Спосіб приготування альтернативного палива

Спосіб приготування альтернативного палива, що включає змішування вихідних компонентів, як такі використовують рідкі вуглеводні, воду або водне середовище та дрібнодисперсну тверду гідрофільну фазу органічних речовин, змішування здійснюють у гідродинамічному диспергаторі при одночасній подачі вихідних компонентів з утворенням твердої дисперсної фази з розмірами частинок 0,5-250мкм і адсорбованої води на їхній поверхні і в об'ємі, причому здійснюють режим циклічної обробки із забезпеченням необхідного ступеня диспергування твердої фази, який відрізняється тим, що в процесі циклічної обробки альтернативне паливо піддають вакуумній обробці. Винахід відноситься до області паливної енергетики, зокрема до способів приготування композиційних рідких палив, які містять дрібнодисперсну гідрофільну фазу органічних сполук: біомаса, відходи сільськогосподарського виробництва, продукти переробки деревини, торф, муловий осад очисних споруд побутових і промислових стоків. Відомий спосіб приготування паливної композиції (патент Російської Федерації №2205864 МПК С10L1/32 опубл. 10.06.2003), яка утворюється в результаті змішування в дезінтеграторі залишків термічного крекінгу з відпрацьованими мастилами з одержанням емульсії типу вода в маслі з розміром часточок водної фази не більше 3мкм., яку одержують шляхом змішування залишків термічного крекінгу суміші важкого нафтового залишку (вуглеводневе паливо) з органо-мінеральною добавкою з водою або водним середовищем з наступним їх диспергуванням. Недоліком цього способу є те, що введена в паливну композицію вода емульгується до розміру часток порядку 3мкм., що не забезпечує достатню стабільність цієї емульсії при зберіганні палива, тобто знижується його якість. Найбільш близьким по сукупності ознак до способу, що заявляється, є спосіб приготування альтернативного палива [Патент України №83980 МПК6 C10L1/04, C10L1/14, C10L1/32, опубл. Бюл.№16, 2008.08.26]. У цьому способі приготування паливної композиції, що полягає в змішуванні компонентів у дезінтеграторі шляхом механохімічної обробки з одержанням емульсії типу вода в маслі, виготовлення альтернативного палива здійснюють у гідродинамічному диспергаторі при одночасній подачі утворюючих компонентів з утворенням дисперсної фази з розмірами часток 0,5-250мкм і адсорбованої на їхній поверхні й в обсязі води, причому, для (19) UA (11) 89917 (13) (21) a200901972 (22) 05.03.2009 (24) 10.03.2010 (46) 10.03.2010, Бюл.№ 5, 2010 р. (72) БОДАРЕНКО МИХАЙЛО ФЕДОРОВИЧ, ВАЛЄВАХІН ГЕННАДІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ДОХОВ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, КОНТАР ОЛЕКСАНДР ЯКИМОВИЧ, КОНДРАШОВ ЄВГЕН ВІКТОРОВИЧ, СЛІПЧЕНКО МИКОЛА ІВАНОВИЧ, СТРІЛЬЧЕНКО ВОЛОДИМИР ЙОСИПОВИЧ, ТОЛСТИХ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ (73) ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ (56) UA 83980, C2, 26.08.2008 RU 2150489, C1, 10.06.2000 RU 2205864, C1, 10.06.2003 UA 76911, C2, 15.09.2006 UA 45892, C2, 15.04.2002 C2 1 3 забезпечення необхідного ступеня диспергування твердої фази здійснюють режим циклічної обробки. Недоліком цього способу є відсутність можливості підвищувати питому теплоту згоряння альтернативного палива в процесі його приготування. Технічним завданням пропонованого винаходу є підвищення питомої теплоти згоряння альтернативного палива в процесі його приготування шляхом вакуумної обробки. Це задача вирішена таким чином. У цьому способі приготування альтернативного палива, що включає змішування вихідних компонентів, як такі використовують рідкі вуглеводні, воду або водне середовище й дрібнодисперсну тверду гідрофільну фазу органічних речовин, а змішування здійснюють у гідродинамічному диспергаторі при одночасній подачі вихідних компонентів з утворенням твердої дисперсної фази з розмірами часток 0,5250мкм. і адсорбованої на їхній поверхні й в об’ємі води, причому, для забезпечення необхідного ступеня диспергування твердої фази здійснюють режим циклічної обробки, причому, відповідно до пропонованого винаходу, у процесі циклічної обробки альтернативне паливо піддають вакуумній обробці. Розглянемо більш докладно запропонований спосіб. Запропонований спосіб виготовлення альтернативного палива полягає в одночасній подачі в гідродинамічний диспергатор всіх компонентів, їхнього змішування в диспергаторі з наступним циклічним режимом обробки