устройство для образования гранул мазута с ледяной оболочкой

Формула изобретения

1. Устройство для образования гранул мазута с ледяной оболочкой, содержащее вертикально установленную цилиндрическую камеру с загрузочным бункером и укрепленными на ней насадками - диффузорной в нижней части и конфузорной в верхней, причем в широком сечении конфузорной насадки жестко закреплен отбойник гранул, а в широком сечении диффузорной насадки закреплены форсунки для распыла воды, при этом к узкому сечению диффузорной насадки присоединен воздуховод, разветвляющийся в нижней своей части на два канала, на входе одного из которых установлен нагнетающий вентилятор, отличающееся тем, что оно снабжено гранулятором мазута, состоящим из установленного на опорах и заполненного горячим мазутом бака, имеющего в нижней части сливной патрубок, под которым на стойках установлен транспортер с лентой, имеющей полусферические углубления, а под транспортером на узком сечении конфузорной насадки размещен загрузочный бункер.

2. Устройство для образования гранул мазута с ледяной оболочкой по п. 1, отличающееся тем, что в нижней части бака, над сливным патрубком установлен барботер, а над лентой транспортера, перед сливным патрубком установлены форсунки для распыла воды, жестко соединенные со стойками транспортера.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к железнодорожному и водному транспорту, а более конкретно к средствам погрузки в транспортные средства темных, загустевающих при низких температурах нефтепродуктов, например мазута.

Известны аппараты химической технологии, в которых продукт получается в виде гранул, удобных для хранения, транспортирования и погрузочно-разгрузочных работ [1]. Данные аппараты не обеспечивают гранулирование котельных топлив, таких как мазут, который транспортируется наливом в емкости, например железнодорожные цистерны.

Прототипом к заявляемому объекту была выбрана установка для образования гранул льда в фонтанирующем слое [2], которая содержит вертикально установленную цилиндрическую камеру с укрепленными на ней насадками - диффузорной в нижней части и конфузорной в верхней, причем в широком сечении конфузорной насадки жестко закреплен отбойник гранул, а в широком сечении диффузорной насадки закреплены форсунки для распыла воды, при этом к узкому сечению диффузорной насадки присоединен воздуховод, разветвляющийся в нижней своей части на два канала, на входе одного из которых установлен нагнетающий вентилятор.

Недостатками устройства являются низкая производительность и узкая область применения.

Задачей изобретения является повышение производительности гранулятора и расширение области применения устройства для образования гранул, в частности, мазута с ледяной оболочкой с целью обеспечения его транспортирования при низких температурах воздуха железнодорожным и водным транспортом.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для образования гранул мазута с ледяной оболочкой, содержащее вертикально установленную цилиндрическую камеру с укрепленными на ней насадками - диффузорной в нижней части и конфузорной в верхней, причем в широком сечении конфузорной насадки жестко закреплен отбойник гранул, а в широком сечении диффузорной насадки закреплены форсунки для распыла воды, при этом к узкому сечению диффузорной насадки присоединен воздуховод, разветвляющийся в нижней своей части на два канала, на входе одного из которых установлен нагнетающий вентилятор, дополнительно введен гранулятор мазута, состоящий из установленного на опорах бака, заполненного горячим мазутом, имеющего в нижний части сливной патрубок, под которым на стойках установлен транспортер с лентой, имеющий полусферические углубления, а под транспортером на узком сечении конфузорной насадки установлен загрузочный бункер, при этом в нижней части бака, над сливным патрубком установлен барботер, а над лентой транспортера перед сливным патрубком, установлены форсунки для распыла воды, жестко соединенные со стойками транспортера.

На чертеже показана схема заявляемого устройства.

Оно содержит бак 1, заполненный горячим мазутом, установленный на опорах 2, со сливным патрубком 3, над которым установлен барботер 4. Под сливным патрубком 3 установлен транспортер 5, лента которого имеет полусферические углубления 6. Под концом транспортера 5 расположен загрузочный бункер 7, установленный на узком сечении конфузорной насадки 8, в широкой части которой установлен отбойник гранул 9. Конфузорная насадка 8 укреплена на цилиндрической камере 10, в нижней части которой установлена диффузорная насадка 11, в широком сечении которой установлены форсунки 12 для подачи воды из емкости 13. Узкое сечение диффузорной насадки 11 соединено с воздуховодом 14, который в нижней своей части разделяется на два канала 15 и 16. На входе в канал 15 установлен нагнетающий вентилятор 17, создающий восходящий снизу вверх воздушный поток. Канал 16 - выходной, предназначен для выведения гранул мазута с ледяной оболочкой. Над лентой транспортера 5 перед сливным патрубком 3 на стойках 18 транспортера 5 укреплена форсунка 19, обеспечивающая подачу воды из емкости 20 на ленту транспортера 5.

