|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Установка для обработки топлива для повышения его теплотворной способности, устанавливаемая вдоль подводящей трубы для газообразного, жидкого или твердого топлив промышленного потребителя горелки, включающая источник питания постоянного тока (13), а также кожух, отличающаяся тем, что между кожухом (15) и соединительной цилиндрической деталью (10), установленных вдоль подводящей трубы, находится кольцевое пространство (d), в котором размещены блоки возмущения (А), каждый из которых имеет по два фитинга (1 и 2), изготовленных из электролитической меди чистотой 99,99% с примесью благородного металла, предпочтительно платины, между которыми выполнены два изолирующих пространства (а и б), у пространства (а) на наружной стороне фитингов (1 и 2) закреплены два изолированных снаружи и подключенных к источнику питания переменного тока высокой частоты (14) электрода (3 и 4), являющихся хорошими проводниками электричества, снаружи фитингов (1 и 2) расположены два электрода (5 и 6) круглой формы, выполненные из электролитической меди, между которыми и в контакте с ними расположена круглая деталь (7) определенной толщины, выполненная из материала с диэлектрическими свойствами, например оптическое стекло с примесью благородного металла, предпочтительно платины, причем к электродам (5 и 6) прикреплены электрически изолированные разъемы (8 и 9), подключенные к источнику постоянного тока (13), а внутри соединяющей цилиндрической детали (10) размещены по спирали в непосредственном контакте с ней два изолированных провода (11 и 12), находящихся в контакте друг с другом, в передней части каждого спирального сегмента (с) через соединительную цилиндрическую деталь (10) введены электроды (3 и 4), подсоединенные к каждому из проводов (11 и 12). 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что материал, из которого выполнены фитинги (1 и 2) и круглая деталь (7), обладает примесью благородного металла, предпочтительно платины, в одной и той же концентрации порядка 1/1000000. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что толщина круглой детали (7) прямо пропорциональна напряжению, приложенному к электродам (5 и 6) в соответствии с соотношением (1)  где d - толщина круглой детали 7; V - напряжение, приложенное к электродам 5 и 6. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что источник сконструирован для подачи напряжения переменного тока высокой частоты (14) при обработке топлива, составляющего (0,01-15,00) мВ, и частотой (10-100) ГГц для газообразного топлива, (16-18) ГГц для жидкого топлива, (17-23) ГГц для твердых растительных видов топлива и (29,5-100) ГГц для твердых видов топлива, таких как уголь. 5. Установка по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что источник сконструирован для подачи напряжения постоянного тока (13), составляющего (3000-5000) В в зависимости от толщины круглой детали (7) для генерирования электрического поля величиной (3 ×10 5 -3 ×10 6 ) В/м.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Установка для обработки топлива для повышения его теплотворной способности, устанавливаемая вдоль подводящей трубы для газообразного, жидкого или твердого топлив промышленного потребителя горелки, включающая источник питания постоянного тока (13), а также кожух, отличающаяся тем, что между кожухом (15) и соединительной цилиндрической деталью (10), установленных вдоль подводящей трубы, находится кольцевое пространство (d), в котором размещены блоки возмущения (А), каждый из которых имеет по два фитинга (1 и 2), изготовленных из электролитической меди чистотой 99,99% с примесью благородного металла, предпочтительно платины, между которыми выполнены два изолирующих пространства (а и б), у пространства (а) на наружной стороне фитингов (1 и 2) закреплены два изолированных снаружи и подключенных к источнику питания переменного тока высокой частоты (14) электрода (3 и 4), являющихся хорошими проводниками электричества, снаружи фитингов (1 и 2) расположены два электрода (5 и 6) круглой формы, выполненные из электролитической меди, между которыми и в контакте с ними расположена круглая деталь (7) определенной толщины, выполненная из материала с диэлектрическими свойствами, например оптическое стекло с примесью благородного металла, предпочтительно платины, причем к электродам (5 и 6) прикреплены электрически изолированные разъемы (8 и 9), подключенные к источнику постоянного тока (13), а внутри соединяющей цилиндрической детали (10) размещены по спирали в непосредственном контакте с ней два изолированных провода (11 и 12), находящихся в контакте друг с другом, в передней части каждого спирального сегмента (с) через соединительную цилиндрическую деталь (10) введены электроды (3 и 4), подсоединенные к каждому из проводов (11 и 12). 