[go: up one dir, main page]

RU2552013C2 - Method of stabilisation of liquid coal fuel - Google Patents

Method of stabilisation of liquid coal fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2552013C2
RU2552013C2 RU2014113553/06A RU2014113553A RU2552013C2 RU 2552013 C2 RU2552013 C2 RU 2552013C2 RU 2014113553/06 A RU2014113553/06 A RU 2014113553/06A RU 2014113553 A RU2014113553 A RU 2014113553A RU 2552013 C2 RU2552013 C2 RU 2552013C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid coal
coal fuel
fuel
storage
aerated
Prior art date
Application number
RU2014113553/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014113553A (en
Inventor
Владимир Иванович Лунев
Сергей Владимирович Лунев
Петр Степанович Загнеев
Денис Петрович Загнеев
Александр Иванович Усенко
Андрей Александрович Усенко
Original Assignee
Владимир Иванович Лунев
Сергей Владимирович Лунев
Петр Степанович Загнеев
Денис Петрович Загнеев
Александр Иванович Усенко
Андрей Александрович Усенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Иванович Лунев, Сергей Владимирович Лунев, Петр Степанович Загнеев, Денис Петрович Загнеев, Александр Иванович Усенко, Андрей Александрович Усенко filed Critical Владимир Иванович Лунев
Priority to RU2014113553/06A priority Critical patent/RU2552013C2/en
Publication of RU2014113553A publication Critical patent/RU2014113553A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2552013C2 publication Critical patent/RU2552013C2/en

Links

Landscapes

  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: method of stabilisation of liquid coal fuel implemented as a suspension and emulsion system for its storage and transportation in tanks by means of bubble mixing of disperse phase and disperse medium. Before placement for storage in a sealed container the liquid coal fuel is aerated, and during storage in a controllable manner it is degassed by gradual discharge of excessive pressure of gas above the fuel mirror surface through the top discharge valve. The liquid coal fuel is aerated by atmospheric air. The liquid coal fuel is aerated by furnace gas.
EFFECT: providing long period of storage of liquid coal fuel in stable state for its transportation in tanks within several days from the place of production of liquid coal fuel to the location of combined heat and power plant without use during transportation of mixers, circulation pumps and compressors.
4 cl

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к области получения, хранения и сжигания ожиженного угля.The invention relates to a power system, in particular to the field of production, storage and burning of liquefied coal.

В теплоэнергетике для форсуночного сжигания в камерах сгорания котлоагрегатов ТЭС/ТЭЦ наряду с углеводородным топливом используют различные дисперсионные системы, в которых дисперсионной средой является вода. Особенностью этого топлива является его нестабильность при хранении - расслоение дисперсной фазы и дисперсной среды. В топливной дисперсной системе типа суспензия, например в водоугольном топливе (ВУТ), в течение времени хранения 2-5 суток угольная дисперсная фаза осаждается на дно емкости. В топливной дисперсной системе типа эмульсия, например «масло в воде», стабильность нарушается уже через минуты после приготовления (в случае дизтоплива), или через часы, сутки, недели масляная дисперсная фаза всплывает к поверхности. Здесь и далее термины дисперсная (дисперсионная) фаза, среда, суспензия, эмульсия используется в дефинициях источника Марченко Р.Т. Физическая и коллоидная физика. - М.: изд. «Высшая школа», 1965.In the power system, for atomizing combustion in the combustion chambers of the boiler units of TPPs / TPPs, in addition to hydrocarbon fuel, various dispersion systems are used in which the dispersion medium is water. A feature of this fuel is its storage instability - separation of the dispersed phase and the dispersed medium. In a suspension dispersed fuel system, for example, in coal-water fuel (VUT), during the storage time of 2-5 days, the carbon dispersed phase is deposited on the bottom of the tank. In an emulsion type fuel disperse system, for example, “oil in water”, stability is violated only minutes after preparation (in the case of diesel fuel), or hours, days, weeks, the dispersed oil phase floats to the surface. Hereinafter, the terms dispersed (dispersion) phase, medium, suspension, emulsion are used in the definitions of the source Marchenko R.T. Physical and colloidal physics. - M .: ed. Higher School, 1965.

