| навигация |
|
Водно-мазутные эмульсии... подборка статей |
1. На московском предприятии “Промбофит” создан и освоен в производстве насос-гомогенизатор для получения эмульсий и суспензий различного назначения.
Эмульсии и суспензии — разнообразные по составу и свойствам жидкие дисперсные среды — широко используются в промышленности и в сельском хозяйстве, в строительных технологиях и в металлообработке, и в частности, в производстве ремонтно-отделочной продукции, лакокрасочном и химическом производствах, в выпуске товаров бытовой химии, горюче-смазочных материалов.
Процессы приготовления этих дисперсных систем и их подача (транспортирование) являются весьма важным технологическим этапом во многих производствах. При этом качественный состав конечного продукта, затраты, связанные с его получением и перекачкой (нередко больших объемов), во многом зависят от выбора технологических способов и оборудования для проведения этих операций. Поэтому понятен интерес, который проявляют и хозяйственники, и специалисты к новинкам в этой области.
Недавно на московском предприятии “Промбофит” разработано и освоено в производстве оборудование, объединившее в себе сразу обе технологические операции.
Это насос-гомогенизатор роторно-пульсационного типа НГД, предназначенный для тонкого диспергирования и перемешивания эмульсий или суспензий самого различного назначения с одновременным перекачиванием приготовленного гомогенизированного продукта. При этом конструктивные особенности новинки дают ряд преимуществ перед существующими аналогичными устройствами. Сам насос-гомогенизатор представляет собой гидродинамическое устройство, сочетающее в себе свойства роторно-пульсационного аппарата и центробежного насоса. Принцип его действия состоит в следующем.В процессе работы насоса в гидродинамическом режиме осуществляется пульсационное преобразование акустического поля в кавитационную энергию.
При этом на эффективность обработки жидкости оказывает влияние время нахождения продукта в акустическом поле и профиль расщепляющего (т.н. стригущего) градиента скоростей перемещения частиц, который зависит от скорости вращения ротора насоса и создаваемого напора. Таким образом, комплексное воздействие на обрабатываемую среду позволяет использовать насос-гомогенизатор для приготовления гомогенных многокомпонентных и высокопластичных эмульсий и суспензий самого различного назначения.
Насос-гомогенизатор рекомендован для применения в самых различных производствах — там, где используются технологические операции получения и подачи высокодиспергированных эмульсий и суспензий (разнообразных гелей, кремов, паст, мазей).
В частности, такие насосы найдут применение (и уже применяются) в различных строительных технологиях, в пищевых, фармацевтических, парфюмерно-косметических производствах. А также при металлообработке, в производстве лакокрасочной и химической продукции, керамики, бумаги, пластмассы, различных смазочно-охлаждающих жидкостей, пестицидов, строительных битумов и т.д.
И еще. Весьма интересным может стать использование новинки и в технологических процессах получения водо-топливных эмульсий. (В настоящее время разработчиками подготовлена программа таких испытаний). И это может иметь весьма существенный экономический эффект.Ведь, как известно, использование в качестве топлива таких составов (в частности, мелкодисперсной водно-мазутной эмульсии) позволяет заметно (до 20-25%) повысить эффективность и экономичность отопительных систем. Применение таких эмульсий, к примеру, в жилищно-коммунальной сфере (котельных, автономных отопительных системах) трудно переоценить Как показали предварительные исследования, такие водно-мазутные эмульсии могут быть получены в процессе эмульгирования мазута и воды с помощью насосов-гомогенизаторов роторно-пульсационного типа. Конструкция насосов-гомогенизаторов во взрывобезопасном исполнении обеспечивает процесс такого эмульгирования, а наличие широкого типоряда позволяет выбрать устройство для обработки среды требуемой вязкости и производительности.
