ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Технология и оборудование для подготовки и сжигания твердого и жидкого топлива, включая подготовку и сжигание отходов производства, в различных отраслях промышленности, строительства и сельского хозяйства.

Рекомендуемая область пременения

Технология и оборудование подготовки и сжигания твердого и жидкого топлива может быть использована в коммунальном хозяйстве для нагрева воды в котлах, а также в строительстве и в сельском хозяйстве, а также в нефтегазовой и угольной промышленности для утилизации отходов производства.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта - создание новых технологий подготовки  и сжигания твердого и жидкого топлива. Основным направлением при этом является  утилизация отходов в нефтегазовой и угольной промышленности, а также в строительстве и сельском хозяйстве.  Это позволит создать универсальные  горелки, которые могут работать на  различных видах топлива.

Создание технологий  подготовки и сжигания различных видов топлив и горелок для осуществления предложенных технологий позволит утилизировать отходы  нефтегазовой промышленности (эмульсии нефти с водой, отходы переработки нефти-мазут, печное топливо, отработки масел, а также  сжигать эмульсию газового конденсата с водой без предварительной подготовки его к сжиганию) и угольную пыль.

Сжигание отходов переработки сельскохозяйственного сырья (лузга подсолнечника, шелуха гречихи и проса, костра льна и конопли) сократит затраты на  хранение их на перерабатывающих предприятиях.

Переработка и сжигание опилок, стружки, щепы позволит получить дополнительно по стране миллионы гигокалорий тепла. Подготовка и сжигание бытового мусора освободит огромные площади, которые находятся под свалками бытового мусора. Принцип подготовки твердого топлива (мусора) к сжиганию включает сортировку, дозирование, размол на вибрационных мельницах и подачу полученной пыли к горелкам с помощью транспортирующего материала ( отработка масла, дизельное топливо, мазут, водно-угольная суспензия, различные эмульсии нефти с водой и т.д., природный газ, пар, воздух).

Технология и оборудование защищены  11 патентами РФ и подана заявка на предполагаемое изобретение.

Изготовлена опытная партия горелок для сжигания жидкого топлива. Необходимо провести комплекс научно-исследовательских экспериментальных работ по оптимизации технологии подготовки к сжиганию отходов производства, оптимизировать конструкции и параметры горелок, создать ряд универсальных горелочных устройств, позволяющих сжигать различные виды топлива.

Способ защиты интеллектуальной собственности соответствует установившейся в Российской Федерации, а именно:

- патенты на изобретения:

1. № 2193140 от 09.01.2001

2. № 2200902 от 09.01 2001

3. № 2200903 от 21.03.2001

4. № 2209368 от 21.03.2001

5. № 2210023 от 19.09.2001

6. № 2210701 от 07.06.2001

7. № 2248503 от 26.12.2002

8. № 2217659 от 26.02.2002

9. № 2276308 от 28.05.2003

10. № 2270399 от 05.01.2004

11. № 2270400 от 04.02.2004

- заявка на изобретение № 2005139680/06(04424) от 19.12.2005

- ноу-хау и решение о выдаче патента от 21.05.2004 по заявке № 2003110699/06(011300) от 14.04.2003 – заявка отозвана из-за неуплаты пошлины за регистрацию патента.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Рынок использования горелок для сжигания различных видов топлива очень широк и охватывает практически все административные районы Российской Федерации.

Предлагаемая технология и оборудование позволяет готовить и сжигать практически все виды жидкого и твердого топлива (с частичным применением газообразного), получая при этом дешевые тепло и энергию. Улучшая экологическую обстановку в регионах.

Потребность рынка России в настоящее время превышает 1500 шт. горелок в год. Существующие горелки сжигают только хорошо подготовленное жидкое, газообразное и твердое топливо. Универсальные отечественные горелки (тем более для мусоросжигания) отсутствуют. Импортируемые в Россию горелки зарубежных фирм (жидкостные или газовые) требуют высокой чистоты топлива и не могут работать на отходах промышленности и сельского хозяйства.

Известен способ комбинированного сжигания пылевидного и газообразного топлива путем подачи закрученного потока воздуха и ввода газообразного топлива (АС СССР № 1163088, F23C1/12 от 04.04.83, опубл. 23.06.85). Недостатком данного способа является невозможность подготовки пылевидного топлива к сжиганию.

