ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА
^ Аи
PROBLEMS OF OIL-AND-GAS COMPLEX
ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕГАЗОВОЙ И УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
PROBLEMS OF OIL, GAS, AND COAL INDUSTRY
Статья поступила в редакцию 31.08.15. Ред. рег. № 2328
УДК 665.777.4: 621.311.22
The article has entered in publishing office 31.08.15. Ed. reg. No. 2328
doi: 10.15518/isjaee.2015.17-18.030
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ВОДОНЕФТЕКОКСОВОГО ТОПЛИВА
Г.Ф. Терентьев, М.С. Иваницкий, М.М. Султанов, Е.В. Курьянова
Филиал НИУ «МЭИ» в г. Волжском 404110 г. Волжский, Волгоградская обл., пр. Ленина, д. 69 Тел.: (8443) 210160, факс: (8443) 210166, e-mail: vfmei@vfmei.ru
Заключение совета рецензентов: 03.09.15 Заключение совета экспертов: 06.09.15 Принято к публикации: 09.09.15
В работе исследуется возможность использования нефтяного кокса в качестве топлива для тепловых двигателей и энергетических установок. Эта задача решается на основе накопленного опыта по созданию и использованию водоуголь-ных топлив (ВУТ). В настоящей работе предлагается использовать топливную композицию на основе загущенной водной суспензии нефтекокса. Экспериментально исследована технология получения загущенной водной суспензии нефтекокса. Представлены результаты экспериментов по разработанной технологии на основе загустителя агар-агар. Из анализа полученных результатов по предложенной технологии следует, что полученная топливная композиция на основе загущенной водной суспензии нефтекокса пожаробезопасна и ее производство возможно на модернизированном оборудовании для водоугольных топлив.
Ключевые слова: нефтяной кокс, водоугольное топливо, водная суспензия нефтекокса, загуститель агар-агар.
THE RESULTS OF EXPERIMENTAL STUDIES PETROLEUM COKE FUEL
О.А. Terentyev, M.S. Ivanitskii, M.M. Sultanov, E.V. Kuryanova
Volzhsky Branch of the National Research University «Moscow Power Engineering Institute» 69 Lenin str., Volzhsky, Volgograd reg., 404110, Russia Tel.: (8443) 210160, fax: (8443) 210166, e-mail: vfmei@vfmei.ru
Referred: 03.09.15 Expertise: 06.09.15 Accepted: 09.09.15
The paper explores the possibility of using petroleum coke as fuel for heat engines and power plants. This problem is solved on the basis of experience gained in the creation and use of coal-water fuels (CWF). In the present work proposes to use a fuel composition based on the gelled aqueous suspension of petcoke. Experimentally studied the technology of producing gelled aqueous suspension of petcoke. Results of experiments using the developed technology based thickener agar-agar. From the analysis of the results obtained by the proposed technology, it follows that the resulting fuel composition based on the gelled aqueous slurry of petroleum coke was fireproof and its production is possible on a modernized equipment for coal-water fuels.
Keywords: petroleum coke, coal-water fuel, the aqueous suspension of petcoke, gelling agent agar-agar.
Геннадий Федорович
Терентьев Gennady F. Terentyev
Максим Сергеевич
Иваницкий Maxim S. Ivanitskii
Сведения об авторе: канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры «Теплоэнергетика и теплотехника» ВФ МЭИ.
Образование: Ленинградский механический институт (1962).
Область научных интересов: водородная энергетика, диагностика энергетического оборудования, теория горения, энергетические установки.
Публикации: 160.
Author information: Ph.D., associate professor, professor of the department "Heat and power engineering and thermal engineering" of the Volzhsky Branch of MPEI.
Education: Leningrad Mechanical Institute (1962).
Research interests: hydrogen power, diagnostics of power equipment, theory of combustion, power plants.
Publications: 160.
Сведения об авторе: канд. техн. наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика и теплотехника» ВФ МЭИ.
Образование: ВФ МЭИ (2011).
Область научных интересов: процессы горения топлива, экология энергетики.
Публикации: 47.
Author information: Ph.D., associate professor in "Heat and Heat Engineering" department of the Volzhsky Branch of MPEI.
Education: Volzhsky Branch of Moscow Power Engineering Institute (2011). Research interests: fuel combustion processes, ecology of energy. Publications: 47.
Махсуд Мансурович
Султанов Maqsооd M. Sultanov
Елена Викторовна
Курьянова Elena V. Kuryanova
Сведения об авторе: канд. техн. наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика и теплотехника» ВФ МЭИ.
Образование: ВФ МЭИ (2001).
Область научных интересов: исследование и оптимизация режимов работы ТЭС. Публикации: 27.
Author information: Ph.D., associate professor of the department "Heat and power engineering and thermal engineering" of the Volzhsky Branch of MPEI.
Education: Volzhsky Branch of the Moscow Power Engineering Institute (2001). Research interests: the study and optimization of thermal power plant operation. Publications: 27.
Сведения об авторе: ассистент кафедры «Теплоэнергетика и теплотехника» ВФ МЭИ. Образование: ВФ МЭИ (2006).