В случае хранения суспензионно-эмульсионной системы могут происходить одновременно осадительные и флотационные процессы с образованием трех страт: верхней (легкое «масло»); средней (вода) и нижней (твердое).In the case of storage of the suspension-emulsion system, precipitation and flotation processes can occur simultaneously with the formation of three striations: the upper one (light “oil”); medium (water) and lower (solid).

При получении дисперсных топлив стабилизацию производят путем введения в состав топлива различных добавок, присадок, пластификаторов, эмульгаторов, помогающих дисперсной фазе находиться во взвешенном состоянии в дисперсной среде. И если топливо производят вблизи ТЭС/ТЭЦ, то для первых сжигаемых объемов топлива такой стабилизации будет достаточно, а для последующих объемов топлива его необходимо перемешивать, поскольку оно должно храниться в течение нескольких суток до подачи на сжигание.Upon receipt of dispersed fuels, stabilization is carried out by introducing various additives, additives, plasticizers, emulsifiers into the fuel composition, which help the dispersed phase to be in suspension in a dispersed medium. And if fuel is produced near TPPs / CHPPs, then for the first volumes of fuel burned, such stabilization will be enough, and for subsequent volumes of fuel it must be mixed, since it must be stored for several days before being submitted for combustion.

Из опыта производства и хранения дисперсных топлив (Круть А.А. Водоугольное топливо. - М.: Мысль, 2002, - 169 с.; Мурко В.И. Физико-технические свойства водоугольного топлива. - Кемерово: ГУ КузГТУ, 2009, - 195 с.; Светлый Ю.Г., Круть А.А. Гидравлический транспорт твердых материалов. - Донецк: Восточный издательский дом, 2010, - 268 с.) следует, что для перемешивания ВУТ обычно применяют мешалки, а для перемешивания эмульсий - циркуляционные насосы.From experience in the production and storage of dispersed fuels (A. A. Krut, Carbon fuel. - M.: Mysl, 2002, - 169 p .; Murko V.I. Physical and technical properties of water-coal fuel. - Kemerovo: GU KuzGTU, 2009, - 195 p .; Svetly Yu.G., Krut A.A. Hydraulic transport of solid materials. - Donetsk: Vostochny Publishing House, 2010, 268 p.) It follows that mixers are usually used to mix VUT, and circulation ones to mix emulsions pumps.

Перемешивание ВУТ пропеллерной мешалкой осуществляется за счет создания преимущественно осевого потока, обладающего большим насосным эффектом. Перемешивание эмульсии насосом обеспечивается за счет многократной циркуляции потока через узкое проходное сечение с большой скоростью. Недостатками известных способов сохранения дисперсного топлива в стабильном состоянии путем механического перемешивания является достаточная сложность и дороговизна используемого оборудования, необходимость электромоторов и, соответственно, питающей их электроэнергии. Если дисперсное топливо производят вдали от ТЭС/ТЭЦ, то во время его транспортирования, обычно, по железной дороге в цистернах в течение нескольких суток, происходит расслоение топлива и, поэтому, топливо в цистернах желательно перемешивать в пути следования. Ввиду указанных выше недостатков механические способы перемешивания топлива в пути малоприменяемы.The mixing of the WUT with a propeller stirrer is carried out by creating a predominantly axial flow with a large pumping effect. Mixing of the emulsion by the pump is ensured by the multiple circulation of the flow through a narrow passage section at high speed. The disadvantages of the known methods of preserving dispersed fuel in a stable state by mechanical mixing are the sufficient complexity and high cost of the equipment used, the need for electric motors and, accordingly, the power supplying them. If dispersed fuel is produced far from a thermal power station / thermal power station, then during its transportation, usually by rail in tanks for several days, the fuel is stratified and, therefore, it is advisable to mix fuel in tanks along the route. In view of the above disadvantages, mechanical methods of mixing fuel in transit are of little use.