2. Днепропетровский национальный университет в течение ряда лет занимается комплексными проблемами теплоэнергетики, связанными с экономией топлива и защитой окружающей среды. Перспективным в этом смысле является направление, связанное с использованием водотопливных эмульсий. В рамках этого направления разрабатываются системы эмульгирования жидкого топлива с учетом индивидуальных условий заказчика. Разработанные нами системы эмульгирования топлива успешно эксплуатируются на ряде предприятий Украины.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЭМ
- Встраивается в действующую схему топливоподачи. Не требуются дополнительные площади и капитальные затраты.
· Автоматическое регулирование и поддержание заданной водности эмульсии.
· Снижение в 2-3 раза вредных выбросов (сажа, бенз(а)пирен, NOx, СО).
· Сжигание сернистых мазутов с соблюдением норм выбросов SOx в атмосфе-ру (с использованием водорастворимых присадок, связывающих серу).
· Утилизация воды, загрязненной нефтепродуктами (до 60% воды в объеме).
· Диспергация высокомолекулярных топлив, снижение вязкости, осреднение.
· Диспергация содержащихся в топливе механических примесей. Уменьшение абразивного износа форсунок.
· Повышение средней температуры в топочной камере и теплоотдачи.В основу разработки положены известные данные по интенсификации процесса горения и снижению токсичных выбросов при сжигании в топке (камере сгорания) водо-топливной эмульсии.
Сравнительные данные о горении безводного и эмульгированного топлива показывают, что эмульгированное топливо сгорает значительно быстрее безводного, при этом сжигание водо-мазутной эмульсии в котлоагрегатах и печах обеспечивает экономию 10-15% мазута по сравнению со сжиганием чистого топлива. Кроме того, одним из факторов, определяющих эффективность использования ВТЭ в котельно-топочных процессах, является возможность на их основе решать ряд экологических проблем. Сжигание ВТЭ сокращает выход в газовых выбросах NОх (примерно на 50%), примерно в 3-4 раза снижает выброс сажистых отложений, уменьшает выход СО в среднем на 50%, бенз(а)пирена в 2-3 раза и т.д.
К проблемам, осложняющим экологическую обстановку, относится и непрерывное накопление сотен тысяч тонн балластных вод, содержащих нефтепродукты. Их источником являются промышленные предприятия, морской и речной флот. В частности, существующая ныне система разгрузки мазута из железнодорожных цистерн ведет к заметному обводнению мазута в хранилищах (до 10% весовых). В то же время согласно нормативным документам водность подаваемого на сжигание мазута не должна превышать 0,3%-1% . В традиционном плане подготовка мазута к сжиганию сводится к настоящему времени в основном к двум операциям: обезвоживанию и нагреву.
Мероприятия по осушению мазута испарением воды энергоемки и ведут к потере летучих компонентов топлива. Обезвоживание выполняется в основном путем отстаивания с тем, чтобы не допустить неконтролируемого попадания воды в топку, последствия которого трудно предсказуемы. Разделение фаз мазут-вода в накопителях-отстойниках требует достаточно большого времени и малоэффективно из-за близости плотностей мазута и воды. Проблема утилизации или очистки таких вод не решается химическими и биологическими методами, т.к. они требуют больших дополнительных площадей, капитальных и эксплуатационных затрат.
Зачастую обмазученные воды без должной степени очистки сливаются в общую канализацию, что противоречит экологическим требованиям. Использование таких вод при создании ВТЭ позволяет снять весь этот комплекс проблем Соотношение фаз вода-топливо в эмульсии в зависимости от поставленной задачи может меняться в широких пределах (до 50% воды).
Наибольший экономический эффект и одновременное снижение газовых выбросов обеспечивает добавление в топливо 10-15% воды, а наибольший экологический эффект в части утилизации загрязненных органическими продуктами вод реализуется при уровне водной фазы до 50%. Физические особенности сжигания, отличающие ВТЭ как новое топливо в сравнении с известными, определяются в значительной степени несовершенством существующих форсуночных устройств. Последние практически не в состоянии обеспечить диспергирование жидких топлив на уровень дисперсности меньше 100 мкм. В то же время в капле эмульсии такого размера, сошедшей с форсуночного устройства содержится несколько тысяч микро капель воды.
