Установка приготовления гидротоплив с применением электромагнитной обработки

Полезная модель относится к технологии приготовления топлив и может быть использовано в энергетике, машиностроении и химической промышленности. Задачей, предлагаемой полезной модели является гидротоплива контролируемого состава с длительным сроком хранения за счет электромагнитной обработки жидкого углеводородного топлива, умягчения воды, использования гидрофобных и гидрофильных ПАВ и фрагментирования водяной струи при подаче в смеситель, точной дозировкой компонентов и диспергирования капель воды до размера менее 1 мкм. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является уменьшение энергетических затрат, повышение качества топлива, увеличиваются сроки его хранения за счет увеличения дисперсности капель воды и равномерности их распределения в топливе. Предлагаемая установка для приготовления гидротоплив, расходную емкость исходного топлива, емкость исходного топлива с ПАВ, емкость умягченной воды с ПАВ, гомогенезатор, роторно-пульсирующий эмульгатор, трубопроводы, магистраль подачи исходного топлива, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, топливного насоса, фильтра тонкой очистки, расходомера, устройства электромагнитной обработки топлива, магистраль подачи раствора ПАВ в воде, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, водяного насоса, расходомера, рассекателя водяной струи, и магистраль подачи раствора ПАВ в исходном топливе, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов, расходной емкости, водяного насоса, расходомера и трубопроводов, а также блок управления, подключенный к устройству электромагнитной обработки топлива посредством электрического кабеля, при этом роторно-пульсирующий эмульгатор, соединен с гомогенизатором и образует контур циркуляции, состоящего из двух трубопроводов, в один из которых врезан топливный насос, магистрали подачи исходного топлива, раствора ПАВ в воде и раствора ПАВ в исходном топливе присоединены трубопроводами к механическому смесителю.

Полезная модель относится к технологии приготовления топлив и может быть использовано в энергетике, машиностроении и химической промышленности.

При обычном смешении жидких углеводородных топлив и воды невозможно получить высокодисперсную длительно устойчивую эмульсию. Для получения устойчивой дисперсии воды в жидком топливе используют различные приемы и методы физико-химического воздействия: в топливо и воду добавляют эмульгаторы, повышают температуру экстрагируемых веществ, воздействуют на процесс диспергирования одной из составляющих эмульсии с помощью кавитации. Однако для достижения желаемого результата установка должна включать такие устройства и последовательность их воздействия на жидкое углеводородное топливо и воду, которые в совокупности обеспечивали бы получение дисперсии воды в топливе с размерами капель менее 1 мкм.

Известно устройство для магнитной обработки жидкости (а.с. СССР 1388573, кл. F02M 27/04, опубл. 15.04.1988). Устройство обеспечивает обработку топлива под воздействием постоянного магнитного и переменного электромагнитного поля. Шары из магнитного материала заполняют полость, через которую протекает топливо. Под воздействием переменного магнитного поля шары приходят в движение и тем самым создают не только интенсивное электромагнитное, но гидродинамическое воздействие на гидротопливо.

Недостатком данного устройства является невозможность получения гомогенных гидротоплив стабильного состава с размером частиц менее 1 мкм, а также сложность управления контрольно-измерительными приборами.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является система приготовления водно-мазутной эмульсии, состоящей из магистралей подачи компонентов гидротоплива на смешение и обработку (патент РФ 2033851, МПК B01F 3/28, опубл. 30.04.1995). Магистраль исходного топлива (мазута) состоит из расходной емкости, топливного насоса, кавитационного «сверхзвукового» диспергатора, обеспечивающего нагрев топлива, теплообменника и фильтра, соединенных между собой трубопроводом, образующим замкнутый контур рециркуляции топлива. Водяная магистраль состоит из расходной емкости, фильтра, расходомера, теплообменника и дозирующего устройства, соединенных последовательно с помощью трубопровода. Смешение топлива и воды осуществляется с помощью гидродинамического диспергатора, соединенного трубопроводами с магистралями подготовки топлива и дозатора воды.

