НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОСТРОЕНИЯ им. А. Н. Подгорного

Отдел нетрадиционных энерготехнологий

Энерготехнологический комплекс для исследования процессов производства и сжигания композиционных топлив

   Предназначен для отработки технологических регламентов производства и сжигания композиционных топлив с различными компонентными составами на основе метода гидрокавитационной активации. Этот метод позволяет создавать высококачественные эмульсии и суспензии, а также инициирует частичное протекание химических реакций, таких, как гидролиз, гидрогенизация, гидрокрекинг, что позволяет улучшать потребительские свойства композиционных топлив. Данный комплекс, схема которого представлена на рисунке, состоит из нескольких исследовательских и технологических модулей, таких, как модули предварительного измельчения твердой фазы и получения высококачественных эмульсий. Комплекс также укомплектован дезинтегратором грубого помола, устройством для гидрокавитационной обработки топливных эмульсий и суспензий, кавитатором, гидровихревыми смесителями и форсунками, горелочным устройством, системой термобарометрической и физико-химической диагностики, а также калориметрической бомбой.

Схема энерготехнологического комплекса для исследования процессов производства и сжигания новых видов жидких композиционных топлив

   Для приготовления и подготовки топлива к сжиганию в комплексе используются уникальные кавитационные устройства, разработанные для топлив с различными реологическими свойствами. Особенностью сжигания высоковязких и суспензионных композиционных топлив является сложность обеспечения их качественного распыливания. Для решения данной проблемы применяются гидровихревые и гидрокавитационные форсунки, способные обеспечивать ультрадисперсное распыливание, увеличивая этим площадь контакта топлива и окислителя в камере сгорания и интенсифицируя процессы горения.
   Энерготехнологический комплекс позволяет:
      • отрабатывать технологические регламенты производства и сжигания композиционных топлив с различными компонентными составами с учетом необходимой активации каждой стадии;
      • проводить исследования влияния различных факторов (таких как размер и форма частиц твердой фракции, размер капель водной фазы, качество распыла при сжигании, интенсивность гидрокавитационной обработки, количественное соотношение компонентов и др.) на физико-химические свойства топлива, его седиментационную устойчивость и энергоэкологические показатели процесса сжигания;
      • исследовать качество и потребительские свойства различных видов композиционных и других жидких топлив.
   Композиционные топлива, произведенные с использованием представленного комплекса, могут заменить природный газ и мазут на различных энергогенерирующих объектах, в том числе в коммунальном хозяйстве.
   Данный комплекс был испытан для отработки технологических регламентов при производстве и сжигании композиционных топлив на основе танкерных смывов, пиролизных топлив, угля, фенольной сточной воды, биоила и др. Экспериментальные исследования показали эффективность предложенных подходов и возможность применения созданных топлив в энергетическом секторе.