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 топлива с жидким золоудалением, которое содержит корпус, свод, отверстия для отвода газообразного теплоносителя и загрузки топлива, канал для вывода шлака, пояс фурм с соплами, расстояние между осями которых равно (10-50)d по горизонтали, где d - диаметр сопел фурм (Авторское свидетельство на изобретение SU 1749629 А1, МПК F23J 1/08. Устройство для сжигания топлива с жидким золоудалением / А.Б. Борисович, В.О. Чургель, В.Р. Гребенников, А.О. Чургель; Заявлено 15.08.1990; Опубл. 23.07.1992).
Устройство работает следующим образом.
В топку через фурмы 4 вдувают газообразный окислитель ниже поверхности шлакового расплава, при этом шлаковая ванна разделяется на верхнюю - продуваемую зону и нижнюю - отстойную. Сверху в продуваемую зону шлаковой ванны загружают твердое топливо, происходит замешивание угля в продуваемой зоне шлака.
В интенсивно перемешиваемой продуваемой зоне происходит горение топлива и образование горячих продуктов сгорания (теплоносителя), которые выводятся через отверстие. Образующийся при этом шлак отводится из отстойной зоны ванны через канал шлакоприемника.
Недостатком данного устройства являются низкая эффективность сжигания твердого топлива и повышенные выбросы оксидов азота при его сжигании. Это обусловлено тем, что сжигание твердого топлива происходит при достаточно высокой температуре, достигаемой в зоне горения, что приводит к повышенному выбросу оксидов азота, тем самым экологическая эффективность устройства значительно снижается.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному 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. - №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, проложен в канале дымохода.
Устройство работает следующим образом. Жидкое топливо по подающему трубопроводу при помощи насоса направляют в фильтр. В фильтре жидкое топливо очищают от механических примесей и далее направляют по участку трубопровода, проложенному в канале дымохода (длиной 50÷400 м), в котором подогревают до необходимой температуры за счет теплоты дымовых газов, уходящих из теплоиспользующего агрегата через дымоход в дымовую трубу и далее в атмосферу. Подогретый обводненный мазут направляют в диспергатор, в котором из него приготавливают однородную эмульсию, которую подают 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 качество 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 достигаемая 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) в зоне горения значительно высока, что также приводит к повышенному выбросу оксидов азота, в результате чего снижается экологическая эффективность устройства.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение экологической эффективности сжигания жидкого топлива в устройстве.
Для решения поставленной задачи в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем 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, согласно полезной модели устройство дополнительно оборудовано эмульгатором, установленным в трубопроводе, а также снабжено инжектором с обратным клапаном, установленным в топке. Через инжектор с обратным клапаном подается холодный воздух с температурой ниже 25°С.
Признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, согласно полезной модели, является то, что устройство дополнительно оборудовано эмульгатором, установленным в трубопроводе, а также снабжено инжектором с обратным клапаном, установленным в топке.
Благодаря указанному отличительному признаку существенна экологическая эффективность сжигания жидкого топлива. Это объясняется тем, что поступающее жидкое топливо в топку, предварительно проходит через эмульгатор, где образуется однородная смесь жидкого топлива, подтоварных вод и обводненных мазутов, что повышает полноту сгорания и снижает выбросы вредных веществ. Через инжектор с обратным клапаном поступает холодный воздух в топку, тем самым снижая температуру в топке, что в свою очередь снижает энергию активации реакции, при которой становится возможным образование оксидов азота, а также поступающий холодный воздух создает избыток воздуха, при котором снижается количество продуктов неполноты сгорания.
Сущность решения поясняется чертежом (Фиг. 1), где схематично изображено устройство для сжигания жидкого топлива.
Устройство работает следующим образом.
Жидкое топливо по подающему трубопроводу 8 поступает в фильтр 9 при помощи насоса 7. В фильтре 9 жидкое топливо очищается от механический примесей и далее проходит по участку трубопроводу 8, проложенному в канале дымохода 5 (длиной 50-100 м), где подогреваются до необходимой температуры за счет тепла дымовых газов, уходящих из агрегата 1 через дымоход 5 в дымовую трубу 4. Подогретое топливо поступает в диспергатор 6, в котором измельчается топливо, измельченное топливо поступает в эмульгатор 10, где образуется однородная эмульсия, подаваемая на форсунку 2, где происходит распыление и сжигание полученной эмульсии в топке 3 агрегата 1. Во время горения через инжектор с обратным клапаном 11 подается холодный воздух в топку 3.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит снизить образование оксида углерода и оксидов азота и тем самым повысив экологическую эффективность сжигания жидкого топлива.