По-этому в высокотемпературной зоне топочной камеры капля эмульсии взрывается и происходит вторичное диспергирование топлива. Этот эффект особенно важен при сжигании каменноугольной смолы и тяжелых высоковязких мазутов, применяемых в металлургии. В результате таких микровзрывов в топке возникают очаги турбулентных пульсаций и увеличивается число элементарных капель топлива, благодаря чему факел увеличивается в объеме и более равномерно заполняет топочную камеру, что приводит к выравниванию температурного поля топки с уменьшением локальных максимальных температур и увеличением средней температуры в топке; повышению светимости факела благодаря увеличению поверхности излучения; существенному снижению недожога топлива; позволяет снизить количество вдуваемого воздуха и уменьшить связанные с ним теплопотери.
Одновременно в факеле происходят каталитические реакции, ведущие к уменьшению вредных газовых выбросов. Возможность снижения количества вдуваемого воздуха при сжигании водотопливных эмульсий весьма важна, поскольку согласно опытным данным КПД котельного агрегата при уменьшении коэффициента избытка воздуха на 0,1 увеличивается на 1%.
В то же время снижения теплопроизводительности котельного агрегата большой паропроизводительности при водности эмульсии в пределах 9-10% не происходило.
Еще одним важным фактором, характеризующим эффективность использования водотопливных эмульсий в котельнотопочных процессах является повышение эффективности и долговечности топочного оборудования. По некоторым зарубежным данным перерасход топлива из-за загрязнения поверхностей нагрева в котлах сажистыми и коксовыми частицами может превысить 30%-35%. При сжигании эмульсии часть капель последней долетает до поверхностей нагрева и взрывается на них, что способствует не только предотвращению отложений, но и очистке этих поверхностей от старых сажистых образований. Одной из серьезных проблем, возникающих при сжигании топочных мазутов, является большое содержание в них серы. Соединения серы уносятся с поточными газами, загрязняя атмосферу, а при использовании высокосернистых мазутов в металлургии частично переходят в расплав .
Для предотвращения этого используют присадки, позволяющие связывать серу. Ввод этих присадок осуществляют в дымовые газы или в мазут. В металлургических процессах введение присадок в мазут при использовании высокосернистых мазутов обязательно. Поскольку большая часть присадок водорастворима, то добавление в эмульгируемую воду недорогих компонент в количестве 1кг /1т. мазута позволяет наиболее простым путем связывать серу и использовать низкокачественные мазуты.
3. Серия устройств различной производительности, позволяющих получать устойчивые высокодисперсные водо-топливные эмульсии для сжигания в различных тепловых агрегатах
Предлагается серия технологических установок (диспергаторов) различной мощности для приготовления водо-мазутных топливных эмульсий. Водо-мазутные эмульсии - топливные системы на основе топочных мазутов (дисперсная среда), в которой равномерно по объему распределена вода (дисперсная фаза) в виде капель диаметром от 0,5 до 1,8 мкм в количестве 10-15% по объему.Предлагаемая технология позволит при незначительных капитальных затратах получить высокостабильные (до 700 часов) водо-мазутные эмульсии с равномерным распределением воды в мазуте, что гарантирует стабильное горение и полностью исключает срыв пламени.В процессе диспергации мазута происходит его насыщение водяными парами. Под воздействием мощных акустических полей, создаваемых в диспергаторе аэродинамическими и гидродинамическими излучателями, происходит дробление капель воды до 0,5 - 1,8 и получается высокодисперсная эмульсия, которая в дальнейшем подается на тепловые агрегаты.
Сжигание такой эмульсии способствует снижению концентрации токсичных выбросов (оксидов азота, окиси углерода, сажи, бензапирена и других канцерогенных полициклических ароматических углеводородов)до 40-50%.За счет полноты сгорания мазута экономия топлива составляет 7-10% при содержании воды в эмульсии 10-15%.
