Замещение мазута в сушильной печи, Казахстан

Задача: заместить мазут углём в сушильной печи.

Решение: Использовать уголь или угольные отходы в качестве сырья для приготовления водоугольного топлива. ВУТ готовится в ГУУМП, накапливается в накопительных ёмкостях с мешалками. Для сжигания ВУТ подаётся через пневматические форсунки в сушильную печь.

Результаты: существенное замещение мазута, в некоторых режимах работы печи до 100%, мощность печи на ВУТ – около 9МВт, используемое топливо – уголь Шубаркульского месторождения, либо угольные отходы.

Использованное оборудование:

По условиям конфиденциальности публикация дополнительных материалов по данному объекту временно ограничена.

Горелка для сжигания пеллет, Испания

Задача: сжигать пеллеты без механического недожёга. Горелка должна быть подключена к сушке воздух-воздух для высушивания текстильных красок.

Решение: спроектирована, изготовлена и поставлена Заказчику горелка 300 кВт. Учитывая особенности расположения входных отверстий сушильной печи, пришлось разработать горелку с нижним расположением выходного отверстия. Для этого было принято решения сделать двухкамерную горелку, что повзолило не только разместить выход горелки там, где необходимо, но и улучшить степень выгорания топлива.

Горелка протестирована и работает на пеллетах, щепе, опилках, торфе, дроблёном угле.

Даты реализации проекта: январь 2019-ноябрь 2019.

Улучшение свойств тяжёлой нефти. Турция

Задача: снизить точку текучести и вязкость тяжёлой нефти, снизить потребление катализатора.

Учитывая наличие нескольких точек обработки нефти, и несколько видов нефти, использованы два типа оборудования — РИА и статический реактор. Среди РИА использованы РИА150, 200 и 250. Среди статических реакторов использованы изделия на 0,5 м3/ч и на 25 м3/ч.

Результаты показали возможность снижения вязкости тяжёлой нефти на 30%, снижение точки текучести с +12 до -2 градусов цельсия. Зафиксировано, также, снижение потребления катализатора в два-три раза.

Даты реализации проекта: 2019 год

Замена газа, Ирландия

Цель проекта

  • Снижение доли сжиженного газа
  • Утилизация угольных отходов.

Отходы представляют собой глинистую смесь фильтр-кека (filter cake) углей различных марок а также нефтяного кокса. Из-за высокой вязкости фильтр-кека его невозможно равномерно подать в печь для сжигания — влажность этой угольной глины около 30…35%. Сушка сырья экономически нецелесообразна, а также сопряжена с высоким риском взрывоопасности. В сухом виде такое сырье превращается в пыль, которая загрязняет пространство вокруг себя.

Техническое решение

Для решения задачи предложено выполнить мокрое измельчение сырья для получения жидкой и текучей водоугольной суспензии (ВУС). Измельчение осуществляется в гидроударном узле мокрого помола (ГУУМП), дополнительно выполняющего роль гомогенизатора. Полученная ВУС представляет собой текучую жидкость и содержит частицы угля с размером не более 100мкм.

Полученная ВУС транспортируется по трубопроводу до вихревой камеры (вихревого предтопка), где она полностью сгорает. Полученное тепло затем поступает в печь, где происходит сушка продукции Заказчика.

Для Заказчика важно было обеспечить высокую стабильность температуры в печи — отклонение должно составить не более 5 градусов. В результате сжигания ВУС достигнута стабильность не хуже одного градуса.
Проект начал действовать с сентября 2017 года, действует по настоящее время.

Мощность печи — 1,5МВт, соотношение ВУТ/газ — 70%/30%. Возможно повышение доли ВУТ с изменением режима работы печи для обеспечения стабильности температуры в печи не хуже 5 градусов.

См.также описание проекта в Экологическом Вестнике России: читать

Котельная, г.Ижевск

Действующая с 2016г котельная на территории котельного завода «Богатырь», работающая на уголе и угольных отходах в качестве основного топлива. Режим работы котельной — периодический, при необходимости отопления промышленного помещения завода.
Сырьё — уголь, угольные шламы, фильтр-кек и пр.
Помимо отопления, оборудование на объекте используется для предпроектных испытаний различных видов сырья и определения параметров его сжигания. Помимо сжигания угля в форме ВУТ предусмотрено классическое сжигание твёрдых топлив в вихревой топке, установленной непосредственно перед твёрдотопливным котлом.
На базе оборудования успешно проведены сжигания угля, фильтр-кека (угольные шламы) от нескольких поставщиков, флотационных угольных концентратов (отход металлургического производства), пиролизного масла и древесного угля, угл в смеси с птичьим помётом и др. виды сырья.