Недостатками известной установки является невозможность получения в используемой конструкции эмульгатора частичек воды менее 10 мкм, что не обеспечивает длительное хранение гидротоплив (шесть месяцев и более), тепловыделения от двух гидродинамических диспергаторов требуют установки теплообменников, которые требует расхода воды и электроэнергии, также невозможность управления нагревом компонентов смеси ограничивают возможность получения гидротоплив из дищельной и бензиновой фракций, сложность контроля нагрева воды в кавитационном диспергаторе уменьшает точность дозировки воды в процессе приготовления гидротоплив.

Задачей, предлагаемой полезной модели является получение гидротоплива контролируемого состава с длительным сроком хранения за счет электромагнитной обработки жидкого углеводородного топлива, умягчения воды, использование гидрофобных и гидрофильных поверхностно-активных веществ (ПАВ) и диспергирование водной струи при подаче в смеситель, точной дозировкой компонентов и диспергирования капель воды и топлив до размера менее 1 мкм.

В результате использования предлагаемой установки приготовления гидротоплив с применением электромагнитной обработки уменьшаются энергетические затраты, повышение качества гидротоплив, увеличиваются срок хранения гидротоплив за счет увеличения дисперсности капель воды и топлива и равномерности их распределения в гидротопливе.

Предлагаемая установка для приготовления гидротоплив содержит расходную емкость исходного топлива, емкость исходного топлива с ПАВ(поверхностно активные вещества - Б. энциклопедический политехнический словарь. 2004) емкость умягченной воды с ПАВ, гомогенезатор, роторно-пульсирующий эмульгатор, трубопроводы, магистраль подачи исходного топлива, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, топливного насоса, фильтра тонкой очистки, расходомера, устройства электромагнитной обработки топлива, магистраль подачи раствора ПАВ в воде, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, фильтра тонкой очистки, расходомера, устройства электромагнитной обработки топлива, магистраль подачи раствора ПАВ в воде, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, фильтра тонкой очистки, расходомера, устройства электромагнитной обработки топлива, магистраль подачи раствора ПАВ в воде, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, топливного насоса, фильтра тонкой очистки, расходомера, устройства электромагнитной обработки топлива, магистраль подачи раствора ПАВ в воде, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов

расходной емкости, водяного насоса, расходомера, рассекателя водяной струи, и магистраль подачи раствора ПАВ в исходном топливе, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов, расходной емкости, водяного насоса, расходомера и трубопроводов, а также блок управления, подключенный к устройству электромагнитной обработки топлива посредством электрического кабеля, при этом роторно-пульсационный эмульгатор соединен с гомогенизатором и образует контур циркуляции, состоящий из двух трубопроводов, в один из которых врезан топливный насос, магистрали подачи исходного топлива, раствора ПАВ в воде и раствора ПАВ в исходном топливе присоединены трубопроводами к гомогенизатору.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема установки приготовления гидротоплив с применением электромагнитной обработки.

Установка содержит расходную емкость топлива 1, топливный насос 2, фильтр тонкой очистки 3, расходомер 4, устройство электромагнитной обработки топлива (ЭМОТ) 5, блок управления электромагнитным переменным током 6, магистрали подачи исходного топлива 7, гомогенизатор 8, роторно-пульсационный эмульгатор 9, топливный трубопровод 10, топливный насос 11. трубопровод 12, расходная емкость воды 13, водяной насос 14, расходомера 15, водяная магистраль 16, рассекатель водяной струи 17, расходная емкость, содержащая смесь исходного топлива и ПАВ 18, насос для подачи смеси исходного топлива и ПАВ 19, расходомер контроля подачи смеси исходного топлива и ПАВ 20, магистраль 21 для подачи смеси исходного топлива и ПАВ в гомогенизатор 8 и кабельный канал 22 блока управления электромагнитом переменного тока 6.

Расходная емкость топлива 1 последовательно соединена посредством магистрали 7 с топливным насосом 2, фильтром тонкой очистки 3, расходомером 4 и устройством электромагнитной обработки топлива (ЭМОТ) 5 и гомогенизатором 8. Устройство ЭМОТ 5 через кабельный канал 22 соединено с блоком управления электромагнитом переменного тока 6.

