рис.3.) и композиционного топлива (Рис.4.)

 

2. Исследование работы дизеля ЯМЗ-238Л на диз.топливе и низковязкой 20%-й водо-топливной эмульсии - на Рис. 5,6 (С-Петербург, Технологический институт, 19.04.2007г.)

 

Композиционное топливо NVT.doc

Рис.5. Зависимость температуры отработанных газов в выпускном коллекторе от частоты вращения коленчатого вала: 1- дизельное топливо, 2- водотопливная эмульсия.

 

  Композиционное топливо NVT.doc

Рис.6. Зависимость концентрации СО от частоты оборотов вала.

 

3. Исследования КТ (солярка +вода)

Таблица 2

Содержание воды %	Удельная теплота сгорания топлива, ккал/кг(м3)	Массовая доля серы, %	Цетановое число	Плотность, кг/л	Температура застывания, Т°С
40	10970	0,1	53(л)	0,85	- 40
50	11160	0,1	54(л)	0,832	- 39,4
Исходное топливо	10300	0,2	35(л), 45(з)	0,83	- 35

 

4. Спектрограмма КТ (исследование спектра композиционного топлива, состоящего из 60% дизельного топлива и 40% воды, на спектрометре Bruker AVANCE-300):

·        спектр КТ (Рис.7.) состоит из групп сигналов, соответствующих CH₃, CH₂ и CH;

·        группам органических молекул в интервале хим. сдвигов 0-3 м.д. и группам сигналов, соответствующих ароматическим группам сигналов, в интервале 6-8 м.д.;

·        сигналов, соответствующих молекулам воды, в интервале хим. сдвигов 4-6 м.д. нет, т.е. в исследуемой жидкости имеется смесь органических молекул и отсутствует вода.

Пример.

Композиционное топливо NVT.doc

На Рис.8. представлена спектрограмма водопроводной воды. 

 Композиционное топливо NVT.doc

Рис.7. Спектрограмма композиционного топлива

 
 Композиционное топливо NVT.doc

Рис.8. Спектрограмма воды

 

  

 

________________________________

Предварительные заявки  на rossmi@ya.ru

_______________________________

 

МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЭЦ. Новый вид топлива - NVT PromoServer