Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха заключается в том, что осуществляют сжигание топлива, дутье воздуха и его ионизацию, сгорание жидкого и твердого топлива классом 0,01-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50% осуществляют в камере сгорания с принудительным дутьем в зону горения проточным вентилятором, при этом перед подачей воздуха в камеру сгорания его ионизируют высокочастотным электромагнитным полем, переводя кислород воздушной смеси из триплетного состояния в синглетное. Технический результат - повышение эффективности сжигания углеводородного топлива с выделением большего количества тепла и уменьшение выбросов продуктов неполного окисления в атмосферу. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам получения энергии из углеводородов и может быть использован в энергетической промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве.

Известен способ создания тяги гиперзвукового летательного аппарата в крейсерском атмосферном режиме полета (см. патент РФ № 2042577, 27.08.1995). Способ создания тяги гиперзвукового летательного аппарата в крейсерском атмосферном режиме полета», который заключается в том, что смешении части углеводородного топлива (УВТ) с водой, нагреве полученной смеси до температуры t=300-400°C и разложении ее на катализаторе с образованием метаносодержащих продуктов, которые затем нагревают до t>400°C и разлагают на катализаторе с образованием водородсодержащей смеси, в которую перед сжиганием в камере сгорания добавляют оставшееся УВТ, при этом воздушный поток перед сжиганием в камере сгорания ионизируют и воздействуют на него магнитным полем

Недостатком способа создания тяги гиперзвукового летательного аппарата в крейсерском атмосферном режиме полета является сложность реализации.

Известен способ сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания и система зажигания для его осуществления (см. патент РФ №2100643, 27.12.1997). Способ сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания и система зажигания для его осуществления», которые заключается в том, что ионизацию и воспламенение топливовоздушной смеси производят свечой зажигания, при этом ионизацию осуществляют на уровне ион-радикалов, а энергию, выделяемую в процессе рекомбинации, используют для совершения полезной работы двигателем. Для образования ион-радикалов используют энергию конденсированной электрической искры, которая составляет не менее 10 мДж и не более 3% от энергии, выделяемой двигателем. Система зажигания содержит генератор 1 переменного тока низкого напряжения, соединенный через выпрямитель 2 с аккумуляторной батареей 3, к которой подключен электронный преобразователь 4, соединенный с третьим накопительным конденсатором 12, блок 19 бесконтактного управления и блок 16 управления свечами. Система дополнительно снабжена генератором 5 переменного тока. В одну из шин генератора 5 включен конденсатор 6, соединенный с колебательным контуром 8, который содержит накопительный конденсатор 10, катушку 9 индуктивности и электронный ключ 11, трансформатор 13 зажигания. Высокая энергия искры обеспечивает более полное выгорание топлива, обеспечивая высокий КПД и снижение выбросов в окружающую среду.

Недостатком способа сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания и система зажигания для его осуществления является сложность реализации и ограниченность условий применения.

Известен способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения (см. патент РФ №2237216, 27.09.2004). Способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения», которые заключается в том, что в смеси органическое топливо - минеральное вещество минеральное вещество дисперсностью менее 50 мкм вводится в смесь равномерно по объему топлива в количестве, позволяющем обеспечить ионизацию минерального вещества и процесс горения органического топлива, при этом оптимальные концентрации минеральных веществ составляют 0,09-0,03% по массе органического топлива. Ионизация минерального вещества производится тепловым потоком от сгорания органического топлива непосредственного без контакта с факелом органического топлива. В качестве минеральных веществ используют вещества, у которых величина объемной удельной энергии атомизации не ниже 60 кДж/см3. Изобретение позволяет снизить расход топлив и затраты на их транспортировку.

Недостатком способа способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения является сложность реализации и ограниченность условий применения.

