СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И СЖИГАНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО КАВИТАЦИОННОГО ТОПЛИВА ИЗ НЕФТЯНОГО КОКСА Российский патент 2015 года по МПК F23K1/02 

Описание патента на изобретение RU2565651C2

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к технологии сжигания нефтяного кокса. Нефтяной кокс - продукт глубокой переработки нефти, который в нашей стране в качестве топлива используют совсем недавно.

Известен способ сжигания нефтяного кокса и технологическая схема для его реализации (патент RU №2128806 С1, МПК F23C 1/06, 1997 г.). Способ сжигания нефтяного кокса основан на смешивании его с другими видами энергетических топлив, например с углем. Сжигание нефтяного кокса осуществляют в котлах с камерными топочными устройствами совместно с каменноугольным топливом, при этом тонкость помола кокса соответствует тонкости размола тощих углей, а оптимальная доля нефтяного кокса определяется по выходу летучих составляющих топлив.

Недостатком этого способа является совместное сжигание двух различных топлив: нефтяного кокса и каменного угля, что значительно усложняет и удорожает их сжигание. На теплоэлектростанции появляется дополнительная система складирования топлива, система смешения топлив, система транспорта и пылеприготовления. Необходима постоянная привязка ко второму топливу с определенными характеристиками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сжигания нефтяного кокса совместно с высококачественными топливами (газ или мазут) или в топках котлов с циркулирующим кипящим слоем инертного материала (журнал «Мировая теплоэнергетика» №2, 1994, автор Роберт Росси, статья «Побочный продукт для перегонки нефти - перспективное топливо для электростанций», с.43-44). При этом в камерных топках котлов дополнительно сжигается 10% природного газа или мазута, что позволяет поддерживать стабильное горение нефтяного кокса и оказывает воздействие на степень выгорания углерода.

Недостатком этого способа является необходимость одновременного сжигания в топке котла двух видов топлива: мазута или природного газа и нефтяного кокса. Это усложняет технологии подачи и хранения этих топлив, а также процесс их сжигания.

Задачей, на которую направлено изобретение, является создание способа получения и сжигания композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса с заранее заданными свойствами, главными из которых являются низшая теплота сгорания и высокая реакционная способность.

Поставленная техническая задача решается тем, что способ получения и сжигания композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса заключается в измельчении нефтяного кокса и сжигании его совместно с нефтью и/или с мазутом в топке котла. Новым согласно изобретению является смешивание измельченного нефтяного кокса с нефтью и/или с мазутом, затем кавитирование полученной смеси вместе с водой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нефтяной кокс - 50-60;

нефть и/или мазут 5-15;

вода до 25-45,

полученное топливо сжигают факельными горелками в камерной топке котла.

Изобретение поясняется схемой, на котором представлена схема реализации способа приготовления и сжигания композиционного кавитационного топлива факельными форсунками в камерной топке котла.

Дробилка 1 нефтяного кокса и бак 2 хранения мазута (нефти) соединены со смесителем 3, выход которого соединен со входом кавитатора 4. Ко входу кавитатора 4 присоединена емкость 5 для воды. Выход кавитатора 4 соединен с баком 6 хранения полученного композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса. В нижней части камерной топки 7 котла в несколько ярусов расположены вихревые факельные горелки 8 для факельного сжигания композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса с факельными форсунками 9 подачи топлива и завихрителями 10 воздуха. Факельные форсунки 9 соединены с баком 6 хранения топлива.

Способ приготовления и сжигания композиционного топлива из нефтяного кокса реализуют следующим образом.

Нефтяной кокс по внешнему виду представляет пористую твердую неплавкую и нерастворимую массу черного цвета. Его предварительно измельчают в дробилке 1 и подают в смеситель 2, сюда же из бака 3 подают мазут (нефть). В смесителе 2 смешивают измельченный нефтяной кокс с мазутом (нефтью) и полученную смесь подают в кавитатор 4, где ее кавитируют с добавлением воды из емкости 5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нефтяной кокс - 50-60;

нефть и/или мазут 5-15;

вода до 25-45.

