ГИБРИДНОЕ УСТРОЙСТВО ПОДГОТОВКИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ КОТЕЛЬНЫХ БИОТОПЛИВ

Полезная модель относится к области приготовления многокомпонентных тонкодисперсных котельных биотоплив.
Известно устройство смешения жидких сред, роторно-пульсационный аппарат, совмещающий в себе функции диспергатора, гомогенизатора, состоящий из двух частей роторно-статорного узла и электродвигателя неподвижно соединенных между собой узлами крепления, в котором роторно-статорный узел служит для смешения жидких сред, а электродвигатель обеспечивает вращение с заданной скоростью (патент РФ №2152810, МПК В01F 5/00, 1999 г.).
Недостатками известного устройства является незначительная гомогенизация диспергируемых жидких сред, характеризующийся сокращенный срок хранения полученных эмульсий.
Наиболее близким к предлагаемой модели является роторно-пульсационный аппарат, содержащий привод и установленные в корпусе с крышкой ротор и статор (патент РФ №2124935, B01F 7/10, 1999 г.).
Недостатками известной установки является низкий КПД, и малая производительность в получении тонкодисперсных газонасыщенных эмульсий и малый объем реакционной зоны.
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение размера рабочей зоны и интенсивности совместного воздействия гидродинамического и акустического полей при обработке многокомпонентных жидких сред.
В результате использования предлагаемой полезной модели повышается дисперсность обрабатываемых сред при совмещении двух физических процессов гидродинамического и высокочастотного акустического воздействия на многокомпонентные жидкие среды.
Реологическая характеристика получаемых многокомпонентных жидких сред при подготовке в предлагаемом гибридном устройстве обладают повышенной дисперсностью, газовой фазой, приводящей к повышенной энергоэффективности получаемого котельного биотоплива.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом гибридном устройстве подготовки многокомпонентных тонкодисперсных котельных биотоплив, содержащем роторно-пульсационный аппарат с входным и выходным патрубками, рабочую камеру, на выходном патрубке роторно-пульсационного аппарата через фланцевое торцевое соединение вертикально расположен ультразвуковой проточный реактор, содержащий ультразвуковой магнитострикционный преобразователь с ультразвуковым волноводом - излучателем для создания акустических колебаний в жидкой среде, при этом выходной патрубок роторно-пульсационного аппарата и входной патрубок ультразвукового проточного реактора, соединенные через фланцевое соединение образуют дополнительную рабочую реакционную зону, а выходной патрубок для слива получаемых биотоплив установлен на корпусе ультразвукового проточного реактора.
Гибридные процессы, протекающие одновременно в одном и том же аппарате называются совмещенными (Н.Н.Кулов «Физико-химическая интенсификация как основа модернизации химико-технологических процессов», Ин-тут общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН, работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ Проект №08-03-00745. 2010 г. С52-54,). Гибридные установки, совмещающие различные процессы характеризуются снижением как энергетических, так и капитальных затрат.
Расположенный на роторно-пульсационном аппарате (РПА) ультразвуковой проточный реактор создает поле, работающее на частотах выше, чем РПА, генерирует кавитационное поле, достигающее интенсивности от 1 вт/кв.см до 150-200 вт/кв.см, что позволяет получать более гомогенные среды и додробить биокомпоненты, образуя более тонкие жидкостные многокомпонентные эмульсии для создания тонкодисперсных котельных биотоплив, что приводит к интенсификации процесса горения.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема предлагаемого гибридного устройства подготовки многокомпонентных тонкодисперсных котельных биотоплив..
Гибридное устройство подготовки многокомпонентных тонкодисперсных котельных биотоплив содержит роторно-пульсационный аппарат 1, входной 2 и выходной 3 патрубки роторно-пульсационного аппарата 1, фланцевое торцевое соединение 4, ультразвуковой проточный реактор 5, входной патрубок 6 ультразвукового проточного реактора 5, ультразвуковой волновод-излучатель 7, ультразвуковой магнитострикционный преобразователь 8, выходной патрубок для слива получаемых биотоплив 9, установленный на ультразвуковом проточном реакторе, рабочая реакционная зона гибридного устройства 10.
Работает гибридное устройство подготовки многокомпонентных тонкодисперсных котельных биотоплив следующим образом.
Многокомпонентная жидкая сырьевая смесь через входной патрубок 2 поступает в роторно-пульсационный аппарат 1, в котором она подвергается гидродинамическому воздействию и сопровождается явлениями низкочастотной кавитации. Затем через выходной патрубок 3 РПА 1 диспергированная смесь поступает через, фланцевое торцевое соединение 4 и входной патрубок 6 в рабочую зону 10 ультразвукового проточного реактора 5. В ультразвуковом проточном реакторе 5 происходит акустическое воздействие на жидкую смесь от ультразвуковой магнитострикционный преобразователь 8, оснащенного ультразвуковым волноводом-излучателем 7 до получения готового многокомпонентного котельного биотоплива. Через выходной патрубок для слива получаемых биотоплив 9, происходит слив полученного многокомпонентного котельного биотоплива.
В рабочей зоне 10 осуществляется одновременное диспергирование, дробление, гомогенизация обрабатываемой многокомпонентной смеси с обогащением ее газовой фазой. Необходимость обогащения газовой фазой многокомпонентной жидкой среды необходимо для последующей кавитационной обработки. Подача сжатого воздуха необходима для образования газовых зародышей кавитационного облака в рабочей зоне.