УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ К МОТОРНОМУ ТОПЛИВУ

Полезная модель относится к области технологических процессов и оборудования для получения многокомпонентных смесей жидкостей, том числе, и с твердыми веществами, и преимущественно может быть использована для получения жидких добавок к моторным топливам.
Известна установка для получения высокооктановых бензинов (RU 4926 U1, 1997), которая содержит расширительную емкость смешения, емкость для присадки, кавитационный гидродинамический диспергатор-смеситель в виде струйного насоса, у которого диффузор сообщен с расширительной емкостью смешения, а всасывающий патрубок сообщен с емкостью для присадки, и насос, у которого входной патрубок сообщен с расширительной емкостью смешения, а выходной патрубок сообщен с рабочим соплом кавитационного гидродинамического диспергатора-смесителя.
Недостатком указанной известной установки являются ограниченные функциональные возможности, поскольку для получения высокооктановых бензинов она позволяет осуществлять смешивание только одного жидкого компонента с порошкообразной присадкой.
Известна установка для смешивания жидких компонентов при получении зимнего дизельного топлива (Данилов A.M. Применение присадок в топливах для автомобилей. - М.: Химия, 2000, с.193), которая содержит емкости с жидкими компонентами, перекачивающие и дозирующие насосы и трубопроводы.
Указанная известная установка позволяет смешивать несколько жидких компонентов, но предусмотренное при ее функционировании смешивание жидких компонентов в процессе их протекания в трубопроводе не обеспечивает получение смеси однородного состава.
Наиболее близкой по конструкции и назначению к настоящей полезной модели является установка для получения многофункциональной добавки к моторному топливу (RU 28051 U1, 2003). Указанная установка содержит емкости для жидких компонентов, емкость для получения смеси, насосную систему, соединенную трубопроводами с емкостями для жидких компонентов и емкостью для получения смеси, емкость для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов с устройством ввода порошкообразного компонента и циркуляционным контуром в виде трубопровода и перекачивающего насоса, соединенную через насосную систему с одной из емкостей для жидкого компонента, смеситель, соединенный трубопроводами с насосной системой и емкостью для получения смеси с образованием циркуляционного контура за счет трубопровода, соединяющего насосную систему и емкость для получения смеси, и устройство для
улавливания паров, соединенное дренажными трубопроводами с емкостями для жидких компонентов и емкостью для получения смеси.
В указанной известной установке для получения многофункциональной добавки к моторному топливу используется динамический смеситель, который при смешении большого количества жидких компонентов, превышающего, например, пять, не обеспечивает однородности получаемой смеси. Использование в известной установке для получения многофункциональной добавки к моторному топливу предусмотренной прокачки смеси компонентов по циркуляционному контуру позволяет несколько улучшить однородность получаемой смеси, но занимает при этом довольно продолжительное время, составляющее на практике несколько часов.
Поскольку компоненты высокооктановых добавок к моторному топливу и их смеси являются химически нестабильными веществами, подверженными интенсивному как гомогенному, так и гетерогенному окислению кислородом воздуха, кислород содержащегося в емкостях и трубопроводах воздуха приводит к недостаточной химической стабильности получаемой смеси и высокой опасности пожара или взрыва при осуществлении процесса получения многофункциональной добавки к моторному топливу на известной установке, являющейся ближайшим аналогом.
В случае же использования в составе получаемой добавки порошкообразных компонентов, которые являются токсичными веществами, возгоняются и образуют взрывоопасные мелкодисперсные пылевые структуры, опасность взрыва или пожара еще более возрастает даже при выполнении, казалось бы, достаточно простой технологической операции загрузки в емкость порошкообразного компонента.
Поэтому недостатки известной установки для получения многофункциональной добавки к моторному топливу, являющейся ближайшим аналогом, заключаются в недостаточных однородности и химической стабильности получаемой смеси, а также в высокой опасности взрыва или пожара при ее функционировании.
Задачами настоящей полезной модели являются повышение однородности и химической стабильности получаемой смеси, а также повышение пожаро-взрывной безопасности процесса эксплуатации установки.
Поставленные задачи решаются, согласно настоящей полезной модели, тем, что установка для получения добавки к моторному топливу, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, по меньшей мере, две емкости для жидких компонентов, емкость для получения смеси и насосную систему, соединенную трубопроводами с емкостями для жидких компонентов и емкостью для получения
смеси, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена азотным ресивером, выполненным с возможностью импульсной подачи азота под давлением, а емкость для получения смеси снабжена барботажным коллектором, установленным на ее дне и соединенным с помощью трубопровода с азотным ресивером.
