Теплоэнергетический комплекс с использованием в качестве топлива технического животного жира
HEAT POWER COMPLEX USING COMMERCIAL-GRADE ANIMAL FAT AS FUEL

Изобретение относится к области энергосберегающей и ресурсосберегающей энергетики, с использованием в качестве топлива органических горючих отходов, например технического животного жира и может быть использовано для теплоснабжения промышленных предприятий, помещений большого объема, для отопления цехов, больших гаражей и всевозможных технологических процессов.
Известен способ и устройство для высокотемпературной переработки твердых бытовых и промышленных отходов в товарную продукцию (заявка РФ №95122509, МПК С21В 5/00, F23G 5/00, опубл. 10.05.2010). Устройство для переработки в товарную продукцию твердых бытовых и промышленных отходов, содержащих органические и неорганические компоненты, включает вертикальную шахтную печь, куда загружаются перерабатываемые отходы, средства для нагрева и ввода воздушного дутья средства для вывода из печи жидкого шлака и металла и вывода из верхней части печи газов, образующихся в печи, средства для очистки уходящих газов и сжигания их в топках воздухонагревателей, печь имеет неодинаковые площади горизонтальных сечений ее внутреннего профиля по высоте печи (колошник, распару, шахту) куда загружаются перерабатываемые отходы, где происходит сжигание горючих компонентов шихты, окончательное расплавление и накопление жидких продуктов плавки, периодически выпускаемых из печи. В устройстве установлены средства системы контроля и регулирования технологических параметров на основе микро ЭВМ.
Известен способ переработки животного жира в жидкое топливо (патент РФ №2381262, МПК С11С 3/04, опубл. 10.10.2009, Бюл. №28). Изобретение относится к области переработки промышленных отходов, в частности пищевой промышленности - отходы переработки скота и может быть использовано при производстве жидкого биотоплива для агропромышленных и коммунально-бытовых нужд. Способ включает подготовку сырья, нагревание, с последующей обработкой и получение топлива. Технологический процесс обеспечивается конструктивным решением.
Известно изобретение «Теплоэнергетический комплекс для теплоснабжения горных выработок и помещений большого объема» (патент РФ №2488696, МПК F24H 3/06, E21F 3/00, опубл. 20.03.2013, Бюл. №8). Изобретение относится к системам теплоснабжения различных объектов как наземного, так и подземного назначения и предназначено для получения тепловой энергии (горячего воздуха) и подачи ее на объект. Комплекс включает воздухонагревательную установку, системы топливоподачи, золошлакоудаления, управления и контроля технологическим оборудованием.
Известен генератор горячего воздуха УГГВ-500М ("Руководство по эксплуатации", паспорт, 1993 г.), работающий на природном газе, который включает установленные на раме теплообменник с горелочным устройством и камерой сгорания с одной стороны и выхлопным устройством с другой стороны, вентилятор, расположенный в противоположном горелочному устройству конце теплообменника, для подвода воздуха в теплообменник и вентилятор для подвода воздуха к горелочному устройству, коллекторы подвода воздуха и газа к горелочному устройству, топливную аппаратуру, силовой пульт. Теплообменник образован цилиндрическими теплообменными поверхностями.
Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для сжигания жидких отходов, преимущественно вязких, например смолы (патент РФ №2040735, МПК F23G 7/05, опубл. 27.07.95, Бюл №21). Устройство включает в себя теплоизолированный резервуар с нагревательными элементами, горелку и трубку для транспортировки жидкости из резервуара к горелке. Трубка погружена в резервуар и к концу трубки, чуть выше дна резервуара, крепится дозирующий насос. Дозирующий насос приводится в движение валом посредством мотора, который расположен вне резервуара. Установка мотора вне резервуара предусматривает предохранение его от действия высоких температур жидкости в резервуаре, и кроме того, позволяет избегать проблем, связанных с креплением и монтажом электрических или гидравлических кабелей или трубопроводов, которые должны быть продолжены внутрь резервуара для соединения с движущейся частью насоса. Трубка, находящаяся в непосредственной близости к резервуару, снабжена воздушными струйными устройствами в форме трубки для продувания воздуха. Во избежание потерь тепла из резервуара и для предотвращения возникновения высокой вязкости жидкости или застывания в трубке как трубка, так и резервуар снабжены тепловой изоляцией. Насос (мотор) контролируется через преобразователь частоты посредством компьютера. Этим обеспечивается точное дозирование и осуществляется точный температурный контроль процесса сжигания.
