Способ сжигания топлива

(51) 23 1/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ смеситель с образованием смеси, включающей топливо и окислитель, которую подают в камеру сгорания и поджигают с последующим отводом продуктов сгорания, причем смесь образуют из топлива, окислителя, в качестве которого используют воздух и/или кислород,и энергоносителя, в качестве которого используют воздух и/или кислород, и/или газ, не являющийся окислителем, перед подачей в топливный смеситель окислитель и энергоноситель совмещают в компрессионном канале, образуя вторичный энергетический поток, который затем прессуют и ускоряют на выходном участке компрессионного канала. Способ позволяет снизить энергетические и материальные затраты и обеспечить экологичность сжигания топлива.(57) Изобретение относится к сжиганию топлива и может найти применение в бытовой технике,теплоэнергетике, на предприятиях по сжиганию и переработке отходов. Способ сжигания топлива включает одновременную подачу твердого и жидкого, или твердого и газообразного, или жидкого и газообразного топлива и окислителя, в качестве которого используют воздух, подаваемый под давлением, через каналы для топлива и окислителя в 23269 Изобретение относится к сжиганию топлива и может найти применение в бытовой технике,теплоэнергетике, на предприятиях по сжиганию и переработке отходов. Известен способ сжигания топлива, при котором воздушный поток разделяют на центральный и переферийный закрученные потоки, смешивают их с образованием циркуляционных зон и подают в эти зоны топливо, выходящий из зоны сгорания вихревой поток раскручивают,преобразуя кинетическую энергию вращательного движения в потенциальную энергию давления, разбавляют подавая дополнительные массы в начало процесса раскрутки и одновременно с разбавлением и раскруткой дожигают.(Пат.2 215 941, кл. 23 3/00, 2003) К недостакам известного способа относятся высокие энергетические и материальные затраты на его осуществление, так как нужно создавать дополнительные крутящие воздушные потоки. Смешение топлива, окислителя и отработанных газов осуществляется в камере сгорания, в связи с этим не удается получить оптимальную топливновоздушную смесь, что ведет к повышенному расходу топлива из-за неполного его сгорания и ухудшение экологических показателей. Кроме того способ имеет ограниченные функциональные возможности, так как не предусматривает использование в качестве жидкого топлива тяжелых углеводородов. Известен также способ сжигания топлива,включающий подачу топлива и воздуха(окислителя) через топливный и центральный воздушный каналы в смеситель с образованием топливно-воздушной смеси, которую подают в камеру сгорания и поджигают с последующим отводом продуктов сгорания, воздух подают под давлением 0,1-500 атм, при отводе продуктов сгорания осуществляют нагрев ими стенок камеры сгорания, часть отводимых продуктов сгорания подают в камеру сгорания для дожигания,осуществляют одновременную подачу твердого и жидкого, или твердого и газообразного, или жидкого и газообразного топлива, в смеситель дополнительно подают окислитель.(Пред. Пат.16863, 23 3/00, 2006) К недостаткам известного способа, также,относятся сравнительно повышенные энергетические и материальные затраты на его осуществление, так как он требует образования большого объема окислителя, сжатого воздуха, для образования оптимальной топливно-воздушной смеси. Кроме того, способ имеет ограниченные функциональные возможности так как не предусматривает использование сжатых газов, не являющихся окислителями или топливом. Задачей изобретения является создание универсального способа сжигания топлива,позволяющего снизить энергетические и материальные затраты,расширить его функциональные возможности и обеспечить экологичность процесса сжигания. 