Обеспечивается возможность сжигания некондиционных высоковязких и обводненных мазутов. В качестве водной фазы можно использовать загрязненные промышленные стоки предприятий.При повышении содержания воды в эмульсии свыше 20% по объему, качественные показатели процесса горения снижаются по сравнению с горением чистого топлива. Однако, если учесть, что процесс сгорания эмульсий достаточно стабилен при более высоком содержании воды (до 40-50%) в зависимости от вида топлива, открывается возможность уничтожения (огневого обезвреживания) жидких стоков производства.
При этом стоки, даже если они не содержат горючих веществ, можно использовать в качестве водной фазы в мазутных эмульсиях и сжигать их, имея основной задачей именно их уничтожение, а не теплофизические параметры процесса.
Предлагаемая технология применяется на тепловых электростанциях, котельных, сжигающих мазут (в том числе в качестве резервного топлива) металлургических и иных промышленных топливных агрегатах. Возможно применение технологии на судовых котлоагрегатах.
3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОГО ТОПЛИВА НА СУДАХ
Основные характеристики качества мазута
Стремление к сокращению затрат на приобретение топлива заставляет судовладельцев и изготовителей судовых энергетических установок использовать наиболее дешевые высоковязкие сорта углеводородных видов топлива, осуществлять поиск технических решений по снижению его расхода. В судовых дизельных двигателях используются смеси дистиллятных видов топлива с высоковязкими крекинг-остатками. В зависимости от конструктивных особенностей, характеристик рабочего процесса двигателей, совершенства системы топливоподготовки, в основном применяются топливные смеси вязкостью от 180 сСт до 700 сСт.
С повышением вязкости доля дистиллятного топлива в смеси уменьшается и соответственно увеличивается доля мазута, что приводит к ухудшению качественных характеристик топлива. Мазут относится к группе остаточных фракций углеводородов, получаемых в процессе переработки нефти. Свойства мазута зависят от исходных свойств сырой нефти и глубины ее переработки на нефтеперерабатывающих заводах. В мазуте, как конечном продукте нефтепереработки, сосредоточивается балласт-негорючая часть, состоящая из минеральной массы, воды. В процессах нефтекрекинга легкие углеводородные фракции, бензин, керосин, дизельное топливо насыщаются содержащимся в нефти водородом в большей степени, поэтому в мазуте содержание водорода по сравнению с сырой нефтью уменьшается. Уменьшение содержания водорода в мазуте приводит к снижению его теплотворной способности.
Снижение теплотворной способности мазута обусловливается также и повышенным содержанием в его составе серы, азота, кислорода, смол, асфальтенов, золы, механических примесей. В минеральной массе мазута присутствует значительное количество различных металлов, в том числе и ванадия. Ванадий сосредоточивается в нефтяных смолах, асфальтенах, являющихся и основными серосодержащими компонентами. Окислы ванадия вызывают как низкотемпературную так и высокотемпературную, при 600-700oС, коррозию металлов, приводящую к разрушению поверхностей нагрева, уплотняющих поверхностей выпускных клапанов и лопаток газовых турбин.
Согласно международным стандартам качества минеральная масса, содержащаяся в мазуте, не должна превышать 0,1-0,3%, но, несмотря на малое ее содержание, образующаяся при сжигании мазута зола, отлагаясь на поверхностях нагрева котлоагрегатов, значительно уменьшает передачу тепла от продуктов сгорания. Отложения золы на поверхностях деталей поршневой группы дизелей вызывают ускоренный износ трущихся поверхностей, затрудняют отвод тепла к охлаждающим средам. При транспортировке и хранении в емкостях качество мазута изменяется. В результате постоянного окисления, полимеризации, химических реакций, углеводороды мазута превращаются в твердые продукты, выпадающие в осадок. В холодную погоду во время разогрева железнодорожных цистерн острым паром, содержание воды в мазуте может достигать 10-15%.