Область научных интересов: альтернативная энергетика, диагностика энергетического оборудования.
Публикации: 15.
Author information: assistant of Heat Engineering Department Volzhskiy Branch of the Moscow Power Engineering Institute.
Education: Volzhskiy Branch of the Moscow Power Engineering Institute (2006). Research interests: renewables, equipment diagnostics. Publications: 15.
Введение
Совершенствование тепловых двигателей и энергетических установок связано не только с исследованиями термодинамических циклов и конструкции, но и с исследованиями по топливным композициям.
К настоящему времени накоплен значительный объем исследований по методам получения топлив с высокой теплотворной способностью на основе суспензий или коллоидных растворов бора, бериллия и других веществ в нефтепродуктах.
Г.Ф.Терентьев, М.С. Иваницкий и др. Результаты экспериментальных исследований водонефтекоксового топлива
Суспензии магния и алюминия в бензине уже ис-пытывались в реактивных двигателях [1], суспензии алюминия в гидразине - в ракетной технике, а суспензии алюминия в воде - в водородной энергетике [2-4].
В теплоэнергетике ведутся значительные исследования по методам приготовления и сжигания во-доугольных топлив (ВУТ).
Одним из перспективных методов получения топлив в теплоэнергетике можно считать создание суспензий или коллоидных растворов угля, нефтекокса, торфа, биомассы и других веществ в воде и нефтепродуктах.
При получении коллоидных растворов в водной или углеводородной среде должны быть диспергированы твердые частицы с размером 10-5 10-7 см. В этом случае диспергированное вещество и дисперсионная среда составляют коллоидную систему как единое целое. Такие коллоидные системы называются золями.
Однако получение таких коллоидных растворов высокой концентрации является трудной задачей, поэтому проще получение суспензий порошкообразных углей, нефтекокса в воде и углеводородах; предотвращение оседания порошков достигается повышением вязкости среды.
Для повышения вязкости среды в воде или углеводородах можно растворять высокомолекулярные вещества или соли жирных и других органических кислот, которые образуют коллоидные системы с высокой вязкостью, а также естественные загустители (агар-агар, желатин) или искусственные - модифицированная полиакриловая кислота.
Мыльные гели в воде и в углеводородах могут быть также получены растворением твердых мыл (солей высокомолекулярных органических кислот) в углеводородах при нагревании или при обычной температуре. К механическим гелеобразователям относятся тонкоизмельченные (размером 0,8-3 мкм) металлы и их соединения, силикагель, сажа, глина [2].
Экспериментальное исследование
В проведенной работе [5] исследовался нефте-кокс Волгоградского нефтеперерабатывающего завода ОАО «ЛУКОЙЛ».
Согласно технике безопасности в условиях лабораторных работ запрещено работать с угольной пылью в больших количествах из-за его взрывоопасно-сти, поэтому для проведения помола нефтекокса в порошок была использована пропеллерная мельница с объемом 100-150 мл [6].
Применяемое оборудование: пропеллерная мельница (кофемолка), секундомер, лабораторные весы и кусковой нефтекокс весом 700-1000 г. На этом оборудовании проведены экспериментальные исследования режимов получения порошка из нефтекокса в лабораторных условиях с различным временем размола и определенной затрачиваемой электрической мощностью.
Для приготовления водной суспензии нефтекокса использовались:
а) загуститель - агар-агар;
б) навески пыли нефтекокса после рассева;
в) дистиллированная вода;
г) высокоскоростная мешалка;
д) прозрачные мерные емкости.
Технология приготовления водной суспензии нефтекокса содержала следующие этапы:
1. Этап приготовления загущенной воды. Для проведения экспериментальных исследований отрабатывалась технология приготовления загущенной воды (ЗВ) из загустителя агар-агара и дистиллированной воды следующего состава из четырех партий: ЗВ № 1 - 0,1 г загустителя на 100 г воды; ЗВ № 2 - 0,2 г загустителя на 100 г воды; ЗВ № 3 - 0,4 г загустителя на 100 г воды; ЗВ № 4 - 0,6 г загустителя на 100 г воды; ЗВ № 5 - 0,8 г загустителя на 100 г воды.
2. Этап приготовления водной суспензии нефтекокса. Приготавливались суспензии четырех концентраций по весу пыли нефтекокса (С30 - 30% нефтекокса; С50 - 50%; С60 - 60%; С70 - 70%) с помощью магнитной мешалки в загущенной воде.
Полученные суспензии маркировались и разливались в мерные емкости для определения стойкости суспензии: времени начала осаждения частиц нефте-кокса и определения объема осевших частиц нефте-кокса.
На рис. 1 представлены образцы загущенной водной суспензии нефтекокса в мерных емкостях после хранения (10 суток).
Рис. 1. Образцы загущенной водной суспензии нефтекокса в мерных емкостях после хранения (10 суток) Fig. 1. The samples gelled aqueous slurry of petroleum coke were in a volumetric capacities after storage (10 days)
На рис. 2 представлены графические зависимости устойчивости суспензии от содержания загустителя, длительности размола для различной концентрации нефтекокса.
Рис. 2. Графические зависимости устойчивости суспензи
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.