При этом получается композиционное кавитационное топливо из нефтяного кокса, представляющее собой суспензию, состоящую из 50-60% твердого вещества (нефтяного кокса) и 30-60% жидкости (вода, мазут и/или нефть). Это топливо получают, как и кавитационное водоугольное топливо, известным способом и на известной технологической линии (патент RU №2249029, МПК C01L 1/32, B01F 7/12, B01F 7/28, 2003 г.). При добавлении в композиционное топливо воды и обработке его кавитацией снижается температура воспламенения топлива, но требуется дополнительная энергия для первоначального воспламенения композиционного топлива и для испарения из него влаги. Для устранения этого недостатка в топливо добавляют мазут (нефть). Полученное после кавитации композиционное топливо из нефтяного кокса подают из кавитатора 4 на хранение в топливный бак 6, где оно может храниться длительное время, сохраняя свои свойства. Это топливо обладает высокой текучестью, оно является технологически удобным жидким топливом с заранее заданными свойствами, что позволяет его использовать для сжигания на ТЭС.

Приготовленное кавитационное композиционное топливо из топливного бака 6 подают в вихревые факельные горелки 8. Вместе со сжигаемым топливом в горелки 8 подают воздух, здесь они смешиваются, образуется топливовоздушная смесь, которая через факельные форсунки 9 подается на сжигание. В камерной топке котла 7 в композиционном топливе сначала воспламеняется мазут (нефть), который при сгорании нагревает нефтяной кокс, из него испаряется влага, выделяются и воспламеняются летучие вещества, твердые горючие вещества также воспламеняются и горят. Сгорание топлива происходит при температуре 1200÷1400°C. Композиционное кавитационное топливо, полученное из нефтяного кокса, мазута (нефти) и воды, обладает при сгорании хорошей реакционной и высокой энергетической способностью, обеспечивает устойчивое зажигание и экономичное выгорание кокса в камерных топках котлов. Сжигание на ТЭС одного вида топлива - композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса позволит упростить технологические решения по хранению, транспортировке и подаче топлива с заранее заданными свойствами на сжигание в топку котла.

Сжигание композиционного кавитационного топлива посредством вихревых факельных горелок в камерных топках котлов позволяет обеспечить его стабильное зажигание и хорошее выгорание и использовать его на ТЭС.

Минимальное количество мазута (нефти) 5% в приготовленном композиционном кавитационном жидком топливе из нефтяного кокса определено его минимальным количеством для воспламенения сжигаемого топлива, а максимальное его количество - 15% определено экономической эффективностью: увеличивается расход мазута (нефти), что увеличивает стоимость получаемого топлива из нефтяного кокса. Минимальное количество мазута (нефти) 5% в настоящем топливе определено расчетным путем.

Количество воды в полученном композиционном кавитационном топливе из нефтяного кокса - 25-45% зависит от количества мазута (нефти), содержащегося в топливе, а также от пластичности топлива и возможности его транспортирования, а также от условий его горения в топке котла.

Настоящий способ позволяет использовать нефтяной кокс в качестве основной части композиционного кавитационного топлива. Это топливо обладает высокой энергетической способностью для сжигания в камерных топках котлов с обеспечением режима устойчивого зажигания и горения и с возможностью регулирования тепловой нагрузки котла. Жидкое топливо из нефтяного кокса обладает высокими технологическими свойствами по условию хранения, транспортировки, регулировки и автоматизации его подачи на сгорание в камерные топки котлов. Изобретение позволяет утилизировать нефтяной кокс - побочный продукт глубокой переработки нефти.

