RU2498158C1

RU2498158C1 - Device for hydrodynamic emulsification of liquid fuel

Info

Publication number: RU2498158C1
Application number: RU2012118151/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Павлович Шелудько
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2013-11-10

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: device for hydrodynamic emulsification of liquid fuel comprises a hydrodynamic cavitational device, made as a tangentially-axial vortex emulsifier, comprising a pipeline of processed liquid fuels, a pipeline of added liquid - pure, oily or oil-contaminated water, spent oils, combustible liquid wastes, additives, a cylindrical body of the emulsifier with upper and middle circular cavities and an inner cavity, a cavitational zone; the upper and middle circular cavities are connected tangentially by installed nozzles with the inner cavity of the emulsifier body, providing for accordingly tangential supply of liquid fuels and added fluid in it, a pipeline of the added fluid is connected by the axial nozzle to the inner cavity of the emulsifier body, with the possibility to supply it into the central axial part of the added fluid; the pipeline of the added fluid is equipped with a control valve with the possibility to control percentage of processed liquid fuel and added fluid in the emulsified fuel.

EFFECT: increased efficiency of emulsification of liquid fuel in order to improve process of its burning, recycling of oil and oil-contaminated waters, addition of spent oils and other combustion liquid wastes to fuel and reduction of concentration of hazardous substances in spent gases.

2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для экономии жидкого топлива и повышения КПД энергетических комплексов. Сущность изобретения: тангенциальный вихревой эмульгатор, состоящий из трубопровода обрабатываемых жидких топлив, водяного трубопровода с регулирующим вентилем, цилиндрического корпуса эмульгатора с тангенциальной подачей во внутреннюю полость корпуса через сопла жидких топлив, тангенциальной и осевой подачей воды с регулированием ее расхода. Предлагаемое устройство позволяет получить тонкодисперсную устойчивую топливную эмульсию, повысить эффективность сгорания и сократить расход топлива, утилизировать замазученную и замасленную воду, ввести в топливо присадки, отработанное масло, уменьшить количество вредных веществ в уходящих газах, улучшить работу форсуночных и горелочных устройств.The invention relates to energy and can be used to save liquid fuel and increase the efficiency of energy complexes. The inventive tangential vortex emulsifier, consisting of a pipeline of processed liquid fuels, a water pipeline with a control valve, a cylindrical body of the emulsifier with a tangential feed into the internal cavity of the housing through nozzles of liquid fuels, tangential and axial flow of water with regulation of its flow. The proposed device allows to obtain a finely dispersed stable fuel emulsion, increase combustion efficiency and reduce fuel consumption, utilize oiled and oily water, introduce additives into the fuel, used oil, reduce the amount of harmful substances in the exhaust gases, and improve the operation of nozzle and burner devices.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для существенной экономии жидкого топлива, повышения коэффициента полезного действия энергетических комплексов, улучшения экологии за счет уменьшения вредных выбросов с уходящими газами, утилизации и сжигания замазученных или замасленных вод, ввода в топливо присадок, отработанного масла.The invention relates to the field of energy and can be used to significantly save liquid fuel, increase the efficiency of energy complexes, improve the environment by reducing harmful emissions from flue gases, utilizing and burning oiled or oiled water, introducing additives and waste oil into the fuel.

Для возможности достижения ряда указанных выше целей в настоящий момент при обработке жидкого топлива и, в первую очередь, мазута используются Известны ультразвуковые гидродинамические кавитационные аппараты, используемые при обработке жидкого топлива, прежде всего мазута с использованием гидродинамических акустических роторных или магнитострикционных излучателей. Их применяют для приготовления водомазутных эмульсий, введения присадок в жидкие топлива и подмешивания в мазут отработанных масел. Например, устройство фирмы ИНТРЭК состоит из емкости для приготовления эмульсии, емкости с подмешиваемым компонентом, циркуляционным насосом, гидродинамическим кавитационным аппаратом проточного типа с набором кавитационных элементов внутри и трубопроводов с вентильными запорными устройствами.To achieve a number of the above goals, at the moment, in the processing of liquid fuel and, in particular, fuel oil, ultrasonic hydrodynamic cavitation devices are used. They are used in the treatment of liquid fuel, primarily fuel oil using hydrodynamic acoustic rotor or magnetostrictive emitters. They are used for the preparation of water-oil emulsions, the introduction of additives in liquid fuels and the mixing of used oils into fuel oil. For example, an INTREK device consists of a container for preparing an emulsion, a container with a component to be mixed, a circulation pump, a flow-type hydrodynamic cavitation device with a set of cavitation elements inside and pipelines with valve shut-off devices.

В то же время они не обеспечивают достаточной величины кавитации обрабатываемой топливожидкостной среды, сложны по конструкции и дороги.At the same time, they do not provide a sufficient amount of cavitation of the processed fuel-liquid medium, and are complex in design and road.