Известен другой способ перемешивания жидких сред, наиболее близкий к предлагаемому способу, - барботирование.There is another method of mixing liquid media, the closest to the proposed method, sparging.

Обычно продавливание газа через слой жидкости используют для нагрева жидкости паром, перемешивания агрессивных жидкостей и абразивных пульп. Барботирование осуществляют через трубу с загнутым у дна емкости концом с отверстиями диаметром 3-6 мм, в которую подают компрессором сжатый до нужного давления газ.Typically, gas forcing through a layer of liquid is used to heat the liquid with steam, mixing aggressive liquids and abrasive pulps. Bubbling is carried out through a pipe with an end bent at the bottom of the tank with holes with a diameter of 3-6 mm, into which a compressor is compressed to the desired pressure gas.

Использование способа-прототипа для хранения дисперсного топлива как во время его транспортировки в цистернах, так и на местах хранения ТЭС/ТЭЦ наиболее целесообразно для жидких угольных топлив (ЖУТ), представляющих суспензионно-эмульсионные системы, содержащие продукты термического передела угля (полукокс, смольную фракцию, подсмольную воду).The use of the prototype method for storing dispersed fuel both during its transportation in tanks and at the storage sites of thermal power plants / thermal power plants is most appropriate for liquid coal fuels (ZHUT), which are suspension-emulsion systems containing products of thermal conversion of coal (semi-coke, tar fraction , tar water).

К недостаткам прототипа можно отнести необходимость иметь в пути при перевозке ЖУТ компрессор с электро- или дизельгенератором или такой опасный объект, как емкость для хранения сжатого под большим давлением газа с редуктором, чувствительным к вибрационным и температурным перепадам.The disadvantages of the prototype include the need to have a compressor with an electric or diesel generator or such a dangerous object as a container for storing gas compressed under high pressure with a gearbox sensitive to vibrational and temperature extremes during transportation of the JUT.

Поставлена задача - обеспечить хранение ЖУТ в стабильном состоянии при его транспортировании в цистернах в течение нескольких суток от места производства ЖУТ до места расположения ТЭС/ТЭЦ без использования в пути мешалок, насосов, компрессоров или баллонов под высоким давлением. Поставленная задача решена путем использования пузырькового перемешивания газированного ЖУТ посредством контролируемого стравливания газа из герметичной цистерны в пути ее следования.The task is to ensure that the storage of the SCF in a stable state when it is transported in tanks for several days from the production site of the SCF to the location of the TPP / CHP without the use of mixers, pumps, compressors or cylinders under high pressure in the path. The problem is solved by using the bubble mixing of carbonated SCF by means of controlled bleeding of gas from an airtight tank along its route.

Газирование ЖУТ производится предварительно, как в способах по а.с. №511351 или а.с. №1562636, в процессе получения ЖУТ, при его заливке в цистерну и/или сразу после заполнения герметичной цистерны с оставлением зеркала поверхности необходимой площади. Заполненная цистерна будет находится под небольшим избыточным давлением, которое в пути следования будет постепенно стравливаться через верхний спусковой клапан, при этом растворенные в ЖУТ газы будут постоянно выделяться из объема жидкости в виде пузырьков, которые, поднимаясь к поверхности зеркала, будут перемешивать суспензионно-эмульсионную систему, сохраняя стабильность ЖУТ. В зависимости от условий хранения ЖУТ в качестве газа используется атмосферный воздух, газ-эмульгатор или топочный газ. В качестве топочного газа используют газ пиролиза, получаемый в том же процессе пиролиза бурого угля, в результате которого получены компоненты хранимого жидкого угольного топлива - полукокс, смольная фракция и подсмольная вода.ZhUT aeration is carried out previously, as in the methods according to A. with. No. 511351 or A.S. No. 1562636, in the process of obtaining an SCL, when it is poured into the tank and / or immediately after filling the sealed tank, leaving a surface mirror of the required area. The filled tank will be under a slight excess pressure, which along the route will gradually be vented through the upper bleed valve, while the gases dissolved in the SCL will constantly be released from the liquid volume in the form of bubbles, which, rising to the mirror surface, will mix the suspension-emulsion system while maintaining the stability of the horror. Depending on the storage conditions of the jutes, atmospheric air, emulsifier gas, or flue gas is used as the gas. As the flue gas, pyrolysis gas is used, obtained in the same process of pyrolysis of brown coal, as a result of which the components of the stored liquid coal fuel are obtained - semi-coke, tar fraction and ground water.