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что материал, из которого выполнены фитинги (1 и 2) и круглая деталь (7), обладает примесью благородного металла, предпочтительно платины, в одной и той же концентрации порядка 1/1000000. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что толщина круглой детали (7) прямо пропорциональна напряжению, приложенному к электродам (5 и 6) в соответствии с соотношением (1) где d - толщина круглой детали 7; V - напряжение, приложенное к электродам 5 и 6. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что источник сконструирован для подачи напряжения переменного тока высокой частоты (14) при обработке топлива, составляющего (0,01-15,00) мВ, и частотой (10-100) ГГц для газообразного топлива, (16-18) ГГц для жидкого топлива, (17-23) ГГц для твердых растительных видов топлива и (29,5-100) ГГц для твердых видов топлива, таких как уголь. 5. Установка по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что источник сконструирован для подачи напряжения постоянного тока (13), составляющего (3000-5000) В в зависимости от толщины круглой детали (7) для генерирования электрического поля величиной (3 ×10 5 -3 ×10 6 ) В/м.
Евразийское
патентное
ведомство
026233
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.03.31
(21) Номер заявки 201491558
(22) Дата подачи заявки
2013.03.05
(51) Int. Cl.
F02C 7/22 (2006.01) F02M27/04 (2006.01) F23K 5/08 (2006.01)
(54)
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ТЕПЛОТВОРНОЙ СПОСОБНОСТИ
(31) a 2012 00164
(32) 2012.03.12
(33) RO
(43) 2014.12.30
(86) PCT/RO2013/000006
(87) WO 2013/184015 2013.12.12 (71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец:
ЕНАКЕ АУРЕЛ (RO)
(74) Представитель:
Ловцов С.В., Левчук Д.В., Саленко А.М. (RU)
(56) WO-A1-2004008030 WO-A2-2006126905
(57) Изобретение относится к установке для обработки газообразного топлива: природного газ, биогаза, водорода, газов нефтепереработки и т.п., а также некоторых видов жидкого топлива, таких как бензин, дизельное топливо, керосин, авиационный бензин и т.п., или твердого топлива, такого как уголь, древесина, горючий сланец, древесный уголь, кокс, полукокс, угольные брикеты, твердое ракетное топливо, горючие твердые отходы (щепа, опилки, семенные оболочки, костра и т.п.) для повышения их теплотворной способности. Установка согласно заявляемому изобретению включает источник питания постоянного тока (13), а также кожух (15). Между кожухом (15) и соединительной цилиндрической деталью (10), установленными вдоль подводящей трубы, находится кольцевое пространство (d), в котором размещены блоки возмущения (А), каждый из которых имеет по два фитинга (1 и 2), изготовленных из электролитической меди чистотой 99,99% с примесью благородного металла, предпочтительно платины, между которыми выполнены два изолирующих пространства (а и б). У пространства (а) на наружной стороне фитингов (1 и 2) закреплены два изолированных снаружи и подключенных к источнику питания переменного тока высокой частоты (14) электрода (3 и 4), являющихся хорошими проводниками электричества. Снаружи фитингов (1 и 2) расположены два электрода (5 и 6) круглой формы, выполненные из электролитической меди, между которыми и в контакте с ними расположена круглая деталь (7) определенной толщины, выполненная из материала с диэлектрическими свойствами (например, оптическое стекло) с примесью благородного металла, предпочтительно платины, причем к электродам (5 и 6) прикреплены электрически изолированные разъемы (8 и 9), подключенные к источнику постоянного тока (13), а внутри соединяющей цилиндрической детали (10) размещены по спирали в непосредственном контакте с ней два изолированных провода (11 и 12), находящихся в контакте друг с другом. В передней части каждого спирального сегмента (с) через соединительную цилиндрическую деталь (10) введены электроды (3 и 4), подсоединенные к каждому из проводов (11 и 12).
