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

Малогабаритная установка очистки дизельного топлива - ТОРНАДО-5

Основными параметрами контроля качества топлива служат ПДК (предельно допустимые концентрации) вредных органических и минеральных примесей, наличие воды, антидетонаторов и прочее. Об этом можно прочитать в публикациях «Три жизни мотора» (ИР, 5, 2002) и «Разбавлять нужно грамотно» (ИР, 5, 2009). Самый длинный список контролируемых параметров предусмотрен для дизельного топлива. Среди них сера, образующая с парами воды серную и сернистую кислоты, разрушающие детали двигателя, нейтрализатора выхлопных газов, глушителя. Парафины, густеющие на морозе, нарушают работу всей топливной аппаратуры. Соли тяжелых металлов, образующие вместе с асфальтенами нагар в камерах сгорания, являются к тому же источником ядовитых и канцерогенных выбросов в атмосферу. Недиспергированная вода в солярке, примеси бензина и керосина резко повышают коэффициент трения деталей топливного насоса высокого давления, плунжерных пар

Кроме того, дизельное топливо требует соблюдения установленных кетановых и цетановых чисел горения и делится на летнее, переходное, зимнее и арктическое по температурам фильтруемости и загустевания.

В середине 2006 г. произошло важное событие — вступил в действие новый ГОСТ Р52368-2005 на дизтопливо вместо древнего ГОСТ 305-82. Если раньше допустимая доля серы в 1 кг топлива доходила до 2000 мг, то теперь она не может превышать 50 мг. По старым нормам температура вспышки (цетановое число) ограничивалась 40⁰C, по новым — не ниже 55⁰C. Теперь летняя солярка должна прокачиваться через фильтры до -6⁰C, переходная (октябрь, апрель)— до -16⁰C, а зимняя — до -26⁰C.

Очистка дизельного топлива только от серы — одна из сложнейших задач современной нефтепереработки. Лучшие зарубежные установки каталитической гидродесульфуризации стоят, в зависимости от производительности и глубины очистки, от 10 до 100 млн долл. Так, например, оборудование для мини-НПЗ производительностью 110 тыс. т топлива в год с содержанием серы до 0,2% от массы солярки обойдется в 10,5 млн долларов, а срок его изготовления не меньше года. Прибавьте к этому дополнительные затраты на приобретение катализаторов и реагентов, на экологическую защиту атмосферы и очистку сточных вод.

И это только сера, остальные «вредители» остаются нетронутыми. Понятно, что такие расходы не по карману малым и даже средним переработчикам.

Сера находится в топливе, как правило, в связанном состоянии в сольвентных оболочках, образно говоря в микромешочках, и остается малозаметной для измерительных приборов. После беспощадной артподготовки различными излучениями мешочки разрушаются, и освобожденная сера появляется в солярке в активном виде, что неумолимо фиксируют рентгенофлюоресцентные приборы — например, типа X-lab 3000 с точностью 1 мг/ кг или спектрометры, чувствительность которых еще выше. Поставщики стараются не акцентировать на этом внимание, однако потребитель топлива оснащен стационарными и передвижными контрольными приборами, поэтому конфликт неизбежен.

Николаю Леонидовичу Егину удалось подобрать универсальный комплекс воздействий на все вредные примеси в топливе. Теперь слабые (всего 15-20 Вт/см²) ультразвуковые колебания не разрушают сольвентные оболочки серы, а выгоняют их на специальные фильтры. Что касается парафина, содержание которого в солярке достигает 40%, то следует различать его легкие, средние и тяжелые фракции. Если мощными импульсами ультразвукового излучения (УЗИ) разорвать молекулярные цепочки на 2 или даже на 4 части, то тяжелые парафины все равно со временем начинают обратную кристаллизацию, особенно на морозе, да еще и провоцируют совместное восстановление средних и легких фракций.
Можно бы удалить весь парафин, но это экономически не выгодно, поскольку в растворенном виде это отличное топливо. По новой технологии слабые УЗИ настроены в резонанс с молекулярными цепочками легких и средних составляющих и разрывают их на 2 и 4 части соответственно. При этом на тяжелые парафины такое слабое излучение не действует, и их вместе с микромешочками серы выгоняют на специальные фильтры.
Поскольку доля тяжелых парафинов не больше 6 — 8%, то потери не велики, притом что обратной кристаллизации оставшихся легких и средних не происходит. В ходе испытаний с декабря 2009 г. по март 2010 г. ни одна из проб солярки, доработанной по новой технологии, даже не помутнела за три месяца зимы, несмотря на морозы до 30⁰C.
Новая комплексная установка отлично показала себя в очистке солярки и от солей тяжелых металлов, а также от асфальтенов и механических примесей. Поскольку очистка проводится не меньше чем по 5 параметрам, то изобретатель присвоил ей название ТОРНАДО-5, аналогично устройству для очистки в нефтяных скважинах (см. «ТОРНАДО в нефтяной скважине», ИР, 12, 2009).