Расходная емкость, содержащая смесь исходного топлива и ПАВ 18 соединена через насос для подачи смеси исходного топлива и ПАВ 19 и расходомер контроля подачи смеси исходного топлива и ПАВ 20 посредством магистрали 21 соединена с гомогенизатор 8.

Расходная емкость воды 13 через водяной насос 14, расходомера 15 и рассекатель водяной струи 17, посредством магистраль 16 соединена с гомогенизатором 8.

Гомогенизатор 8 оборудован лопастной мешалкой с электрическим приводом (на чертеже не показан).

Гомогенизатор 8 через топливный насос 11, расположенный на топливном трубопроводе 10 соединен с роторно-пульсационный эмульгатором 9, который соединен с гомогенизатором 8 трубопроводом 12 и образует замкнутый контур циркуляции смесей исходного топлива, воды с ПАВ и исходного топлива с ПАВ.

Работа установки приготовления гидротоплив с использованием электромагнитной обработки рассмотрена на примере приготовления гидротоплива, состоящего из дизельной фракции и воды.

Перед началом рабочего цикла готовят растворы ПАВ в умягченной воде в емкости 13 и ПАВ в исходном топливе в емкости 18.. Включают топливный насос 2 магистрали подачи исходного топлива 7 и источник питания ЭМОТ 6. Из приемной емкости принудительно по магистрали (трубопроводу) 7 исходное топливо подают на фильтр тонкой очистки 3, а затем в устройство ЭМОТ 5 на электромагнитную обработку. Из устройства 5 по магистрали 7 (трубопроводу) исходное топливо поступает в гомогенизатор 8, оснащенный лопастной мешалкой, и заполняют его. Контроль за объемом топлива, поступающего в гомогенизатор 8, осуществляют расходомером исходного топлива 4. При прохождении исходного топлива через устройство ЭМОТ 5 включается блок управления электромагнитом переменного тока 6 через кабельный канал 22 происходит электромагнитная обработка топлива. Включают двигатель привода гомогенизатора 8.

Одновременно из расходной емкости воды 13 магистрали 16 через водяной насос 14, расходомер 15 и рассекатель водяной струи 17 подают смесь умягченной воды и ПАВ в гомогенезатор 8, в котором происходит смешение.. Контроль за количеством воды, подаваемой в реактор, осуществляют с помощью расходомера 15.

Из расходной емкости 18, содержащая смесь исходного топлива и ПАВ через насос для подачи смеси исходного топлива и ПАВ 19 и расходомер контроля подачи смеси исходного топлива и ПАВ 20 по магистрали 21, соединенной с гомогенизатором 8 начинают подачу исходного топлива и ПАВ.

Через заданный промежуток времени включают насос 11 контура циркуляции и запускают роторно-пульсационный эмульгатора 9, в котором происходит диспергирование потоков образует замкнутый контур циркуляции смесей исходного топлива, воды с ПАВ и исходного топлива с ПАВ из магистралей 7, 16 и 21 до размера менее 1 мкм.

Готовое гидротопливо сливают в приемную емкость.

Установка приготовления гидротоплив с применением электромагнитной обработки, характеризующаяся тем, что содержит расходную емкость исходного топлива, емкость исходного топлива с поверхностно-активными веществами (ПАВ), емкость умягченной воды с ПАВ, гомогенизатор, роторно-пульсационный эмульгатор, трубопроводы, магистраль подачи исходного топлива, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, топливного насоса, фильтра тонкой очистки, расходомера, устройства электромагнитной обработки топлива, расходную емкость воды, последовательно соединенную посредством магистрали с гомогенизатором через водяной насос, расходомер и рассекатель водяной струи, и магистраль подачи раствора ПАВ в исходном топливе, состоящую из последовательно соединенных посредством трубопроводов расходной емкости, насоса для подачи смеси исходного топлива и ПАВ, расходомера и трубопроводов, а также блок управления, подключенный к устройству электромагнитной обработки топлива посредством электрического кабеля, при этом роторно-пульсационный эмульгатор соединен с гомогенизатором и образует контур циркуляции, состоящий из двух трубопроводов, в один из которых врезан топливный насос, магистрали подачи исходного топлива и раствора ПАВ в исходном топливе присоединены трубопроводами к гомогенизатору.