Изобретение относится к установке для обработки газообразного топлива: природного газ, биогаза, водорода, газов нефтепереработки и т.п., а также некоторых видов жидкого топлива, таких как бензин, дизельное топливо, керосин, авиационный бензин и т.п., или твердого топлива, такого как уголь, древесина, горючий сланец, древесный уголь, кокс, полукокс, угольные брикеты, твердое ракетное топливо, горючие твердые отходы (щепа, опилки, семенные оболочки, костра и т.п.) для повышения их теплотворной способности.
Существуют установка, которая повышает теплоту сгорания газового топлива, включающая электромагнитные блоки, размещенные вокруг трубы, выполненной из диамагнитного материала, а также металлические сердечники, контактирующие с трубой, через которую циркулирует подогретый природный газ. Эти сердечники расположены секциями по три единицы, каждая из них повернута по отношению к предыдущей на угол в пределах от 70-73°, и, таким образом, между первой и последней секцией реализуется полный поворот на 360°. Электромагнитные блоки помещаются в отверстия теплоизолированной подставки. Каждый электромагнитный блок, содержащий металлический сердечник, помещен в электрическую катушку. Установка также включает служащий для поддержания постоянной температуры электромагнитного блока теплообменный резервуар с несколькими электрическими резисторами, во внутренней части резервуара находится масло, используемое в качестве теплового агента, которое вводится через подводящую трубу и удаляется из него через отводящую трубу такого же диаметра. Подводящая труба длиннее отводящей при соотношении длин 2-2,5. Соединение всех теплообменных резервуаров последовательное через подводящую трубу предыдущего блока и отводящую трубу последующего блока. Соотношение между диаметром трубы, проходящей через установку и соединенной с ней трубы для подвода природного газа, составляет 3-6 [1].
Недостатки известной установки следующие: большой расход электроэнергии для создания и поддержания электромагнитного поля; использование нескольких узлов для охлаждения электромагнитных блоков и предварительного нагрева природного газа; неприменимость установки в случае, когда газообразное топливо представляет собой биогаз, образующийся в процессе разложения органических веществ, так как магнитные моменты, индуцированные в топливе, противодействуют магнитному полю, формируемому электромагнитными блоками, и происходит уменьшение поля.
Техническая проблема, которую решает заявляемое изобретение, состоит в снижении расхода электроэнергии, необходимой для обработки газообразного топлива, при условии, что оно может содержать воздух, СО2 или другие негорючие газы, и в увеличении теплотворной способности жидких или твердых видов топлива.
Установка согласно заявляемому изобретению исключает указанные ранее недостатки и решает техническую проблему тем, что включает источник питания постоянного тока (13), а также кожух (15). Между кожухом (15) и соединительной цилиндрической деталью (10), установленными вдоль подводящей трубы, находится кольцевое пространство (d), в котором размещены блоки возмущения (А), каждый из которых имеет по два фитинга (1 и 2), изготовленных из электролитической меди чистотой 99,99% с примесью благородного металла, предпочтительно платины, между которыми выполнены два изолирующих пространства (а и б). У пространства (а) на наружной стороне фитингов (1 и 2) закреплены два изолированных снаружи и подключенных к источнику питания переменного тока высокой частоты (14) электрода (3 и 4), являющихся хорошими проводниками электричества. Снаружи фитингов (1 и 2) расположены два электрода (5 и 6) круглой формы, выполненные из электролитической меди, между которыми и в контакте с ними расположена круглая деталь (7) определенной толщины, выполненная из материала с диэлектрическими свойствами (например, оптическое стекло) с примесью благородного металла, предпочтительно платины, причем к электродам (5 и 6) прикреплены электрически изолированные разъемы (8 и 9), подключенные к источнику постоянного тока (13), а внутри соединяющей цилиндрической детали (10) размещены по спирали в непосредственном контакте с ней два изолированных провода (11 и 12), находящихся в контакте друг с другом. В передней части каждого спирального сегмента (с) через соединительную цилиндрическую деталь (10) введены электроды (3 и 4), подсоединенные к каждому из проводов (11 и 12).
