ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
FUEL COMPOSITION

Изобретение относится к котельному топливу на основе углеродсодержащих соединений, а также к утилизации отходов производства растительных масел и позволяет расширить ассортимент котельных топлив.
Наиболее близким по технической сущности является котельное топливо (патент РФ №2500792, C10L 1/04, 2013 г.), содержащее тяжелую нефтяную фракцию и стабилизатор, в качестве которого используют отход производства растительных масел - карбоксилат натрия, при следующем соотношении компонентов, % масс.:
карбоксилат натрия
20-30
тяжелая нефтяная фракция
остальное
Недостатками этого топлива является низкая стабильность и высокое содержание серы.
Задачей изобретения является разработка топливной композиции высокого качества, состав которой повышает ассортимент котельных топлив.
Техническим результатом является топливная композиция, обладающая высокой стабильностью, низким содержанием серы и золы и повышающая ассортимент котельных топлив.
Технический результат достигается тем, что топливная композиция содержит карбоксилата натрия и углеродсодержащее соединение - угольную пыль при следующем соотношении компонентов, % масс.:
Карбоксилат натрия
40-50
Угольная пыль
остальное
Одним из компонентов предлагаемой топливной композиции является карбоксилат натрия, представляющий собой натриевые соли жирных кислот, получаемые при переработке щелочных отходов, которые образуются при обработке растительных масел едким натром. Это пастообразное вещество светло-коричневого или коричневого цвета, содержащее не менее 25% жиров, 9-28% мыл и 0,2-0,4% свободной щелочи.
Содержание в топливной композиции карбоксилата натрия обеспечивает устойчивую топливную эмульсию, повышает ее стабильность при сохранении высокими таких технических показателей, как теплота сгорания и содержание серы и золы в топливе.
Вторым компонентом предлагаемой топливной композиции является угольная пыль, являющаяся отходом следующих стадий добычи угля: бурение шурфов, взрывные работы, отбойка угля комбайнами, погрузка и транспортировка угля. Угольная пыль обеспечивает высокую теплоту сгорания, устойчивую стабильность и низкое содержание серы.
Кроме того, предложенная композиция позволяет утилизировать отходы производства растительных масел и добычи угля, а также расширить ассортимент котельных топлив.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемый технический результат, а именно увеличить стабильность топливной композиции, снизить содержание серы и золы, а также расширить ассортимент котельных топлив.
Топливную композицию получают путем нагревания карбоксилата натрия до 60-70°C, добавления угольной пыли при постоянном перемешивании. Затем полученную смесь продолжают перемешивать при этой температуре до устойчивой эмульсии в течение 30-40 минут.
3
80
Качество получаемой топливной композиции иллюстрируют нижеприведенные примеры. В качестве компонентов использовали: карбоксилат натрия производства ОАО «Краснодармаслозавод» и угольную пыль ООО «Минерале трейд», г. Ростов на Дону. Угольная пыль имеет следующие характеристики: насыпная плотность - 685 кг/м, влажность - 3,2%, тонкость помола 50-90 мкм, зольность - 1,8%. Топливную композицию получали на опытной установке ОАО «Краснодарэконефть», снабженной скоростной мешалкой (до 3000 об/мин), резервуарами, насосами и трубопроводами. Полученной топливной композиции определяли вязкость условную ВУ по ГОСТ 6258, теплоту сгорания по ГОСТ 21261, массовую долю серы по ГОСТ P51947, зольность по приложению 1 к ГОСТ 10585, а также стабильность по его расслаиваемости.
Пример №1
45 % масс. карбоксилата натрия нагревали до 65°C в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, и добавляли 55 % масс. угольной пыли при постоянном перемешивании. Затем перемешивание продолжали при этой температуре в течение 35 минут. Полученную топливную композицию анализировали. Результаты анализов представлены в таблице.
Пример №2
40 % масс. карбоксилата натрия нагревали до 60°C в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, и добавляли 60 % масс. угольной пыли при постоянном перемешивании. Затем перемешивание продолжали при этой температуре в течение 40 минут. Полученную топливную композицию анализировали. Результаты анализов представлены в таблице.
Пример №3
50 % масс. карбоксилата натрия нагревали до 70°C в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, и добавляли 50 % масс. угольной пыли при постоянном перемешивании. Затем перемешивание продолжали при этой температуре в течение 30 минут. Полученную топливную композицию анализировали. Результаты анализов представлены в таблице.
Пример №4 (сравнительный)
35 % масс. карбоксилата натрия нагревали до 65°C в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, и добавляли 65 % масс. угольной пыли при постоянном перемешивании. Затем перемешивание продолжали при этой температуре в течение 35 минут. Полученную топливную композицию анализировали. Результаты анализов представлены в таблице.
Пример №5 (сравнительный)
55 % масс. карбоксилата натрия нагревали до 65°C в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, и добавляли 45 % масс. угольной пыли при постоянном перемешивании. Затем перемешивание продолжали при этой температуре в течение 35 минут. Полученную топливную композицию анализировали. Результаты анализов представлены в таблице.
Пример №6 (по прототипу)
25 % масс. карбоксилата натрия нагревали до 65°C и смешивали с 75 % масс. мазута M-100, предварительно нагретого до 65°C, в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, и перемешивали при этой температуре в течение 35 минут. Полученное котельное топливо анализировали. Результаты анализов представлены в таблице.
Для сравнения в таблице приведены показатели качества традиционного котельного топлива - мазута M-100.
Представленные результаты демонстрируют высокое качество предложенной топливной композиции. Она обладает высокой стабильностью, низким содержанием серы и золы. Более низкое содержание серы в топливе в сравнении с прототипом и мазутом M-100 снижает коррозионное влияние топлива на оборудование. Низкая зольность топливной композиции обусловлена тем, что тонкость помола угольной пыли обеспечивает вынос золы с отходящими газами. Несмотря на то что низшая теплота сгорания ниже, чем у прототипа, а вязкость выше, эти показатели лучше, чем у традиционного котельного топлива - мазута M-100. Кроме того, следует отметить, что низкие температуры в процессе приготовления экономят энергоресурсы, а предложенный состав топливной композиции расширяет ассортимент котельных топлив.
Таблица
Свойства и качество топливной композиции
Пример №
Содержание компонентов в топливной композиции, % масс.
Показатели качества
карбоксилат натрия
угольная пыль
теплота сгорания низшая, кДж/кг
вязкость условная, ВУ<sub>80</sub>
стабильность, сут
массовая доля серы, %
зольность, % масс.
1
45
55
39940
4,87
517
0,82
0,06
2
40
60
39952
5,10
525
0,81
0,06
3
50
50
39947
4,95
530
0,80
0,06
4 ср
35
65
39980
5,86
505
0,81
0,06
5 ср
55
45
39670
4,92
530
0,80
0,06
6 пр
25
75 мазут топочный М-100
40895
4,00
440
1,5
0,10
Мазут М-100
39900
не более 16
не нормируется
не более 2,0
не более 0,14