у випадку недостатнього диспергування твердої фази. У результаті обробки відбувається утворення альтернативного палива у вигляді композиції, що містить тверду дисперсну фазу з розмірами часток від 0,5 до 250мкм., покритих водною оболонкою. У процесі циклічної обробки альтернативного палива його піддають вакуумуванню, що забезпечує відбір деякої кількості вологи із складу альтернативного палива. Зменшення вмісту вологи в процесі приготування альтернативного палива приводить до його збагачення горючими складовими - рідкими вуглеводнями й дрібнодисперсною фазою органічних речовин, і до зміни його в'язкості. Контроль і управління приготуванням альтернативного палива здійснюють за допомогою автоматизованої системи, яка забезпечує температурний режим і задане співвідношення вихідних компонентів в альтернативному паливі. Альтернативне паливо залежно від співвідношення вихідних компонентів може бути отримане й використано як у в'язко-текучому, так і в рідкому стані для застосування як паливо в котлах різного типу. Собівартість виробництва такого палива нижче традиційного котельного рідкого палива в 1,53 рази (у тому числі й залежно від відстані до сировинної бази). Запропонований винахід ілюструється прикладами. Приклад 1 Як складові компоненти використані: - 35мас.% мазуту М-100 з питомою теплотою згоряння 40056кДж/кг, 89917 4 - 65мас.% мулового осаду очисних споруд, що містить у своєму складі 30мас.% органічних речовин з питомою теплотою згоряння 5000кДж/кг і 70мас.% води. Результуюча питома теплота згоряння суміші вихідних компонентів становить 15019кДж/кг. За допомогою вакуумування в процесі приготування альтернативного палива з його складу було видалено 250г води на 1кг суміші вихідних компонентів. Кінцева концентрація вихідних компонентів після вакуумування в приготовленому альтернативному паливі склала мас.%: - мазут М-100 43,75, - органічні речовини 25,0, - вода 31,25. Питома теплота згоряння отриманого альтернативного палива становить 19774кДж/кг. Зневоднювання вакуумуванням альтернативного палива на 20% у процесі його готування приводить до підвищення питомої теплоти згоряння кінцевого продукту на 31%. Приклад 2 Як складові компоненти використані: - 50мас.% мазуту М-100 з питомою теплотою згоряння 40056кДж/кг, - 50мас.% мулового осаду очисних споруд, що містить у своєму складі 20мас.% органічних речовин питомою теплотою згоряння 5000кДж/кг і 80мас.% води. Результуюча питома теплота згоряння суміші вихідних компонентів становить 20528кДж/кг. За допомогою вакуумування в процесі готування альтернативного палива з його складу було видалено 250г води на 1кг суміші вихідних компонентів. Кінцева концентрація вихідних компонентів після вакуумування в приготовленому альтернативному паливі склала мас.%: - мазут М-100 66,7, - органічні речовини 13,3, - вода 20,0. Питома теплота згоряння отриманого альтернативного палива становить 27382кДж/кг. Зневоднювання вакуумуванням альтернативного палива в процесі його приготування на 20% приводить до підвищення питомої теплоти згоряння кінцевого продукту на 33,3%. Для виготовлення альтернативного палива використовують гідродинамічний диспергатор, що забезпечує утворення твердої гідрофільної фази органічних сполук, на поверхні якої закріплюється в адсорбованому стані вода. У диспергатор одночасно подають компоненти альтернативного палива. У результаті утвориться дисперсна фаза з розмірами часток 0,5-250мкм. Товщина водної оболонки на поверхні гідрофільної твердої фази залежить від ступеня дисперсності твердої фази й від концентрації води в альтернативному паливі. Для регулювання кількості води в альтернативному паливі використовують вакуумування, що забезпечує збільшення концентрації горючої складової в паливі, що підвищує його питому теплоту згоряння. 5 89917 З огляду на різну механічну міцність і структурні особливості речовин, що утворюють дрібнодисперсну гідрофільну фазу, можливе утворення часток з розмірами більше 250мкм, що оцінюється як недостатній ступінь диспергування. Досягнення необхідного ступеня диспергування здійснюють Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 шляхом введення режиму циклічної обробки в гідродинамічному диспергаторі. Таким чином, запропонований спосіб одержання альтернативного палива забезпечує підвищення питомої теплоти згоряння кінцевого продукту в процесі його приготування. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601