Спосіб приготування рідкого пального

Изобретение относится к нефтехимической технологии и технологии топлив и может быть использовано для приготовления жидкого топлива, в частности для дизельных двигателей внутреннего сгорания. Известен способ приготовления жидкого топлива (авт. св. СССР № 1296205, кл. В 01 F 3/00, опубл. 15.03.87, Бюл. № 10, 1987), включающий подачу угле водородного топлива в смесительную камеру со скоростью, превышающей критическую. При этом в образуемую полость пониженного давления вводят перегретый второй компонент топливной смеси, который в указанной полости испаряется и способствует гомогенизации топливной смеси. Указанный способ повышает ряд показателей топливной смеси, способствуя эффективной работе двигателя. Однако приготовление топливной смеси непосредственно в процессе работы двигателя неоправданно усложняет конструкцию последнего (необходимость наличия смесительной камеры, дополнительного контура для второго компонента топлива и цепи его управления и т.д.), а также исключает возможность длительного хранения приготовленной топливной смеси ввиду ее механической нестабильности. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ приготовления жидкого топлива путем смешения углеводородного топлива и растительного масла (патент США №4229252, кл. С 10 L 1 /02, опубл. 29.05.90). В качестве компонентов топлива берут азеотропную смесь этилового спирта и воды, а также касторовое масло. Указанное топливо используют в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Данное топливо может быть с достаточной эффективностью использовано в качестве дизельного, однако производство его компонентов и, в частности, этилового спирта предполагает значительные затраты. Так, одним из способов получения этилового спирта в промышленном масштабе является гидролиз древесины. Однако время воспроизводства твердой товарной древесины составляет несколько десятков лет. Второй компонент -касторовое масло получают из семян клещевины при невысокой урожайности последней. Таким образом, себестоимость топлива в целом оказывается значительной. Кроме того, указанное топливо должно быть использовано практически сразу после приготовления в силу его низкой механической стабильности. Задачей настоящего изобретения является разработка способа приготовления недорого жидкого топлива для дизельных двигателей внутреннего сгорания с высокими энергетическими и экологическими показателями и длительным сроком хранения. Техническим результатом изобретения является экономия продуктов перегонки нефти, в частности, стандартного дизельного топлива за счет добавления к последнему рапсового масла ежегодно воспроизводимого высокоурожайного сельскохозяйственного продукта. При этом обеспечивается снижение стоимости топлива в целом (получение растительного масла из семян рапса осуществляется механическим способом - отжимом или прессованием), повышаются стабильность и "легкость" работы двигателя (что связано с активизацией топлива), на 2-5% снижаются дымность отработавших газов и содержание в них вредных ве ществ (оксидов азота, углерода и др.). Поставленная задача состоит в том, что при способе приготовления жидкого топлива путем смешения углеводородного топлива и растительного масла, согласно настоящему те хническому решению, в качестве углеводородного топлива используют дизельное, в качестве растительного масла - рапсовое в количестве 10-30% (об.), а указанные компоненты смешивают и подвергают гидродинамической кавитационной обработке. В предпочтительном варианте реализации способа кавитационную обработку проводят при числе кавитации от 1,5 до 4,5. Отличительными признаками изобретения являются: использование в качестве углеводородного топлива дизельного топлива; использование в качестве растительного масла рапсового в количестве 10-30% (об.); подвержение топливной смеси кавитационной обработке и проведение последней при числе кавитации от 1,5 до 4,5. Реализация данного способа обеспечивает значительную (до 10-30%) экономию нефтепродуктов за счет добавления в стандартное дизельное топливо недорогого рапсового масла, получаемого из рапса -высокоурожайного травянистого растения. За счет простой технологии получения рапсового масла (механический отжим) снижается стоимость топливной смеси в целом. Гидродинамическая кавитационная обработка смеси обеспечивает распределение компонентов в смеси, близкое к идеальному. При этом срок хранения смеси, как показали исследования, не уступает сроку хранения стандартного дизельного топлива. При числе кавитации менее 1,5 наблюдалось некоторое ухудшение эффективности перемешивания, т.е. распределения компонентов в смеси, что снижало ее эффективность, а при числе кавитации более 4,5 имело место изменение структуры компонентов смеси с выпадением осадка, что приводило к засорению топливной аппаратуры и нарушению стабильности работы двигателя. При концентрации масла в топливе менее 10% характеристики последнего не отличались от характеристик стандартного дизельного топлива, что делало нерациональным использование предлагаемой смеси, а при концентрации более 30% наблюдалось повышенное (до 5%) содержание окислов азота в отработавших вы хлопных газах и дымность последних. На чертеже показана установка для осуществления способа. Емкость 1 посредством трубопроводов 2, 3, 4 и трубопровода 5 с регулировочным вентилем 6 объединены с насосом 7 и кавитационным аппаратом 8 в единый контур. Емкость 9 с подмешиваемым рапсовым маслом посредством трубопровода 10 с вентилем 11 сообщается с всасывающей магистралью насоса 7, а посредством трубопровода 12 с вентилем 13-е кавитационным аппаратом 8. Трубопровод 14 с вентилем 15 подключен к потребителю. Способ осуществляют следующим образом. В емкость 1 подают стандартное дизельное топливо. Топливная смесь может быть приготовлена двумя путями. Во-первых, при закрытом вентиле 15 и открытом вентиле 6 насосом 7 обеспечивается циркуляционное движение дизельного топлива по трубопроводам 2-5. При этом подача рапсового масла осуществляется либо на вход насоса 7, либо непосредственно в кавитационный аппарат 8. Циркуляционное перемешивание гарантирует получение топлива со стабильными характеристиками и большим сроком хранения. Во-вторых, если топливо направляется не на склад, а непосредственно потребителю, оно может быть приготовлено при однократном прохождении кавитационного аппарата 8. При этом закрывается вентиль 6 и открывается вентиль 15. Предпочтительно проведение кавитационной обработки при числе кавитации от 1,5 до 4,5. С целью определения энергетических, экономических и экологических показателей дизеля при использовании для его питания смеси дизельного топлива и рапсового масла и сравнения этих показателей с показателями дизеля на чистом дизельном топливе были проведены соответствующие испытания. Объектом испытаний являлся дизель Д-243. Испытания проводились при частоте вращения 1500 об/мин, т.е. в режиме в области максимального крутящего момента дизеля. Энергетические показатели дизеля при работе на дизельном топливе и предлагаемой смеси, часовой и удельный расход топлива, температура отработанных газов, изменение концентрации вредных составляющи х отработавши х газов (СО, Cm Hn, NO x, СО2) и и х дымности, колеблются в пределах 0-5%, что позволяет сделать вывод о пригодности использования предлагаемой смеси в качестве топлива для дизельных двигателей. Предложенный способ приготовления жидкого топлива для дизельных двигателей обеспечивает снижение себестоимости топлива и гарантирует его высокие энергетические, экономические и экологические показатели в течение длительного времени после приготовления.