Во время дальнейшего хранения мазут дополнительно обводняется атмосферной влагой. Анализы качества мазута, хранящегося в емкостях на одной из нефтебаз, показали, что содержание воды в пробах, отобранных на уровне 4-5 м от днища, достигает 5%, а в придонных слоях - 12%. Бункерные компании производят подогрев мазута в емкостях до температуры, при которой обеспечивается перекачивание, смешивание мазута. При недостаточном подогреве отстаивание воды в высоковязком мазуте, обладающем высокой плотностью, становится практически невозможным и с большой вероятностью можно полагать, что к потребителям поступает чрезмерно обводненный мазут.
Качество мазута может ухудшиться и при смешивании его в емкостях нефтебаз с мазутом, в котором вследствие длительного хранения качественные характеристики не отвечают стандартным требованиям. Бункерующие компании приобретают партии топлива от различных поставщиков и смешивают их, выдерживая только стандарты качества по вязкости, и почти не учитывают другие показатели. Действуя таким образом, они основываются на международных стандартах качества, которые не включают в себя проверку на степень очистки от посторонних включений и на стабильность топлива, не определяют расчетный углеродный ароматический индекс /CCAI/, оказывающий существенное влияние на способность топлива к воспламенению. При индексе CCAI более 850-890 способность топлива к воспламенению резко ухудшается. Это приводит к аварийному загрязнению продуктами сгорания цилиндро-поршневой группы, выпускных клапанов, газотурбонагнетателей.
Несгоревшее топливо может накапливаться в газовыпускном тракте, что приводит к повышению давления сгорания, стукам в цилиндрах, взрывам, пожару в выпускном тракте. Повышенное содержание ароматических фракций наиболее возможно у топлива с пониженной вязкостью от 180 сСт до 220 сСт, полученных при смешивании дистиллятных топлив с высоковязким мазутом. Смешивание же углеводородов различного природного происхождения, имеющих несовместимое структурное строение молекул, может привести к быстрой потере стабильности топлива.
Использование нестабильного топлива в энергетических установках вызывает быстрое отложение нефтешлама в трубопроводах, непроходимость фильтров, приводит к аварийному загрязнению продуктами сгорания деталей цилиндро-поршневой группы и узлов газовыпускного тракта дизелей. Бункерующие компании принимают меры по предотвращению поставки некачественного топлива, но их возможности в повышении качества хранящегося мазута ограничены, и они вынуждены производить его поставку потребителю в состоянии "как есть". Поэтому каждая операция по смешиванию топлива несет в себе неопределенность по качеству конечного продукта. Учитывая все факторы риска, судовой экипаж должен использовать для проверки качества находящуюся в его распоряжении судовую экспресс лабораторию, привлекать сторонние теплотехнические лаборатории и принимать другие необходимые меры по предотвращению приемки некачественного топлива.
Конечная ответственность за последствия использования некачественного топлива всегда возлагается на судовую администрацию. Для предотвращения негативных последствий судовая система топливоподготовки должна быть снабжена эффективными техническими средствами, позволяющими до сжигания мазута в энергетических установках улучшать его качественные характеристики. Улучшение физико-химических свойств мазута на судах достигается в результате применения различных гомогенизирующих устройств.
Например, это гидродинамическое оборудование, успешно применяется в топливных системах судовых энергетических установок для гомогенизации топлива, приготовления высокодисперсной водотопливной эмульсии с1985 г.Применение гидродинамических устройств в судовой системе топливоподготовки
На судах дизельное топливо и мазут хранятся в судовых танках раздельно.
Если на судне установлено эффективное смесительное оборудование, имеется система для подогрева мазута в танках основного запаса и подогреватели, обеспечивающие подогрев мазута до необходимой температуры, то смешивание топлива для корректировки вязкости мазута целесообразно производить на судне. В этом случае исключается риск получения от бункерующих компаний большого объема нестабильного топлива, предотвращаются последствия его негативного воздействия на состояние энергетических установок и их систем, и появляется возможность использования более дешевых сортов мазута.