Хорошие результаты получены по всем маркам нефтепродуктов. Удаляя, например, из печного топлива, кроме 5 названных компонентов еще и асфальтены с битумами, значительно снижаем цветность и доводим топливо до товарной солярки.

Торнадо 5 для очистки тёмного печного топлива, тёмного газойля, газового конденсата, сепарата механических примесей, воды и других включений	Торнадо 5 аналогичного фото 1 назначения с автоматическим управлением	Торнадо 5 с аналогичным фото 1 назначением с ручным управлением

Многофункциональное устройство очистки дизельного топлива производительностью 2 — 2,5 м³/ч можно легко разместить на столе.

Цена ТОРНАДО-5 не выше 300 тысяч рублей.

Пример расчета окупаемости установки: При доработке летней солярки по цене 17 руб./л в зимнюю (ценой 19 руб./л) окупаемость ТОРНАДО-5 происходит всего за трое суток, поскольку в сутки установка нарабатывает 50 тысяч литров дизельного топлива по зимнему ГОСТУ, что при разнице в цене два рубля дает чистую прибыль 100 тысяч рублей в сутки.

Установка собирается на базе сертифицированных комплектующих с паспортами взрыва- и пожарозащищенности на любых объектах работы со всеми видами топлива.

Применение установки Торнадо-5 в установке по комплексной очистке дизельного топлива

Скачать видео-файл

---

Паспорт «Торнадо-5»

ВОЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

390014, Рязань-14, обл.

 

Вихревой гидродинамический генератор

«Торнадо-5»

 

ПАСПОРТ

Руководство по эксплуатации

3632-00172020014-2007 РЭ

 

Ввиду постоянной работы по совершенствованию изделия изготовитель оставляет за собой право вносить технические изменения, в связи с чем возможны некоторые отличия конкретного исполнения установки от изложенного в настоящем паспорте.

Вихревой гидродинамический генератор

1. Назначение

1.1. Установка «Торнадо-5» предназначена для обработки дизельного и печного топлива, соответствующего техническому регламенту «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» и ГОСТ-Р 52368-2005 (ЕН 590-2004).

Установка может эксплуатироваться в состав технологического оборудования нефтеперегонных предприятий, топливных терминалов, так и в качестве самостоятельной схемы обработки топлива, в том числе с дополнительными видами оборудования для его очистки.

Эксплуатация оборудования установки должна осуществляться при следующих условиях:

• относительная влажность воздуха – не более 85% при температуре + 20 градусов С;
• температура окружающего воздуха – от 0 до + 35 градусов С;
• отсутствие резких толчков и ударов;
• окружающая среда не взрывоопасна, не содержит токопроводящей пыли и химических активных веществ, разрушающе действующих на металл и изоляцию проводов.

 

2. Технические характеристики

2.1 Основные технические характеристики установки приведены в таблице 1.

Основные технические характеристики Таблица 1.

Модель установки		Торнадо-5
Производительность установки по топливу		6 М3/час – 30 М3/час
Производительность установки по топливу, в сутки (максимально)		120 М3/сут. – 600 М3/сут.
Давление насоса		До 25 psi (2,068 бар; 0,2068 МПа) до 13.3 Па (0,1 мм.рт.ст)
Температура	Обрабатываемого топлива	По рекомендации пос-тавщика оборудования
	Топливной присадки комплексной	Данные предоставляют-ся поставщиком обору-дования
Габаритные размеры установки	Высота	1200 мм
	Ширина	750 мм
	Глубина (Длина)	1100 мм
Масса установки (в базовой комплектации)		98 кг
Материал		Ст45пс, Ст20К-5
Электропитание 3-х фазное		400 В +(-) 10%  примерно 50 Гц
Потребляемая энергетическая мощность		5,5 кВт

3. Состав изделия и комплект поставки

3.1 В комплект поставки входят:

• насос топливный, шт. – 1;
• вихревой гидродинамический генератор, шт. – 1;
• дозатор жидкости, шт. – 1;
• набор фитингов для присоединения к топливным линиям, компл. – 1;
• измеритель давления обрабатываемого топлива, шт. – 1;
• измеритель температуры топлива и присадки, шт. – 1;
• фильтр грубой очистки топлива, шт. – 1;
• шкаф управления, шт. – 1;
• байпас с регулятором резонанса стоячей ультразвуковой волны;
• шасси установки, шт. - 1;
• прибор контроля резонансного воздействия УЗИ (по доп. заказу), шт. – 1;
• паспорт, экз. – 1.

 

4. Устройство и принцип работы

4.1 Схема электрическая принципиальная установки приведена в Приложении 1.

4.2 Размеры фланцев установки приведены в Приложении 2.

4.3 Установка состоит из шасси, вихревого гидродинамического генератора, встроенного топливного насоса, дозатора жидкостного типа, измерительных приборов, трубопроводной арматуры, шкафа управления, топливного насоса и системы фильтрации топлива.