Прокомментируем техническую суть изобретения. В случае хранения ВУТ изобретение существенно снижает как агрегативное осаждение угольных частиц, так и их седиментацию за счет того, что агрегаты частиц при столкновении с пузырьками газа рассыпаются, а отдельные угольные частицы флотируются пузырьками и твердый осадок дисперсной фазы суспензии долго не может возникнуть.Let us comment on the technical essence of the invention. In the case of storage of HLF, the invention significantly reduces both the aggregate deposition of coal particles and their sedimentation due to the fact that particle aggregates scatter when they collide with gas bubbles, and individual coal particles float with bubbles and a solid precipitate of the dispersed phase of the suspension cannot occur for a long time.

В случае хранения топливной эмульсии изобретение позволяет сохранять ее дисперсность за счет соударений пузырьков с капельками «масла» в эмульсии и дробления уже больших, слившихся капель, плавающих у поверхности зеркала, в процессе разрушения всплывших пузырьков газа, что не способствует созданию верхней легкой страты расслоенной эмульсии.In the case of storing a fuel emulsion, the invention allows its dispersion to be maintained due to collisions of bubbles with droplets of “oil” in the emulsion and crushing of already large, merged drops floating at the surface of the mirror in the process of breaking up of popped gas bubbles, which does not contribute to the creation of an upper light stratum of a layered emulsion .

В случае хранения ЖУТ в пути наблюдается низкочастотная болтанка цистерны, приводящая к столкновениям микрокапель «масла» (дисперсной фазы эмульсии), содержащих микрочастицы полукокса, друг с другом, приводящая к слиянию капель «масла» и подъему их к поверхности зеркала и к агрегации твердых частиц и их осаждению на дно цистерны. Изобретение позволяет удерживать суспензионно-эмульсионную систему в состоянии динамического равновесия посредством пузырькового перемешивания дисперсной фазы эмульсии, обеспечивая необходимое содержание «масла» и полукокса в микрокапельках эмульсии для их взвешенного положения в дисперсной среде (воде).In the case of storing JAUs along the way, a low-frequency turbulence of the tank is observed, leading to collisions of microdroplets of “oil” (dispersed phase of the emulsion) containing microparticles of semicoke, with each other, leading to the merging of droplets of “oil” and their rise to the surface of the mirror and to aggregation of solid particles and their deposition to the bottom of the tank. EFFECT: invention allows to keep the suspension-emulsion system in a state of dynamic equilibrium by bubble mixing the dispersed phase of the emulsion, providing the necessary content of “oil” and semi-coke in the microdroplets of the emulsion for their weighted position in the dispersed medium (water).

Использование изобретения производится следующим образом.The use of the invention is as follows.

На стадии приготовления ЖУТ: при гомогенизации компонентов топлива в герметичный гидроударный узел мокрого помола под давлением вводят воздух и газированный ЖУТ закачивается в герметичную цистерну и при ее перевозке постепенно стравливают избыточное давление над поверхностью зеркала ЖУТ.At the stage of preparation of the SCF: during the homogenization of the fuel components, air is introduced under pressure into the sealed wet-impact wet grinding unit under pressure and the carbonated SCF is pumped into the sealed tank and, during its transportation, the overpressure is gradually vented over the surface of the SCF mirror.