Устройство предназначено для эксплуатации при отрицательных температурах воздуха, ниже -10^oС, производительность устройства возрастает с понижением температуры воздуха. Устройство работает следующим образом.

Горячий мазут из бака 1 через патрубок 3 поступает на ленту транспортера 5 и заполняет полусферические углубления 6. Эти углубления предварительно смачиваются водой, поступающей из форсунки 19. В результате этого соприкосновение мазута с лентой транспортера 5 сведено к минимуму. Скорость движения ленты транспортера 5 выбирается таковой, что поверхность мазута в углублениях 6 приобретает температуру +2+5^oС. При таких температурах вязкость мазута уже очень велика и полузатвердевшие гранулы выпадают из ленты транспортера 5 в бункер 7, установленный на узком сечении конфузорной насадки 8, а оттуда в камеру 10. В камере 10 вентилятор 17 создает мощный восходящий поток холодного воздуха. В этот поток впрыскивается вода из форсунок 12. Капли воды замерзают, превращаясь в ледяные градины. Эти градины совершают круговые движения: от диффузорной насадки 11 вверх до отбойника гранул 9 к периферийной области камеры 10, где они падают вниз к диффузорной насадке 11. На некоторые из них попадает вода из форсунок 12, в результате чего градины увеличивают размер и массу.

Сталкиваясь с полузастывшими гранулами мазута, они внедряются в эти гранулы. По истечении небольшого времени поверхность гранулы мазута приобретает ледяную оболочку. Вода, поступающая из форсунок 12, замерзает на поверхности гранулы, оболочка становится сплошной и более толстой. Гранула совершает те же круговые движения, что и градины, но поднимается в воздушном потоке с гораздо меньшей чем у них скоростью, что обусловлено большой массой гранулы. Именно на стадии подъема гранулы и поглощают ледяные градины. При этих движениях гранул мазут окончательно остывает и переходит в твердое состояние. Когда вес гранулы мазута с ледяной оболочкой превысит силу сопротивления воздушного потока в узком сечении насадки 11, она падает вниз из канала 16.

Большое количество гранул, покрытых ледяной оболочкой, можно загружать насыпом в обычные полувагоны. Загруженная масса образует среду с очень низкой теплопроводностью (что обеспечивается точечными контактами между отдельными гранулами) и очень большой эффективной теплоемкостью (что обуславливается большим значением скрытой теплоты плавления воды). Эта среда способна сохранять сыпучие свойства долгое время даже при положительной температуре воздуха.

При транспортировании мазута морским транспортом возникают проблемы экологической опасности, возникающей в аварийных ситуациях при попадании мазута в море. Сбор вылитого мазута представляет очень сложную задачу. Если же мазут перевозится в виде гранул, покрытых ледяной оболочкой, то загрязнения не происходит до тех пор, пока оболочки не растают. В Северных водах этот процесс может длиться очень долго. К тому же сбор отдельных плавающих гранул значительно облегчен. При необходимости снижения плотности гранул в сливном в баке 1 вводится в действие барботер 4, который переводит мазут в состояние дисперсоида (т. е. насыщает жидкость мелкими воздушными пузырьками). Такие гранулы имеют меньшую плотность и теплопроводность. При достаточной мощности барботера плотность гранул мазута может быть меньшей 1000 кг/м³. Такие гранулы будут плавать в воде.

Положительный эффект от использования заявляемого устройства сводится к тому, что при транспортировании вязких застывающих темных нефтепродуктов типа мазута в зимнее время в виде гранул отпадает необходимость многих дорогостоящих операций, которые присутствуют при перевозке этих жидкостей в цистернах. Нет необходимости разогрева жидкости перед сливом, поддержания высокой температуры жидкости при хранении, существенно облегчается операция зачистки транспортных средств после выгрузки, снижается экологическая опасность при аварийных ситуациях с транспортными средствами.

Источники информации

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: ГНТИХЛ, 1955, 756 с.

2. Льдогенератор для производства гранулированного льда. а.с. СССР 411277, МКИ F 25 C 1/18, БИ 2, 1974.