Синтетическое топливо и способ его получения

Изобретение относится к способу получения синтетического топлива, который заключается в том, что в теплоизолированный топливный бак загружают брикеты твердого полиэтилена, нагревают их в баке до температуры более 85°С и подают в бак углеводородное топливо (церезин, керосин, дизтопливо), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего прогревают раствор до температуры 110-130°С и в виде жидкого топлива подают в горелки котельной, поршневой или турбинной энергетической установки внутреннего сгорания. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность применения отходов полиэтилена в качестве топлива и упрощение технологического процесса его получения.

 

Изобретение относится к области производства топлива для котельных и малых, в том числе мобильных, энергетических установок, работающих на альтернативном топливе. В частности на бытовых и промышленных отходах полиэтилена в отличие от гранулированной древесины и торфяных брикетов.

В технической литературе даны физико-химические свойства полиэтилена (см. Политехнический словарь, изд. «Советская энциклопедия», М., 1976 г., стр.378), которые показывают, что применение полиэтилена в твердом виде в качестве топлива практически невозможно. Потому что нет способа подачи 15 объемов воздуха на один объем топлива для нормального горения полиэтилена в твердом и вязком состоянии.

Ближайшим техническим решением с предлагаемым изобретением является способ применения полиэтилена и органического сырья в качестве топлива (см. пат. РФ №2275416, кл. С10L 5/48), где изложен способ термохимической переработки органического сырья в топливные компоненты. Здесь производят предварительную загрузку сырья в реактор-топливный бак и затем вводят туда катализатор и осуществляют предварительный прогрев реактора введением газообразного теплоносителя.

Из топливного бака (реактора) подвергнутые термодиализу до газообразного состояния топливные компоненты попадают к горелкам котельной установки.

Такая сложная система фазового превращения синтетических материалов в топливо является очень сложной. Этот способ получения синтетического топлива кроме высокой стоимости не обеспечивает его стабильных параметров и универсальности применения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности применения отходов полиэтилена в качестве топлива и упрощение технологического процесса его получения.

Указанная техническая задача решается следующим образом.

1. Синтетическое топливо образовано из брикетов твердого полиэтилена, спрессованного из бытовых упаковочных пакетов, полиэтиленовой тары и промышленных отходов полиэтилена с добавлением к ним углеводородного топлива (керосина, дизтоплива).

2. В термоизолированный топливный бак загружают синтетическое топливо, брикеты твердого полиэтилена из промышленных и бытовых отходов, где твердый полиэтилен нагревают до температуры 85°С и подают в бак углеводородное топливо, например керосин, церезин, дизтопливо), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего перегревают раствор до 110-130°С и в виде жидкого топлива подают через фильтр в горелки котельной установки поршневые или турбинные энергетические установки.

Синтетическое топливо получено из бытовых отходов (упаковочных пакетов, полиэтиленовых емкостей и т.д.), спрессованных в брикеты.

Кроме того, для топливных брикетов можно использовать полиэтиленовую тару и промышленные отходы полиэтилена.

После загрузки брикетов полиэтилена в термоизолированный топливный бак, полиэтилен в баке нагревают до температуры свыше 85°С. Нагревание производят с помощью электрических ТЭНов, горячих выхлопных газов энергетических установок или посредством топливных горелок. При этом тепло подводят к внутреннему объему термоизоляционного бака.

После достижения твердым полиэтиленом в баке более 85°С в бак подают углеводородное топливо (церезин, керосин, дизтопливо) или другие углеводороды (бензин). Для предварительного растворения полиэтилена.

Как известно, полиэтилен, нагретый свыше 80°С, хорошо растворяется в углеводородах (см. Политехнический словарь, ст. «Полиэтилен», стр.378, М., 1976, изд. «Советская энциклопедия»).

Температура самовоспламенения дизтоплива, керосина, бензина находится в пределах 345-500°С. Поэтому нагрев полиэтилена в теплоизолированном баке ниже 200°С является пожаробезопасным, простым в техническом исполнении и технологически несложным.

Полиэтилен в твердом виде без применения катализаторов имеет температуру плавления в зависимости от способа получения 105-130°С.

Поэтому можно не использовать углеводороды для предварительного быстрого превращения твердого полиэтилена в жидкое топливо.

Загруженные в термоизолированный бак твердые брикеты полиэтилена можно нагреть до 140°С, и получится жидкое топливо.

Жидкий полиэтилен полностью сгорает без образования сажи и копоти. При его сгорании с коэффициентом избытка воздуха (α=1,1-1,2) полиэтилен сгорает полностью без образования СО, CO₂ (окислов углерода) и окислов азота.

Затрачивание энергии на превращение твердого полиэтилена в жидкое топливо составляет всего 5-8% от полученной энергии при утилизации и использовании полиэтилена в качестве альтернативного топлива.

Перспективным углеводородом для предварительного растворения полиэтилена при температуре более 80°С является церезин. Как известно, церезин является промышленным отходом при добыче и переработке нефти. Церезин - твердый углеводород, температура плавления природного церезина 57-80°С (см. Политехнический словарь, ст. «Церезин», стр.553, М., 1976, изд. «Советская энциклопедия»).

При использовании церезина его брикеты загружают в термоизолированный бак совместно с полиэтиленом.

После полного превращения полиэтилена в баке под действием катализатора и высокой температуры в жидкое синтетическое топливо - жидкий полиэтилен из бака с помощью насоса через фильтр подают в горелки котельной установки. Процесс регулирования горения предлагаемого синтетического топлива является типичным для жидких топлив.

Такой способ получения жидкого топлива из твердых отходов полиэтилена не требует сложных пиролизных установок, которые имеют большую стоимость по сравнению с нагреванием полиэтилена в термоизолированном баке с предварительным раствором его углеводородами.

По сравнению с пиролизом - процессом термической переработки углеродосодержащих сырьевых ресурсов (твердых, жидких бытовых и промышленных отходов) путем высокотемпературного нагрева без доступа воздуха предложенное в изобретении синтетическое топливо и способ его получения имеют большую теплотворную и экономическую эффективность. А также простую технологию и конструкцию установки для его получения и реализации.

Способ получения синтетического топлива, включающий применение полиэтилена, органического сырья, включающий загрузку топлива в реактор - топливный бак и осуществляют предварительный прогрев бака, отличающийся тем, что в термоизолированный бак, где твердый полиэтилен нагревают до температуры более 85°С и подают в бак углеводородное топливо (например, керосин, дизтопливо, церезин), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего прогревают раствор до температуры 110-130°С и в виде жидкого топлива подают через фильтр в горелки котельной установки, поршневые или турбинные энергетические установки внутреннего сгорания.