СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА Российский патент 2006 года по МПК F23K5/02 

Описание патента на изобретение RU2279607C2

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к топливосжигающим устройствам для сжигания жидкого, вязкого, сероводосодержащего топлива, и может найти применение в энергетике, металлургии, нефтехимии и двигателях внутреннего сгорания.

Известна система подачи топлива, содержащая емкость с линией подачи мазута с фильтром, насосом, нагревателями и линией возврата мазута в емкость (см. Теплотехнический справочник, т.1, М., Энергия, 1975, с.547, аналог).

Недостатком известной системы является отравление окружающей среды серосодержащими парами и газами, выделяющимися из линии возврата компонентов топлива, обладающих низкой температурой кипения. При этом увеличиваются затраты на зачистку емкости и на подогрев топлива из-за увеличивающейся вязкости топлива. Взаимная растворимость содержащейся в топливе воды и топлива является причиной потери топлива со сливной водой при зачистках емкости.

Эти недостатки уменьшены в известной системе подачи топлива, содержащей емкость с линией подачи, сообщенной с тягодутьевым устройством, нейтрализатор окислов серы и линию возврата топлива в емкость, имеющую охладитель (см. а.с. СССР №1041807, F 23 К 5/00). Это устройство принято в качестве прототипа.

Недостатком известной системы подачи топлива является то, что водо- и серосодержащее топливо из линии подачи при горении образует высокотемпературные агрессивные окислы серы в виде SO2 и SO3, которые, смешиваясь с продуктами сгорания топлива, образуют раствор серной кислоты и являются причиной коррозии металла. В результате в котлоагрегатах на поверхностях нагрева образуется нарост, препятствующий процессу теплообмена и вызывающий прогорание теплообменных трубок; в печах при взаимодействии с шихтой образуются примеси, ухудшающие качество продукции; в двигателях внутреннего сгорания серная кислота вызывает коррозию стенок цилиндров. Охлаждение топлива линии возврата в охладителе перед емкостью вынуждает дополнительно затрачивать пар на обогрев топлива в емкости. При зачистках емкости теряется топливо, растворенное в воде. Нейтрализатор серосодержащих продуктов сгорания имеет большой вес, что обусловлено необходимостью нейтрализации больших объемных масс - продуктов сгорания топлива.

Задача предлагаемого изобретения сводилась к усовершенствованию конструкции системы подачи топлива для получения технического результата, обеспечивающего значительное снижение содержания серы, сероводорода, воды в топливе и веса нейтрализатора.

Сущность изобретения заключается в усовершенствовании конструкции системы подачи топлива, содержащей топливную емкость с линией подачи, сообщенную с тягодутьевым средством и нейтрализатором серосодержащих газов, а также линию возврата топлива в емкость с охладителем, где согласно изобретению линия возврата топлива в емкость оснащена дополнительным расширителем, имеющим газоход с каплеуловителем, причем охладитель установлен на газоходе расширителя по ходу газов перед каплеуловителем, жидкостный трубопровод которого сообщен с расширителем и отстойником, а газоход через нейтрализатор сообщен с тягодутьевым средством.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в предлагаемой конструкции системы подачи топлива, согласно изобретению, линия возврата топлива в емкость оснащена дополнительным расширителем, имеющим газоход с каплеуловителем, причем охладитель установлен по ходу газов на газоходе перед каплеуловителем, имеющим жидкостный трубопровод, сообщенный с расширителем, а газоход каплеуловителя сообщен через нейтрализатор серосодержащих газов с тягодутьевым средством.

Оснащение линии возврата расширителем позволяет испарить компоненты топлива, имеющие низкую температуру кипения, и подать их в газоход расширителя, охладить в охладителе, уловить в каплеуловителе. По жидкостному трубопроводу жидкость направляется в отстойник, где после отстаивания вода сливается, а углеводороды направляются в расширитель и смешиваются там с углеводородами, стекающими в емкость. Обезвоженные углеводороды смешивают с продувочной водой сепараторов непрерывной продувки паровых котлов, при этом сероводород углеводородов реагирует с щелочью и образует слой водного раствора гидрокарбонатов и гидросульфидов под слоем топлива в емкости, затем водный раствор в линии подачи очищают в фильтре от механических частиц и нагревают до 50-55°С для того, чтобы обеспечить термическое разложение гидросульфидов под вакуумом в расширителе с выделением сероводорода в газоход расширителя и переработки его в серную кислоту или ее соли по известным технологиям, а водный раствор регенерированного раствора щелочи поступает через слой топлива в емкость.