Похожие патенты RU2565651C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ СЖИГАНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ВОДОУГЛЕРОДНОГО ТОПЛИВА ИЗ НЕФТЯНОГО КОКСА В ТОПКЕ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ИНЕРТНОГО МАТЕРИАЛА И СХЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2013
  • Карпов Евгений Георгиевич
  • Листратов Игорь Васильевич
  • Серант Феликс Анатольевич
  • Квривишвили Арсений Робертович
  • Цепенок Алексей Иванович
RU2534652C1
СПОСОБ СЖИГАНИЯ НЕФТЯНОГО КОКСА 1997
  • Шульман В.Л.
  • Паршуков В.С.
  • Глазков В.К.
RU2128806C1
ПЕЧЬ ДЛЯ НАГРЕВА НЕФТИ 1996
  • Леонтьевский Валерий Георгиевич
  • Корольков Анатолий Георгиевич
RU2090810C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ТОПЛИВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Луценко Сергей Васильевич
  • Овчинников Юрий Виталиевич
  • Андриенко Владимир Георгиевич
RU2312889C1
СПОСОБ СЖИГАНИЯ НИЗКОСОРТНЫХ УГЛЕЙ 1990
  • Ибраев Шамиль Шамшийулы[Kz]
  • Мессерле Владимир Ефремович[Kz]
  • Гаврилов Анатолий Филиппович[Kz]
  • Волков Эдуарт Петрович[Kz]
  • Сакипов Заркеш Бекимович[Kz]
  • Устименко Александр Бориславович[Kz]
RU2027951C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МЕЛАССЫ СВЕКЛОВИЧНОЙ ОБЕДНЕННОЙ 2012
  • Русанов Виктор Иванович
  • Вершинин Антон Сергеевич
  • Дмитриев Андрей Юрьевич
RU2507272C1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1997
  • Булгаков Борис Борисович
  • Булгаков Алексей Борисович
RU2143312C1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ВЫСОКОВЯЗКИХ ЖИДКИХ ТОПЛИВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО МАЗУТА, К СЖИГАНИЮ В КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ 2006
  • Каган Яков Михайлович
  • Кондратьев Александр Сергеевич
  • Кондратьева Екатерина Александровна
RU2307152C1
ВИХРЕВАЯ КАМЕРНАЯ ТОПКА 1999
  • Пузырев Е.М.
  • Мурко В.И.
  • Лихачева Г.Н.
  • Звягин В.Н.
  • Своров В.А.
  • Нехороший И.Х.
  • Трубецкой К.Н.
  • Федяев В.И.
  • Юдин Б.П.
RU2158877C1
СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ПРИ СЖИГАНИИ В ТОПКЕ КОТЛА ИЛИ ПЕЧИ ВЫСОКОСЕРНИСТЫХ ТОПЛИВ 1994
  • Дедовец В.А.
  • Шумилов Т.И.
RU2079543C1

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И СЖИГАНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО КАВИТАЦИОННОГО ТОПЛИВА ИЗ НЕФТЯНОГО КОКСА

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к технологии сжигания нефтяного кокса. Нефтяной кокс - продукт глубокой переработки нефти, который в нашей стране в качестве топлива используют совсем недавно. Способ получения и сжигания композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса включает измельчение нефтяного кокса и сжигание его совместно с мазутом в топке котла. Измельченный нефтяной кокс смешивают с нефтью и/или с мазутом, затем полученную смесь кавитируют с добавлением воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтяной кокс - 50-60; нефть и/или мазут 5-15; вода 25-45, полученное топливо сжигают факельными горелками в камерной топке котла. Изобретение позволяет утилизировать нефтяной кокс - побочный продукт глубокой переработки нефти и регулировать тепловую нагрузку котла. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 565 651 C2

Способ получения и сжигания композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса, включающий измельчение нефтяного кокса и сжигание его совместно с мазутом в топке котла, отличающийся тем, что измельченный нефтяной кокс смешивают с нефтью и/или с мазутом, затем полученную смесь кавитируют с добавлением воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нефтяной кокс - 50-60;
нефть и/или мазут 5-15;
вода 25-45,
полученное топливо сжигают факельными горелками в камерной топке котла.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2565651C2

СПОСОБ СЖИГАНИЯ НЕФТЯНОГО КОКСА 1997
  • Шульман В.Л.
  • Паршуков В.С.
  • Глазков В.К.
RU2128806C1
JP 59153010 A, 31.08.1984
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ЖИДКОЕ 2010
  • Гольверк Самуил Вульфович
RU2446202C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО КОМПОЗИТНОГО ТОПЛИВА 1999
  • Томилов В.Г.
  • Пугач Ю.Л.
  • Ноздренко Г.В.
  • Пугач Л.И.
  • Овчинников Ю.В.
  • Щинников П.А.
  • Капустин В.А.
  • Евтушенко Е.А.
  • Сазонов И.Н.
  • Кочкин С.С.
RU2151959C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ 0
  • В. М. Иванов, А. М. Алексеев, И. В. Радовицкий, Ю. Иванов, В. Гурии В. С. Леваневский
  • Институт Горючих Ископаемых
SU278944A1

RU 2 565 651 C2

Авторы

Цепенок Алексей Иванович

Серант Феликс Анатольевич

Квривишвили Арсений Робертович

Овчинников Юрий Витальевич

Даты

2015-10-20Публикация

2013-10-29Подача