Известна электростанция, например, для бурых углей (способ и устройство) (см. патент РФ №2427755, 27.08.2011). Электростанция, например, для бурых у углей», которые заключается в том, что в устройстве для сжигания малоценных углей, содержащем систему обеспечения пылевидным топливом, топку, теплообменники, топка выполнена с внутренним охлаждаемым и размещенным внутри эмитирующей спирали обтекателем, направляющим топочные газы в зоны высокой ионизации с целью использования получаемой плазмы в МГД генераторе; причем устройство выполнено с возможностью подачи перегретого пара из обтекателя в паровые турбины и использования их для выработки электроэнергии; помимо этого теплообменники, принимающие раскаленные топочные газы, выполнены с возможностью осуществления функции циклонов, при этом корпус теплообменников изолирован от выходной трубы, что позволяет использовать высокие электрические потенциалы, создаваемые на разных частях аппаратуры. Изобретение позволяет получить электроэнергию и тепловою энергии при почти абсолютном выгорании углерода в топливной смеси.

Недостатком способа способ получения энергии из минеральных веществ природного происхождения является сложность реализации.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации (см. патент РФ №2265158, 27.11.2005). Способ сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации», который включает предварительную обработку топлива. Изобретение применимо для сжигания топлива как в периодическом режиме, характерном для поршневых двигателей внутреннего сгорания, так и для осуществления непрерывных режимов сжигания топлива, например, в реактивных, турбореактивных, газотурбинных двигателях и энергетических установках. Способ реализует стимулированное разрушение молекул метастабильных промежуточных продуктов неполного окисления углеводородов, накопленных в газовом объеме топливно-воздушной смеси, путем энергетического воздействия, приводящего к взрывному объемному самовоспламенению горючей смеси. Особенность способа заключается в том, что топливно-воздушную смесь обогащают свободными электронами, а энергетическое воздействие на молекулы смеси для возбуждения колебательных степеней свободы молекул осуществляют посредством их неупругих соударений со свободными электронами, ускоренными электрическим полем, напряженность Е которого меньше напряженности перехода к самостоятельному газовому разряду. Обогащение топливно-воздушной смеси свободными электронами осуществляют путем ее ионизации или путем инжекции электронов. Устройство для реализации способа содержит камеру сгорания с источником энергетического воздействия. Источник энергетического воздействия состоит из устройства обогащения топливно-воздушной смеси свободными электронами и источника ускоряющего электрического поля, включающего систему электродов с управляемыми коммутаторами, подключенными к источникам высоковольтного напряжения. Изобретение позволяет осуществить в нужный момент времени практически мгновенное развитие объемного радикально-цепного взрыва в топливно-воздушной смеси за счет одновременного разрушения большинства накопленных метастабильных молекул промежуточных продуктов. Разрушение молекул промежуточных продуктов порождает большое число активных радикалов и частиц, разветвляющих и создающих новые цепи реакции окисления углеводородного топлива, что и приводит к развитию радикально-цепного взрыва.

Недостатком способа сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации является сложность реализации.

Задачей изобретения является повышение эффективности сжигания топлива и уменьшение экологического ущерба.

Решение поставленной задачи достигается тем, что осуществляют сжигание топлива, дутье воздуха и его ионизацию, сгорание жидкого и твердого топлива классом 0,01-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50% осуществляют в камере сгорания с принудительным дутьем в зону горения проточным вентилятором, при этом перед подачей воздуха в камеру сгорания его ионизируют высокочастотным электромагнитным полем, переводя кислорода воздушной смеси из триплетного состояния в синглетное.

Сущность способа сжигания углеводородного топлива поясняется чертежом.

На чертеже представлен общий вид способа сжигания углеводородного топлива и приняты следующие условные обозначения: 1 - камера сгорания, 2 - углеводородное топливо, 3 - зона горения, 4 - вентилятор, 5 - ионизатор.

Углеводородное топливо 2 помещают в камеру сгорания 1 и поджигают.

В процессе окисления углеводородного топлива (жидкого - мазута, отработанного масла, и твердого - отходы углеобогащения, низкосортные угли, торф и др. классом 0-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50%) образуется зона горения 3, в которую с помощью вентилятора 4 подается воздушная смесь, предварительно обогащенная активным (триплетным) кислородом за счет прохождения через ионизатор 5 с высокочастотным электромагнитным полем.

Техническим результатом является повышение эффективности сжигания углеводородного топлива с выделением большего количества тепла и уменьшение выбросов продуктов неполного окисления в атмосферу.

Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха, заключающийся в том, что осуществляют сжигание топлива, дутье воздуха и его ионизацию, сгорание жидкого и твердого топлива классом 0,01-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50% осуществляют в камере сгорания с принудительным дутьем в зону горения проточным вентилятором, при этом перед подачей воздуха в камеру сгорания его ионизируют высокочастотным электромагнитным полем, переводя кислород воздушной смеси из триплетного состояния в синглетное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих установках, работающих на природном газе. Техническим результатом является увеличение эффективности и уменьшение загрязнения окружающей атмосферы путем утилизации вредных газообразных выбросов.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для воспламенения водоугольного топлива. Способ воспламенения водоугольного топлива, заключающийся в том, что создают электроразрядную зону, подают воздушный поток в электроразрядную зону, ионизируют воздушный поток, получают ионизированный воздушный поток, подают ионизированный воздушный поток в зону воспламенения водоугольного топлива, подают водоугольное топливо в зону воспламенения водоугольного топлива, осуществляют нагревание поступивших ионизированного воздушного потока и водоугольного топлива в зону воспламенения водоугольного топлива и воспламеняют водоугольное топливо.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания в печи включает сжигание топлива в печи для образования газообразных продуктов горения, содержащих NOx, и поочередное пропускание газообразных продуктов горения, содержащих NOx, из печи в охлажденный первый регенератор и через него для нагрева первого регенератора и охлаждения указанных газообразных продуктов горения, пропускание первой части указанных охлажденных газообразных продуктов горения из указанного первого регенератора и топлива в нагретый второй регенератор, проведение во втором регенераторе эндотермической реакции газообразных продуктов горения и топлива для восстановления NOx в указанных газообразных продуктах горения до азота и для образования синтетического газа, содержащего водород, CO и указанный азот, пропускание указанного синтетического газа из второго регенератора в печь и сжигание его в этой печи с одновременным пропусканием оставшейся части указанных газообразных продуктов горения из указанного первого регенератора в выпускную трубу, и пропускание газообразных продуктов горения, содержащих NOx, из печи в охлажденный второй регенератор и через него для нагрева второго регенератора и охлаждения указанных газообразных продуктов горения, пропускание первой части указанных охлажденных газообразных продуктов горения из указанного второго регенератора и топлива в нагретый первый регенератор, проведение в первом регенераторе эндотермической реакции газообразных продуктов горения и топлива для восстановления NOх в указанных газообразных продуктах горения до азота и для образования синтетического газа, содержащего водород, CO и указанный азот, пропускание указанного синтетического газа из первого регенератора в печь и сжигание его в этой печи с одновременным пропусканием оставшейся части указанных газообразных продуктов горения из указанного второго регенератора в выпускную трубу.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания углеводородного сырья (13) посредством химического цикла окисления-восстановления заключается в том, что редокс-активная масса в виде частиц циркулирует между зоной окисления (200) и зоной восстановления (210), образуя контур, причем углеводородное сырье (13) сжигают, приводя в контакт с частицами редокс-активной массы в зоне восстановления (210); частицы редокс-активной массы, выходящие из зоны восстановления (210), окисляют, приводя в контакт с потоком окислительного газа (11) в зоне окисления (200); частицы подают в по меньшей мере один теплообменник (E1), находящийся на линии переноса частиц (15, 16, 17, 18) между зоной восстановления (210) и зоной окисления (200), и сжижающий газ направляют в указанный теплообменник, чтобы создать плотный псевдоожиженный слой, содержащий частицы активной массы, причем указанный теплообменник имеет поверхность теплообмена в контакте с псевдоожиженным слоем; рекуперацию тепла в по меньшей мере одном теплообменнике (E1) регулируют, изменяя уровень псевдоожиженного слоя путем контролируемого создания спада давления на отводе сжижающего газа, расположенном в верхней части теплообменника, причем созданный спад давления компенсируется изменением уровня слоя частиц активной массы в коллекторной зоне, находящейся на контуре частиц в химическом цикле.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Горелочное устройство содержит корпус, камеру газогенерации с соплом и воздухоподводящими отверстиями, встроенный парогенератор водяного пара, состоящий из бачка-испарителя, паропровода и паровой форсунки, размещенной в камере газогенерации соосно с соплом, а также содержит установленный в корпусе тепловой электрический нагреватель, над которым установлен бачок-испаритель, а сверху бачка-испарителя установлена камера газогенерации.

