Жидкое углесодержащее топливо

 

Изобретение относится к угольной гидросмеси с высоким содержанием твердого материала и может быть использовано при гидротранспортировке угля и его сжигании без предварительного обезвоживания. Жидкое углесодержащее топливо содержит угольстабилизирующую добавку в виде коллоидного торфа -15 мас.%, сорбировавшего нефть или нефтепродукты, и воду - до 100 мас.%. Топливо способно к длительному хранению, обладает высокой стабильностью и низкими энергозатратами при транспортировке, а также повышенной воспламеняемостью. 2 табл.

Изобретение относится к угольной гидросмеси с высоким содержанием твердого материала и может быть использовано при гидротранспорте угля и его сжигании без предварительного обезвоживания.

Известно жидкое углесодержащее топливо, состоящее из воды и мелкоразмолотого угля с фракцией не более 20 мкм (Патент Великобритании N 2047267, C 10 L 1/02, 1979). К недостаткам этого топлива относятся сложность получения угольной пыли с указанным размером частиц, низкие реологические качества топлива, необходимость сжигания сразу после получения.

Кроме того, известно жидкое углесодержащее топливо, являющееся прототипом, в виде суспензии, которое содержит, мас.%: измельченный уголь 60 - 80, стабилизирующую добавку (поликомплексон) 0,0001 - 0,0005 и воду до 100 (А. с. N 1273386, C 10 L 1/32, SU, 1984). Такой состав позволяет обеспечить стабильность при хранении около двух недель.

Однако из-за низких реологических свойств данное топливо имеет существенные недостатки: ограниченный срок хранения, так как жидкая фаза топлива является капельной жидкостью, в связи с чем угольные частицы со временем оседают, а стабилизирующая добавка предотвращает слипание частиц и лишь замедляет этот процесс; нестабильность при транспортировке из-за инерционной сепарации твердых частиц при изменении направления и (или) скорости движения потока жидкого углесодержащего топлива.

высокие энергозатраты при транспортировке из-за высокой вязкости низкая воспламеняемость, так как она ограничена воспламеняемостью исходного угля.

Задачей данного изобретения является создание углесодержащего топлива, которое обеспечивает повышенную воспламеняемость, увеличение сроков хранения в неподвижном состоянии, стабильность и снижение энергозатрат при его транспортировке.

Это достигается тем, что в жидком углесодержащем топливе, состоящем из угля, воды и стабилизирующей добавки, в качестве добавки используют коллоидный торф, сорбировавший нефть или нефтепродукты.

Топливо можно приготовить путем последовательного диспергирования в воде торфа и угля с добавлением в него нефти или нефтепродуктов при следующих соотношениях компонентов, мас.%: уголь 60-70, торф 15, нефть или нефтепродукты 2-5, вода остальное до 100. При диспергировании в воде торфа образуется торфяной коллоидный раствор, структура которого позволяет внедрять в мицеллы (элементарные составляющие коллоида) частицы угля при одновременной сорбции нефти или нефтепродуктов. В этом случае угольные частицы теряют способность к гравитационной и инерционной сепарации. Содержание ингредиентов в предлагаемом жидком углесодержащем топливе определяется следующими факторами: содержание торфа определено необходимой и достаточной концентрацией коллоидных частиц для образования геля; максимальное содержание угля определено временем удержания угольных частиц во взвешенном состоянии без появления признаков сепарации в структуре топлива: минимальное содержание угля определено максимальным содержанием воды, при котором возможно горение предлагаемого топлива содержание нефти или нефтепродуктов определено сорбционной способностью коллоидного торфа.

Примеры осуществления предлагаемого топлива приведены в таблице 1.

Практически неограниченная стабильность предлагаемого топлива при хранении обеспечивается за счет того, что леофильный торфяной коллоид переходит в обратимый гель, при этом частицы угля, внедренные в пространственную структуру коллоида, теряют подвижность и не могут флокулировать и оседать. С другой стороны, интенсивное механическое воздействие (например, при перекачивании насосом) разрушает структуру геля и вновь переводит его в коллоид. Вязкость торфяного коллоида значительно меньше вязкости геля, что облегчает перекачивание и транспортировку топлива и, как следствие, обеспечивает меньшие энергозатраты при транспортировке.

Вместе с тем торфяной коллоид обладает высокими сорбционными способностями, которыми не обладают водо-угольные суспензии, что позволяет вводить в него добавку в виде нефти или нефтепродуктов. Такая добавка повышает воспламеняемость топлива по сравнению с исходным углем или торфом. Кроме того, нефть (или нефтепродукты) частично вытесняют воду из пленок и ячеек пространственной структуры топлива, что также улучшает его реологические свойства и снижает вязкость, температуру замерзания и энергозатраты на транспортировку.

В таблице 2 приведены для сравнения характеристики образца предложенного топлива и прототипа. Образец получен путем последовательного диспергирования в воде сухого торфа, сухой пыли угля марки АШ и сырой нефти.

Таким образом, предлагаемое топливо обеспечивает длительное хранение, стабильность и низкие энергозатраты при транспортировке и обладает повышенной воспламеняемостью.

Кроме того, внедренность частиц угля в мицеллы значительно снижает абразивность топлива в целом, что увеличивает срок службы форсунок, горелок, регулирующей и запорной арматуры и является дополнительным положительным свойством топлива.

Формула изобретения

Жидкое углеродсодержащее топливо, состоящее из угля, воды и стабилизирующей добавки, отличающееся тем, что в качестве добавки оно содержит коллоидный торф, сорбировавший нефть и нефтепродукты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Уголь - 60 - 70
Торф - 15
Нефть или нефтепродукты - 2 - 5
Вода - До 100о

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2