Смешивание топлива на судне с одновременным улучшением качественных характеристик производится по мере уменьшения его объема в отстойных расходных емкостях, из которых обеспечивается подача топлива к судовым энергетическим установкам. Сокращение времени между гидродинамической обработкой топлива в смесительных устройствах и его сжиганием в энергетических установках не позволяет активным углеводородным радикалам, из-за недостатка времени на осуществление обратных химических реакций, возвратиться в исходное состояние, что и является одним из факторов повышения эффективности использования топлива. Приготовление к процессу смешивания топлива начинается с заполнения отстойных мазутных танков и соответственно отстойных танков дизельного топлива. Мазут в отстойных танках подогревается до температуры, при которой содержащаяся в нем вода осаждается в нижних горизонтах цистерны и затем через дренажный трубопровод удаляется. Аналогично, после отстаивания, удаляется и вода из цистерн дизельного топлива. Перед смешиванием топлива по номограммам известной вязкости компонентов производят определение их объемного содержания в смеси. В установке, дизельное топливо на входе в кавитационный смеситель вводится в несущий поток мазута, предварительно подогретого до необходимой температуры. Приготовленная топливная смесь из кавитационного смесителя поступает в гомогенизатор-смеситель вихревой, в котором вследствие трансформации параметров состояния многокомпонентного потока возникают интенсивные акустические колебания в ультразвуковом спектре частот, создающие в объеме потока кавитационные разрывы.
Закрытие кавитационных разрывов сопровождается концентрацией энергии, позволяющей в локальном объеме топлива повысить температуру до 1500-1800оС, давление до 200 кг/см2, что значительно превышает параметры крекинг-процесса при переработке нефти.
Исследования, проведенные после процесса гомогенизации, подтвердили глубокие структурные изменения в молекулярном составе углеводородов, повышение степени дисперсности асфальтенов, карбенов, карбоидов до размерного ряда частиц 2-3 мкм. Длинные молекулярные цепи преобразовывались в легкие углеводородные радикалы газовых, дистиллятных топливных фракций. При этом вязкость мазута уменьшалась на 20%, плотность - на 2,5%. Приобретенные после гомогенизации качественные характеристики сохранялись длительное время. Измельчение остаточных фракций способствовало сокращению потери горючей части топлива на 85%, ранее удаляемой в процессе сепарирования топлива в виде нефтешлама.Применение гидродинамического оборудования в топливных системах судовых дизелей, котлоагрегатов
Применение гидродинамических устройств в топливной системе дизелей обусловливается необходимостью повышения дисперсности, преобразования углеводородных молекул остаточных фракций мазута в более активные радикалы, ускоряющих в цилиндрах дизеля процесс сгорания. Гомогенизация топлива непосредственно перед процессом сгорания, перевод рабочего процесса судовых дизелей на высокодисперсную водотопливную эмульсию в настоящее время интенсивно применяется практически всеми ведущими дизелестроительными концернами для повышения эффективности использования топлива и предотвращения загрязнения окружающей среды вредными примесями уходящих газов.
Водотопливная эмульсия является особым видом топлива, качественно и количественно изменяющего процесс горения. Содержащиеся в топливе высокодисперсные частицы водной фазы при прогреве в цилиндре превращаются в паровые пузырьки, мгновенно дробящие топливные капли на мельчайшие частицы, которые быстрее прогреваются и интенсивнее взаимодействуют вначале с кислородом, образующимся в результате диссоциации воды, воспламеняются, и, перемешиваясь с кислородом воздушного заряда, ускоренно сгорают. Находящаяся в составе эмульгированного топлива водная фаза может быть диссоциирована частично, в ходе окисления топлива в предпламенных процессах. Затем, по мере повышения температуры в фазе активного сгорания, реакция диссоциации воды ускоряется. Образующийся при диссоциации избыток атомов водорода быстро диффундирует в область с избытком кислорода, где их реакция компенсирует затраты энергии на диссоциацию воды. Участие в реакции горения дополнительного количества водорода приводит к увеличению количества продуктов сгорания. Молекулы воды ускоряют ход реакций в окислительных процессах и вследствие возникновения полярного эффекта, существенно улучшающего ориентацию частиц активных радикалов топлива.