В качестве прототипа рассматривается устройство по патенту РФ №1748937 включающее мешалку для предварительногоAs a prototype, the device according to the patent of the Russian Federation No. 1748937 comprising a mixer for preliminary

смешивания жидкого топлива и других компонентов компонентов, гидродинамический роторный кавитационный аппарат на базе центробежного насоса консольного типа.mixing liquid fuel and other components of components, a hydrodynamic rotary cavitation apparatus based on a cantilever centrifugal pump.

Недостатками прототипа являются сложность конструкции и невозможность регулирования и оптимизации процесса эмульгирования обрабатываемого жидкого топлива и вводимых в него жидких сред, затруднительность его применения на энергетических объектах.The disadvantages of the prototype are the complexity of the design and the inability to regulate and optimize the process of emulsification of the processed liquid fuel and the liquid media introduced into it, the difficulty of its use in energy facilities.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа:The technical result of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype:

- повышение эффективности эмульгирования жидкого топлива с целью улучшения процесса его сгорания;- improving the efficiency of emulsification of liquid fuel in order to improve the process of its combustion;

- утилизация замазученных и замасленных вод,- disposal of oiled and oily waters,

- подмешивание к топливу отработавших масел и других горючих жидких отходов;- mixing in the fuel of used oils and other combustible liquid wastes;

- уменьшение концентрации вредных веществ в отходящих газах.- reduction of the concentration of harmful substances in the exhaust gases.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива, содержащее гидродинамический кавитационный аппарат, причем он выполнен как тангенциально-осевой вихревой эмульгатор, состоящий из трубопровода обрабатываемых жидких топлив, трубопровода добавляемой жидкости (чистой, замазученной или замасленной воды, отработавших масел, горючих жидких отходов, присадок), цилиндрического корпуса эмульгатора с верхней и средней кольцевыми полостями и внутренней полостью, кавитационной зоной; верхняя и средняя кольцевые полости связаны тангенциально установленными соплами с внутренней полостью корпуса эмульгатора, обеспечивающими, соответственно, тангенциальный подвод в нее жидких топлив и добавляемой жидкости, трубопровод добавляемой жидкости соединен осевым патрубком с внутренней полостью корпуса эмульгатора с возможностью подачи в его центральную осевую часть добавляемой жидкости; трубопровод добавляемой жидкости снабжен регулирующим вентилем с возможностью регулирования в эмульгированном топливе процентного соотношения обрабатываемого жидкого топлива и добавляемой жидкости.The specified technical result is achieved in that a device for hydrodynamic emulsification of liquid fuel containing a hydrodynamic cavitation apparatus, moreover, it is made as a tangential-axial vortex emulsifier, consisting of a pipeline of processed liquid fuels, a pipeline of added liquid (clean, oiled or oiled water, spent oils, combustible liquid waste, additives), a cylindrical emulsifier body with upper and middle annular cavities and an internal cavity, cavitation hydrochloric zone; the upper and middle annular cavities are connected by tangentially mounted nozzles to the internal cavity of the emulsifier body, providing, respectively, a tangential supply of liquid fuels and added liquid into it, the added liquid pipeline is connected by an axial nozzle to the internal cavity of the emulsifier body with the possibility of feeding the added liquid into its central axial part ; the pipeline for added liquid is equipped with a control valve with the ability to regulate the percentage of processed liquid fuel and added liquid in emulsified fuel.

Техническим результатом предлагаемого изобретения для эмульгирования смеси обрабатываемого жидкого топлива и добавляемых жидкостей является повышение эффективности работы, а также упрощение конструкции и снижение стоимости эмульгатора.The technical result of the invention for emulsification of a mixture of processed liquid fuel and added liquids is to increase operating efficiency, as well as simplifying the design and reducing the cost of the emulsifier.

Эмульгирования смеси обрабатываемого жидкого топлива и жидкостных добавок происходит за счет их интенсивного перемешивания при вращательном тангенциальном движении в корпусе, кавитационного и механического воздействия. Управление устройством для эмульгирования жидкого топлива с помощью регулирующего вентиля на трубопроводе добавляемой жидкости позволяет получать оптимальное ее соотношение смешиваемых компонентов в получаемой эмульсии и обеспечивать требуемые показатели для обеспечения эффективного сжигания и улучшения экологических характеристик продуктов сгорания.Emulsification of the mixture of processed liquid fuel and liquid additives occurs due to their intensive mixing during rotational tangential movement in the housing, cavitation and mechanical stress. The control of the device for emulsification of liquid fuel with the help of a control valve on the pipeline of the added liquid allows to obtain its optimal ratio of the mixed components in the resulting emulsion and to provide the required indicators to ensure efficient combustion and improve the environmental characteristics of the combustion products.

На фиг.1 показана принципиальная схема тангенциально-осевого вихревого эмульгатора жидкого топлива, а на Фиг.2 показан разрез по А-А его цилиндрического корпуса.Figure 1 shows a schematic diagram of a tangential-axial vortex emulsifier of liquid fuel, and Figure 2 shows a section along aa of its cylindrical body.

