Николай Леонидович Егин -
изобретатель и рационализатор

Главная страница

Правовые аспекты
Новые изобретения

Вы можете ознакомиться с изобретениями Николая Егина
Данный сайт остается как память об изобретателе

Важная информация об авторских свидетельствах

Жидкий уголь - новое экологически чистое топливо на основе углеродных соединений и воды

1. Экологически чистое водоугольное топливо «ЭКОВУТ»

Топливо нового поколения «ЭКОВУТ» - искусственное композиционное топливо, представляющее собой дисперсную топливную систему коллоидного типа, создаваемую на основе угля любой марки, воды и добавок, задающих топливу заранее заданные свойства.
Капиталовложения в систему производства Экологически чистого водоугольного топлива - «ЭКОВУТ» значительно меньше, чем на модернизацию и техническое перевооружение электростанции при использовании угля вместо газа, а по своим экологическим характеристикам «ЭКОВУТ» не уступает последнему.
По физико-механическим характеристикам Экологически чистое водоугольное топливо аналогичен жидкому топливу, поэтому процессы его транспортировки, хранения, топливоподачи и сжигания также аналогичны. Реализация технологий производства, хранения, транспорта и энергетического использования угля в виде водоугольного топлива - «ЭКОВУТ» позволяет резко сократить неоправданные потери угля при его транспорте, хранении и сжигании, благодаря чему улучшается экологическая обстановка в районах его использования. Это топливо взрывобезопасно и пожаробезопасно.
Процесс сжигания водоугольного топлива во всех случаях характеризуется высокой полнотой выгорания топлива (98-99,7%), снижением механической неполноты сгорания и полным отсутствием химической неполноты сгорания топлива, что позволяет существенно повысить эффективность его использования, особенно в котлах со слоевым сжиганием угля, в которых кпд котла возрастает с 50-60% до 80-85%.
Сжигание Экологического водоугольного топлива проводится при очень малых избытках воздуха (3-7%), что также способствует снижению потерь с уходящими газами и повышению КПД котла.
«ЭКОВУТ» - это экологически чистое топливо. Оно сгорает без выбросов с продуктами сгорания монооксида углерода, вторичных углеводородов, сажи и канцерогенных веществ; при этом резко сокращается образование оксидов серы на 70-85% и оксидов азота на 80-90%.
«ЭКОВУТ» производится из антрацитов, каменных и бурых углей любых марок и любой зольности (до Аd=50%) и из воды любого качества, включая шахтные и промсточные воды. Производство «ЭКОВУТ» может одновременно решить и проблему утилизации сточных вод.
Технология приготовления экологически чистого водоугольного топлива включает стандартные процессы мокрого дробления и измельчения его твёрдой фазы, смешения и сгущения готового продукта, а также процессы деминерализации. Она реализуется на серийном оборудовании российского производства, не требует применения термических и химических процессов и поэтому она не капиталоёмка и не энергоёмка.
Технология приготовления «ЭКОВУТ» является безотходной и экологически чистой, так как позволяет использовать промежуточные продукты углеобогащения, угольную мелочь, шламы и другие низкосортные компоненты.

Фото 2. Вариант для транспортных средств на Экологически чистом водоугольном топливе - ЭКОВУТе:
1 - теплообменники
2 - пиролизные камеры

При использовании для производства «ЭКОВУТ» низкосортных компонентов он будет уже значительно дешевле товарного угля.
Помимо тепловых электростанций, «ЭКОВУТ» может использоваться в обжиговых и плавильных печах, в топках сушильных установок, теплогенераторах систем теплоснабжения и других агрегатах, на транспорте (см. журнал «ИР» 7/2007 г. фото 2).

2. Генерация тепла и электричества для ЖКХ

Если в котельной будет установлен паровой котёл, то он может быть дополнен паровой турбиной, вырабатывающей объём электричества, способный покрыть до 100% потребностей всего посёлка с увеличением объёма потребления ВУТ всего лишь на 10…15%. Соответственно, себестоимость вырабатываемого электричества в разы ниже электричества, покупаемого в центральных сетях. Окончательная стоимость может быть определена по результатам составления предпроектных решений.
Учитывая постоянно увеличивающуюся стоимость газа, и уже крайне высокую стоимость мазута, выработка тепла на водоугольном топливе является существенно более экономичной возможностью.
Для проведения экспериментов по сжиганию водоугольное топливо (ВУТ) выбран один из котлов марки Е-1 (Бийский завод). Само сжигание осуществляется вне камеры сгорания, а в дополнительно созданном предтопке, т.е. котёл работает в режиме котла-утилизатора (см. фото 1).

