СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА И УСТАНОВКА ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2005 года по МПК F02M31/16 F02M37/22 B04B1/08 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для подготовки к сжиганию дизельного топлива с улучшенными экологическими и эксплуатационными характеристиками.

Из уровня техники известен способ комплексной очистки дизельного топлива, включающий подогрев дизельного топлива, гомогенизацию и сепарацию в поле центробежных сил с насыщением кислородом воздуха в процессе циркуляции по замкнутому контуру, включающему приемную емкость, теплообменник и роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа, и последующее тонкое фильтрование (RU 2163979 C1, F 02 M 31/16, 2001).

Данный способ обеспечивает удаление из дизельного топлива механических примесей и капельной воды, механодеструкцию ассоциаций смолисто-асфальтеновых соединений и достаточно высокую степень гомогенизации, однако наличие в исходном топливе значительного количества полициклических ароматических углеводородов при сгорании в двигателе приводит к образованию нагара и смолистых отложений, а также к наличию в отработавших газах токсических веществ.

Известна также установка для комплексной обработки дизельного топлива, содержащая роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа, с входным, выходным и сливным патрубками, включенный в контур циркуляции совместно с приемной емкостью, теплообменником и нагнетающим насосом, перекачивающий насос, вход которого подключен к выходному патрубку роторно-дискового аппарата открытого типа, а выход соединен с фильтром тонкой очистки, подающий трубопровод и отводящий трубопровод, подключенные соответственно к приемной емкости и фильтру тонкой очистки (RU 2163979 С1, F 02 M 31/16, 2001). Данная установка обеспечивает эффективную механодеструкцию содержащихся в дизельном топливе смолисто-асфальтеновых соединений, что повышает экологическую чистоту образующихся при сгорании топлива в двигателе отработавших газов, но не исключает появление нагара и смолистых отложений на рабочих поверхностях поршня и цилиндра и закоксовку форсунок.

Изобретение направлено на повышение эффективности удаления полициклических углеводородов, в том числе смолисто-асфальтеновых соединений из дизельного топлива в процессе его обработки с использованием роторно-дискового аппарата открытого типа.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе комплексной очистки дизельного топлива, включающем подогрев дизельного топлива, гомогенизацию и сепарацию в поле центробежных сил с насыщением кислородом воздуха в процессе циркуляции по замкнутому контуру, включающему приемную емкость, теплообменник и роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа, и последующее тонкое фильтрование, согласно изобретению в процессе циркуляции по замкнутому контуру на дизельное топливо дополнительно воздействуют ультрафиолетовым излучением с частотой v=380-460 Нм, а затем производят сепарацию и тонкую фильтрацию.

При этом тонкое фильтрование производят на гидрофильной пористой перегородке.

Кроме того, в установке для комплексной очистки дизельного топлива, содержащей роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа с входным, выходным и сливным патрубками, включенный в контур циркуляции совместно с приемной емкостью, нагнетающим насосом и теплообменником, перекачивающий насос, вход которого подключен к выходному патрубку роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа, а выход соединен с фильтром тонкой очистки, подающий трубопровод и отводящий трубопровод, подключенные соответственно к приемной емкости и фильтру тонкой очистки, в соответствии с изобретением в контур циркуляции между выходным патрубком роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа и приемной емкостью дополнительно включен блок ультрафиолетового облучения, а между теплообменником и входным патрубком роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа включен подогреватель с байпасной магистралью.

При этом выход перекачивающего насоса и приемная емкость снабжены дополнительными патрубками, обеспечивающими возможность подключения внешней емкости или бака для отмывки.

Наличие блока ультрафиолетового (УФ) облучения обеспечивает протекание процесса УФ-фотолиза в насыщенном кислородом воздуха дизельном топливе, в результате чего происходит интенсивное окисление полиароматических углеводородов с образованием твердых частиц - асфальтенов, которые удаляются сепарацией в роторно-дисковом вихревом аппарате и фильтрацией на фильтре тонкой очистки, что помимо улучшения физико-химических характеристик повышает моющие свойства дизельного топлива и снижает возможность образования нагара и смолистых отложений в двигателе.