На стадии перекачки готового ЖУТ в герметичную цистерну: используют эжекторные или циклонные насосы для закачки ЖУТ в газовом потоке с созданием в цистерне избыточного давления, которое в пути равномерно стравливается.At the stage of transferring the finished SCF into an airtight tank: use ejector or cyclone pumps to pump the SCF in a gas stream with the creation of excessive pressure in the tank, which is uniformly bled in the way.

На стадии заполненной ЖУТ герметической цистерны: используют промышленные сатураторы, барботажные устройства для продавливания газом слоя ЖУТ от дна цистерны до поверхности зеркала с созданием в цистерне избыточного давления, которое контролируемо стравливается. Контролируемое стравливание избыточного давления газа в цистерне производится автоматическим действием верхнего спускового клапана (выполненного, например, по ГОСТ 11823-91; ГОСТ 16587-71; ГОСТ 27477-87; ГОСТ 9789-75, ГОСТ 12532-88 с настройкой на срабатывание в диапазоне избыточных давлений 1,6-25 МПа).At the stage of the hermetic tank filled with SCF: industrial saturators, bubblers are used to push through the SCF layer with gas from the bottom of the tank to the mirror surface with the creation of excessive pressure in the tank, which is bleed off in a controlled manner. Controlled bleeding of gas overpressure in the tank is performed by the automatic action of the upper bleed valve (performed, for example, according to GOST 11823-91; GOST 16587-71; GOST 27477-87; GOST 9789-75, GOST 12532-88 with a setting for operation in the range of excess pressure of 1.6-25 MPa).

Таким образом, заявленный способ хранения ЖУТ обеспечивает технический результат, состоящий в сохранении ЖУТ в стабильном состоянии при его транспортировании в цистернах без использования в пути мешалок, насосов, компрессоров и баллонов под высоким давлением.Thus, the inventive method of storing the JLT provides a technical result, which consists in maintaining the JLT in a stable condition when transported in tanks without the use of agitators, pumps, compressors and cylinders under high pressure.

Claims (4)

1. Способ стабилизации жидкого угольного топлива в виде суспензионно-эмульсионной системы при его хранении и транспортировании в цистернах путем пузырькового перемешивания дисперсной фазы и дисперсной среды, отличающийся тем, что перед постановкой на хранение в герметичной емкости жидкое угольное топливо газируется, а в процессе хранения контролируемым образом разгазируется постепенным стравливанием избыточного давления газа над поверхностью зеркала топлива через верхний спусковой клапан.1. The method of stabilization of liquid coal fuel in the form of a suspension-emulsion system during its storage and transportation in tanks by bubble mixing of the dispersed phase and the dispersed medium, characterized in that before storing in a sealed container, the liquid coal fuel is aerated and controlled during storage It is degraded by the gradual release of excess gas pressure above the surface of the fuel mirror through the upper release valve. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкое угольное топливо газируют атмосферным воздухом.2. The method according to p. 1, characterized in that the liquid coal fuel is aerated with atmospheric air. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкое угольное топливо газируют топочным газом.3. The method according to p. 1, characterized in that the liquid coal fuel is aerated with flue gas. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве топочного газа используют газ пиролиза, получаемый в том же процессе пиролиза бурого угля, в результате которого получены компоненты хранимого жидкого угольного топлива - полукокс, смольная фракция и подсмольная вода. 4. The method according to p. 3, characterized in that the flue gas uses a pyrolysis gas obtained in the same process of pyrolysis of brown coal, as a result of which the components of the stored liquid coal fuel - semi-coke, tar fraction and ground resin are obtained.
RU2014113553/06A 2014-04-07 2014-04-07 Method of stabilisation of liquid coal fuel RU2552013C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113553/06A RU2552013C2 (en) 2014-04-07 2014-04-07 Method of stabilisation of liquid coal fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113553/06A RU2552013C2 (en) 2014-04-07 2014-04-07 Method of stabilisation of liquid coal fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014113553A RU2014113553A (en) 2014-08-10
RU2552013C2 true RU2552013C2 (en) 2015-06-10

