Устройство для сжигания жидкого топлива

Полезная модель относится к устройствам для сжигания жидкого топлива, подтоварных вод и обводненных мазутов с последующей утилизацией тепла продуктов сгорания в топливоиспользующих агрегатах, в частности котлах и трубчатых печах, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности, связанных с использованием отходов нефтепереработки и утилизацией подтоварных вод.
Известно устройство для сжигания жидкого топлива в виде эмульсий, содержащее последовательно соединенные трубопровод подачи нефтепродукта, фильтр, насос, диспергатор с паровым подогревателем, форсунку, топку, теплоиспользующий агрегат и дымовую трубу, соединенную с агрегатом через дымоход (Иванов В.М. Топливные эмульсии, М., 1982 г., 216 с.).
Устройство работает следующим образом. Жидкое топливо по подающему трубопроводу поступают в фильтр, где оно проходит очистку от механических примесей, и затем насосом подается в диспергатор, оборудованный мешалками и паровым подогревателем, в котором он диспергируется и подогревается острым паром. Приготовленная таким образом водонефтяная эмульсия подается в топку теплоиспользующего агрегата с последующим распылением ее и сжиганием при помощи форсунки, продукты сгорания удаляются из агрегата в дымовую трубу через дымоход.
Недостатками данного устройства являются низкая эффективность сжигания жидкого топлива и низкая экологическая эффективность. Это обусловлено тем, что подогрев жидкого топлива осуществляется острым паром, в результате чего происходит значительное обводнение жидкого топлива, создающее трудности в его сжигании, что приводит к снижению эффективности сжигания жидкого топлива. Кроме того, сжигание жидкого топлива происходит при достаточно высокой температуре в зоне горения, что приводит к повышенному выбросу оксидов азота, тем самым ухудшается экологическая эффективность устройства.
7
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для сжигания жидкого топлива (Патент на полезную модель №31990 РФ, МПК B01F 3/06. Устройство для сжигания жидкого топлива / В.Д. Катин, И.В. Вольхин; ДВГУПС (РФ). - №2003111684; Заявлено 25.04.2003; Опубл. 10.09.2003, Бюл. №25).
Устройство для сжигания жидкого топлива содержит последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода.
Устройство работает следующим образом. Жидкое топливо по подающему трубопроводу при помощи насоса поступают в фильтр. В фильтре жидкое топливо очищается от механических примесей и далее проходит по участку трубопровода, проложенному в канале дымохода (длиной от 50 до 100 м), где подогревается до необходимой температуры за счет теплоты дымовых газов, уходящих из теплоиспользующего агрегата через дымоход в дымовую трубу и далее в атмосферу. Подогретый обводненный мазут поступает в диспергатор, в котором из него приготавливается однородная эмульсия, подаваемая в форсунку, где происходит распыление и сжигание эмульсии в топке агрегата.
Устройство позволяет подогревать жидкое топливо до необходимой температуры за счет утилизации тепла продуктов сгорания, удаляемых из агрегата через дымоход в дымовую трубу, что значительно уменьшает его обводнение и повышает эффективность сжигания жидкого топлива.
Недостатком данного устройства является его низкая экологическая эффективность за счет повышенного выброса оксидов азота в атмосферу. Согласно термическому механизму выбросы оксидов азота в основном определяются максимальной температурой горения в топочном пространстве, поэтому достаточно высокая температура в зоне горения приводит к повышенному выбросу в атмосферу оксидов азота при сжигании водомазутной эмульсии. Кроме того, концентрация реагирующих веществ (азота и кислорода) сравнительно высока, что также приводит к повышенному выбросу оксидов азота. В результате снижается экологическая эффективность устройства.
Задачей предлагаемого решения является повышение экологической эффективности сжигания жидкого топлива за счет подачи рециркулирующих дымовых газов в топку котла.
Для решения поставленной задачи в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из него механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода, дополнительно установлен рециркуляционный дымосос, соединенный с помощью дымового канала с дымовой трубой и топкой теплоиспользующего агрегата.
Признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, являются снабжение устройства рециркуляционным дымососом и соединение его с помощью дымового канала с дымовой трубой и топкой теплоиспользующего агрегата.
Благодаря отличительным признакам повышается экологическая эффективность сжигания жидкого топлива. Это обусловлено тем, что рециркуляция дымовых газов в топочное пространство теплоиспользующего агрегата приводит к балластированию продуктами сгорания зоны горения, что, в свою очередь, снижает не только максимальную температуру, но и уменьшает концентрацию кислорода и азота в зоне горения. Это приводит к снижению выбросов термических оксидов азота и тем самым к повышению экологической эффективности предлагаемого устройства.
Предлагаемое устройство для сжигания жидкого топлива иллюстрируется чертежом.
Устройство содержит теплоиспользующий агрегат 1 с форсункой 2 и топкой 3, дымовую трубу 4, соединенную через дымоход 5 с агрегатом 1, трубопровод подачи жидкого топлива 6, диспергатор 7, расположенный на трубопроводе 6 перед форсункой 2, насос 8 для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу 6, фильтр 9 для удаления механических примесей, установленный на трубопроводе подачи жидкого топлива 6 перед насосом 8, участок трубопровода 6, проложенный в канале дымохода 5, рециркуляционный дымосос 10, дымовой канал 11 для соединения рециркуляционного дымососа 10 с дымовой трубой 5 и топкой 3 теплоиспользующего агрегата 1.
Устройство работает следующим образом.
Жидкое топливо по трубопроводу подачи 6 поступает в фильтр 9, где оно очищается от механических примесей, и далее при помощи насоса 8 проходит по участку трубопровода 6, проложенному в канале дымохода 5 (длиной 50-100 м), где жидкое топливо нагревается до необходимой температуры за счет тепла дымовых газов, уходящих из агрегата 1 через дымоход 5 в дымовую трубу 4. Подогретые жидкие отходы поступают в диспергатор 7, в котором из них приготавливается однородная эмульсия, подаваемая в форсунку 2, где происходит распыление и сжигание эмульсии в топке 3 агрегата 1. Затем уходящие из агрегата 1 через дымоход 5 дымовые газы поступают в дымовой канал 11 и в рециркуляционный дымосос 10 и далее по дымовому каналу 11 - в топку 3, что приводит к снижению максимальной температуры в зоне горения и уменьшению концентрации кислорода и азота. В результате происходит снижение выбросов термических оксидов азота и тем самым повышается экологическая эффективность устройства.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает сокращение выбросов оксидов азота на 15-20%, и, кроме того, подача рециркулирующих дымовых газов сопутствует снижению коррозии поверхностей нагрева теплоиспользующего агрегата.