Топливная композиция

 

Сущность изобретения: топливная композиция содержит 5-25 мас.% целлолигнина бескислотного гидролиза древесины и до 100 мас.% мазута, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (siis С 10 1 1/32

1 а

Ф

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883416/04 (22) 27.08,90 (46) 23.04.93, Бюл. М 15 (71) Северский трубный завод им. Ф.А.Меркулова и Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (72) А,Л.Засухин и M.В.Чарина (56} Авторское свидетельство СССР

% 173788, кл. С 10 1 1/04, 1963.

Заявка Японии

N 57 — 80487, кл. С 10 1 1/32, 1982.

Изобретение относится к области топливной энергетики, в частности к тсрливным композициям на основе мазута.

Цель изобретения — расширение области использования композиции, снижейие токсичности и агрессивности продуктов ее сгорания.

Целлолигнин является отходом промышленного производства фурфурола. Он образуется как остаток. после двухстадийной обработки измельченной лиственной древесины горячей водой с целью получения дубильных веществ, а затем паром под давлением при 250 — 260 С с целью получения фурфурола.

В процессе обработки водой и паром из древесины удаляются минеральные вещества, что обуславливает пониженную зольность целлолигнина. Снижение зольности обеспечивает уменьшение прочности сплавленного шлака, образующегося при сгорании топлива и повышает калорийность топлива.

Одним из важнейших преимуществ целлолигнина как добавки к топливу является отсутствие в нем серы. Это расширяет область применения предлагаемой композиции и позволяетиспользовать ее, например, „„2Ы„„181СЗ8С А1 (54) ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Сущность изобретения: топливная композиция содержит 5 — 25 мас. $ целлолигнина бескислотного гидролиза древесины и до

100 мас, g мазута, 2 табл. для такого мазутоемкого производства, как мартеновское, Снижение агрессивности токсичных веществ в продуктах сгорания за счет снижения доли сернистых соединений не только благоприятно сказывается на состоянии рабочих поверхностей промышленных агрегатов, но и улучшает условия труда и состояние окружающей среды.

Целлолигнин представляет собой коротковолнистый рыхлый органический материал, особенностью которого является развитая удельная поверхность частиц (в

2 — 5 раз больше, чем у частиц лигнина) и высокий выход летучих веществ при пиролизе: 50 Р у целлолигнина и 33% у лигнина, Развитая удельная поверхность частиц целлолигнина способствует улучшению условий сжигания топлива, интенсифицирует процесс горения.

При добавлении целлолигнина в мазут происходит обволакивание его частиц мазутной пленкой, в результате чего получается однородная масса, образующая при распылении капли более крупного размера, чем при распылении одного мазута и обладающая высокой химической активностью, за счет увеличения поверхности контактов

1810380 твердой фазы с кислородом, Кроме того, высокий выход летучих веществ при пиролиэе целлолигнина приводит к интенсивному распыливанию пленки мазута и созданию диффузного факела. 5

Улучшение условий сгорания и низкая зольность позволяет компенсировать снижение калорийности топлива в предлагаемой композиции и тем самым сократить расход мазута без снижения производи- 10 тел ьности и ромы шле нного агрегата.

Оптимальное содержание целлолигнина в композиции находится в пределах 5-25 вес $. При снижении содержания целлолигнина ниже 5 вес g интенсификация процес- 15 сов горения незначительна и введение менее калорийной, чем мазут, добавки дает адекватное снижение температуры факела.

При повышении содержания целлолигнина в смеси более 25$ улучшение условий сжи- 20 гания уже не компенсирует снижения доли высококалорийного топлива.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Предлагаемая композиция испытыва- 25 лась на 260-тн Мартеновской печи Северского трубного завода. При этом использовался топочный мазут марки 40(ГОСТ 10585-75) и целлолигнин Шумерлинского химического завода. Для приготовления композиции в З0 мазутный бак порциями вводили целлолигнин в соответствии с составом топливной композиции (см. табл. 1). Перемешивание производили при температуре 20-50 С в течение 30 мин, после чего отбирали пробы ®5 полученной композиции для определения физико-химических показателей, Условную вязкость определяли по ГОСТ

6258-85, зольность по ГОСТ 1461-75. При. готовленную смесь по мазутопроводу пода- 40 вали в форсунку и распыливали природным газом, Затруднений в подаче топливной композиции через маэутопровод и форсунку

»е наблюдалось, Топливная смесь не расслаивалась. 45

Базовым вариантом являлось отопление чистым мазутом. Температуру факела в рабочем пространстве печи замеряли оптическим пирометром. Были произведены анализы продуктов горения на содержание в них S&j. 50

Результаты испытаний приведены в табл, 2, Как видно из.таблицы, снижение расхода мазута за счет введения целлолигнина в пределах 5-25 вес (, позволило поддерживать теплоотдачу факела на уровне, соответствующем отоплению одним мазутом, т.к. температура факела в этих пределах на уровне базового варианта. При этом содержание $02 в продуктах горения снижалось пропорционально доле введенного целлолигнина. Сталь по содержанию серы отвечала требованиям ГОСТа.

Сравнение с известной смесью показывает, что температура факела у нее ниже, чем при чисто мазутном отоплении более чем на 70 С. Это в значительной степени обусловлено зольностью известной композиции, которая, в среднем, в 4-7 раэ превышает зольность заявляемой, Содержание SOz в известной смеси в

5-6 раз больше, чем в заявляемой, т.е. при использовании предлагаемой композиции содержание токсичных и агрессивных веществ,поступающих в окружающую среду с продуктами горения, резко падает.

Таким образом, предлагаемая топливная смесь позволяет расширить область применения смесей на основе мазута с лигнинсодержащей добавкой. За счет этого появляется дополнительная возможность экономии мазута на 5 — 25 в таких маэутоемких агрегатах как мартеновские печи и паровые котлы, Кроме того, пропорционально сокращению доли мазута снижается себестоимость продукции (стали, пара и др.) и утилизируются промышленные отходы бес.кислотного производства фурфурола.

Целлолигнин накапливается в отвалах предприятий мимической промышленности в большом количестве, сырьевая база его, как добавки к топливу, практически не ограничена.

Формула изобретения

Топливная композиция на основе мазута с добавлением отходов переработки древесины, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области использования композиции, снижения токсичности и агрессивности продуктов сгорания композиции, в качестве отхода она содержит целлолигнин бескислотного гидролиза древесины в количестве 5-25 мас.$.

Таблица 1

Составы топливной композиции, мас. $

Таблица 2

Показатели процесса горения топливных композиций

Составитель И. Зырянова

Редактор Т. Иванова Техред М.Моргентал Корректор Л. Филь

Заказ 1421 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбина "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101