Изобретение относится к подготовке топлива перед его сжиганием в частности к получению топливных композиций для сжигания в топочных устройствах, в металлургических печах, например доменных, работающих с использованием обводненного мазута, водомаэутной эмульсии или другого жидкого топлива на обогащенном кислородом дутье.

Известен способ приготовления стабильных суспензий из угля, тяжелых нефтяных остатков и смол, заключаю- щийся в том, что паста, предваритель1S но приготовленная обычным способом иэ угля и тяжелых остатков, подвергает" ся дополнительному разбавлению дис" персионной средой до желаемой концентрации, нагревается до температу- > ры, понижающей т вердост ь ди сперсной фазы, и пропускается через истирающий а гре гат, иэмел ь чающий у голь до частиц размером 5-50 мкм (11.

Недостатком данного способа являет ся е го технологическая сложность В где совмещены процессы разбавления, перемешивания и измельчения твердого топлива, что не позволяет применять этот способ в потоке подачи топлива для сжигания, а также трудностьорганизации сжигания дайной композиции без образования сажи.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемому результату является способ получения топливной композиции путем смешивания тонкоизмельченного твердого топлива с водой с размером капель в дисперсии до.

20 мкм с последующим добавлением высококипящих фракций f2).

Однако стабильность известной композиции недостаточна за счет присутI ствия значительного количества капель воды с размером до 20 мкм, и, кроме того, при ее сжигании имеет место недожог.

9221

15 го

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.

Поставленная .цель достигается способом получения топливной композиции путем предварительного смешивания жид- кого топлива с водой при их массовом соотношении 1:(4- 12) до получения эмульсии с дисперсностью капель воды

1-6 мкм, с последующим добавлением

25-35 мас,4 подогретого до 60-90ОС твердого топлива.

В качестве твердого топлива, прошедшего термическую обработку, можно использовать вещество, выбираемое из следующего ряда: термоуголь, буроугольный полукокс, а в качестве обводнителя вЂ” вещество, выбираемое из

- следующего ряда: замазученные отстойные воды, высокообводненные нефтеотходы.

Преимущества предлагаемого способа получения топливной композиции заключаются в том, что вода в ней находится в тонкодисперсноу состоянии за счет получения гомогенизиро- г5 ванной водомазутной эмульсии, способствующей длительной стабильности композиции при хранении, а в процессе горения - дополнительному измельчению капель композиции в поточной камере или очаге горения, например в фурменной зоне доменной печи, за счет явления "микровзрывов", резко снижающих сажеобразование.

Использование замазученных вод высокообводненных нефтеотходов для получения топливной композиции предохраняет окружающую среду от загрязнения.

Использование в топливной композиции термоугля или полукокса способствует 4О уменьшению расхода дефицитного жидкого топлива, исключает предварительное измельчение твердого топлива,,связанное с большим расходом энергии; улучшает степень десульфурации чугу- 4> на вследствие наличия повышенного содержания кальциевых соединений в термоугле и полукоксе, которые вводятся в самую активную зону доменной печи при высокой температуре обеспе1

50 чивает значительное снижение себестоимости предлагаемой топливной композиции из-за низкой стоимости термоугля,.полукокса и воды.

Топливную композицию готовят следующим образом.

Смесь мазута и воды подвергают кавитационному воздействию в какихлибо диспергирующих устройствах, на34

4 пример гомогенизаторах типа К-5-0ГА-10, для получения тонкодисперсионной водомазутной эмул ь сии с ди сперсно стью капель воды в пределах 1-6 мкм. Полученную водомазутную эмульсию смешивают с подогретым термоуглем или полукоксом и диспергируют до получения стабильной топливной композиции, например в дисковых диспергаторах. Все операции проводятся в потоке подачи топлива для сжигания.

Такая топливная композиция обладает стабильностью при хранении и сгорает без сажеобразования вследствие наличия в ее составе тонкодисперсной водомазутной. эмульсии и мелких фракций термоугля,, или полукокса.