В ходе экспериментальных исследований установлено, что добавление к топливу 5-10% воды ускоряет процесс сгорания в 5-6 раз. Расширение дополнительных продуктов сгорания увеличивает работу газов в цилиндре двигателя. Благодаря более полному и ускоренному сгоранию топлива, постоянной газификации отложений углерода, детали цилиндро-поршневой группы, газовыпуского тракта не загрязняются продуктами сгорания, меньше подвержены абразивному износу. Повышение степени дисперсности остаточных фракций, расщепление углеводородных молекул под воздействием ультразвуковой кавитации на более легкие фракции, интенсивное перемешивание многокомпонентной среды в высокотурбулентных вихрях способствует ускорению реакции горения, что позволяет компенсировать влияние ароматических углеводородов на задержку самовоспламенения топлива.
Разработанные технологии для смешивания, обработки топлива в поле ультразвуковой кавитации и приготовления высокодисперсных водотопливных эмульсий применяются в топливных системах судовых дизелей, в котлоагрегатах промышленных предприятий, на нефтебазах. Изготавливаемые в модульном исполнении установки комплексного диспергирования имеют производительность по готовому продукту 3,6-6,3 м3/ч, производительность по диспергируемому объему водной фазы 0,5-0,6 м3/ч, и обеспечивают основной размер частиц водной фазы в эмульсии 1-5 мкм.
С переводом рабочего процесса судовых дизелей на водотопливную эмульсию с водосодержанием 17-20% расход топлива сокращается на 12%, эмиссия окислов азота NOx уменьшается на 30-37%, сернистого ангидрида SO2 - на 50%, сероводородов H2S - на 50%, несгоревшие углеводороды отсутствуют. С повышением эффективности использования топлива температура уходящих газов снижается на 8-10оС, соответственно уменьшается теплонапряженность деталей цилиндро-поршневой группы. При работе установок в режиме гомогенизации расход высоковязкого обезвоженного топлива уменьшается на 5%.
Отказов в работе гидродинамического оборудования не наблюдается, трудоемкость обслуживания незначительная. С переводом работы котлоагрегатов на гомогенизированную, высокодисперсную эмульсию с водосодержанием 12-15% расход топлива сокращается на 6-8%, содержание вредных выбросов уменьшается, NOx на 40%, SO2 на 50%, H2S и несгоревших углеводородов в несколько раз.
Снижение расхода топлива в котлоагрегатах в основном достигается за счет сокращения подачи воздуха в топочное пространство, ускорения процесса сгорания топлива, увеличения теплопередачи от газов к греющим поверхностям, прекращения подачи пара к форсункам для распыления топлива, увеличения потока лучистой энергии, вследствие повышения температуры факела и резкого уменьшения нагарообразования на греющих поверхностях.
С переводом работы котлоагрегатов на эмульгированное топливо, изменения в динамике горения можно наблюдать визуально. Факел горящего эмульгированного топлива в топочном пространстве сокращается в объеме, становится прозрачным. Температура уходящих газов уменьшается по сравнению с обезвоженным мазутом на 30-35оС. Изменение параметров процесса горения и состава уходящих газов свидетельствуют о повышении эффективности использования топлива. Приготавливаемая на базе мазута водотопливная эмульсия с размерным рядом частиц 1-3 мкм, является коллоидным раствором, которая обладает высокой агрегативной и кинетической устойчивостью и равномерно распределяется в объеме цистерны для хранения топлива, следовательно, частицы водной фазы не выпадают в осадок.