Материалы, из которых выполнены фитинги (1 и 2) и круглая деталь (7), обладают примесью благородного металла, предпочтительно платины, в одной и той же концентрации порядка 1/1000000.
Толщина круглой детали (7) прямо пропорциональна напряжению, приложенному к электродам (5 и 6) в соответствии с соотношением (1)
V Й
"Т < 3 10 а
где d - толщина круглой детали 7; V - напряжение, приложенное к электродам 5 и 6.
Напряжение источника питания переменного тока высокой частоты (14) при обработке топлива составляет (0,01-15,00) мВ и частота (10-100) ГГц для газообразного топлива, (16-18) ГГц для жидкого топлива, (17-23) ГГц для твердых растительных видов топлива и (29,5-100) ГГц для твердых видов топлива, таких как уголь.
Напряжение источника постоянного тока (13) составляет (3000-5000) В в зависимости от толщины круглой детали (7) для генерирования электрического поля величиной (3х 105-3х 106) B/м.
Установка в соответствии с заявленным изобретением обладает следующими преимуществами: низким расходом электроэнергии для обработки топлива для повышения ее теплотворной способности;
низкими габаритными размерами и массой, что позволяет легко транспортировать и управлять ею; возможностью обрабатывать газообразные виды топлива, содержащие воздух, СО2 или другие негорючие газы;
возможностью обрабатывать большую гамму газообразных, жидких и твердых видов топлива для повышения их теплотворной способности;
простой конструкцией, которая не влияет на внешнюю среду, материалы, которые для нее использованы, подлежат вторичной переработке;
возможностью контроля и управления степенью увеличения исходной теплотворной способности топлива.
Ниже приведены два примера реализации установки по заявленному изобретению в соответствии с фиг. 1-10, которые представляют: фиг. 1 - блок-схема установки;
фиг. 2 - подробная конструкция В, представленная на фиг. 1;
фиг. 3 - продольный разрез в плоскости С-С, представленный на фиг. 1, вдоль трубы транспортирования жидкого топлива;
фиг. 4 - поперечный срез плоскости D-D, представленной на фиг. 1, через трубу транспортирования жидкого топлива;
фиг. 5 - вид в перспективе блока возбуждения установки по заявленному изобретению; фиг. 6 - общая схема питания блока возбуждения;
фиг. 7 - схема определения теплотворной способности биогаза с помощью калориметра;
фиг. 8 - схема определения теплотворной способности биогаза, транспортируемого через установку по заявленному изобретению, с помощью калориметра;
фиг. 9 - схема определения теплотворной способности угля, дизельного топлива, бензина и т.п. видов топлива с помощью калориметрической бомбы;
фиг. 10 - схема определения теплотворной способности угля, дизельного топлива, бензина и т.п видов топлива, после их транспортирования через установку по заявленному изобретению с помощью калориметрической бомбы.
Установка по заявленному изобретению состоит из нескольких блоков возбуждения А, включающих два фитинга 1 и 2, между которыми, в состоянии функционирования, имеются пространства а и б, отделяющие их друг от друга. Каждый из фитингов 1 и 2 изготовлен из электролитической меди чистотой 99,99% с примесью благородного металла, предпочтительно платины, в количестве 1/1000000.
К верхней части фитингов 1 и 2 около пространства а установлены изолированные снаружи электроды 3 и 4, изготовленные из хорошего электрического проводника, предпочтительно из меди.
Внутри фитингов 1 и 2 размещены круглые электроды 5 и 6, изготовленные из электролитической меди. Между электродами 5 и 6 и в контакте с ними помещена цилиндрическая деталь (7) толщиной, пропорциональной напряжению, подаваемому на электроды 5 и 6, в соответствии с соотношением (1)
где d - толщина круглой детали 7;
V - напряжение, подаваемое на электроды 5 и 6.