2 Техническим результатом изобретения является снижение энергетических и материальных затрат,расширение функциональных возможностей и обеспечение экологичности процесса сжигания топлива. Это достигается тем, что в предлагаемом способе сжигания топлива, включающем одновременную подачу твердого и жидкого, или твердого и газообразного, или жидкого и газообразного топлива и окислителя, в качестве которого используют воздух, подаваемый под давлением,через каналы для топлива и окислителя в смеситель с образованием смеси, включающей топливо и окислитель, которую подают в камеру сгорания и поджигают с последующим отводом продуктов сгорания, согласно изобретению смесь образуют из топлива, окислителя, в качестве которого используют воздух и/или кислород,и энергоносителя, в качестве которого используют воздух и/или кислород, и/или газ, не являющийся окислителем, перед подачей в топливный смеситель окислитель и энергоноситель совмещают в компрессионном канале, образуя вторичный энергетический поток, который затем прессуют и ускоряют на выходном участке компрессионного канала. При этом, энергоноситель подают в компрессионный канал через центральный канал,энергоноситель подают в центральный канал под давлением 0,1-2000 атм. и температуре 10-600 С,окислитель подают в компрессионный канал при значениях давления от атмосферного до 50 атм. Технический результат обеспечивается созданием вторичного ускоренного потока,образованного при совмещении окислителя и энергоносителя, и образованием топливной смеси,включающей топливо, окислитель и энергоноситель,а также использованием в качестве топлива и энергоносителя дешевых отходов химических и пищевых производств. Предлагаемый способ сжигания топлива реализуют следующим образом. Способ поясняется схемой, представленной на чертеже. На чертеже позиции обозначены 1 центральный канал для подачи энергоносителя 2 периферийные каналы для подачи окислителя 3 компрессионный канал для образования вторичного ускоренного потока и подачи его в смеситель 4 топливный смеситель 5 - каналы для подачи топлива 6 - камера сгорания, 7, 8 - каналы для подачи дополнительного окислителя в смеситель 4. В смесителе 4 образуют смесь из топлива,окислителя, в качестве которого используют воздух и/или кислород и энергоносителя, в качестве которого используют воздух или кислород и/или газ, который не является окислителем (например,водяной пар из парового котла или азот, как побочный продукт при производстве кислорода или топливный газ, метан), перед подачей в смеситель 4 окислитель и энергоноситель совмещают в компрессионном канале 3, образуя вторичный поток, который затем прессуют и ускоряют на выходном участке канала 3. 23269 Энергоноситель подают в центральный канал 1 под давлением 0,1-2000 атм. при температуре 10600 С. Подачу окислителя осуществляют через периферийные каналы 2 при значениях давления от атмосферного до 50 атм. Компрессию, смешение и ускорение окислителя осуществляют посредством энергии ускоренного потока энергоносителя. При необходимости в смеситель 4 через каналы 7 подают дополнительный окислитель или топливо. Осуществляют одновременную подачу твердого и жидкого или, твердого и газообразного, или жидкого и газообразного топлива и окислителя(например, твердое топливо порошкообразный уголь, жидкое топливо мазут, легкие, тяжелые масла, дизельное топливо, керосин, бензин, газовые конденсаты, топливно-водяные эмульсии, отходы химических и пищевых производств, газообразное топливо например, пропан, метан,) через канал 5 и вторичного энергетического газового потока,образованного из окислителя и энергоносителя через компрессионный канал 3 в смеситель 4. Затем через выходной канал смесителя 4 ускоренный поток смеси, образованной из топлива,окислителя, и энергоносителя подают в камеру сгорания 6, и поджигают с последующим отводом продуктов сгорания. При этом в камере сгорания 6 происходит реакция высокотемпературного окисления топлива. Каналы 7,8 могут отсутствовать. Для сравнения с ближайшим аналогом приводим таблицу. Способ по ближайшему аналогу Предлагаемый способ Как видно из таблицы предлагаемый способ сжигания топлива позволяет за счет создания топливной смеси, образованной из топлива, в качестве которого могут быть использованы отходы химических производств и энергоносителя, в качестве которого могут быть использованы сопутствующие источники энергии химических производств и окислителя, и подачи окислителя и энергоносителя в виде вторичного ускоренного потока, обеспечить возможность снижения расхода топлива на 25-50 и материальных затрат на 50,а полнота сгорания топлива, составляющая 9099,9,позволяет утилизировать отходы химических, например, нефтеперерабатывающих заводов, и обеспечить экологичность процесса сжигания топлива за счет исключения загрязнения атмосферы летучими продуктами сгорания топлива. Высокая универсальность