Актуальность задачи.

В процессе транспортировки, подголовки и сжигания тошшв (мазута и др.) появляется огромное количество отходов — водо-мазутные эмульсии, остатки, скапливающиеся при чистке нефтеналивных судов и жд цистерн, переработанные масла, отходящие дымовые газы и др, загрязняющие окружающую среду.

Другими неуввязками являются хранение, обогрев и сжигание топлив (мазуш и др.), требующих огромных энергетических и серьезных издержек из-за неэффективного распыла высоковязкого мазута, проблем его обезвоживания, заиоксовывания форсунок, утрат тепла с отходящими газами и др. Не считая этого, в текущее время испьпывается острый недостаток в горючем и остро встает вопрос об энергообеспечении регионов страны и защите среды на топливно-энергетических и промышленных предприятиях.

Для решения вышеуказанных заморочек представляет шггсрес внедрение возможности топлив (мазута) создавать эмульсии с водой, дозволяющие уменьшил, расход горючего при сжигании. Имеющиеся методы получения таких эмульсий основаны на использовании механических диотергагоров, ультразвуковых установок, навигационных аппаратов, также способов барботирования через горючее сжатого воздуха, пара и др.

Невзирая на имеющиеся публикации, технологические базы получения устойчивых водно-мазушых эмульсий разработаны недостаточно, а используемые в текущее время способы изготовления эмульсионных систем мазут-вода являются нгоюпроизводительными и экономически неэффективными из-за огромных расходов мазуш при сжигании и утрат тепла на нагрев эмульсионной воды.

Для увеличения эффективности сжигания эмульсий топливо-вода обычно употребляют процессы газодинамической либо колебательной активации газа (воздуха и др.). Но разработанная в текущее время аппаратура для газодинамической акшвации сложна и неустойчива в работе.

Цель работы.

Разработка экономически действенной газо- и гидродинамической технологии получения и подготовки водно-мазутых эмульсий (П-тогомва) для сжигания и аппаратуры для воплощения этих процессов.

Научная новизна.

При обработке консистенций . мазута с водой в гидродинамическом режиме установлено образование устойчивых водно-мазутных эмульсий состава мазут/вода=4/1 масс.

При получении эмульсионной системы мазут-вода в гидродинамическом режиме установлены: экзоэффект и повышение интенсивности (3) полос симметричных валентных и деформационных колебаний групп СН2 и СН3 углеводородов мазута в ИК-спектрах по отношению к ] полос антисимметричных колебаний СНг и СНз соответственно, обусловленные образованием в системе углеводородных и твдроперекисных радикалов.

При сжигании водно-мазутных систем, включающих до 35% масс, веды, в гидродинамическом режиме показано устойчивое образование окевдов азота, связанное с образованием перекиси водорода из воды. При сжигании водно-мазугаых систем в газо- и гидродинамическом режимах найдено образование дополнительных количеств .окевдов азота, обусловленное акшвацией компонент воздуха (кислорода, азота и др.).

Практическая значимость работы.

Разработаны гидродинамический кавитационный ультразвуковой преобразователь горючего и разработка получения и подготовки топливно-водяных

эмульсии для их сжигания, электромеханический воздушный генератор (ЭМВГ) для газодинамической подачи воздушного потока с регулируемой амплитудно-частотной чертой и разработка для интенсификации горения годпо-мазушых систем в газодинамическом режиме. Разработаны методика и программка для расчета и выбора характеристик ЭМВГ.

На базе зависимостей: концентрация оксида углерода в дымовых газах от массы воды, подаваемой в мазут, и расхода сухого горючего (мазута) от содержания воды в топливно-водяной эмульсии установлено наилучшее соотношение сода/мазуг на получение 1 т пара, равное 1/5-1/4 по массе. При рациональном содержании воды в мазуте 20-25% достигается малый расход сухого мазута (около 75% по отношению к сжиганию сухого мазуш) на выработку тонны пара и наибольший прирост коэффициента полезного деяния (КПД) котла, равный 19%

Внедрение результатов работы.

Разработка получения и гидродинамической подготовки топливно-юдяных эмульсий для сжигания и навигационный ультразвуковой аппарат внедрены в схеме мазутного хозяйства ОАО «Михалюм» (г. Михайловск, Свердловской области) для котельной с расходом горючего до Ют/час.

Разработка получения и подготовки топливно-водяных эмульсий для сжигания в газо- и гидродинамическом режимах для сжигания внедрена на сушилы 10-емеситЕльном комплексе дорожно-строительного управления г. Екатеринбурга для сушки темного щебня и изготовления асфальтобетонных консистенций с производительностью по щебню до 50 т/час.

На защиту выносятся:

1. Гидродинамический навигационный ультразвуковой преобразователь горючего, разработка и метод получения и подготовки топливно-водяных эмульсий для сжигания.