Family

ID=51355049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014113553/06A RU2552013C2 (en) 2014-04-07 2014-04-07 Method of stabilisation of liquid coal fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2552013C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU251741A1 (en) * В. Г. Некрасов METHOD FOR STORAGE OF ANHYTHAL SUSPENSION
SU511351A1 (en) * 1974-08-08 1976-04-25 Западно-Сибирский металлургический завод The method of processing liquid fuel before the introduction into the blast furnace
SU1255524A1 (en) * 1985-09-11 1986-09-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Изыскательский Институт Трубопроводного Гидротранспорта "Вниипигидротрубопровод" Water-coal slurry storage tank
SU1562636A1 (en) * 1988-07-29 1990-05-07 Т.С.Казар н, А.М.Лисичкин и А.А.Панарат Method of liquid fuel combustion
SU1659451A1 (en) * 1988-07-21 1991-06-30 Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им.Ф.Э.Дзержинского Method for stabilizing water and coal slurry for storage in large-capacity tanks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU251741A1 (en) * В. Г. Некрасов METHOD FOR STORAGE OF ANHYTHAL SUSPENSION
SU511351A1 (en) * 1974-08-08 1976-04-25 Западно-Сибирский металлургический завод The method of processing liquid fuel before the introduction into the blast furnace
SU1255524A1 (en) * 1985-09-11 1986-09-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Изыскательский Институт Трубопроводного Гидротранспорта "Вниипигидротрубопровод" Water-coal slurry storage tank
SU1659451A1 (en) * 1988-07-21 1991-06-30 Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им.Ф.Э.Дзержинского Method for stabilizing water and coal slurry for storage in large-capacity tanks
SU1562636A1 (en) * 1988-07-29 1990-05-07 Т.С.Казар н, А.М.Лисичкин и А.А.Панарат Method of liquid fuel combustion

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014113553A (en) 2014-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9850422B2 (en) Hydrocarbon-based fracturing fluid composition, system, and method
El-Din et al. Water-in-diesel fuel nanoemulsions: Preparation, stability and physical properties
US20140251623A1 (en) Fracturing systems and methods for a wellbore
RU2425860C2 (en) Method to produce hydrate suspension that does not create plug
RU2227155C2 (en) Method of preparation of emulsified fuel and a device for its realization
CN206987796U (en) A kind of foam fracturing fluid takes sand constructing device
US1339137A (en) rogers
US2981683A (en) Transportation of waxy oils
RU2552013C2 (en) Method of stabilisation of liquid coal fuel
SU495847A3 (en) The method of transportation of hydrocarbon mixtures
WO2001083650A2 (en) Polyisobutylene injection slurry for pipeline use
US10166515B2 (en) Method of preparing an emulsion, a device for preparing said emulsion, and a vehicle
SU622422A3 (en) Method of producing suspension of paraffineous hydrocarbon mixtures for transporting purposes
RU2119050C1 (en) Method for treating oil at oil well
JP2014133207A (en) Method and device for manufacturing composition having disperse phases dispersed in continuous phase
US2077406A (en) Fuel and process of making the same
RU144637U1 (en) DEVICE FOR PREPARING, STORING AND PREPARING FOR LIQUID FUEL COMBUSTION
US4009117A (en) Method of making invert water-in-oil emulsion
RU2122890C1 (en) Method of preparation and storage of liquid fuel
EP1595786A2 (en) Method of immobilising hydrocarbons inside submerged containers or of transporting said hydrocarbon to the surface, using the properties of supercritical fluids at a great depth
CN112127850B (en) Green process for exploiting combustible ice
RU2100399C1 (en) Invert-emulsion drilling mud for hydraulic jet perforation of wells
RU2817427C2 (en) Method of filling rocket tank with gel-like fuel with powdered metal additive
NO175410B (en) Process for transporting a viscous oil by preparing an oil-in-water emulsion
EP3762337A1 (en) A method and system for producing freshwater using a reverse osmosis membrane system