Кроме того, введение дополнительных патрубков позволяет подключать внешние заправляемые емкости, например цистерны, баки автозаправщиков и т.п., для их отмывки от грязи и различных отложений, что расширяет функциональные возможности установки.

На чертеже представлена схема установки для реализации заявленного способа.

Установка для комплексной очистки дизельного топлива содержит роторно-дисковый вихревой аппарат 1 открытого типа с входным патрубком 2, выходным патрубком 3 и сливным патрубком 4 для удаления отсепарированной влаги, грязи и твердых частиц, внутренняя полость которого 5 сообщена с атмосферой, приемную емкость 6, фильтр 7, нагнетающий насос 8, теплообменник 9, подогреватель 10, байпасную магистраль 11, блок 12 ультрафиолетового облучения, включающий, например, проточный элемент - трубку 13 из прозрачного для УФ-излучения материала (например, из кварцевого или увиолевого стекла, полиэтилена и т.п.), источник 14 УФ-излучения, перекачивающий насос 15, фильтр 16 тонкой очистки, выполненный из гидрофильного материала (например, поливинил-формаля), подающий трубопровод 17 и отводящий трубопровод 18.

Установка дополнительно снабжена патрубками 19 и 20, которые обеспечивают возможность подключения внешней емкости - бака 21 для его отмывки, а также имеет запорно-регулирующую аппаратуру 22, 23, 24, 25 и контрольно-измерительные приборы - термодатчики 26.

Способ комплексной очистки дизельного топлива реализуется следующим образом.

Дизельное топливо по подающему трубопроводу 17 заливают в приемную емкость 6, откуда первоначально, при открытых вентилях 22 и 23 и закрытых вентилях 24 и 25, посредством нагнетающего насоса 8 направляют в контур замкнутой циркуляции, включающий фильтр 7 грубой очистки, теплообменник 9, где топливо нагревается до температуры t=20-30°С, байпасную магистраль 11, роторно-дисковый вихревой аппарат 1 открытого типа, где происходит предварительная механодиструкция ассоциаций смолистых веществ, сепарация капельной влаги и механических примесей и гомогенизация топлива в поле центробежных сил, и трубку 13 блока 12 ультрафиолетового облучения.

В процессе замкнутой циркуляции в дизельном топливе, насыщенном кислородом воздуха в роторно-дисковом вихревом аппарате 1 открытого типа, в результате УФ-фотолиза под воздействием УФ-излучения от источника 14 с частотой ν=380-455 Нм происходит интенсивное окисление полиароматических углеводородов и смолистых соединений с образованием твердых частиц - асфальтенов, которые частично собираются в приемной емкости 6, а большей частью отделяются в фильтре 7 и роторно-дисковом вихревом аппарате 1.

Возможно проведение обработки дизельного топлива УФ-излучением непосредственно в приемной емкости 6, например через прозрачную стенку.

На заключительном этапе комплексной очистки дизельное топливо при закрытых вентилях 22 и 23 и открытых вентилях 24 и 25 из приемной емкости 6 под действием нагнетающего насоса 8 проходит теплообменник 9 и подогреватель 10, где нагревается до температуры 40-60°С, и поступает в роторно-дисковый вихревой аппарат 1, в котором происходит окончательная сепарация с удалением мелких фракций образовавшихся твердых частиц - асфальтенов и гомогенизация очищенного топлива.

Обработанное в роторно-дисковом вихревом аппарате 1 дизельное топливо с выходного патрубка 3 перекачивающим насосом 15 направляется в фильтр 16 тонкой очистки, где в результате фильтрации на гидрофильной пористой перегородке происходит окончательная очистка топлива от мельчайших твердых взвешанных частиц, образовавшихся в результате окисления полициклических ароматических углеводородов, и мелкодисперсной эмульсионной воды, и по отводящему трубопроводу 18 подается к потребителю - в топливные баки автомобилей или емкости на хранение.

