Печать

Эмульсионные топливные композиции (ЭТК)


В последние годы теплоэнергетика Украины испытывает острый недостаток жидких энергоносителей на основе продуктов переработки нефти. Вследствие этого работают не на полную мощность и даже выведены из эксплуатации газо-мазут­ные блоки крупнейших электростанций, таких как Углегорская, Славянская и др.

В то же время на нефтеперегонных заводах не находит применения огромное количество сверхтяжелых нефтяных фракций в виде гудронов, выход которых составляют до 25 % от общего количества перерабатываемой нефти. Только на двух крупнейших нефтеперерабатывающих заводах — Кременчугском и Лисичанском, работающих к тому же на 30 % своей мощности, годовой выход гудрона достигает 3 млн. тонн. Кроме того, внедрение современных технологий переработки нефти, направленных на повышение выхода легких фракций при дистилляции нефти, приводит к резкому ухудшению вязкостных свойств мазутов, которые выпускаются в виде т.н. высоковязкого компонента (ВВК), вследствие чего использование его в теплоэнергетике связано со значительными трудностями. Наиболее рациональным решением этой проблемы является использование топлива в виде ЭТК.

ЭТК — это новый вид жидкого топлива, представляющий собой эмульсию нефтепродуктов с тонкодиспергированной водной фазой, в которую при необходимости вводятся специальные химические добавки.

В качестве основы для приготовления ЭТК могут быть использованы тяжелые нефтепродукты: топочный мазут, высоковязкий компонент (ВВК) или гудрон.

ЭТК — это самое экономичное топливо на основе тяжелых нефтепродуктов. Оно позволяет использовать вместо дефицитного топочного мазута более дешевый (на 16-20 %) высоковязкий компонент (имеющий ту же калорийность), производство которого, например, на Кременчугском НПЗ на порядок превышает выпуск мазута. Далее, при использовании ЭТК существенно снижается сажеобразование в процессе горения топлива, загрязненность поверхностей нагрева в котлах уменьшается в 1,5-2 раза, что сокращает эксплуатационные расходы на котлоочистку.

ЭТК имеет существенно лучшие реологические характеристики по сравнению с тяжелыми фракциями продуктов нефтепереработки, что предопределяет возможность более эффективного их использования в теплоэнергетике. Улучшение реологии позволяет избежать дополнительных затрат на перегрев топлива перед форсункой.

ЭТКэкологически чистое топливо. Его применение позволяет существенно уменьшить выбросы в атмосферу сажи, вторичных углеводородов, монооксида углерода, оксидов азота.

Наличие в ЭТК тонкодиспергированной и равномерно распределенной по объему водной фазы способствует улучшению и ускорению процесса сжигания топлива. При сжигании эмульсий в результате микровзрывов капель воды возникают очаги турбулентных пульсаций, благодаря которым факел увеличивается в объеме, более полно заполняя топочную камеру. Интенсивность подвода окислителя в реакционную зону возрастает, в результате чего увеличивается скорость выгорания факела.

Получение ЭТК и широкое использование их в большой и малой энергетике может существенно снизить в нашей стране дефицит качественного жидкого топлива.

ВОЗМОЖНОСТИ
В ОБЛАСТИ ЭМУЛЬСИОННЫХ
ТОПЛИВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

В НПО «Хаймек» в 1995 г. была организована лаборатория коллоидных систем. Основной задачей этой лаборатории является создание теоретической базы и разработка технологических решений для получения новых видов жидкого топлива в виде эмульсий, альтернативных традиционным жидким энергоносителям.

НПО «Хаймек» располагает техническими решениями, в соответствии с которыми для снижения вязкости и плотности тяжелых нефтяных фракций предусматривается вводить в их состав воду (до 10-35 % по объему) и химические добавки, гомогенизировать систему и получать эмульсию с необходимыми значениями реологических параметров.