Сероводородные газы перед нейтрализатором не смешаны с продуктами сгорания топлива, поэтому общий объем газов оказывается в 10-15 раз меньшим по сравнению с объемом серосодержащих продуктов сгорания топлива перед нейтрализаторами в известных системах подачи топлива, что определяет значительное уменьшение веса нейтрализатора.

Наличие в системе отстойника, соединенного через каплеуловитель, охладитель с газоходом расширителя, позволяет удалять воду из фракций топлива, кипящих при низких температурах, например 120°С, без потерь топлива, так как низкокипящее топливо нерастворимо в воде. Поэтому потери топлива со сливной водой отсутствуют.

На чертеже изображена, в качестве примера, принципиальная схема предложенной системы подачи мазута.

Система подачи топлива содержит топливную емкость 1, линию 2 подачи, сообщенную с тягодутьевым средством 3, нейтрализатор 4 серосодержащих газов, охладитель 5, линию 6 возврата топлива в емкость 1, причем линия 6 возврата оснащена дополнительным расширителем 7, имеющим газоход 8 с каплеуловителем 9, охладитель 5 установлен по ходу газов на газоходе 8, жидкостный трубопровод 10 каплеуловителя 9 сообщен с расширителем 7, а газоход 8 каплеуловителя 9 сообщен через нейтрализатор 4 серосодержащих газов с тягодутьевым средством 3.

Предложенная система подачи топлива работает следующим образом.

В топливную емкость 1, например резервуар хранения мазута, загружают серо- и влагосодержащий мазут, который нагревают в линии 2 подачи, очищают от механических примесей и направляют по линии 6 возврата в расширитель 7, поддерживая в линии 2 подачи температуру выше температуры кипения воды, например 120°С. При этом из мазута в газоход 8 расширителя 7 испаряются пары воды, углеводороды и неконденсирующиеся газы, которые охлаждают в охладителе 5, и в виде конденсата по жидкостному трубопроводу 10 каплеуловителя 9 поступают в отстойник 11, а несконденсировавшиеся газы под действием разрежения поступают через нейтрализатор 4 и тягодутьевое средство 3 в атмосферу.

Поскольку компоненты топлива, имеющие низкую температуру кипения, не смешиваются и взаимно не растворяются друг в друге (меркаптаны, бензины и др.) с водой, из отстойника 11 сливают воду, а углеводороды попадают в нижнюю часть расширителя 7, где смешиваются с остальными компонентами топлива и направляются в емкость 1.

После удаления воды из мазута в емкость 1 подают щелочесодержащую воду и смешивают ее с топливом в линии 2 подачи и направляют по линии возврата 6 в расширитель 7. Щелочь, реагируя с сероводородом, превращается в гидрокарбонаты и гидросульфиды, которые образуют водный раствор под мазутом.

На следующем этапе включается линия подачи 2 через линию возврата 6 в расширитель 7, где поддерживают температуру 50-55°С, обеспечивая термическое разложение гидросульфидов под вакуумом, с выделением сероводорода в газоход 8 расширителя 7 и переработки его в серную кислоту или ее соли по известным технологиям (охлаждение сероводорода в охладителе, сжигание его в горелке, нейтрализация серосодержащих окислов в нейтрализаторе, например, циркуляционным щелочным потоком продувочной воды котлов) и отвод газов, не содержащих в составе серы, через тягодутьевое средство 3 в атмосферу.

На завершающем этапе удаления сероводорода щелочную воду сливают в отдельную емкость, где хранят для повторного использования.

Конечный продукт - мазут, не содержащий сероводорода и воды, при сжигании не образует в продуктах сгорания серной кислоты, а в конденсате продуктов сгорания отсутствуют соли серной кислоты, что позволяет использовать конденсат для получения химочищеной воды и на 15-20% снизить удельный расход топлива за счет использования тепла конденсации паров продуктов сгорания топлива.

Использование предлагаемого изобретения позволяет резко снизить урон, наносимый сельскому хозяйству оксидами серы, например, «кислотными дождями». Только в США этот урон составляет 100 млн долл./год (см. В.Н.Волков, «Сжигание газового и жидкого топлива в котлах малой мощности», Недра, Л., 1989, с.135).

Внедрение предлагаемого изобретения наиболее целесообразно осуществлять в мазутном хозяйстве котельных, использующих мазут в качестве резервного топлива, имеющих температуру отходящих газов 180-220°С, и использовать утилизированное вторичное тепло для нагрева мазута в линии подачи.

Перерабатываемый мазут, не содержащий сероводорода и воды, может продаваться по цене дизельного топлива.