Известна горелка для сжигания угольно-водной топливной суспензии. В горелке обеспыливается одновременное сгорание суспензии и пылевидного угля в потоке воздуха (патент США № 5519583 F23C1/10, от 27.10.94, опубл. 07.05.96). Недостатком данной горелки является невозможность сжигания различных видов топлива (природный газ, топливные эмульсии, опилки, бытовые отходы, угольная пыль, водно-угольная суспензия)

Известен способ подготовки и сжигания твердого топлива и системы для его осуществления, включающий устройство для загрузки, устройство для дозирования и устройство для размола (патент РФ « 2202739, F23К1/00, от 20.04.2003 - прототип). Данный способ и системы для его осуществления позволяют готовить пылевидное топливо, как из углей, так и из опилок и бытовых отходов. Недостатком данного способа и устройства является невозможность сжигать различные виды топлива (жидкое, газообразное, суспензии, эмульсии в сочетании с пылевидными).

Задачей данного изобретения является создание способа производства и сжигания пылевидного и газообразного топлива и устройства для его осуществления. Поставленная задача решается способом производства и сжигания пылевидного  и газообразного топлива, включающим загрузку, дозирование и размол. По изобретению пылевидное топливо подают с помощью транспортирующего материала, а воздух подают тангенциально подаче смеси пылевидного топлива с транспортирующим материалом, причем воздух подают в сопло горелки, а подачу вторичного воздуха осуществляют с помощью эжекции.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображенапринципиальная схема устройства, на фиг.2 – схематический чертеж устройства для сжигания топлива.

Устройство для производства и сжигания пылевидного и газообразного топлива состоит из устройства для  загрузки, выполненного в виде, например,  вибрационного активатора АВ 500-160, устройство для дозирования 2, выполненного, например, в виде бункера-питателя вибрационного БПВ -100м, устройство для размола, например, вибромельница МВ-60, устройство для сжигания пылевидного топлива 4. Устройство для сжигания пылевидного топлива 4 состоит их устройства для транспортирования 5, выполненного в виде трубы 6 с конусной втулкой 7. Устройство для подачи пыли выполнено в виде бункера 8 и взаимодействует с трубой 6, причем устройство для подачи пыли размещено за конусной втулкой 7. Устройство для подачи вторичного воздуха 9 выполнено, как минимум, из одной пары конусных втулок, вставленных одна в другую с зазором 10. а  на корпусе трубы 6 в вместе соединения втулок выполнены перфорации 11. Сопло 12 сообщено с устройством для подачи вторичного воздуха 9. В сопле 12 тангенциально выполнено отверстие 13 для подачи первичного воздуха.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. В качестве пылевидного топлива использованы опилки лиственных и хвойных пород с влажностью 18%. Опилки совместно со щепой устройством для загрузки 1 (фиг.1), выполненным в виде, например, вибрационного активатора АВ 600-160,  подавали в устройство для дозирования, выполненного, например, в виде вибрационного бункера-питателя БПВ-100м, который  подает дозировано опилки в вибромельницу МВ-60. Активаторы, дозаторы, мельницы могут быть различного конструктивного исполнения. Из устройства для размола вибромельницы ВМ-60. размолотые до тонины 200мкм и менее, опилки со щепой, подавали в бункер 8, который сообщен патрубком (не показан) с трубой 6. В начальный период патрубок перекрыт заслонкой (не показана), например, шиберной. Транспортирующий материал (водно-угольная суспензия, природный и сжиженный газ, мазут,  нефть, отработка масла, масляные эмульсии, горячая вода, пар, воздух и т.д.) поступает в устройство 4 для сжигания (фиг.2) пылевидного топлива. По устройству для транспортирования 5, выполненному в виде трубы с конусной втулкой 7, транспортирующий материал поступает в устройство для подачи вторичного воздуха 9, выполненного, как минимум, из одной пары конусных втулок (их может быть несколько). Проходя по конусной втулке, скорость природного газа возрастает и во второй конусной втулке 9 за счет резкого  расширения создается разряжение, а так как втулки соединены с зазором 10, наружный воздух засасывается через перфорации 11 за счет эжекции и поступает во вторую конусную втулку 9, перемешиваясь с природным газом. Подача воздуха через перфорации 11 может регулироваться, например, с помощью «шторок» (не показано). Втулка 9 соединена с соплом 12, которое выполнено, например, в виде диффузора. Перемешанный газ с воздухом поступает в сопло 12, куда одновременно по тангенциальным отверстиям 13 подается воздух, который  создает воронку, вращаясь по стенкам сопла (диффузора) 12. Топливо хорошо перемешивается с воздухом и вращающейся струей  подается в топку, где и поджигается факелом или запальной  свечой. Горелка начинает работать, при этом  в воронке создается разряжение и засасывает  топливо с большой силой. При достижении в топке температуры выше 10000С, шиберная  заслонка (не показана) открывается и древесная пыль из бункера 8 засасывается в трубу 6 за счет разряжения в патрубке (не показан), которое создается  ускоренным движением воздуха через конусную втулку 7, и резким падением скорости в полости трубы 6 газопылевая смесь поступает в топку и сгорает. После достижения  равномерного  горения в качестве транспортирующего материала вместо природного газа используют водно–угольную суспензию. В случае снижения температуры горения  в транспортирующий материал (вводно-угольная суспензия) добавляется 5-10% природного газа или мазута, т. о. достигается равномерное горение.

