НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОСТРОЕНИЯ им. А. Н. Подгорного

Отдел нетрадиционных энерготехнологий

Гидрокавитационная СВЧ-плазменная технология замены газа на энергетических объектах

Гидрокавитационный преобразователь

   Технология получения и сжигания композиционных топлив основана на применении метода гидрокавитационной активации, научно-практические основы применения которого разработаны в ИПМаш НАН Украины. На стадии производства таких топливных эмульсий и суспензий (в случае наличия твердой фазы) используются гидрокавитационные преобразователи (рис. 1), а на стадии сжигания – гидровихревые форсунки (рис. 2), обеспечивающие ультрадисперсное распыливание. Повышение эффективности сжигания топлив достигается применением СВЧ-плазменной активации (рис. 3).

   В состав получаемых композиционных топлив могут входить некондиционные углеводороды, в том числе застаревший мазут, танкерные смывы, кубовые остатки, а также уголь, биомасса, промышленные стоки и др.

   Применение гидрокавитационного метода при производстве композиционных топлив позволяет получать высококачественные топливные эмульсии или суспензии, в первую очередь, за счет активации химико-технологических процессов, обеспечивающих протекание химических реакций с частичным гидролизом, гидрогенизацией и гидрокрекингом. Это становится возможным благодаря тому, что гидродинамическая кавитация в обрабатываемых жидких средах на водной основе или с добавлением воды переводит ее молекулы в возбужденное состояние с последующим частичным расщеплением на Н+ и гидроксильную группу ОН−, наличие которых в условиях высоких локальных температур и давлений в зонах схлопывания кавитационных пузырьков обеспечивает протекание вышеперечисленных реакций.

   Такой подход позволяет при незначительных затратах получить дополнительную энергию и решить экологическую проблему утилизации отходов.

Рис. 2 – образцы гидровихревых форсунок
Образцы гидровихревых форсунок

Рис. 3 – cтенд для исследования процессов гидрокавитационного
и СВЧ-плазменного методов активации процессов горения низкореакционных топлив
Стенд для исследования процессов

   Разработаны научно-практические основы создания гидрокавитационных преобразователей и гидровихревых форсунок, позволяющих производить и сжигать композиционные топлива с различными компонентными составами. Комплексное применение гидрокавитационного и СВЧ-плазменного методов активации химико-технологических процессов обеспечивает существенное улучшение энергоэкологических показателей сжигания композиционных топлив, в том числе на основе отходов.

   Технология производства и сжигания композиционных топлив позволяет заменять традиционные углеводородные топлива, в частности природный газ и мазут, на различных энергогенерирующих объектах, в том числе в коммунальном хозяйстве.

   Технология апробирована при производстве и сжигании композиционных топлив на основе танкерных смывов, пиролизных топлив, угля, фенольной сточной воды, биоила и др. Гидровихревые форсунки прошли апробацию на широком спектре композиционных топлив, в том числе на таком труднораспыливаемом и низкореакционном топливе, как водоугольное, обеспечив его горение без подсветки с высокими экологическими показателями.