Предварительный расчет ожидаемого годового экономического эффекта от переработки мазута теплом отходящих газов, полученных при сжигании 70 млн м3 природного газа, имеющих за экономайзерами температуру 180°С и α=1,5, при использовании предлагаемого изобретения со снижением температуры уходящих газов со 180°С до 100°С для нагрева мазута с 60° до 150°С:

1. Цена дизельного серо- и водосодержащего топлива 8100 руб./т

2. Цена серо- и водосодержащего мазута 3000 руб./т

3. Использование тепла вторичных энергоресурсов 3000 Гкал./год

4. Производительность по переработанному мазуту 61510 т/год

5. Полученная прибыль от продажи топлива составит 32 млн руб.

6. Затраты, связанные с внедрением 8,7 млн руб.

7. Срок окупаемости затрат 0,27 года

Похожие патенты RU2279607C2

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА 2006
  • Николаев Валентин Михайлович
  • Николаев Михаил Валентинович
RU2317486C2
СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА 2005
  • Николаев Валентин Михайлович
  • Николаев Михаил Валентинович
RU2298731C2
ШАХТНАЯ ПЕЧЬ 2006
  • Николаев Валентин Михайлович
  • Николаев Михаил Валентинович
RU2312288C2
ОГНЕВОЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ С КОНТЕЙНЕРНЫМ УДАЛЕНИЕМ МЕХПРИМЕСЕЙ 2013
  • Долотовский Игорь Владимирович
  • Долотовский Владимир Васильевич
RU2523906C1
КОНТАКТНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ И СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ /ВАРИАНТЫ/ 2000
  • Весенгириев М.И.
  • Весенгириев А.М.
RU2183800C2
УСТАНОВКА ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ С КОМПЛЕКСНОЙ УТИЛИЗАЦИЕЙ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО СЕКТОРА 2018
  • Кульбякина Александра Викторовна
  • Озеров Никита Алексеевич
RU2713936C1
Способ извлечения серосодержащих солей натрия из сточных вод 1975
  • Шурыгин Алексей Петрович
  • Черненко Николай Андреевич
  • Чичков Вадим Валентинович
  • Бернадинер Михаил Наумович
  • Кацнельсон Леонид Овсеевич
SU607784A1
УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕЙ НЕФТИ 2015
  • Сахабутдинов Рифхат Зиннурович
  • Шипилов Дмитрий Дмитриевич
  • Шаталов Алексей Николаевич
  • Гарифуллин Рафаэль Махасимович
RU2578155C1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ 2014
  • Савченко Георгий Эдуардович
  • Кацнельсон Леонид Овсеевич
  • Борисов Игорь Александрович
  • Шевченко Андрей Владимирович
  • Левашов Андрей Сергеевич
RU2576741C2
ОГНЕВОЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ 2010
  • Паршин Сергей Николаевич
RU2425289C1

Реферат патента 2006 года СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА

Изобретение относится к топливосжигающим устройствам. Система подачи топлива содержит топливную емкость, линию подачи, сообщенную с тягодутьевым средством, нейтрализатор серосодержащих газов, охладитель, линию возврата топлива в емкость. Линия возврата топлива в емкость оснащена дополнительным расширителем, имеющим газоход с каплеуловителем, при этом охладитель установлен по ходу газов на газоходе, жидкостный трубопровод каплеуловителя сообщен с расширителем, а газоход каплеуловителя сообщен через нейтрализатор с тягодутьевым средством. Изобретение позволяет снизить содержание серы, сероводорода, воды в топливе, а также вес нейтрализатора. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 279 607 C2

Система подачи топлива, содержащая топливную емкость, линию подачи, сообщенную с тягодутьевым средством, нейтрализатор серосодержащих газов, охладитель, линию возврата топлива в емкость, отличающаяся тем, что линия возврата топлива в емкость оснащена дополнительным расширителем, имеющим газоход с каплеуловителем, при этом охладитель установлен по ходу газов на газоходе, жидкостный трубопровод каплеуловителя сообщен с расширителем, а газоход каплеуловителя сообщен через нейтрализатор с тягодутьевым средством.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2279607C2

Система подачи топлива 1982
  • Николаев Валентин Михайлович
  • Иванов Геннадий Васильевич
  • Иванов Владимир Борисович
SU1041807A1

RU 2 279 607 C2

Авторы

Николаев Валентин Михайлович

Николаев Михаил Валентинович

Бараева Вера Петровна

Даты

2006-07-10Публикация

2004-02-16Подача