Деталь 7 изготовлена из материала с диэлектрическими свойствами, такого как оптическое стекло, с примесью того же металла, предпочтительно платины, и в той же концентрации, что и в фитингах 1 и 2.
В центре электродов 5 и 6 установлены два электрически изолированных разъема 8 и 9.
Внутри соединяющей цилиндрической детали 10 размещены в непосредственном контакте с ней два неизолированных провода 11 и 12, находящихся в контакте друг с другом и приклеенных к детали 10, расположенной внутри трубопровода, не изображенного на чертежах, через который проходит газ, такой как метан, биогаз, нефтяной газ, коксовый газ, газ, полученный в результате сжигания древесины, в том числе водород или другие газы, или смеси горючих газов, а также газовая фаза жидкого топлива. Провода 11 и 12 расположены по спирали и образуют угол 15-30° с поперечной плоскостью.
В передней части каждого спирального соединительной цилиндрической детали 10 сегмента С, образованного проводами 11 и 12, снаружи прикреплены электроды 3 и 4 фитингов 1 и 2, которые находятся в контакте с проводами 11 и 12.
Плотность размещения блоков возбуждения А составляет 100-700 А/м2.
Разъемы 8 и 9 каждого блока возбуждения А подключены к полюсам "+" и "-" источника постоянного тока 13. Значение напряжения зависит от толщины детали 7, обеспечивая электрическое поле, необходимое для поляризации электронных орбит атомов платины детали 7.
Электроды 3 и 4 соединены с источником переменного тока высокой частоты 14. Источник пере
менного тока 14 обеспечивает питание переменным током с разной частотой для обработки газообразного топлива, жидкого топлива, такого как бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ и другие аналогичные виды топлива, а также твердых растительных видов топлива, таких как древесина, семенные оболочки, древесные отходы и другие, так и топлива, такого как уголь и другие.
Блоки возбуждения А расположены в кольцевом пространстве d, ограниченном соединяющей цилиндрической деталью 10 и кожухом 15, изготовленным из электрически изолирующего материала и присоединенным к соединительной цилиндрической детали 10 с помощью зажимов 16 фиксирующими болтами 17.
Разъемы 8 и 9 подключены к источнику 13 проводами 18 и 19 с переключателем 20. Электроды 3 и 4 подключены к источнику питания 14 проводами 21 и 22 с переключателем 23.
Далее вдоль кожуха 15 соединительная цилиндрическая деталь 10 соединена трубой 24 с газовой, жидкотопливной или пылеугольной горелкой (горелка не является частью установки).
Для обработки топлива, которое проходит через соединительную цилиндрическую деталь 10 при температуре окружающей среды, на электроды 5 и 6 подается напряжение при помощи разъемов 8 и 9 от источника 13, а электроды 3 и 4 подключаются к источнику переменного тока высокой частоты 14. Рабочее напряжение источника переменного тока высокой частоты выбирается в зависимости от примеси металла, используемого для фитингов 1 и 2 и детали 7 (которая в этом случае, является платиной) и от природы топлива.
В результате контакта электродов 3 и 4 со спиралью с в соединительной цилиндрической детали 10, через которую поступает топливо, генерируется внутреннее вращающееся электромагнитное поле, превращающее фракцию энергии покоя топливной молекулы, которая была до контакта с электромагнитным полем, переходящим через провода 11 и 12, в энергию химической связи между составными атомами молекул топлива, что приводит к увеличению его теплотворной способности.
Примесь, представленная платиной, играет роль создателя электромагнитных полей с круговой поляризацией вследствие возбуждения электронов электронных оболочек атомов платины под действием переменного электрического поля, вызванного фитингами 1 и 2 в примеси детали 7 при использовании источника питания 14. При круговой поляризации вектор электрического поля электромагнитной волны вращается по направлению ее распространения, придавая ей вращательный эффект.
Возникающие таким образом электромагнитные волны распространяются в спиральных сегментах с соединительной цилиндрической детали 10 через электроды 3 и 4. В свою очередь, спиральные сегменты с излучают круговую поляризованную вращающуюся электромагнитную волну, которая изменяет энергетические уровни спинов электронов в атомах топлива.