2. Электромеханический воздушный генератор для газодинамической подачи воздушною потока, привязанный к топочной системе, разработка и метод интенсификации горения водно-мазутных систем в газодинамическом режиме.

3. Разработка получения устойчивой водно-мазушой эмульсии (П-топлива) состава мазут/вода ~ 4/1 масс.

4. Технологические базы (режимы) получения и подготовки водно-мазутных систем на промышленных комплексах в газо- и гидродинамических критериях для сжигания.

5. Закономерности образования водно-мазутых систем и товаров их сгорания — оксида углерода, азота и др. зависимо от массою! о соотношения мазут/вода в газо- и гидродинамическом режимах.

Апробация работы

Апробация работы проводилась на промышленных объектах: котельной ОАО «Михалюм», г. Михайловск Свердловской области, сушильно-шесигельном комплексе по производству темного щебня на асфальтовом заводе ВДСУ-1 г. Екатеринбург, заводе теплоизоляционных материалов г. Екатеринбурга и др.

Публикации.

Разработка подготовки и сжигания водно-мазутных консистенций в газо- и гидродинамическом режимах и аппаратура для проведения этих процессов защищены патентами РФ №98112164 от 02.12.98 и № 97115151 от 18.01.99.

Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 3-х плав и приложений, заключения, библиографии. Объем работы -169 е., из их основной текст -135 а таблиц- 8, рисунков- 42, библиография из 63 наименований, приложение-34 с.

…

ВЫВОДЫ

1. Разработаны: гидродинамический кавтационный ультразвуковой преобразователь горючего, разработка получения и подготовки тошшвно-водяных эмульсий для их сжигания, электромеханический воздушный генератор (ЭМВГ) для газодинамической подачи воздушного потока и топочная система, привязанная к ЭМВГ. Разработаны методика и программка для расчета и выбора характеристик ЭМВГ.

2. Установлено образование устойчивых водно-мазутных эмульсии состава мазут/вода в соотношении 4/1 масс.

3. На базе экзоэффеюа и роста интенсивности (I) полос симметричных валентных и деформационных колебаний групп СН2 и СНз углеводородов мазута в ИК-спеюрах по отношению к полос антисимметричных валентных и деформационных колебаний СН2 и СНз групп соответственно в эмульсионных системах мазуг-вода предположено образование углеводородных, гидроперекисных и др. радикалов.

4. При сжигаиии омулюш мазут-вода показано устойчивое образование оксидов азота, обусловленное возможностью синтеза перекиси водорода го воды при кавитации. При сжигании водно-мазутных систем, обработанных в газо- и п и (X )д и 1 ими чсско. 1 режимах, установлено образование дополшггелыюго катичества оксидов азота, связан! юе с активацией компонент возлуха (кислорода, азота и др.) в газодинамическом режиме.

5. При помощи зависимостей: концентрации оксида углерода в дымовых газах от количества воды, подаваемой в мазут, и расхода сухого мазута от содержания воды в составе эмульсии мазут-вода установлено среднее соотношения вода/мазут на получение 1 тонны пара, равное 1/5 — 1/4 по массе. При всем этом наибольший прирост КПД котла равен 19% и достигается при содержании воды в мазуте, равном 25% масс.

6. Показано уменьшение количества вредных выбросов с дымовыми газами при сжигании систем мазут-вода, обработанных в газо и гидродинамическом режимах, обусловленное снижением в 3 раза расхода мазута при его сжигании.

7. Разработана разработка получения устойчивой эмульсии мазут-вода (П-топливо) как коммерческого продукта

8. Разработка получения и подготовки топливно-водяных эмульсий в газо- и гидродинамическом режимах для сжигания внедрена в схеме мазутного хозяйства ОАО «Михалюм» (г. Михайловск, Свердловская область) и в ДРСУ г. Екатеринбурга для сушки темного щебня и получения асфальтобетонных консистенций.

9. Показана возможность действенного сжигания отработанных нефтепродуктов (смазочных масел) с ш1ажностыо до 30% масс., обработанных в газо- и гидродинамическом режимах.

Главные положения диссертации размещены в последующих работах:

1. Шталер В.П., Дьяков MB. Гидродинамический преобразователь водянистого то пли га и его внедрение та промышленных энергетических комплексах // Весшик сбережения энергии. 1998.№4(5). С. 18.

2. Штагер В.П. Результаты использования новых технологий по подготовке горючего и его сжиганию на асфальтовом заводе // Вестник сбережения энергии. 1998. №3(4). С. 8.

3. Паг. 2131087. Наша родина МКИ 6 F23K 5/12, F23D11/34.

4. Паг. 2131557. Наша родина МКИ 6 F23R 3/04.