Патент на изобретение №2380147

(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СУСПЕНЗИИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к получению многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля, и воды и может быть использовано в энергетической промышленности, а также в транспортной промышленности, сельском хозяйстве и медицине. На первой стадии приготовления мазут и/или уголь с естественной влажностью и размерами частиц загружают в измельчающее устройство с многоступенчатым ротором, куда одновременно подают воду. Компоненты подают под давлением до 60 атм. и обрабатывают при температуре до 100 градусов С. Окончательную обработку производят в дополнительной камере турбулентно кавитирующим воздействием с одновременным диспергированием и омагничиванием компонентной суспензии. Установка содержит основной полый объемный корпус с многоступенчатым ротором и дополнительный полый объемный корпус, который открытым торцом совмещен с торцом основного корпуса и выполнен с магнитными камерами, внутри одной из которых установлен ротор с ячейками для кавитации, а во второй камере установлен рабочий орган для перемешивания и диспергирования. Технический результат состоит в повышении эффективности образования суспензии. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля, и воды и может быть использовано в энергетической промышленности, сельском хозяйстве, и в медицине.

Известен способ переработки компонентов путем разделения их на легкую и тяжелую фракции, риформинга легкой фракции при повышенной температуре и давлении, экстракции продуктов с получением ароматических углеводородов и рафината, смешения рафината и тяжелой фракции вторичного риформинга смеси при повышенной температуре и давлении. (RU 2080353, кл. C10G 59/06, 27.05.1997).

Однако в данном способе происходит усиленная реакция крекинга, что обусловлено низкой селективностью превращения углеводородов, входящих в состав рафината, а также накоплением в циркулирующем потоке трудно реформируемых углеводородов.

Известен способ переработки и разделения многокомпонентной смеси, преимущественно углеводородного состава, включающий подачу жидкого продукта под вакуумом с разделением на парогазовую и жидкую фазы, откачку из нее газов и паров струйным вакуумсоздающим устройством с последующим разделением ее путем конденсации на жидкую и не сконденсированную парогазовую фракции с отводом последней на утилизацию (заявка WO 96/05900, кл. B01D 3/10, C10G 7/06, 1996 г.).

Недостатком способа является использование конденсата из сепаратора в качестве активной жидкости струйного вакуумсоздающего устройства, что приводит к многократному его накоплению загрязняющими компонентами, что значительно ухудшает качество готового продукта и приводит к дополнительным затратам на его доочистку.

Наиболее близким к способу переработки углеводородных смесей по технической сути изобретения является способ перегонки углеводородных смесей (сырой нефти, бензина и др.), включающий подачу под давлением с помощью насоса исходной жидкостной смеси в сопло жидкостно-газоструйного истечения жидкостной смеси в камеру (RU 2087178, кл. C10G 7/06, 20.08.1997 г.).

Известно техническое решение для переработки многокомпонентной смеси путем разделения ее на легкую и тяжелую фракции, риформинга легкой фракции при повышенной температуре и давлении, экстракции продуктов с получением ароматических углеводородов и рафината, смешения рафината и тяжелой фракции вторичного риформинга смеси при повышенной температуре и давлении с получением высокооктанового компонента, при этом из рафината предварительно выделяют фракцию, выкипающую от 90 до 103 градусов С, и смешивают ее с тяжелой фракцией (RU 2080353, кл. C10G 59/06, 27.05.1997).

Наиболее близким к установке для переработки многокомпонентных жидкостных смесей по технической сущности изобретения является установка для перегонки многокомпонентных органических смесей, включающая подающий насос вакуумсоздающее устройств, горизонтальную камеру, напорную и сливную магистрали и контролирующие приборы (RU 2166528, кл. C10G 7/06, (29.06.1999).

Недостатком описанного устройства является недостаточно высокая эффективность его работы, связанная с большой материалоемкостью и излишними энергозатратами, а в конструктивном исполнении – со сложностью компоновки.

Технической задачей предложенного способа приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля, и воды является расширение функциональных возможностей за счет использования многокомпонентной суспензии в различных отраслях промышленности. Техническая задача обеспечивается тем, что способ приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля, и воды характеризуется тем, что на первой стадии приготовления мазут и/или уголь с естественной влажностью и размерами частиц загружают в измельчающее устройство, выполненное в виде полого объемного корпуса с соосно установленным в нем многоступенчатым ротором, куда одновременно с загрузкой мазута и/или угля подают воду, при этом компоненты подают под давлением до 60 атм. и обрабатывают при температуре до 100 градусов С, а окончательную обработку производят в дополнительной камере турбулентно-кавитирующим воздействием с одновременным диспергированием и омагничиванием компонентов суспензии.

При приготовлении суспензии на основе мазута и воды соотношение воды к мазуту лежит в пределах 20:80.

При приготовлении суспензии на основе угля и воды соотношение воды к углю лежит в пределах 20:80.

При приготовлении суспензии на основе трех компонентов – мазут, уголь и вода соотношение воды к мазуту и углю лежит в пределах 20:(40+40).

В случае приготовления многокомпонентной суспензии на основе только мазута и воды, компоненты пропускают через объемный фильтр и направляют в установку для омагничивания, перемешивания и диспергирования.

В случае приготовления многокомпонентной суспензии на основе только угля и воды компоненты направляют непосредственно, минуя объемный фильтр в установку для измельчения диспергирования и омагничивания.