предлагаемого способа и расширение сто функциональных возможностей обеспечивается возможностью создания различных вариантов комбинированных топливных смесей,включающих отходы химических и пищевых производств (пищевые масла), используемых в качестве топлива и сопутствующих источников сжатых газов, не являющихся окислителями или топливных газов,например, метана, используемых в качестве энергоносителей. Пример 1. В смесителе 4 образуют смесь из топлива, в качестве которого используют кислый мазут,окислителя, в качестве которого используют воздух,и энергоносителя, в качестве которого используют водяной пар от парового котла, используемого для разогрева нефти на нефтеперерабатывающем заводе. Готовый объем топливной смеси на единицу затраченной энергии,100 Перед подачей в смеситель 4 окислитель всасывается в компрессионный канал 3, образуя энергетический поток, который затем прессуется и ускоряется на выходном участке канала 3. Энергоноситель подают в центральный канал 1 под давлением 15 атм. при температуре 300 С. Подачу окислителя - воздуха осуществляют через каналы 2 при атмосферном давлении. Компрессию, смешение и ускорение окислителя осуществляют посредством энергии ускоренного потока энергоносителя. Осуществляют одновременную подачу топлива через канал 5 и вторичного энергетического потока,образованного из окислителя и энергоносителя через компрессионный канал 3 в смеситель 4. Затем через выходной канал смесителя 4 ускоренный поток смеси, образованный из топлива,окислителя и энергоносителя подают в камеру сгорания 6 и поджигают с последующим отводом продуктов сгорания. При этом, в камере сгорания 6 происходит реакция высокотемпературного окисления топлива. Получают в смесителе 4 180 готового объема топливной смеси на единицу затраченной энергии. Полнота сжигания топлива составляет 99. Пример 2. Способ осуществляют по методике примера 1. В качестве топлива используют смесь тяжелых и легких отработанных масел, компрессорных,автомобильных. В качестве окислителя используют воздух,который подают в периферийные каналы 2 при атмосферном давлении. В качестве энергоносителя используют метан, который подают в центральный канал 1 при давлении 25 атм. и температуре 150 С. 3 23269 Получают в смесителе 4 200 готового объема топливной смеси на единицу затраченной энергии. Полнота сжигания топлива составляет 99,8. Пример 3. Способ осуществляют по методике примера 1. В качестве топлива используют дизельное топливо. В качестве окислителя используют воздух,который подают в периферийные каналы при давлении 50 атм. В качестве энергоносителя используют воздух,который подают в центральный канал при давлении 100 атм. при температуре 100 С. Получают в смесителе 4 120 готового объема топливной смеси на единицу затраченной энергии. Полнота сжигания составляет 99,9. Таким образом, предлагаемый способ сжигания топлива позволяет снизить энергетические и материальные затраты, расширить функциональные возможности и обеспечить экологичность сжигания топлива. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сжигания топлива, включающий одновременную подачу твердого и жидкого, или твердого и газообразного, или жидкого и газообразного топлива и окислителя, в качестве которого используют воздух, подаваемый под давлением, через каналы для топлива и окислителя в смеситель с образованием смеси, включающей топливо и окислитель, которую подают в камеру сгорания и поджигают с последующим отводом продуктов сгорания, отличающийся тем, что смесь образуют из топлива, окислителя, в качестве которого используют воздух и/или кислород, и энергоносителя, в качестве которого используют воздух и/или кислород, и/или газ, не являющийся окислителем, перед подачей в топливный смеситель окислитель и энергоноситель совмещают в компрессионном канале, образуя вторичный энергетический поток, который затем прессуют и ускоряют на выходном участке компрессионного канала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окислитель подают в компрессионный канал при значениях давления от атмосферного до 50 атм. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что энергоноситель подают в компрессионный канал через центральный капал. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что энергоноситель подают в центральный канал под давлением 0,1-2000 атм. и температуре 10-600 С.