Фото 1. Вариант для ЖКХ на экологическом водоугольное топливе:
1 - предтопок
2 - котёл-утилизатор

Предтопок представляет собой камеру сгорания водоугольного топлива в кипящем слое. Подача ВУТ осуществляется обычной форсункой капельным методом.
В существующей конструкции предполагается как прямое горение ВУТ, так и горение в режиме газификации (пиролиз).
Такой вариант, вследствие высокой тепловой стабильности массы псевдоожиженного материала, позволяет осуществить зажигание и реагирование топлива при существенно более низких, чем при камерном сжигании температурах, и этот фактор обеспечивает существенное снижение генерации высокотоксичных оксидов азота, чему способствует также повышенное содержание в реакционной зоне паров воды.
Удельные затраты на сооружение установки по приготовлению кавитационного водоугольного топлива - 158 руб/тн. в год, при аналогичных показателях для системы подачи топлива при пылеугольном варианте - 490 руб/тн. в год.
Предлагаемый вариант обеспечивает:

• низкий уровень генерации окислов азота, что обуславливается предварительной обработкой топлива в среде низкотемпературного кипящего слоя, способствующей выделению топливного азота в молекулярном состоянии;
• предельное выгорание топлива (в смести газообразного и пылевидного материала) во второй ступени, обусловленное высокими температурами горения при оптимальном избытке, рациональном распределении и высокой температурой вторичного воздуха.

Наши утверждения о достоинствах кавитационного водоугольного топлива и двухступенчатой схеме его сжигания долгое время основывались на проектных проработках, конструкторских расчётах, лабораторных исследованиях и опытах по стендовому сжиганию водоугольного топлива в камерной топке и в топке с кипящим слоем. Но 2008 год стал годом прорыва, годом выхода на производственный уровень.
Решимость внедрить новую технологию подогревалась экономическими стимулами: вместо сортового каменного угля, стоимостью 700 руб/тн. в котлах котельной обогатительной фабрики можно сжигать кавитационного водоугольное топлива, приготовленный из отходов технологического процесса этой же фабрики: увлажнённые шламы, в течение многих лет вывозимые на шламоотвал, могут быть направлены на приготовление топлива и это топливо сгорит в переоборудованных котлах. А отходы конкретной обогатительной фабрики имеют следующие характеристики:

• зольность на рабочую массу - 23%;
• влажность - 25-30%;
• теплотворная способность - 3650 ккал/кг.

При этом узел приготовления кавитационного водоугольного топливо встроен в технологическую схему фабрики и его оборудование размещено на небольших свободных островках в здании действующего предприятия.

Почему водоугольное топливо более эффективно, чем уголь?
При слоевом сжигании угля недожжённым остаётся до 30…50% угля, вся оставшаяся часть уходит в угольный отвал. Благодаря полному выгоранию угля (не менее 98%) водоугольное топливо позволяет снизить объём потребляемого угля. Прямая экономия (т.е. снижение себестоимости 1Гкал), с учётом затрат на приготовление водоугольное топливо в этом случае составляет не менее 20…40%.
Дополнительно при сжигании водоугольное топливо не остаётся угольного шлама, который необходимо утилизировать (т.е. экологический эффект), то выгода водоугольное топливо тем более налицо. Утилизация несгоревшего угля в этом случае также вносит дополнительные затраты.
Кроме того, оставшаяся от сжигания водоугольное топливо зола может быть использована для строительства, о чём имеется соответствующее заключение Кольского Филиала Академии Наук.

Почему водоугольное топливо дешевле мазута?
ВУТ на 65-70% состоит из угля, стоимость которого приблизительно в 3 раза ниже стоимости топочного мазута (стоимости 1 тут, при уровне цен 2007-2010гг.). Даже несмотря на мировые колебания цен на уголь, подобное соотношение стоимости условного топлива из мазута и водоугольное топливо практически всегда сохраняется.

---

Все представленные на сайте изобретения имеют авторские свидетельства на изобретение, чертежи и конструкторскую документацию. Автор – Николай Егин.

Важная информация об авторских свидетельствах