Пример. Водомазутную эмульсию получают с помощью кавитационного диспергатора. При этом мазут и воду подают отдельными потоками в соотношении 5:1, Водомазутная эмульсия имеет дисперсность капель воды в мазуте в пределах 1-6 мкм. В полученную во-. домазутную эмульсию вводят подогре.тый термоуголь с соотношением эмульсия/термоуголь = 2/1 и после грубого смешения эмульсии с термоуглем смесь подвергают диспергированию в дисковом диспергаторе до получения стабильной тонкодисперсной топливной композиции, готовой для сжигания, Для приготовления тонкодисперсной топливной композиции с необходимыми физическими свойствами достаточно однократной обработки грубой смеси водомазутной эмульсии и термоугля в дисковом диспергаторе. Готовая топливная композиция имеет состав по компонентам, l: мазут

65,5; термоуголь 33,4; вода 11,1. Теплота сгорания на рабочую массу. составляет Q„ j430 мкал/кг. Процесс сжига9 ния полученной топливной композиции осуществляют в циклонной камере горения с расходом до 1100 кг/ч. Несмотря на относительно малый избыток воздуха (д. = 1,03), химический недожог отсутствует, а механический не превышает 0,13 на рабочую массу топлива.

Топливная композиция по изобретению может быть успешно применена для топочных устройств, металлургических печей (доменных, мартеновских, нагревательных печей прокатного производства, зажигательных горнов агломерационных фабрик) с достижением высоких технико-экономических показателей процесса и получением большого народнохозяйственного эффекта.

9221

Испытания проводят на доменной печи полезным объемом 1513 м

Испытывают два вида водомазутной эмульсии: с размером капель воды в пределах 1-30 мкм (преимущественно 5

2- 15 мкм) и с размером капель. воды в пределах 1-5 мкм (преимущественно

1-4 MKM).

Оценку эффективности сгорания жидкого топлива в условиях доменной плав-1в ки при крайне ограниченном окислительном очаге производят по количеству углерода, выносимого из печи с колошниковым газом по всему гракту газоочистки, включая пылеуловитель, скруб-1 бер, трубы Вентури, дроссельную группу, а также по форме углерода в ко" лошниковой пыли, определяемой путем сравнения проб с эталонкъ ми образцами на электронном микроскопе при уве - 20 личении 27500.

Результаты исследований приведены в табл. 1, где показаны четыре перио\ . да работы печи. Период 1 вЂ” работа доменной печи без вдувания водомазут- 25 ной эмульсии в горн печи. Период 2работа доменной печи с применением водомазутной эмульсии при дисперсности капель воды в пределах 1-30 мкм (преимущественно размер 2- 15 мкм). 30

Расход эмульсии составляет в среднем ва период 500 кг/т чугуна.

Периоды 3 и 4 - работа доменной печи с применением водомаэутной эмуль- ЗЗ сии при дисперсности капель воды в пределах 1-5 мкм (преимущественный размер 1-4 мкм). Расход эмульсии составляет по периодам соответственно

83 и 88 кг/т чугуна.

Из табл. 1 видно, что благодаря улучшению и роцессов сжи гани я водомазутной эмульсии с дисперсностью капель воды 1-6 мкм за счет организации эффекта "микровзрыва" в окисли/ тельном очаге доменной печи и, соответственно, улучшения хода доменной печи в целом вынос из печи колошниковой пыли и углерода сокращается со.ответственно с 30,7 до 28,1-26,71 кг/т чугуна и с 6,02 до 4,63-4,65 кг/т чугуна по сравнению с работой доменной печи без применения водомаэутной эмульсии, а также с 38,9 до 28,126,71 кг/т чугуна и с 7,68 до 4,634,55 кг/т чугуна по сравнению с приИ менением эмульсии с дисперсностью капель воды в пределах 1-30 мкм (в основном 2-15 мкм).

34 б

Повышение выноса колошниковой пыли и углерода из печи в периоде 2 связано с неполнотой сжигания мазута и увеличением выноса углерода в виде сажи из доменной печи.

