СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ С УГОЛЬНОЙ ФРАКЦИЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОЭМУЛЬСИОННОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к технологическим процессам переработки нефтесодержащих отходов (нефтешламов) и угольных отходов и может быть использовано для их утилизации с целью получения водоэмульсионного (гидратированного) топлива с содержанием тонко дисперсной угольной фракции.
Известен способ переработки нефтешламов для промышленного использования и установка для его осуществления (Патент РФ 2276658 опубликованный 20.05.2006). Установка включает хранилище нефтешлама, емкости для накопления и обработки нефтешлама, всасывающий патрубок, гибкий шланг, вакуумный насос для перекачки нефтешлама по трубопроводам в ультразвоковой виброкавитационный гомогенизатор,
Нефтяной шлам из хранилища перекачивают с помощью вакуумного насоса в емкость для накопления и обработки нефтешлама, затем нефтешлам подогревают и далее направляют в ультразвоковой виброкавитационный гомогенизатор.
Задачей полезной модели является разработка статического смесителя нефтесодержащих отходов с угольной фракцией, предназначенного для получения структурированного водоэмульсионного топлива в виброкавитационом гомогенизатре.
Техническим результатом от использования разработанного статического смесителя является обеспечение равномерности распределения частиц угольной фракции в жидких нефтесодержащих отходах в статическом смесителе, выполненным с завихрителем с определенным шагом винтовой линии лопасти завихрителя. Статический смеситель обеспечивает равномерную подачу жидкой смеси в виброкавитационый гомогенизатр, в котором и происходит измельчение частиц угольной фракции до требуемых размеров и далее обеспечивается повышение стабильности водоэмульсионного топлива при хранении за счет повышения степени структурируемости эмульсии.
Водоэмульсионное топливо так же как любая жидкость состоит из структурированных рядов молекул, ориентированных в различных направлениях, хаотично. Поэтому отсутствие структуры замедляет процесс сгорания топлива.
При прохождении топлива через сложные системы, молекулы легкой фракции топлива выстраиваются в одном направлении, что значительно улучшает процесс сгорания смеси
Задача решается, а технический результат достигается за счет разработки статического смесителя нефтесодержащих отходов с угольной фракцией, который выполнен в виде цилиндрического корпуса и снабжен подводящим трубопроводом жидких нефтесодержащих отходов с угольной фракцией, характеризующийся выполнением корпуса в виде отрезка трубы, внутри которой расположен завихритель, имеющий сплошную лопасть закрученную по винтовой линии, шаг винтовой линии равен диаметру отрезка трубы, при этом отводящий трубопровод статического смесителя выполнен с возможностью подачи жидкой смеси нефтесодержащих отходов с угольной фракцией в виброкавитационный гомогенизатр для получения водоэмульсионного топлива.
Виброкавитационный гомогенизатор с вращающимся рабочим ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором, связан посредством трубопровода подачи жидких нефтесодержащих отходов с угольной фракцией со статическим смесителем.
Виброкавитационный гомогенизатор выполнен с вращающимся рабочим ротором с перфорированной поверхностью, работающем при относительном центробежном ускорении ротора не менее 1200 g и неподвижным рабочим элементом статором.
Технический результат - обеспечение равномерности распределения частиц угольной фракции в жидких нефтесодержащих отходах в статическом смесителе, выполненном с завихрителем с определенным шагом винтовой линии лопасти завихрителя, что приводит к равномерной подаче смеси в зазор между ротором и статором, в котором и происходит измельчение частиц угольной фракции до требуемых размеров и далее обеспечивает повышение стабильности водоэмульсионного топлива при хранении за счет повышения степени структурируемости эмульсии.
Схема установки с использованием разработанного статического смесителя представлена на рис. 1.
Установка состоит из емкости 1 для загрузки жидких нефтесодержащих отходов (обводненных углеводородов), бункера для подачи угольной фракции 2 со шнековым дозатором 3, статического смесителя 4 с завихрителем, виброкавитационного гомогенизатора 5 и емкости 6 для сбора готового продукта и насоса 7 для транспортировки водоэмульсионного топлива с угольной фракцией. Краны 8, 9, 10 и 11.
Схема смесителя представлена на рис. 2.
Смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного а в виде отрезка трубы, внутри которого расположен завихритель 12, имеющий сплошную лопасть закрученную по винтовой линии, шаг S винтовой линии равен диаметру d отрезка трубы. Работа установки осуществляется следующим образом. Обводненные жидкие нефтесодержащие отходы, содержащие до 70% углеводородного сырья загружаются в исходную емкость 1 и затем при открытом кране 8 предварительно проходят через статический смеситель 4 и подаются в виброкавитационный гомогенизатор 5,.
До статического смесителя 4 установлен бункер подачи угольной фракции 2 через шнековый дозатор 3, на вход в виброкавитационный гомогенизатор 5 с помощью шнекового дозатора 3 из бункера 2 подают угольную фракцию (частицы угля с размером до 3 мм), в количестве до 30% от количества жидких отходов. Смешиваясь с жидкими отходами в статическом смесителе 4, нефтесодержащие отходы с угольной фракцией поступают по трубопроводу в виброкавитационный гомогенизатор 5 расходом 3000 кг в час, работающем при скорости вращения ротора, создающего центробежное ускорение 1200 g,, в котором происходит измельчение частиц угля и капель воды и полученная водоэмульсионная смесь, содержащая мелкодисперсную твердую фракцию угля, при закрытом кране 10 собирается в емкости 6 для сбора готового продукта.
Разработанный статический смеситель, используемый для подачи смеси нефтесодержащих отходов с угольной фракцией в виброкавитационный гомогенизатор, обеспечивает получение структурированного водоэмульсионного топлива, с малым размером капель воды и частиц угольной фракции, равномерно распределенных по объему водоэмульсионного топлива. Полученные на разработанной установке эмульсии топлива имеют высокую стабильность и устойчивы от расслоения не менее пяти месяцев, даже при значительном содержании воды - до 30% и угля - до 30%.
Обеспечивается получение гидратированного топлива из нефтесодержащих отходов с содержанием тонкодисперсной угольной фракции, равномерным распределением ее и капель воды по объему топливной эмульсии и достижения размеров капель воды и частиц угля не более 5-10 мкм.