Однако, данное устройство не обеспечивает полное сгорание горючих отходов, в частности смолы, что снижает его экономичность, надежность, ресурс работы и имеет место нарушения экологических показателей за счет выбросов в атмосферу недогоревшего горючего.
Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка теплоэнергетического комплекса с использованием альтернативных источников энергии (органических горючих отходов, биологических и других) за счет их сжигания в целях получения тепла.
Техническим результатом является повышение полноты сгорания топлива с высоким значением теплотворной способности (технического животного жира), следовательно улучшение экологических показателей окружающей среды за счет утилизации технологических отходов, а также повышение эффективности, надежности эксплуатации комплекса.
Технический результат достигается тем, что в теплоэнергетическом комплексе с использованием в качестве топлива технического животного жира, содержащем теплоизолированный резервуар, нагревательные элементы, термодатчики, горелку, канал для транспортировки жидкости из резервуара к горелке, трубопроводы, устройство контроля процесса сжигания, новым является то, что в вышеупомянутом теплоизолированном резервуаре технического животного жира в нижней его части расположен нагревательный элемент, снабженный датчиком температуры и электроклапаном подачи жидкого животного жира, в верхней части установлен датчик температуры и закреплен датчик уровня технического животного жира, термоизолированный резервуар содержит теплообменник, выход которого сообщен с дымососом, а вход через переключатель потока выхлопных газов с воздухонагревателем, вышеупомянутый канал для транспортировки жидкости из резервуара к горелке воздухонагревателя снабжен последовательно установленными электроклапаном подачи жидкого животного жира, гибким электронагревателем, электроклапаном подачи дизельного топлива, сообщенным с емкостью дизельного топлива, нагревателем с термодатчиком, фильтром, а вышеупомянутое устройство контроля процесса сжигания представляет собой автоматизированный блок управления.
Теплообменник выполнен в виде трубы, закрепленной к противоположным сторонам резервуара.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фигуре схематично изображен общий вид теплоэнергетического комплекса с использованием в качестве топлива технического животного жира.
Позиции фигуры: 1 - резервуар горизонтальный теплоизолированный стальной; 2 - электрический нагреватель; 3 - датчик температуры нагретого технического животного жира; 4 - электроклапан подачи жидкого животного жира; 5 - теплообменник резервуара; 6 - датчик уровня технического животного жира; 7 - датчик температуры технического животного жира в резервуаре; 8 - дымосос; 9 - автоматический переключатель потока выхлопных газов; 10 - гибкий электронагреватель для трубопроводов; 11 - емкость дизельного топлива; 12 - электроклапан подачи дизельного топлива; 13 - воздухонагреватель; 14 - горелка жидкотопливная; 15 - фильтр; 16 - нагреватель с термодатчиком; 17 - автоматизированный блок управления комплексом, средство системы контроля и регулирования технологических параметров процесса сжигания топлива посредством программы для ЭВМ.
Теплоэнергетический комплекс содержит теплоизолированный резервуар технического животного жира (ТЖЖ) 1 в нижней части которого расположен электрический нагреватель 2, снабженного датчиком температуры нагретого технического животного жира 3 и электроклапаном его подачи 4, в верхней его части установлен датчик температуры 6 и закреплен датчик уровня технического животного жира 7. Внутри резервуара 1 имеется теплообменник 5, выполненный в виде трубы, закрепленной к противоположным сторонам резервуара, вход которого сообщен через автоматический переключатель потока выхлопных газов 9 с воздухонагревателем 13, а выход с дымососом 8.
