Способ приготовления водотопливных эмульсий Советский патент 1991 года по МПК B01F3/08 

Изобретение относится к технологии приготовления водотопливных эмульсий и может быть использовано в энергетических установках, применяющих в качестве топлива водотопливные эмульсии.

Цель изобретения - повышение качества эмульсии и обеспечение дополнительных возможностей регулирования ее характеристик.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для приготовления во- дотопливной эмульсии, реализующей способ.

В состав установки для приготовления водотопливной эмульсии входит трубопровод 1 подачи топлива от расходной топливной цистерны 2 и трубопровод 3 подачи пресной воды от источника с постоянным напором, например гидрофора 4.

На топливном трубопроводе установлен измеритель 5 расхода топлива, смеситель 6, топливный насос 7, диспергатор 8,

топливоподогреватель 9, фильтры 10 и 11, проходные запорные клапаны 12-17, трехходовые пробки 18 и 19. С помощью клапанов 15 и 16 диспергатор 8 может быть отключен, а для прохода топлива к потребителям служит байпасная линия с клапаном 20. На трубопроводе 21 возврата отсечного топлива установлены клапан 22 и трехходовой кран 23.

На трубопроводе 3 подачи пресной воды установлен редукционный клапан 24 для установления в системе необходимого давления воды, измеритель 25 расхода воды и дозирующий клапан 26 для регулирования количества подаваемой воды в зависимости от расхода топлива, пропорционального нагрузке энергетической установки. Нагрузка энергетической установки передается на дозирующий клапан 26 в виде сигналов от измерителя 5 расхода топлива.

Система электрохимической обработки воды состоит из проточного активатора 27,

сл С

о о о

со

го

CD

питающегося от регулируемого источника постоянного тока 28. На трубопроводе подвода воды к активатору 27 установлены регулирующие вентили 29 и 30, служащие для установления требующегося соотношения расходов воды через анодную зону 31 и катодную зону 32 активатора 27. На трубопроводе 33 воды, прошедшей через анодную зону 31, анолита, установлен сепаратор газов 34, а на трубопроводе 35 воды, прошедшей через катодную зону 32 активатора, католита, установлен рН-метр36, сепаратор газов 37, фильтр 38 и невозвратный клапан 39. Трубопровод католита 35 подведен к смесителю 6. ,

Установка работает следующим образом.

В исходном положении перед включением топливного насоса 7 открывают клапаны 12-17,22, трехходовые пробки 18 и 19 устанавливают в положение, обеспечивающее проход топлива через один из фильтров 10 или 1 ч, а пробку 23 - в положение, обеспечивающее подачу топлива из трубопровоа 21 возврата отсечного топлива на всасывание топливного насоса 7 между клапанами 13 и 14.

При пуске топливного насоса 7 топливо идет из топливной цистерны 2 через измеритель расхода топлива 5 на смеситель 6. По сигналу измерителя 5 расхода топлива пропорционально нагрузке энергетической установки открывается дозирующий клапан 26 и вода из гидрофора 4 через систему электрохимической обработки воды подается к смесителю 6, где топливо смешивается с водой в требуемом соотношении и предварительно диспергируетсят. Диспергатор 8 производит окончательное диспергирование и водотопливная эмульсия через топли- воподогреватель 9, фильтры 10 или 11 подается к потребителям. При использовании полученной водотопливной эмульсии в дизельных энергетических установках возврат отсечного топлива осуществляется по трубопроводу 21 через клапан 22 и пробку 23.