При электромагнитном взаимодействии спинов электронов в спиральных сегментах с и электронных спинов электронных оболочек молекул топлива осуществляется изменение состояния квантовых чисел, определяющих общую энергию атомов топлива, изменение которых затем делает возможным превращение энергии покоя молекул топлива в энергию химической связи между составными атомами молекулы топлива.
За счет применения постоянного тока на круглых электродах 5 и 6 создается электрическая поляризация электронных оболочек атомов примеси в круглой детали 7, которая присоединяется к осцилирую-щему электрическому полю, генерируемому в фитингах 1 и 2 вместе с генерацией круговых поляризованных электромагнитных полей и имеющему резонансную частоту для каждого вида топлива, обрабатываемого в установке в соответствии с заявленным изобретением, и происходит увеличение теплотворной способности топлива, что подтверждается представленными ниже испытаниями различных видов топлива.
В ситуации, когда установка по заявленному изобретению была протестирована с природным газом, были сделаны конкретные измерения расхода с использованием водогрейного котла (HWB), с производственной мощностью в 10 МВт-ч.
Исследования потребления HWB были проведены в следующих двух ситуациях:
без использования установки по заявленному изобретению;
с использованием установки по заявленному изобретению.
Были измерены следующие параметры: температура т, давление р и расход d с использованием специальных поверенных измерительных инструментов: термопары для измерения температуры;
расходомеры для измерения количества воды и природного газа;
датчики давления для измерения давления газа в горелке 24, которой HWB оборудован. Установка по изобретению имеет длину 2 м, а диаметр цилиндрической соединительной части 10 составляет 27 см.
Используя температуру воды, входящей/выходящей в/из HWB и расход воды, каждый 1 ч подсчи-тывается энергия (выраженная в Гкал).
В то же время, израсходованный объем газа измеряется в нормальных кубических метрах, Нм3.
Соотношение между объемом газа, измеренного в Нм3, и энергии, измеренной в Гкал, представляет собой удельный расход, контролируемый во время измерений.
На основании данных, предоставленных в табл. 1 и 2, установлено, что этот удельный расход, когда установка согласно заявляемому изобретению не была использована, составляет 142,27 Нм3/Гкал, а когда установка по заявленному изобретению была использована, удельный расход составляет 107,50 Нм3/Гкал. Соотношение этих двух удельных расходов составляет 1,323.
В ходе эксперимента, в котором использовалась установка по заявленному изобретению, значение напряжения постоянного тока составляло 3500 В, обеспечивая энергию электрического поля в 2,7х106 В/м, частота напряжения переменного тока - 12,4 ГГц, а значение напряжения переменного тока - 2 мВ. Плотность размещения блоков возбуждения А составляла 118 блоков А/м2.
Тепловая энергия, приобретенная водой, рассчитывается с помощью соотношения (2)
Qw№r=M-A-r-Cp (2)
где Qwater - тепловая энергия, приобретенная водой, Гкал;
М - масса воды, которая приобретает Qwater;
Дт - разница в температурах воды, °С;
Ср - удельная теплоемкость воды, 0,998 ккал/кг-°С.
В ходе эксперимента при использовании установки по заявленному изобретению было зарегистрировано потребление энергии для питания источников 13 и 14, равное 0,1 кВт-ч и увеличение энергии газа на 32,3% по сравнению с ситуацией, в которой не была использована эта установка, учитывая, что теплотворная способность необработанного газообразного горючего была примерно 6619 ккал/Нм3, а после обработки газа она достигла 8785 ккал /Нм3.
Определение увеличения теплотворной способности биогаза с использованием установки по изобретению исследовали с учетом следующих соображений.
С химической точки зрения биогаз представляет собой смесь природного газа, двуокиси углерода с незначительным содержанием сероводорода и имеет в своем составе (50-90) об.% СН4, (10-40) об.% СО2, а также (0-0,1) об.% H2S.