Автоматический переключатель потока выхлопных газов 9 направляет продукты сгорания в атмосферу. Теплоэнергетический комплекс содержит емкость дизельного топлива 11 с электроклапаном подачи дизельного топлива 12. Для прохождения жидкого животного жира в горелку 14 воздухонагревателя 13 имеется гибкий электронагреватель 10 и нагреватель с термодатчиком 16, а также фильтр 15, соединенный с горелкой 16. Канал для транспортировки жидкости из резервуара к горелке воздухонагревателя снабжен последовательно установленными электроклапаном подачи жидкого животного жира 4, гибким электронагревателем 10, электроклапаном подачи дизельного топлива 12, сообщенного с емкостью дизельного топлива 11, нагревателем с термодатчиком 16, фильтром 15. Теплоэнергетический комплекс имеет автоматизированный блок управления 17, средство системы контроля и регулирования технологических параметров процесса сжигания топлива посредством программы для ЭВМ.
Теплоэнергетический комплекс работает следующим образом.
Первоначально производится загрузка технического животного жира в теплоизолированный резервуар 1 до предельно допустимого значения. После загрузки технического животного жира, производится заправка емкости дизельного топлива 11 по уровнемеру, визуально. На блоке управления 17 нажимается кнопка с командой «Предварительный разогрев». После нажатия данной команды включается электрический нагреватель 2, расположенный в массе технического животного жира резервуара 1, где температура 110-120°С контролируется датчиком температуры ТЖЖ 6 и датчиком температуры нагретого животного жира 3. Одновременно с нагревателем 2 включается гибкий электронагреватель 10, который служит для нагревания трубопроводов. После прихода команды на блок управления 17, о том, что температура технического животного жира составляет 110-120°С, в автоматическом режиме происходит запуск воздухонагревателя 13 на дизельном топливе. При этом продукты сгорания от воздухонагревателя 13 при помощи автоматического переключателя потока выхлопных газов 9 направляют в теплообменник 5 резервуара 1. При этом включается дымосос 8, высасывающий продукты сгорания через теплообменник 5 резервуара 1. По истечении заданного времени открывается электроклапан подачи жидкого технического животного жира 4, закрывается клапан дизельного топлива 12, и теплоэнергетический комплекс продолжает работу на техническом животном жире. При достижении температуры всей массы технического животного жира в резервуаре 120°С и которая контролируется датчиком температуры 7, автоматический переключатель потока выхлопных газов 9 направляет продукты сгорания в атмосферу. Дымосос 8 при этом отключается. Если температура технического животного жира в резервуаре 1 опустится ниже 95°С, включается дымосос 8 и автоматический переключатель потока выхлопных газов 9 направит продукты сгорания через теплообменник 5 резервуара 1. При нажатии команды «Стоп» на блоке управления 17 открывается электроклапан дизельного топлива 12 и выключается электроклапан технического животного жира 4. Воздухонагреватель 13 продолжает работу в течение заданного времени, после чего прекращает работу в автоматическом режиме. Так же отключаются все нагревательные элементы 2, 10, 16.
Автоматизированный блок управления 17 надежен, так как оснащен устройством бесперебойного питания, работает в режиме заданного алгоритма (запуска, подключения, поддержания заданной температуры и т.д.).
Таким образом, в предлагаемом комплексе используется в качестве топлива технический животный жир, обладающий высокой теплотворной способностью который является экономичным топливом. Так как производство технического животного жира налажено в значительных количествах, например в десятках тоннах за сутки в отдельном производстве, на местах накапливается его большое количество и соответственно его можно использовать для теплоснабжения промышленных предприятий, помещений большого объема, для отопления цехов, больших гаражей и всевозможных технологических процессов.
Технологический комплекс обеспечивает высокую полноту сгорания данного топлива, утилизирует технологические отходы, что улучшает экологические показатели окружающей среды. Кроме того, комплекс эффективен и надежен в эксплуатации.