Физические
принципы получения и экономного сжигание водномазутных (водотопливных)
эмульсий топлива
(нефть, водно-мазутная смесь, водно-мазутно-органическая смесь,
однородный бензин, солярка...) иллюстрирует нижний рисунок.
| Обычное
топливо или водянисто-грязе-парафиновая топливная смесь.
Большая часть молекул топлива находится в полимеризованном
(связанном) состоянии. При поджигании этой смеси, процесс
горения начнется на активной стороне каждого большого,
«слипшегося» полимерного звена. При этом, процесс горения
будет тормозиться при столкновении с водяными полимерными
молекулами, а сгорание парафинов или серы будет не полным,
что приводит к замедлению горения, токсичным отходам и
неполному сгоранию топливной смеси (мазута) в целом. Степень
экономии мазута зависит только от дополнительных катализаторов,
дорогих специальных мазутных форсунок, и других аппаратных
методов. Несгоревший мазут откладывается на поверхностях
теплообменников и резко снижает кпд котла |
|
| |
| Размешивание,
такой смеси, даже интенсивное, незначительно, изменяет длину
полимеризированных молекул воды и топлива, временно перемешивает
смесь, но не разрушает парафиновые цепочки и не приводит
к созданию мелкодисперсной эмульсии. При этом, размешивание
требует длительного времени, больших затрат энергии, а время
для восстановления топлива до исходного состояния очень
короткое. Кавитационная обработка в ультрозвуковом поле,
приводит к целому ряду последствий - |
|
| |
- Молекулярные
полимерные цепочки органичекого топлива рвутся, при этом
образуется большое количество активных сторон молекул, которые
вступают в процесс окисления одновременно и значительно
быстрее.
- При дроблении молекул, с помощью кавитации, происходит
разрыв связей самих молекул, с образованием свободных радикалов,
которые имеют гораздо большую способность к возгоранию,
чем замкнутые молекулы. (Такое явление принципиально не
возможно при любом размешивании).
- Полимерные цепочки молекул воды разрушаются, вода переходит
в мелкодисперсное состояние (что не тормозит горение так
как крупные вкрапления воды) с образованием свободных радикалов
H и OH, которые участвуют в процессе горения значительно
активнее и образуют нестабильные, легко окисляемые соединения
со свободными радикалами органического топлива.
- Полимерные цепочки серы и парафинов не только рвуться,
что так же ускоряет горение полученной эмульсии, но сера
и парафин, в мелкодисперсном виде и в просессе кавитационного
дробления, образуют Поверхностно-Активные-Вещества (ПАВ),
которые, как контейнер окружают микрочастицы эмульсии и
препятствуют их дальнейшему слипанию..
Физически, когда микро капсула с водой влетает в раскаленный
мазутный котел, "капля" не испаряется а взрывается.
При этом
- происходит дополнителное перемешивание горящего мазута
- выделяется атомарный кислород и водород который является
и дополнительным топливом и окислителем
Таким образом, разницу между горением обычного сухого мазута
и водо-мазутной смеси, можно сравнить как разницу в горении
– деревянной доски и равной по массе куче спичек.
Если
мазут содержит влагу, то аналогия более интересна –
влажная доска и куча спичек с рюмкой бензина…
... все эти факторы и приводят к значительной экономии
мазута, увеличению к.п.д. котла, снижению вредных выбросов.
|
|
|
Ориентировочный
расчет
экономии мазута
в денежном выражении
При годовом
расходовании мазута 10.000 тонн и стоимости мазута 200 usd/тонна
в случае экономии 7% топлива
(оценка дана по минимальным значениям возможных изменений составляющих
эффективности – см. таблицу)
годовая экономия
мазута,
в денежном выражении , составит
10.000*200*0,07=$140.000
|
|
|