Снижение выноса углерода из доменной печи в периодах 3 и 4, а также электронно-микроскопические исследования формы углерода показывают на отсутствие сажи пиролиза мазута в ко. лошниковой пыли по тракту газоочистки, "что свидетельствует о достаточно полном использовании в доменной плавке углерода мазута в виде водомазутной эмульсии с дисперсностью капель воды 1-6 мкм.

Проводят также испытания с целью определения стабильности при хранении топливных композиций, содержащих воду, уголь и жидкое топливо.

Исследования проводят для определения влияния последовательности смешения компонентов на стабильность суспензий. Для приготовления топливных композиций используют термоуголь фракций 0; 1-0,005 мм, воду водопро-, водную и мазут И-40; Перед смешиванием уголь подогревают до 60-80 С.

Приготовленные образцы топливных систем заливают в стеклянные цилиндры объемом 500 см с внутренним диаметром 50 мм и высотой 400 мм. В таком состоянии топливные композиции термостатируют при 60 С. Готовят сусо пензии постоянного состава, 4: уголь

30; вода 15; жидкое топливо 55. Сум" марное время перемешивания составля ет 40 мин.

Исследуют четыре способа приготов.1 ения суспензий в зависимости от по следовательности смешения различных компонентов.

Результаты приведены в табл. 2.

Исследования показывают, что последовательность смешения компонентов влияет на стабильность топливных композиций.

Приготовление композиций по первому способу связано с первоначальным образованием топливной эмульсии обратного типа. Диспергирование воды приводит к образованию структуры с равномерным распределением капель. По,.следующее перемешивание при вводе

;угольной пыли приводит к быстрому смачиванию поверхности угля дисперсной средой, но так как в дисперсионной среде содержатся капли воды, то они внедряются между частицами угля и

Таблица 1

Трубы Вентури

IIe-. Пылеуловитель

Дроссельная группа

Режим подготовки мазута

Скруббер

В целом по печи, а ри од

Вййос пыли, кг/т чугуна

Вынос углерода с пы" лью, кг/т чугуна

Вынос пыли, кг/т чугуна

ВыВынос углерода с пыВынос пыли, кг/т

Вынос углерода с пылью, кг/т чугуна

Вынос

flVllH ° кг/т чу гу на

Вынос углерода, xr/ò чугуна нос уг.перо да с пылью, кг/т чугуна лью, кг/т чугу на

Работа печи без мазута

1 19 3,99 10, 1 1,81 1,30 О, 181 0,273 0,043 30,7 6, 02

Водомазутная эмульсия дисперсности капель воды

1-30 мкм (a основном

2-15 мкм) 2. 24,8 5, I I 10,4 1,93 1,39 0,528 0,260 0,114 36.9 7,68

Водомазутная эмульсия дисперсности капель воды

1-6 мкм ;в основном 1-4 мкм) 3 16,0 2,63 11,34 1,74 0,76 0,228 0,107 0,032 28,1 4,63

Водомазутная эмульсия дисперсности капель воды I6 мкм, в основ ном I 4 мкм) 17,0 . 2,84, 9,14 1,54 0,50

0,146 0,066 0,020 26,71 4,55

7 922134 8 препятствуют их агрегированию и выла- топлива с последующим вводом воды)

t данию в осадок. Таким образом, обра- также ухудшает качество суспензуется. обьемная структура с равномер- зии. шо распределенными дисперсными фазаЕи. Наименьшей стабильностью обладают

Приготовление топливной системы пу- композиции, приготовленные по четвер-!

1тем одновременного перемешивания всех тому способу. На первом этапе образу компонентов (второй способ) ухудшает ется относительно устойчивая водо качество суспензии из-за отсутствия угольная суспензия, где вода являетв первый период приготовления., структу-10 ся дисперсной средой. Ввод жидкого дырованной дисперсной фазы (эмульсии), топлива приводит к постепенной заме. поэтому распределение твердой фазы не дисперсионной среды, то есть про в этом случае не.может быть таким рав- исходит обращение фаз . При этом однономерным как в первом способе. временно наблюдается частичное агреПриготовление композиции по треть- Is гирование угольных частиц, что приему способу (смешение угля и жидкого водит к ухудшению стабильности.

