ПРИСАДКА ДЛЯ МАЗУТА Российский патент 2017 года по МПК C10L1/12 C10L1/00 B82B3/00 C10L1/04 

Изобретение относится к энергетической промышленности, в частности к теплоэнергетике, а более конкретно к присадкам для мазута, сжигаемого в топках котлов на тепловых электростанциях.

Известно изобретение «Смешанная металлическая каталитическая присадка и способ применения в системе сжигания углеводородного топлива» по патенту РФ №2304610 (патентообладатель «Афтон кемикал корпорейшн» - США).

Эта присадка включает в себя:

- магнийсодержащее соединение,

- марганецсодержащее металлорганическое соединение и

- соединение щелочного металла.

В соответствии с изобретением эти соединения включены в присадку в следующем соотношении: приблизительно три части магния, одна часть марганца и одна часть щелочного металла из расчета на соответствующие металлы.

Введение присадки в топливо приводит к снижению выбросов твердых углеродных частиц с дымовыми газами и образованию шлака, более рыхлого, менее липкого, менее плотного и уменьшенного по объему или по массе относительно шлака от сжигания топлива, не содержащего рассматриваемую присадку.

Недостатком этого изобретения можно считать влияние присадки при ее использовании в основном только на снижение выбросов твердых углеродных частиц с дымовыми газами.

Признаком аналога, изобретения по патенту РФ №2304510, который используется в предлагаемой для патентования присадке, является использование в ней магнийсодержащего соединения.

Кроме того, известна присадка к мазуту «Protea Coronata М-29», поставляемая в Россию шведской фирмой «Систем Сепарейшн» (см. статью «Применение эффективных энергосберегающих и экологических присадок к мазуту в условиях изменения топливного баланса при сокращении доли газа» на сайте www.combienergy.ru). Эта присадка представляет из себя жидкую маслорастворимую дисперсию, основанную на наноразмерной гидроокиси магния (около 200 нанометров), рассредоточенной в модифицированной жирной кислоте. Применение этой присадки способствует при сгорании мазута снижению уровня серного ангидрида и, соответственно, снижению сернокислой коррозии поверхностей нагрева котла, а также изменению структуры отложений на поверхностях нагрева из липких и твердых в рыхлые и порошкообразные.

К подлежащим упоминанию недостаткам присадки к мазуту «Protea Coronata М-29» следует отнести ее относительно ограниченное влияние на снижение вредных веществ в выбрасываемых в атмосферу газах, в частности на загрязняющих атмосферу диоксид серы SO₂ и оксиды азота NO_x.

Признаком аналога, присадки к мазуту «Protea Coronata М-29», который используется в предлагаемой для патентования присадке, является использование в ней гидроксида магния.

Также известно изобретение «Присадка к мазуту» по патенту РФ №2363722 (патентообладатель - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный энергетический университет). В качестве присадки по этому изобретению применяют карбонатный шлам, образующийся при водоумягчении сточных вод тепловых электрических станций и имеющий в составе соединения гидроксида и оксида магния, карбоната кальция, гидроксида железа, оксида кремния и гидроксида алюминия, в количестве 1-2% от массы мазута.

Эта присадка позволяет в какой-то мере уменьшить генерацию одного из наиболее опасных коррозионных веществ, образующихся при сжигании мазута в парогенераторах, каким является серная кислота, пары которой, конденсируясь на поверхностях с температурой ниже 330°С, вызывают активную коррозию газоходов, дымососов и дымовых труб парогенераторов. В целом, использование присадки-прототипа ведет к улучшению антикоррозионных, депрессорных и вязкостных свойств мазутов, в том числе за счет снижения содержания серы, и, как следствие, в определенной степени позволяет улучшить структуру отложений на поверхностях нагрева котла и продлить срок службы и надежность работы теплоэнергетического оборудования.

К недостатку изобретения «Присадка к мазуту» по патенту РФ №2363722, выбранного нами в качестве прототипа заявляемого нами изобретения, является его относительно невысокая эффективность, в том числе остающиеся в отложениях твердые отложения из солей кальция, а также относительно ограниченное влияние присадки на снижение вредных веществ в дымовых газах.

Признаком изобретения по патенту РФ №2363722, который используется в предлагаемой для патентования присадке для мазута, является использование в ней гидроксида магния.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое к патентованию изобретение, являлось создание присадки для мазута, обеспечивающей при ее использовании более полное сгорание мазута с изменением при этом структуры отложений на поверхностях нагрева котла из липких и твердых в рыхлые и порошкообразные, легко удаляемые, а также снижение вредных веществ в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах, загрязняющих атмосферу.

Поставленная задача решена предлагаемым для патентования изобретением «Присадка для мазута».

Состав ингредиентов присадки подобран экспериментальным путем, также экспериментально подобраны способы ее изготовления и применения.