Подача воды от дозирующего клапана .26 на активатор 27 осуществляется через регулирующие вентили 29 и 30, с помощью которых устанавливается необходимое соотношение расходов воды через анодную 31 и катодную 32 зоны активатора 27 и соответственно потоков анолита и католита. Анолит по трубопроводу 33 подается на сепаратор газа 34, откуда он после дегазации поступает в специальные емкости для использования на хозяйственные нужды, например, как дезинфицирующий раствор. Католит по трубопроводу 35 через проточный рН-метр 36, сепаратор газа 37, фильтр 38 и невозвратный клапан 39 поступает в смеситель 6, где смешивается с топливом и предварительно диспергируется, после чего

полученная смесь подается топливным насосом 7 на диспергатор 8, затем через топ- ливоподогреватель 9 и фильтры 10 или 11 эмульсия подается к потребителям.

Под воздействием сигналов от проточ0 ного рН-метра 36 и измерителя 25 расхода воды на регулируемом источнике постоянного тока 28 устанавливается напряжение и сила тока, обеспечивающие необходимую степень активации воды. Подача сигналов

5 от рН-метра 36 и измерителя 25 расхода на источник тока 28, а также от измерителя 5 расхода на дозирующий клапан 26 на чертеже обозначена пунктирными линиями.

Изменения степени активации воды

0 при прочих равных условиях изменяют дисперсность, стабильность и щелочность водотопливной эмульсии. В частности, для снижения коррозионной активности эмульсии целесообразно иметь водородный пока5 затель католита в пределах рН 9-10. Возможность воздействовать на параметры эмульсии через регулируемый источник постоянного тока 28 по сигналам от рН-метра 36 и расходомера 26 позволяет создать эф0 фективную систему управления процессом приготовления эмульсии с необходимыми параметрами и свойствами.

Изобретение обеспечивает достижение намеченного положительного эффекта за счет

5 изменения физико-химических характеристик дисперсной фазы. При использовании для приготовления водотопливной эмульсии активированной воды достигается более высокая дисперсность и стабильность эмульсии, что в

0 свою очередь обеспечивает большую полноту и эффективность сгорания топлива. Кроме того, католит имеет значение рН в интервале щелочных сред, что снижает непосредст- венную коррозионную активность

5 водотоп ливной эмульсии. Наличие избыточных радикалов ОН снижает коррозионную активность кислых продуктов сгорания.

Между физико-химическими свойствами водотопливной эмульсии и степенью ак0 тивации воды существует связь, которая может быть использована для обеспечения дополнительных возможностей регулирования показателей качества водотопливных эмульсий. Наиболее приемлемым для этой

5 цели представляется возможность регулирования по величине рН, которая является прямым показателем, характеризующим степень активации воды.

Возможность регулирования таких показателей качества эмульсий как дисперсность, стабильность, щелочность, количество свободных радикалов позволяет повысить качество эмульсии, включая такие его основные показатели как повышение эффективности сжигания, снижение коррозионной активности эмульсии и продуктов сгорания.

В табл.1 представлены сравнительные данные дисперсности водотопливной эмульсии, полученной при одинаковых усло- виях диспергирования для мазута Ф5 в зависимости от степени электрохимической (рН) активации водной фазы (католита).

В табл.2 представлена сравнительная стабильность ВТЭ с одинаковой дисперсностью для дизельного топлива Л как для

ВТЭ с очень низкой агрегатной устойчивостью в зависимости от степени электрохимической обработки (рН) водной фазы.

Формула изобретения Способ приготовления водотопливных эмульсий путем диспергирования топлива с водой, прошедшей предварительную обработку, отличающийся тем, что, с целью

0 повышения качества эмульсии и обеспечения дополнительных возможностей регулирования ее характеристик, дополнительно активируют воду постоянным электрическим- током с разделением ее на анолит и

5 католит, причем с топливом смешивают и диспергируют католит.

Та бл и ца1

Т а б л и ц а 2

v

Изобретение относится к способам приготовления водотопливных эмульсий и позволяет повысить качество эмульсий и обеспечить дополнительные возможности регулирования ее характеристик. В изобретении дополнительно активируют воду постоянным электрическим током с разделением ее на анолит и католит, причем с топливом смешивают и диспергируют католит. 2 табл., 1 ил.