922134,Т.а

Способ

Наименование компонентов

Второй период перемешивания

20 мин

Первый период перемешивания

20 мин

5,1

Жидкое топливо + вода (эмульсия) + уголь

Те же компонен- 8,3 ты

Жидкое топливо + вода+

+ уголь

Жидкое топливо + уголь

10,4

+ вода

Вода + уголь + жидкое топливо 14,2

Составитель Н. Богданова .Редактор П. Лукач Техреду Ж. Кастелевич Корректор C. Шекмар .

Заказ 2502/33 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

Ъ по делам изобретений и открытий

- Филиал ППП "Патент", i . Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения топливной, компо- 25 зиции, включающий смешивание жидкого топлива, тонкоизмельченнаго твердого топлива и воды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, предвари- 30 тельно смешивают жидкое топливо с водой при их массовом соотношении

1:(4- 12) до получения эмульсии с- дис. блица 2 ,г Скорость выпадания угля в оса" док, мм/сут

;персностью капель воды 1"6 мкм, с no) исследующим добавлением 25-35 мас,Ф пот догретого до 60-90ОС твердого топлива.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 73661, кл. C 10 L 1/32, 1948.

2. Патент Великобритании У 1496373, кл. С 5 G, опублик. 1977 (прототип);

Похожие патенты:

Топливная эмульсия // 810761

Топливная эмульсия // 810760

Топливная эмульсия для двигателя внутреннего сгорания // 699005

Топливная эмульсия // 598927

Способ получения жидкого топлива // 520924

Способ получения жидкого топлива // 514887

Способ приготовления трудносмешиваемой многокомпонентной горючей смеси // 393297

Способ сжигания обводненного топочного мазута // 195586

Способ подготовки обводненных жидких топлив к сжиганию // 136842

Метод изготовления топливных стабильных суспензий // 73661

Способ получения водно-топливной эмульсии // 2100413

Изобретение относится к жидким углеводородным топливам, а именно водно-топливным эмульсиям легкого топлива, и может быть использовано при эксплуатации автомобильных двигателей и энергетических установок

Устройство для изготовления жидкого топлива // 2105042

Изобретение относится к области топливной энергетики и может быть использовано при создании топливных смесей для дизельных двигателей, печей, турбин и энергетических установок

Способ приготовления водно-мазутной топливной эмульсии // 2119529

Изобретение относится к области приготовления горючих топливных смесей и может быть использовано в энергетической, нефтеперерабатывающей, химической и других областях хозяйственной деятельности

Способ получения жидкого топлива и устройство для его изготовления // 2120471

Изобретение относится к области топливной энергетики и может быть использовано при создании топливных смесей для котлоагрегатов, печей, турбин и иных энергетических установок

Способ обработки мелкозернистого угля с образованием свободно текущего материала и свободно текущий материал // 2126033

Изобретение относится к способам получения свободно текущих зернистых продуктов из насыщенных влагой спекшихся материалов и может быть использовано при получении топлив для сжигания в печах

Способ получения водорастворимых сульфированных диспергаторов из инденкумароновых смол, концентрированная дисперсия угля в воде, композиция бетона // 2126423

Изобретение относится к сульфированным диспергаторам, полученным из инденкумароновых смол, и способу их получения

Способ получения топливной композиции // 2132864

Изобретение относится к получению топливных композиций на основе тяжелых нефтяных фракций

Жидкое топливо для двигателя внутреннего сгорания // 2134715

Способ получения топливной композиции // 2136721

Изобретение относится к подготовке котельного жидкого топлива перед его сжиганием, в частности к получению водомазутной эмульсии

Способ получения котельного топлива и устройство для его осуществления // 2139917

Изобретение относится к области нефтепереработки и теплоэнергетики и может быть использовано для приготовления котельного топлива (мазута) на основе смеси гудрона и тяжелых остаточных фракций вторичной перегонки нефти