Таким образом, вода, которая находится в нижних слоях емкостей и могла бы вызывать срыв процесса горения в котлоагрегатах, после эмульгирования в гидродинамических устройствах равномерно распределяется в объеме емкости, что повышает эффективность использования мазута.В производственной деятельности во время сдачи гидродинамического оборудования в работу, имели место случаи, когда при переводе снабжения котлоагрегатов на топливо из новой емкости, вследствие большого количества воды, выпавшей в осадок, водомазутная эмульсия, поступающая к форсункам, имела в своем составе до 65% водной фазы. И только благодаря высокодисперсному эмульгированию горение в топках котлоагрегатов оставалось стабильным без срыва факела.
ВОДНО-МАЗУТНЫЕ ЭМУЛЬСИИ - Мутаев А.А.
- Вы активно продвигаете на рынок ТЭК установки по приготовлению водно-топливных эмульсий. Есть ли реальная выгода от их использования, и как она сказывается на каждом отдельно взятом жителе Приморья?
- За два года нашего успешного сотрудничества о нас и наших установках знают не только в Приморье, но и далеко за его пределами, в том числе и за рубежом. Польза от их применения огромная. Сказывается ли это на жителях Приморья? Если только в экологическом плане: меньше вредных выбросов в атмосферу, легче дышать, что касается материальной стороны, вопрос спорный: в силу менталитета российского чиновника, будь хоть 100%-ная экономия топлива, уверен, на нас это не скажется. Исходя из личного опыта сжигания ВМЭ, экономия топлива составляет от 10 до 15%.
А ведь у нас имеются новейшие разработки установок, позволяющих добиться практически 100%-го сгорания топлива, в т.ч. и углей. Вы можете себе представить наши ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 бездымными и без золоотвалов, причем отпускающими тепло и электроэнергию по ценам в 2 раза ниже? Три месяца мы анонсируем данное изобретение, но ни один из топливных или энергетических генералов даже не поинтересовался, что же это такое. В то же время представитель энергетики и промышленности из США лично посетил лабораторию и проявил заинтересованность в сотрудничестве. Это ли не есть настоящий государственный подход? Не удивлюсь, если конструктор увезет свое изобретение за рубеж.
Что же касается приморцев, то мы будем дальше дышать отравленным воздухом и платить втридорога за тепло и электроэнергию.
Ред: Ну, Александр Александрович, Вы уж совсем мрачную картину рисуете! А каковы перспективы?
А это не пессимизм, это объективные наблюдения, причем многолетние. Что касается перспектив, то они вполне оптимистичны. Сейчас мы совместно с американскими партнерами проводим испытания новых разработок с перспективой их внедрения на рынке США, также проходят тестовые испытания установок в Южной Корее и Австралии, создается совместное предприятие в Германии по окончательным доводкам и сертификации подкапотных ультразвуковых диспергаторов для тяжелых дизельных двигателей, позволяющих добиться более полного сгорания топлива.
Ред: Но тем не менее стоимость Ваших установок не растет, а падает.
Почему же, на новейшие разработки цена поднялась от 10 до 30%, а на остальные, в т. ч. на так называемые «гидроники», упала практически на 60% и сейчас составляет около 200 тысяч, причем есть тенденция к дальнейшему снижению. Простоновые установки производительностью от 2 до 100 куб. м мы не продаем в связи с заменой, причем бесплатной, устаревших моделей. Новые установки появятся в продаже с июля месяца, если к тому времени конструктор не продаст патент за рубеж. Хочется надеяться, что администрация ДВ Федерального округа в связи с реорганизацией предприятий ЖКХ проявит заинтересованность в наших разработках, ведь экономический эффект от их внедрения может исчисляться сотнями миллионов рублей!
Водно-мазутная эмульсия -Содержание воды в эмульсии 16,80%