Биогаз изготавливали в лабораторных условиях, смешивая природный газ с СО2 в различных пропорциях, а затем эту смесь сжигали в калориметре Джанкерса 25, чтобы установить его теплотворную способность, двумя способами, в соответствии со схемами, представленными на фиг. 7 и 8.
Метан вместе с диоксидом углерода, без или с сероводородом, пропускают через трубы 26 и 27 по направлению к калориметру 25, присоединенному через кран 28. Так определяется исходная теплотвор
ная способность смеси.
Метан вместе с диоксидом углерода, без или с сероводородом, направляют через трубы 26 и 27 в соединительную цилиндрическую деталь 10, размещенную в кожухе 15 вместе с блоком А, присоединенную через кран 28 к калориметру 25. В этом калориметре определяется теплотворная способность обработанной смеси.
Для оценки теплотворной способности одного нормального кубометра биогаза были изготовлены три смеси биогаза L1, L2 и L3 с использованием CH4 из бытовой сети и СО2 со следующим химическим составом и исходной теплотворной способностью при 15°С и нормальном атмосферном давлении:
L1 состав смеси: 50 об.% СН4 и 50 об.% СО2; исходная теплотворная способность 2940 ккал/Нм3;
L2, состав смеси: 70 об.% СН4 и 30 об.% СО2; исходная теплотворная способность 3520 ккал/Нм3;
L3, состав смеси: 90 об.% СН4 и 10 об.% СО2; исходная теплотворная способность 4715 ккал/Нм3.
Затем эти три партии были пропущены через установку по заявленному изобретению, и после обработки получены следующие величины теплотворной способности:
L1, теплотворная способность 3881,6 ккал/Нм3;
L2, теплотворная способность 4787 ккал/Нм3;
L3, теплотворная способность 6695,3 ккал/Нм3.
Таким образом, получено увеличение теплотворной способности для смеси L1 - на 32%, для смеси L2 - на 35,9% и для смеси L3 - на 42%.
Среднее значение этих результатов - 36,63%.
Установлено, что высокое содержание СО2 в объеме биогаза приводит к меньшему увеличению теплотворной способности при обработке в установке по заявленному изобретению.
Установка по заявленному изобретению, используемая для обработки смесей биогаза L1, L2 и L3, имела длину 0,15 м и диаметр соединительной цилиндрической детали 10 0,03 м.
В ходе этих исследований с использованием установки по заявленному изобретению значение напряжения постоянного тока было 3500 В, что обеспечивало энергию электрического поля в 2,7х106 В/м, частота напряжения переменного тока была 12,2 ГГц, а значение напряжения переменного тока - 0,8 мВ.
Плотность размещения блоков возбуждения А составляла 110 блоков А/м2.
Во время этого эксперимента при использовании установки по заявленному изобретению израсходовано электрической энергии в количестве 9 Вт-ч для питания источников 13 и 14 и в среднем получено увеличение теплотворной способности трех обработанных смесей биогаза L1, L2 и L3 на 36,83%.
Для измерения исходной теплотворной способности других видов топлива, твердого или жидкого, а также для установления их теплотворной способности после обработки в установке по заявленному изобретению для каждого топлива в отдельности была подготовлена стехиометрическая топливная смесь, состоящая из самого топлива и кислорода. Теплотворную способность топливных смесей до и после обработки в установке по заявленному изобретению определяли с помощью калориметрической бомбы 29.
Калориметрическая бомба 29 является оборудованием, предназначенным для измерения теплотворной способности различных твердых и жидких видов топлива.
Установка по заявленному изобретению, используемая для обработки угля, имела длину 0,15 м и диаметр соединительной цилиндрической части 10 0,03 м.
Угольную пыль, дизельное топливо или другие виды топлива направляют через трубу 30 в бомбу 29, в которой происходит сжигание, что позволяет измерять его теплотворную способность.
При использовании установки по заявленному изобретению угольную пыль, дизельное топливо и другие виды топлива направляют через соединительную цилиндрическую деталь 10 в кожухе 15 с блоками А, а затем через трубу 30.