Тангенциально-осевой вихревой эмульгатор жидкого топлива, представленный на Фиг.1 состоит из трубы обрабатываемого жидкого топлива 1, трубы подачи добавочной жидкости 2 с регулирующим вентилем, корпуса тангенциально-осевого вихревого эмульгатора 3, включающего верхнюю 4, и среднюю 5 кольцевые полости, внутреннюю полость 6, осевой патрубок 7, кавитационной зоны 8. На Фиг.2 изображен разрез по АА корпуса тангенциально-осевого вихревого эмульгатора 3. Здесь 9 - тангенциальные сопла обрабатываемого жидкого топлива, 10 - тангенциальные сопла добавочной жидкости.The tangential-axial vortex emulsifier of liquid fuel shown in Fig. 1 consists of a pipe of processed liquid fuel 1, a pipe for supplying additional liquid 2 with a control valve, a housing of a tangential-axial vortex emulsifier 3, including the upper 4 and middle 5 annular cavities, an internal cavity 6, axial nozzle 7, cavitation zone 8. Figure 2 shows a section along AA of the housing of the tangential-axial vortex emulsifier 3. Here 9 are the tangential nozzles of the processed liquid fuel, 10 are the tangential nozzles of the additive liquid.

Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива с тангенциально-осевым вихревым эмульгатором жидкого топлива работает следующим образом. Жидкое топливо подается под давлением из трубы обрабатываемого жидкого топлива 1 в верхнюю кольцевую полость 4 корпуса тангенциально-осевого эмульгатора 3 и затем, ускоряясь, через тангенциальные сопла обрабатываемого жидкого топлива 9 с большой скоростью поступает в периферийную зону внутренней полости 6 корпуса эмульгатора 3. Через тангенциальные сопла 6 Добавочная жидкость, подводимая к корпусу эмульгатора 3 через трубу подачи добавочной жидкости 2 поступает в среднюю кольцевую полость 5 и через тангенциальные сопла добавочной жидкости 10, за счет разрежения, создаваемого высокоскоростным потоком жидкого топлива истекающего из сопл 9, также подается в периферийную зону внутренней полости 6 корпуса эмульгатора 3. При совместном вращении в ней потоков жидкого топлива и добавочной жидкости происходит их интенсивное перемешивание и эмульгирование. При этом часть потока добавочной жидкости из трубы подачи добавочной жидкости 2, за счет разрежения создаваемого во внутренней полости 6 вращающимися потоками смеси, через осевой патрубок 7 поступает в осевую зону внутренней полости эмульгатора 3 и смешивается с ними. Процесс окончательного эмульгирования потока образовавшейся смеси обрабатываемого жидкого топлива и добавочной жидкости завершается в кавитационной зоне 8. За счет применения регулирующего вентиля на трубопроводе 1 имеется возможность регулирования расходом добавляемой жидкости и процентным соотношением в эмульгированном топливе обрабатываемых жидких топлив и добавляемой жидкости.A device for hydrodynamic emulsification of liquid fuel with a tangentially axial vortex emulsifier of liquid fuel operates as follows. Liquid fuel is supplied under pressure from the pipe of the processed liquid fuel 1 into the upper annular cavity 4 of the housing of the tangential-axial emulsifier 3 and then, accelerating through the tangential nozzles of the processed liquid fuel 9 with high speed enters the peripheral zone of the inner cavity 6 of the body of the emulsifier 3. Through the tangential nozzles 6 The additional fluid supplied to the emulsifier body 3 through the additional fluid supply pipe 2 enters the middle annular cavity 5 and through the tangential nozzle of the additional fluid and 10, due to the rarefaction created by the high-speed stream of liquid fuel flowing out of the nozzles 9, it is also fed into the peripheral zone of the inner cavity 6 of the emulsifier body 3. When the flows of liquid fuel and additional liquid are rotated together, they are intensively mixed and emulsified. In this case, part of the flow of additional fluid from the supply pipe of the additional fluid 2, due to the rarefaction created in the internal cavity 6 by the rotating flows of the mixture, through the axial pipe 7 enters the axial zone of the internal cavity of the emulsifier 3 and mixes with them. The process of final emulsification of the flow of the resulting mixture of processed liquid fuel and additional liquid is completed in the cavitation zone 8. Due to the use of a control valve in the pipeline 1, it is possible to control the flow rate of added liquid and the percentage ratio of processed liquid fuels and added liquid in the emulsified fuel.

Claims

A device for hydrodynamic emulsification of liquid fuel, containing a hydrodynamic cavitation apparatus, characterized in that it is made as a tangential-axis vortex emulsifier, consisting of a pipeline of processed liquid fuels, a pipeline of added liquid - clean, oiled or oiled water, spent oils, combustible liquid waste, additives, a cylindrical emulsifier body with upper and middle annular cavities and an internal cavity, a cavitation zone; the upper and middle annular cavities are connected by tangentially mounted nozzles to the internal cavity of the emulsifier body, providing respectively a tangential supply of liquid fuels and added liquid into it, the added liquid pipeline is connected by an axial nozzle to the internal cavity of the emulsifier body, with the possibility of supplying the added liquid to its central axial part; the pipeline for added liquid is equipped with a control valve with the ability to regulate the percentage of processed liquid fuel and added liquid in emulsified fuel.