Такие композиции, как показал наш опыт, обладают приемлемой вязкостью, стабильностью во времени, достаточно высокой теплотой сгорания (> 7000-7500 ккал/кг) и практически не требуют затрат на переоборудование существующих энергетических газомазутных установок.

Наиболее важной задачей в плане приготовления и использования топлив на основе коллоидных систем является поиск эффективных, доступных и дешевых химических добавок, которые обеспечивали бы такому топливу необходимые реологические и потребительские свойства (низкую вязкость, высокую стабильность во времени).

Компонентами эмульсионных топлив, определяющими их реологические характеристики и позволяющими превращать тяжелые и сверхтяжелые нефтяные фракции в технологически приемлемое и экологичное топливо, являются поверхностно-активные вещества (эмульгаторы, пластификаторы, стабилизаторы), широкий спектр которых разработан в НПО «Хаймек». Они отличаются от существующих простотой изготовления и дешевизной.

НПО «Хаймек» располагает техническими решениями, в соответствии с которыми для получения химических добавок используется дешевое и доступное сырье — бурый уголь, запасы которого в нашей стране велики. Способы получения химических добавок из бурого угля являются «know-how» НПО «Хаймек».

Эмульгаторы на основе солей сульфи­рованных гуминовых кислот показали высокую эффективность при получении топливных эмульсий.

Стендовая установка

Блок-схема пилотной установки
приготовления ЭТК на основе ВВК

Для экспериментальных исследований по от­работке технологий приготовления ЭТК и получения опытных партий топлива на производственных площадях НПО смонтирована стендовая установка производительностью 200 л/ч, что позволяет предварительно оценить качество ЭТК, получаемой из топлива, поступающего Заказчику.

Физико-химические характеристики эмульсионных топлив
по сравнению с исходными углеводородными топливами

 

Вязкость,
Па.с при t = 80°C

Плотность,
г/см3 при t = 20°C

Гудрон

0,9 – 1,78

1,10

Высоковязкие компоненты (ВВК)

0,5 – 0,9

0,98 – 0,95

Мазут М-100

0,12 – 0,20

0,96

ЭТК на основе гудрона

0,11 – 0,25

0,93 – 0,95

ЭТК на основе ВВК

0,15 – 0,20

0,93 – 0,95

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ЭТК В ЭНЕРГЕТИКЕ

Установка по получению ЭТК

Установка по получению ЭТК на основе высоковязкого топочного мазута успешно эксплуатируется с 1995 года на ТЭЦ-1 г. Семипалатинска ПО «Алтай­энер­го». В результате работы установки в отопительном сезоне 1995-1996 г.г. было показано, что сжигание водомазутной эмульсии с содержанием воды до 25 % возможно при малых коэффициентах избытка воздуха (1,05-1,07). При этом резко снижается температура уходящих газов, КПД котла ПТВМ-50 увеличивается на 2-2,4 %. Установлено снижение загрязненности конвек­тивных поверхностей нагрева на 48 %.

В феврале 1997 года установка по получению ЭТК из высоковязкого компонента (вязкость при 80°C — 36°ВУ) внедрена на ЯНПЗ им. Д. И. Менделеева (г. Ярославль). Содержание водной фазы в композиции составляет 20-23 %. В период приемочных испытаний при одинаковых расходах мазута и ЭТК существенных изменений параметров работы котла ДКВР-10/13-250 не наблюдалось.

НАШИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

НПО «Хаймек» предлагает провести исследования исполь­зуемого на Вашем предприятии топлива; разработать технические предложения по приготовлению из него ЭТК применительно к Вашим условиям; поставить и смонтировать «под ключ» необходимое оборудование и обучить Ваш персонал работе на установке по получению ЭТК.

Расчет за оказанные услуги возможен после получения реального экономического эффекта от внедрения данной технологии. При этом может быть использована гибкая система оплаты, в том числе и взаимозачет.

 

Где купить мебель для дачи? Московский интернет-магазин мебели.