При этом установка для получения добавки к моторному топливу снабжена емкостью для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов, соединенной трубопроводами через насосную систему с одной из емкостей для жидкого компонента, а емкость для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов снабжена циркуляционным контуром, образованным трубопроводом и перекачивающим насосом, и вакуумным ресивером, установленным выше уровня жидкого компонента с возможностью засасывания взвешенных в воздухе частиц порошкообразного компонента при его загрузке.
Установка для получения добавки к моторному топливу также снабжена дренажными трубопроводами, соединенными с емкостями для жидких компонентов и емкостью для получения смеси, дыхательным клапаном, соединенным с дренажными трубопроводами и азотным ресивером, и устройством улавливания паров, выполненным в виде абсорбера, соединенным трубопроводом с дыхательным клапаном и сообщающимся с атмосферой. Азотный ресивер соединен трубопроводом с насосной системой.
Снабжение установки для получения добавки к моторному топливу азотным ресивером, выполненным с возможностью импульсной подачи азота под давлением, а также снабжение емкости для получения смеси барботажным коллектором, установленным на ее дне и соединенным с помощью трубопровода с азотным ресивером, обеспечивает возможность осуществления импульсной подачи азота под давлением в емкость для получения смеси под слой смеси, в результате чего, во-первых, обеспечивается достаточно интенсивное перемешивание компонентов смеси и повышается однородность получаемой смеси. Во-вторых, импульсный барботаж азотом под давлением приводит к удалению из емкости для получения смеси и из самой получаемой смеси кислорода воздуха, что повышает химическую стабильность получаемой смеси и приводит к повышению пожаро-взрывной безопасности процесса эксплуатации установки.
Снабжение емкости для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов установки для получения добавки к моторному топливу (в случае ее использования для получения добавки, содержащей порошкообразный компонент) вакуумным ресивером, установленным выше уровня жидкого компонента с возможностью засасывания взвешенных в воздухе частиц порошкообразного компонента при его загрузке, предотвращает образование взрывоопасных
мелкодисперсных пылевых структур порошкообразного компонента и также приводит к повышению пожаро-взрывной безопасности процесса эксплуатации установки.
Снабжение установки для получения добавки к моторному топливу азотным ресивером, выполненным с возможностью импульсной подачи азота под давлением и соединенным трубопроводом с насосной системой, обеспечивает возможность продувки азотом внутренних полостей всех элементов установки, обеспечивая удаление воздуха и повышение пожаро-взрывной безопасности.
Отмеченное свидетельствует о решении декларированных выше задач настоящей полезной модели благодаря наличию у установки для получения добавки к моторному топливу перечисленных выше отличительных признаков.
1
N
На чертеже представлена структурная схема установки для получения добавки к моторному топливу, где 1-1 - емкость для жидкого компонента, 2 - емкость для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов, 3 - емкость для получения смеси, 4 - насосная система, 5 - азотный ресивер, 6 - перекачивающий насос, 7 - барботажный коллектор, 8 - дыхательный клапан, 9 - устройство улавливания паров, 10 - клапан атмосферной магистрали и 11 - клапан азотной магистрали.
1
N
1
N
1
N
Установка для получения добавки к моторному топливу содержит, по меньшей мере, две емкости 1-1 для жидкого компонента, емкость 3 для получения смеси, емкость 2 для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов и насосную систему 4, соединенную трубопроводами с емкостями 1-1 для жидкого компонента, емкостью 3 для получения смеси и емкостью 2 для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов. Установка также содержит дыхательный клапан 8, снабженный клапаном 10 атмосферной магистрали и клапаном 11 азотной магистрали и соединенный дренажными трубопроводами с емкостями 1-1 для жидкого компонента и емкостью 3 для получения смеси, азотный ресивер 5, выполненный с возможностью импульсной подачи азота под давлением и соединенный трубопроводами с насосной системой 4 и дыхательным клапаном 8, и устройство 9 для улавливания паров в виде абсорбера, который выполнен в виде колонны, заполненной водой, соединен трубопроводом с дыхательным клапаном 8 и сообщен с атмосферой. Емкость 2 для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов снабжена перекачивающим насосом 6, который соединен с ней трубопроводами с образованием циркуляционного контура, а также вакуумным ресивером (на чертеже не показан), установленным выше уровня жидкого компонента с возможностью засасывания взвешенных в воздухе частиц порошкообразного компонента при его загрузке в емкость 2 для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов. Кроме того, вакуумный ресивер (на
чертеже не показан) выполнен с возможностью осаждения частиц порошкообразного компонента, содержащегося в засасываемом им воздушном потоке, на поверхности содержащегося в нем одного из жидких компонентов. Емкость 3 для получения смеси снабжена барботажным коллектором 7, который установлен на ее дне и соединен с помощью трубопровода с азотным ресивером 5.