В результате заявленной комплексной очистки дизельное топливо приобретает гомогенизированную мелкодисперсную однородную структуру, практически не содержащую смолисто-асфальтеновых соединений, и насыщается кислородом воздуха, что обеспечивает улучшение физико-химических (в том числе и моющих) свойств топлива, способствует тонкому и равномерному распыливанию топлива при его впрыске в камеру сгорания двигателя, существенному уменьшению коксуемости и нагарообразования в зоне цилиндропоршневой группы. При этом происходит повышение степени воспламенения дизельного топлива без введения дополнительных присадок, эквивалентное увеличение цетанового числа на несколько единиц без введения дополнительных присадок, увеличивается теплота и полнота сгорания и существенно снижается содержание канцерогенных полиароматических углеводородов в отработавших газах.

Кроме того, заявленная установка обеспечивает возможность отмывки от грязи и смолистых отложений различных внешних емкостей, включая топливные баки автомобилей, при их подключении к патрубкам 19 и 20 в контур циркуляции между выходом перекачивающего насоса 15 и приемной емкостью 6 за счет использования повышенных моющих свойств очищенного в установке дизельного топлива.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для подготовки к сжиганию дизельного топлива с улучшенными экологическими и эксплуатационными характеристиками. Изобретение позволяет повысить эффективность удаления полициклических углеводородов, в том числе смолисто-асфальтеновых соединений из дизельного топлива в процессе его обработки с использованием роторно-дискового аппарата открытого типа. Способ комплексной очистки дизельного топлива включает подогрев дизельного топлива, гомогенизацию и сепарацию в поле центробежных сил с насыщением кислородом воздуха в процессе циркуляции по замкнутому контуру, включающему приемную емкость, теплообменник и роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа, и последующее тонкое фильтрование. В процессе циркуляции по замкнутому контуру на дизельное топливо дополнительно воздействуют ультрафиолетовым излучением с частотой v=380-460 Нм, а затем производят сепарацию и тонкую фильтрацию. Установка для комплексной очистки дизельного топлива содержит роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа с входным, выходным и сливным патрубками, включенный в контур циркуляции совместно с приемной емкостью, нагнетающим насосом и теплообменником, перекачивающий насос, вход которого подключен к выходному патрубку роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа, а выход соединен с фильтром тонкой очистки, подающий трубопровод и отводящий трубопровод, подключенные соответственно к приемной емкости и фильтру тонкой очистки. В контур циркуляции между выходным патрубком роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа и приемной емкостью дополнительно включен блок ультрафиолетового облучения. Между теплообменником и входным патрубком роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа включен подогреватель с байпасной магистралью. 2 с. и 2. з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ комплексной очистки дизельного топлива, включающий подогрев дизельного топлива, гомогенизацию и сепарацию в поле центробежных сил с насыщением кислородом воздуха в процессе циркуляции по замкнутому контуру, включающему приемную емкость, теплообменник и роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа и последующее тонкое фильтрование, отличающийся тем, что в процессе циркуляции по замкнутому контуру на дизельное топливо дополнительно воздействуют ультрафиолетовым излучением с частотой ν=380÷460 нм, а затем производят сепарацию и тонкую фильтрацию.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тонкое фильтрование производят на гидрофильной пористой перегородке.3. Установка для комплексной очистки дизельного топлива, содержащая роторно-дисковый вихревой аппарат открытого типа с входным, выходным и сливным патрубками, включенный в контур циркуляции совместно с приемной емкостью, нагнетающим насосом и теплообменником, перекачивающий насос, вход которого подключен к выходному патрубку роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа, а выход соединен с фильтром тонкой очистки, подающий трубопровод и отводящий трубопровод, подключенные, соответственно, к приемной емкости и фильтру тонкой очистки, отличающаяся тем, что в контур циркуляции между выходным патрубком роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа и приемной емкостью дополнительно включен блок ультрафиолетового облучения, а между теплообменником и входным патрубком роторно-дискового вихревого аппарата открытого типа включен подогреватель с байпасной магистралью.4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что выход перекачивающего насоса и приемная емкость снабжены дополнительными патрубками, обеспечивающими возможность подключения внешней емкости или бака для отмывки.