Значение напряжения источника постоянного тока 3500 В обеспечивало энергию электрического поля в 2,7х106 В/м.
Частота напряжения переменного тока составляла 16,3 ГГц для бензина и 16,5 ГГц для дизельного топлива, а напряжение переменного тока - 0,65 мВ.
Частота напряжения переменного тока составляла 24,2 ГГц для угля, а напряжение переменного тока - 0,65 мВ.
Плотность размещения блоков возбуждения А 110 блоков А/м2.
Во время этого эксперимента при использовании установки по заявленному изобретению потребление электрической энергии источниками 13 и 14 составило 90 Вт-ч. Исходная теплотворная способность была определена для бензина - 4892 ккал/кг; дизельного топлива - 5715 ккал/кг; угля - 3720 ккал/кг.
После обработки топлива в установке по заявленному изобретению были получены следующие значения теплотворной способности для: бензина - 6408 ккал/кг; дизельного топлива - 7601 ккал/кг;
угля - 4743 ккал/кг.
При обработке этих видов топлива в установке по заявленному изобретению увеличение теплотворной способности составило 31% для бензина, 33% для дизельного топлива и 27,3% для угля.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Установка для обработки топлива для повышения его теплотворной способности, устанавливаемая вдоль подводящей трубы для газообразного, жидкого или твердого топлив промышленного потребителя горелки, включающая источник питания постоянного тока (13), а также кожух, отличающаяся тем, что между кожухом (15) и соединительной цилиндрической деталью (10), установленных вдоль подводящей трубы, находится кольцевое пространство (d), в котором размещены блоки возмущения (А), каждый из которых имеет по два фитинга (1 и 2), изготовленных из электролитической меди чистотой 99,99% с примесью благородного металла, предпочтительно платины, между которыми выполнены два изолирующих пространства (а и б), у пространства (а) на наружной стороне фитингов (1 и 2) закреплены два изолированных снаружи и подключенных к источнику питания переменного тока высокой частоты (14) электрода (3 и 4), являющихся хорошими проводниками электричества, снаружи фитингов (1 и 2) расположены два электрода (5 и 6) круглой формы, выполненные из электролитической меди, между которыми и в контакте с ними расположена круглая деталь (7) определенной толщины, выполненная из материала с диэлектрическими свойствами, например оптическое стекло с примесью благородного металла, предпочтительно платины, причем к электродам (5 и 6) прикреплены электрически изолированные разъемы (8 и 9), подключенные к источнику постоянного тока (13), а внутри соединяющей цилиндрической детали (10) размещены по спирали в непосредственном контакте с ней два изолированных провода (11 и 12), находящихся в контакте друг с другом, в передней части каждого спирального сегмента (с) через соединительную цилиндрическую деталь (10) введены электроды (3 и 4), подсоединенные к каждому из проводов (11 и 12).
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что материал, из которого выполнены фитинги (1 и 2) и круглая деталь (7), обладает примесью благородного металла, предпочтительно платины, в одной и той же концентрации порядка 1/1000000.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что толщина круглой детали (7) прямо пропорциональна напряжению, приложенному к электродам (5 и 6) в соответствии с соотношением (1)
где d - толщина круглой детали 7;
V - напряжение, приложенное к электродам 5 и 6.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что источник сконструирован для подачи напряжения переменного тока высокой частоты (14) при обработке топлива, составляющего (0,01-15,00) мВ, и частотой (10-100) ГГц для газообразного топлива, (16-18) ГГц для жидкого топлива, (17-23) ГГц для твердых растительных видов топлива и (29,5-100) ГГц для твердых видов топлива, таких как уголь.
5. Установка по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что источник сконструирован для подачи напряжения постоянного тока (13), составляющего (3000-5000) В в зависимости от толщины круглой детали (7) для генерирования электрического поля величиной (3х 105-3х 106) В/м.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
026233
- 1 -
026233
- 1 -
026233
- 1 -
026233
- 1 -
026233
- 1 -
026233
- 4 -
026233
- 9 -
|