Изобретение относится к области химии, а именно к способу экологически чистого каталитического сжигания газообразных топлив в системах автономного отопления и в теплоэнергетике.

Изобретение относится к области энергетики. Способ выполнения сжигания в печи, оснащенной термохимическими регенераторами с отверстием для сжигания, через которое нагретый синтетический газ может поступать в печь, одним или более отверстиями для окислителя, через которые в печь может вводиться окислитель, и выпускным отверстием, которое соединено с печью и через которое газообразные продукты сжигания могут выходить из печи, включает: протекание нагретого синтетического газа через отверстие для сжигания в печь с импульсом F и со скоростью менее 15,24 метров в секунду (50 футов в секунду); введение по меньшей мере одного потока движущего газа с импульсом M, имеющего скорость по меньшей мере 30,48 метров в секунду (100 футов в секунду), внутрь отверстия для сжигания для подачи указанного синтетического газа в поток движущего газа и для выпуска получившегося комбинированного потока в печь; введение одного или более потоков окислителя с общим импульсом O через указанные одно или более отверстий для окислителя в печь, причем ось каждого потока окислителя расположена на расстоянии от 7,62 сантиметров до 76,2 сантиметров (от 3 дюймов до 30 дюймов) от внутреннего периметра отверстия для сжигания, и смешивание введенного окислителя с потоком топлива, который подается в поток движущего газа, для образования видимого пламени, проходящего в печь, не касаясь стенок и купола печи; выпуск газообразных продуктов сжигания из печи через выпускное отверстие с импульсом X, причем суммарный импульс F + M + O составляет более 150% от импульса X.

Изобретение относится к способам и устройствам сжигания газообразного или распыленного жидкого топлива в режиме газовой или капельной детонации и может быть использовано в различных технологических устройствах и энергетических установках, работающих на импульсно-детонационном или непрерывно-детонационном горении, например, для инициирования детонации в непрерывно-детонационной камере сгорания турбореактивного двигателя.
Изобретение относится к горелочным устройствам для сжигания топлив. Устройство для сжигания топлив содержит цилиндрическую камеру с боковыми горизонтально и равномерно расположенными по окружности окнами, патрубок для подачи воздуха, топливоподающий узел, внешний кожух, образующий с цилиндрической частью камеры кольцевой зазор, в кольцевом зазоре расположено раскручивающее устройство с лопатками, плавно изогнутыми на 90° в сторону стенок камеры сгорания, площадь кольцевого зазора сопоставима с площадью окон, расположенных в цилиндрической части камеры, нижняя часть камеры сгорания по диметру больше цилиндрической части камеры сгорания в 1,25-1,5 раза и содержит патрубок ввода газов, ось которого сориентирована в центральную часть дна внешнего кожуха под углом 20-25° к его оси и 60-65° к его радиусу, запальную горелку с направляющей трубой, прикрепленную к патрубку ввода газов и предкамеру, расположенную в нижней части и в которой расположен топливоподающий узел с насадком, на стенках которого имеются отверстия разного диаметра.

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания углеводородов в потоке ионизированного воздуха заключается в том, что осуществляют сжигание топлива, дутье воздуха и его ионизацию, сгорание жидкого и твердого топлива классом 0,01-1,5 мм, влажностью и зольностью до 50 осуществляют в камере сгорания с принудительным дутьем в зону горения проточным вентилятором, при этом перед подачей воздуха в камеру сгорания его ионизируют высокочастотным электромагнитным полем, переводя кислород воздушной смеси из триплетного состояния в синглетное. Технический результат - повышение эффективности сжигания углеводородного топлива с выделением большего количества тепла и уменьшение выбросов продуктов неполного окисления в атмосферу. 1 ил.

Наверх