В случае приготовления компонентов мазута, угля и воды компоненты загружают непосредственно в установку для измельчения, омагничивания и диспергирования турбулентно-кавитирующим воздействием под давлением до 60 атм. и обрабатывают при температуре до 100 градусов С.

После окончательной обработки компонентов в дополнительной камере турбулентно-кавитирующим воздействием с одновременным диспергированием и омагничиванием компонентов их выгружают из магнитной камеры через подключенный к ней патрубок отвода готового продукта.

Техническая задача установки для приготовления многокомпонентной суспензии – расширение функциональных возможностей за счет использования суспензии в различных отраслях промышленности, как то – энергетической, транспортной, сельском хозяйстве и медицине. Техническая задача обеспечивается тем, что установка для приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля, и воды содержит основной полый объемный корпус с соосно установленным в нем многоступенчатым ротором и дополнительный полый объемный корпус, который открытым торцом совмещен с открытым торцом основного корпуса и выполнен с образованными в его полости двумя последовательно расположенными магнитными камерами, внутри одной из которых установлен ротор с ячейками для кавитирующего процесса и омагничивания компонентов суспензии, а во второй камере установлен приводной рабочий орган для омагничивания, перемешивания и диспергирования компонентов, а в открытом торце основного корпуса установлена отбойная тарелка со сквозными проемами в ее теле, причем ко второй магнитной камере дополнительного корпуса подключен патрубок отвода готового продукта.

При приготовлении компонентов на основе мазута и воды в ней предусмотрен объемный фильтр с патрубком подачи компонентов, который сообщен с полостью основного корпуса при помощи трубопровода подачи отфильтрованных компонентов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на чертеже – изображен общий вид установки для приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля, и воды.

Установка содержит основной полый объемный корпус 1 с соосно установленным в нем многоступенчатым ротором 2, дополнительный полый объемный корпус 3, который открытым торцом совмещен с открытым торцом основного корпуса и выполнен с образованными в его полости двумя последовательно расположенными магнитными камерами 4 и 5. Внутри магнитной камеры 4 установлен ротор 6 с ячейками 7 для кавитирующего процесса и омагничивания компонентов суспензии. Во второй магнитной камере 5 установлен приводной рабочий орган 8 для омагничивания, перемешивания и диспергирования компонентов. В установке предусмотрен объемный фильтр 9 с патрубком 10 подачи компонентов, сообщенный с полостью основного корпуса при помощи трубопровода 11 подачи отфильтрованных компонентов (в случае приготовления суспензии на основе мазута и воды), а в открытом торце основного корпуса установлена отбойная тарелка 12 со сквозными проемами в ее теле. Ко второй магнитной камере 5 дополнительного корпуса подключен патрубок 13 отвода готового продукта.

Работа установки для приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля и воды заключается в следующем. В случае приготовлении суспензии на основе мазута и воды компоненты подают через объемный фильтр 9 и после смешивания и обработки их подают в основной полый объемный корпус 1, где компоненты подвергаются динамическому воздействию, перемещаясь в зону отбойной тарелки под давлением. Здесь заканчивается предварительный кавитирующий процесс, далее вспененная масса поступает в магнитную камеру, где подвергается усиленному динамическому воздействию, диспергированию и воздействию магнитных полей. Готовый продукт поступает под давлением в патрубок готового продукта. В случае приготовления суспензии на основе угля и воды или на основе мазута и/или угля и воды компоненты подают непосредственно в основной полый объемный корпус, минуя объемный фильтр, где также подвергаются динамическому воздействию, перемещаясь в зону отбойной тарелки, и далее цикл продолжается также, как указано с работой над компонентами на основе мазута и воды.

Формула изобретения

1. Способ приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля и воды, характеризующийся тем, что на первой стадии приготовления мазут и/или уголь с естественной влажностью и размерами частиц загружают в измельчающее устройство, выполненное в виде полого объемного корпуса с соосно установленным в нем многоступенчатым ротором, куда одновременно с загрузкой мазута и/или угля подают воду, при этом компоненты подают под давлением до 60 ат. и обрабатывают при температуре до 100°С, а окончательную обработку производят в дополнительной камере турбулентно кавитирующим воздействием с одновременным диспергированием и омагничиванием компонентной суспензии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при работе мазута с водой соотношение воды к мазуту лежит в пределах 20:80.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при работе угля с водой соотношение воды к углю лежит в пределах 20:80.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при работе совместно мазута и угля с водой соотношение воды к мазуту и углю лежит в пределах 20:(40+40).

5. Установка для приготовления многокомпонентной суспензии на основе мазута и/или угля и воды, характеризующаяся тем, что она содержит основной полый объемный корпус с соосно установленным в нем многоступенчатым ротором и дополнительный полый объемный корпус, который открытым торцом совмещен с открытым торцом основного корпуса и выполнен с образованными в его полости двумя последовательно расположенными магнитными камерами, внутри одной из которых установлен ротор с ячейками для кавитирующего процесса и омагничивания компонентов суспензии, а во второй камере установлен приводной рабочий орган для омагничивания, перемешивания и диспергирования компонентов, а в открытом торце основного корпуса установлена отбойная тарелка со сквозными проемами в ее теле, причем ко второй магнитной камере дополнительного корпуса подключен патрубок отвода готового продукта.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена объемным фильтром с патрубком подачи компонентов, который сообщен с полостью основного корпуса при помощи трубопровода подачи отфильтрованных компонентов.

РИСУНКИ