4.4 Топливо через фильтр всасывается шестеренчатым насосом и подаётся в вихревой гидродинамический генератор. Результатом кавитационной обработки дизельного топлива становится его частичное деструктурирование на макро- и микро уровне (разрушение ультразвуком и кавитацией парафиновых образований различных фракций), а также эмульгирование смеси, в которую добавляют специальные присадки на стадии обработки в установке (поставляются по спецификации поставщика оборудования), за счёт воздействия гидрофобных свойств препятствуют обратной коагуляции (комкованию) парафиновых фракций, что позволяет значительно снизить предельную температуру фильтруемости топлива на 20-25 градусов С до значений зимнего дизельного топлива в соответствии с техническим регламентом РФ «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» и ГОСТ-Р 52368-2005 (ЕН 590-2004).

Рекомендации об обработке дизельного и печного топлива выдаются поставщиком оборудования по результатам опытной обработки небольшого количества топлива в его лаборатории.

4.5 Установка «Торнадо-5» является автономным устройством.

4.6 Установка может быть дополнена рядом узлов и оборудованием по согласованию с заказчиком.

В качестве дополнительного оборудования используется:

• фильтр тонкой очистки топлива;
• фильтр обезвоживания и дегазации топлива;
• проточный композиционный нагреватель топливной присадки;
• оборудование обессеривания топлива;
• контрольно-измерительный прибор ультразвукового диапазона.

4.7 Дизельное и печное топливо, не соответствующее нормам Евро-2 – Евро-5, дорабатывается до следующих параметров на «Торнадо-5» по согласованию с заказчиком:

1. Плотность в пределах 0,840 – 0,860
2. Цетановое число 45-50
3. Температура вспышки 55-60 градусов С
4. Температура помутнения – 15- -20 градусов С
5. Температура застывания – 35- -40 градусов С
6. Сера 0,035% или по Евро-5 10ППМ
7. Механические примеси меньше 0,01%
8. Повышение прозрачности топлива до действующих ГОСТов.

 

5. Техническое обслуживание.

5.1 Для обеспечения длительной и бесперебойной работы установки необходимо производить периодические осмотры.

Важно: при работе с каждым видом топлива необходимо осуществлять требования по безопасности на предприятии, эксплуатирующем оборудование, необходимо разработать типовой набор регламентирующий производственный процесс документации.

Необходимо проводить обслуживание и вести записи для обеспечения своевременной замены расходных материалов, своевременно осуществлять промывку используемых ёмкостей, что позволит увеличить сроки эксплуатации оборудования установки, обеспечить оптимальную работу оборудования и выполнить условия гарантии.

Периодичность работы по замене расходных материалов и проведения профилактических работ в соответствии с требованиями, изложенными в паспортах на устройства (узлы) – дополнительно прилагаются.

 

6. Гарантии изготовителя.

6.1 Предприятие-изготовитель гарантирует надёжную работу установки «Торнадо-5» при соблюдении правил эксплуатации, установленных настоящим паспортом и руководством по эксплуатации (дополнительно прилагаются).

6.2 Гарантийный срок – 18 месяцев с момента продажи. При обнаружении неисправностей в течение гарантийного срока изготовитель ремонтирует аппарат, либо высылает исправную деталь, взамен вышедшей из строя. Без гарантийного талона с отметкой и приемке и продаже претензии не принимаются.

 

Формула изобретения

1. Устройство деструкции углеводородов, состоящее из корпуса, выходной акустической камеры стержня, причём корпус и стержень с заданной собственной частотой упругих колебаний образуют вихревую трубу, содержащую тангенциальные входы жидкого продукта, отличающиеся тем, что образующие внешней и внутренней поверхности вихревой трубы получаются из решения вариационной задачи для тангенциальной скорости потока и достигается максимальная энергия деформационно-сдвигового взаимодействия потока с поверхностью вихревой трубы с расположенными на корпусе и стержне элементами – завихрителями потока, причём выходной поток вихревой трубы поступает в выходную акустическую камеру, выполненную в виде концентратора акустической энергии и функция скорости вихревого потока находится из дифференциального уравнения, получающегося из уравнения баланса энергии стоячей ультразвуковой волны с регулятором резонанса.
2. Устройство деструкции углеводородов по  п. 1, отличающееся тем, что устройство содержит две или более вихревых труб, причём вихревые трубы устройства соединены параллельно, последовательно или комбинированным способом.
3. Устройство деструкции углеводородов по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит вводы продуктов, осуществлённые с помощью тангенциально расположенных по длине вихревых труб вводов.
4. Устройство деструкции углеводородов по п.2, отличающееся тем, что по осям вихревых труб расположены цилиндрические конструктивы – центральные стержни переменного сечения по длине труб с дополнительными завихрителями, воспринимающими сложные гидромеханические переменные импульсы.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с помощью конструктивов стержней и их положения, устройство настраивается на определённый частотный диапазон и максимальную мощность вибро-акустических колебаний.

---

 

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

Важная информация об авторских свидетельствах