Установка для получения добавки к моторному топливу работает следующим образом.
1
N
Перед началом процесса заполнения установки компонентами получаемой смеси оператор установки с помощью клапана (на чертеже не показан) подает азот под давлением из азотного ресивера 5 в насосную систему 4, через которую азот распределяется по трубопроводам для удаления из внутренних полостей всех элементов установки атмосферного воздуха. С помощью насосной системы 4 каждый жидкий компонент нагнетается по трубопроводу в свою емкость 1-1 для жидкого компонента. В случае использования в составе получаемой добавки порошкообразного компонента заданное количество одного из жидких компонентов по трубопроводам через насосную систему 4 подается в емкость 2 для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов, куда затем загружается необходимое количество порошкообразного компонента. Взвешенные в воздухе частицы порошкообразного компонента, образующиеся над поверхностью жидкого компонента при загрузке его в емкость 2 для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов, засасываются вакуумным ресивером (на чертеже не показан) и осаждаются на поверхности содержащегося в нем жидкого компонента. Перекачивающий насос 6 выполняет перекачку смеси жидкого компонента и порошкообразного компонента по циркуляционному контуру, обеспечивая получение однородной смеси.
1
N
Полученная смесь жидкого и порошкообразного компонентов из емкости 2 для смешивания жидкого и порошкообразного компонентов нагнетается по трубопроводам через насосную систему 4 в емкость 3 для получения смеси, в которую по трубопроводам из емкостей 1-1 для жидкого компонента через насосную систему 4 поступают заданные количества остальных жидких компонентов. Далее оператор установки с помощью клапана (на чертеже не показан) подает по трубопроводу азот под давлением из азотного ресивера 5 в барботажный коллектор 7. Выходящий из барботажного коллектора 7 азот приводит к интенсивному перемешиванию смеси компонентов в емкости 3 для получения смеси и удалению из нее воздуха и содержащегося в нем кислорода, обеспечивая получение однородной и химически стабильной смеси.
1
N
При превышении давления в емкостях 1-1 для жидкого компонента или в емкости 3 для получения смеси заданного значения открывается клапан 10
1
N
атмосферной магистрали и закрывается клапан 12 азотной магистрали дыхательного клапана 8, в результате чего указанные емкости через дренажные трубопроводы, дыхательный клапан 8 и устройство 9 улавливания паров сообщаются с атмосферой, обеспечивая понижение в них избыточного давления. При этом пары компонентов и получаемой смеси улавливаются устройством 9 улавливания паров, что предотвращает экологически опасные выбросы в атмосферу. В случае понижения давления в емкостях 1-1 для жидкого компонента или в емкости 3 для получения смеси до уровня, меньшего заданного значения, закрывается клапан 10 атмосферной магистрали и открывается клапан 11 азотной магистрали дыхательного клапана 8 и в указанные емкости из азотного ресивера 5 через дыхательный клапан 8 по дренажным трубопроводам поступает азот, предотвращая попадание в них влаги и атмосферного воздуха.
1
N
При необходимости корректировки процентного содержания компонентов в составе готовой смеси необходимое количество того или иного компонента из соответствующей емкости 1-1 для жидкого компонента по трубопроводам через насосную систему поступает в емкость 3 для получения смеси, после чего вновь осуществляют импульсный барботаж смеси подачей азота в барботажный коллектор 7 из азотного ресивера 5.
Полученная добавка к моторному топливу из емкости 3 для получения смеси по трубопроводам через насосную систему 4 отгружается потребителю.
Слив остатков жидких компонентов и полученной добавки из полостей всех элементов установки обеспечивает азотный ресивер 5.
1
5
Заявителем создан опытный образец установки для получения добавки к моторному топливу, являющейся предметом настоящей полезной модели, и проведены его испытания для целей получения добавки к моторному топливу на основе алифатических спиртов C-C, простых эфиров, ароматических аминов и высокооктановых углеводородов. Опытный образец установки показал возможность получения добавки к моторному топливу, характеризующейся достаточно высокой химической стабильностью и однородностью получаемой смеси. Введение такой добавки в бензин повышает его октановое число, увеличивает термоокислительную стабильность и противокоррозионные свойства, а также снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания.
Таким образом, настоящая полезная модель обеспечивает повышение однородности и химической стабильности получаемой смеси, а также повышение пожаро-взрывной безопасности процесса эксплуатации установки.