В состав предлагаемой для патентования присадки входят:

- наноструктурированный гидроксид магния Мg(ОН)₂ в количестве - от 45% до 55%,

- дизельное топливо в смеси с минеральным маслом - остальное, в соотношении между ними (0,5-1,25).

При этом дисперсность гидроксида магния составляет около 200 нанометров.

Присадку для использования готовят в виде суспензии, для чего предварительно смешивают дизельное топливо с минеральным маслом в выбранных между ними пропорциях, доводят эту смесь до однородного состояния, затем полученную смесь и соответствующее количество наноструктурированного гидроксида магния перемешивают между собой, образуя суспензию. Полученная присадка пожаро- и взрывобезопасна, инертна, не токсична и полностью соответствует установленным нормативным требованиям.

Используют предлагаемую для патентования присадку путем ее введения в мазут из расчета примерно 300 граммов присадки на тонну сжигаемого мазута.

В результате опытной проверки эффективности использования предлагаемой присадки, проведенной ОАО «Мурманскэнергосбыт» с участием ГБУ «Агенство энергетической эффективности Мурманской области» на котлах котельной г. Кандалакша, установлено следующее. При работе без присадки на поверхностях нагрева котла образовывались липкие, твердые, объемные и трудноудаляемые отложения с высокой концентрациях в них серной кислоты, серы и оксида ванадия. Наличие таких отложений затрудняет теплообмен, а также ведет к коррозии металлических поверхностей нагрева котла. В дымовых газах при работе котла без присадки содержалось значительное количество диоксида серы и оксидов азота. В то же время, при работе котлов с предлагаемой присадкой за счет более полного сгорания мазута на поверхностях нагрева котла обнаружены тонкие, рыхлые, порошкообразные отложения, которые отваливались сами или легко удалялись с поверхностей. На некоторых поверхностях, в частности на поверхностях труб экономайзера и стенок газохода, отложения были весьма незначительны. При этом в отложениях значительно снизилась концентрация серной кислоты, серы и оксида ванадия, а на поверхностях экономайзера не обнаружено следов коррозии металла. Такое состояние поверхностей нагрева котла улучшает их теплообмен и повышает эффективность работы котла, в том числе приводит к продлению рабочего цикла котла за счет уменьшения остановок для удаления отложений и, соответственно, к снижению затрат на очистку поверхностей, а также к увеличению срока службы котла за счет снижения коррозионного износа, к увеличению межремонтных периодов и, соответственно, к уменьшению затрат на ремонт. Кроме того, установлено, что при работе котла с присадкой имеет место существенное снижение в дымовых газах таких вредных веществ, как диоксид серы и оксиды азота, загрязняющих атмосферу. При этом снижение в дымовых газах диоксида серы позволяет уменьшить температуру за экономайзером и, как следствие, снизить потери тепла с уходящими газами и повысить кпд котла.

Таким образом, из выше изложенного следует, что техническим результатом, обеспечиваемым предлагаемой к патентованию присадкой для мазута, является обеспечение при ее использовании более полного сгорания мазута с изменением при этом структуры отложений на поверхностях нагрева котла из липких и твердых в рыхлые и порошкообразные, легко удаляемые, а также снижение вредных веществ в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах, загрязняющих атмосферу.

Предлагаемая к патентованию присадка для мазута может быть рекомендована для использования на теплоэлектростанциях, обеспечивая при этом продление рабочих циклов котла за счет уменьшения остановок для удаления отложений с поверхностей нагрева и, соответственно, снижение затрат на очистку этих поверхностей, а также увеличение срока службы котла за счет снижения коррозионного износа, увеличение межремонтных периодов и, соответственно, уменьшение затрат на ремонт. Кроме того, при работе котла с присадкой имеет место существенное снижение в дымовых газах особо вредных веществ, таких как диоксид серы и оксиды азота, загрязняющих атмосферу. Также, помимо выше указанного, более полное сгорание мазута, обеспечиваемое предлагаемой присадкой, позволяет снизить потери тепла с уходящими газами и повысить кпд котла.

Изобретение раскрывает присадку для мазута, которая выполнена в виде суспензии из наноструктурированного гидроксида магния в количестве (45-55%) и смеси дизельного топлива с минеральным маслом - остальное, в соотношении между ними (0,5-1,25). Техническим результатом является обеспечение при использовании присадки более полного сгорания мазута с изменением при этом структуры отложений на поверхностях нагрева котла из липких и твердых в рыхлые и порошкообразные, легко удаляемые, а также снижение вредных веществ в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах, загрязняющих атмосферу.

Присадка для мазута, выполненная в виде суспензии из наноструктурированного гидроксида магния в количестве (45-55%) и смеси дизельного топлива с минеральным маслом - остальное, в соотношении между ними (0,5-1,25).