Пример 2.  В качестве пылевидного топлива  используют бытовые отходы (бумага, картон, полимеры и т.д.). Подготовка пыли аналогична изложенной в примере 1.   В качестве транспортирующего материала используют мазут. Достигается равномерное горение с заданной температурой.

Пример 3.   В качестве пылевидного  топлива используют каменный уголь с породой с размером частиц 3-5 мм. Подготовка пыли аналогична подготовки, изложенной в примере 1. Транспортирующий материал

 в момент запуска горелки - природный газ,  после достижения температуры более 10000С в  качестве транспортирующего материала используют горячую воду. Достигается равномерное горение с заданной температурой. Для прекращения горения шиберную заслонку (не показано) бункера 8 закрывают, перфорированные отверствия 11 закрывают «шторкой» (не показано), транспортирующий материал отключают, подачу воздуха через отверстие 13 прекращают. Работа горелки завершена.

Таким образом, предложенный способ производства и сжигания пылевидного и жидкого топлива и устройство для его осуществления позволяют готовить и сжигать пылевидное и жидкое топливо из различных  горючих материалов.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

В ОАО АНИТИМ осуществлена технология сжигания жидкого топлива и разработаны горелки ГЖТ 100М (200), которые успешно работают в коммунальном хозяйстве Соха Якутия, Алтайского края, Томской области. По основным параметрам технология и оборудование  ОАО АНИТИМ не уступает лучшим зарубежным и отечественным образцам.

На фиг. 3 помещена фотография выпускаемых горелок, их принципиальная схема и техническая характеристика.

Фиг. 3

Патентно-лицензионная ситуация в России позволяет активно вести разработку изготовление универсальных горелок, предназначенных для сжигания различных видов топлива.

Поставляемые зарубежными фирмами горелки предназначены только для сжигания определенных видов топлива, требуют высокой его чистоты, что снижает их эффективность.

Технология подготовки и сжигания различных видов топлива, предложенная ОАО АНИТИМ расширяет объем применения горелок, а также увеличивает количество различных видов топлив при значительном улучшении экологических показателей.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Экономия материалов. Реализация разработки позволит сэкономить не менее 30% топлива. Позволит сжигать топливо, которое в настоящее время либо плохо либо совсем не используется.

Новые потребительские свойства продукции

Технология подготовки и сжигания различных видов топлива, в том числе из отходов промышленности и сельского хозяйства.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Изготовлена опытная горелок ГЖТ 100М (200) для сжигания мазута, дизельного топлива, нефти и отработки масел. Необходимо провести комплекс научно – исследовательских экспериментальных работ по разработке технологии и конструкций ряда горелок для сжигания различных видов топлив в соответствии с патентами.

Предлагаемые инвестиции

3 млн. руб.

Рынки сбыта

Интеллектуальная собственность(технология, устройство), 15 млн. руб., Северные районы Европейской части РФ, Сибирь, Дальний Восток, страны СНГ (Казахстан, Узбекистан, Таджикистан, Киргизия).

Возможность и эффективность импортозамещения

Поставляемые зарубежными фирмами горелки предназначены только для сжигания определенных видов топлива, а технология подготовки и сжигания различных видов топлива, предложенная ОАО АНИТИМ расширяет объем применения горелок, а также увеличивает количество различных видов топлив при значительном улучшении экологических показателей.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

28.11.2006