Комплексы хранения

Функции

  • Комплекс хранения суспензий предназначен для промежуточного хранения суспензий различного рода, в том числе водоугольных, и дальнейшей дозированной подачи на сжигание. Управление подачей суспензий и воздуха осуществляется с единого шкафа управления.
  • При необходимости длительного хранения суспензионного топлива используется мешалка, расположенная в ёмкости. Конфигурация и режим работы мешалки позволяют суспензии находиться во взвешенном, стабильно состоянии длительное время без применения добавок
  • При необходимости повторной обработки суспензионного топлива, предусмотрена возможность рециркуляции внутри ёмкости, либо перекачивание топлива во внешнюю ёмкость
  • Обвязка комплекса обеспечивает удобное обслуживание, а также его промывку при длительных перерывах в работе
  • Для удобства транспортировки весь комплекс смонтирован на единой платформе и подразумевает транспортировку в стандартном 20-футовом контейнере (при небольших объёмах ёмкости)
  • Комплектация комплекса может меняться в зависимости от специфики объекта

Состав комплекса

  • Расходная ёмкость с мешалкой и датчиками уровня, 1…10м3 – в зависимости от комплектации
  • Насос для суспензии, опционально – дополнительный резервный насос
  • Компрессор сжатого воздуха (при отсутствии сжатого воздуха на предприятии)
  • Трубная обвязка для топлива и сжатого воздуха с запорной арматурой
  • Платформа
  • Единый шкаф управления с возможностью подключения к централизованной системе управления на предприятии

Габариты

  • Потребляемая мощность – до 10 кВт
  • Габаритные размеры, (LxBxH) 2200х3500х2300 мм
  • Вес 1500 кг

Котлы и котельные

Компания Амальтеа совместно с Котельным заводом Богатырь, г.Ижевск, предлагают котельные в модульном и блочно-модульном исполнении. Топливо для котельных – на выбор Заказчика: газ, уголь, щепа, торф или др. В состав котельных входят водогрейные котлы собственного производства мощностью от 100кВт до 10МВт. В составе котельных применены как классические решения по сжиганию топлива на колосниковых решётках (для твёрдотоплвных котлов), так и современные решения  в виде вихревых топок/горелок. Наши котельные уже много лет работают на объектах ЖКХ, в РЖД и в других организациях во многих регионах России.

Гомогенизаторы, кавитаторы

Назначение

Кавитаторы представляют собой устройства для высокоинтенсивной обработки жидкого топлива – нефти, мазута, топливных суспензий. 

Кавитационные аппараты применяются для следующих целей:

  • высокоэффективное смешивание различных нефтепродуктов между собой: мазут, дизель, керосин, базовые масла и тд
  • снижение вязкости нефти и нефтепродуктов – мазута, дизельного топлива и др.
  • гомогенизация обводнённого топлива – частицы воды равномерно смешиваются с нефтью/мазутом, образуя стабильную эффективно сжигаемую водотопливную эмульсию
  • топливоподготовка жидкого топлива перед сжиганием – за счёт мелкодиспергированных частиц и снижения вязкости процесс горения существенно улучшается
  • другие применения.
Обработка жидкостей в кавитаторах приводит к образованию кавитационных пузырьков (каверн), внутри которых в момент схлопывания формируется давление до 100МПа. Благодаря столь высокому давлению внутри жидкости формируются ультразвуковые волны, которые приводят к образованию в углеводородном сырье “активированных” частиц: ионов и радикалов. В результате образования “активированных” частиц снижается вязкость углеводородного топлива, происходит микроизмельчение твёрдых включений, обрабатываемая жидкость тщательно перемешивается.

Типы кавитаторов

Механические кавитаторы бывают двух типов – роторные и статические (проточные). Наша компания поставляет оба типа кавитаторов.

  • Кавитаторы роторного типа, Роторно-Импульсные Аппараты РИА, в большинстве случаев применяются там, где возможно обеспечить циркуляцию жидкости. Практика показала, что наилучший эффект от достигается через 3…5 циклов обработки в РИА.
    Подробнее про РИА на сайте Технологии ДЭВА
  • Статические кавитаторы в большинстве случаев позволяют ограничиться одним циклом обработки и, следовательно, могут быть включены в линию.
    Подробнее про статические кавитаторы на сайте Технологии ДЭВА

Роторно-импульсный аппарат

Роторно-импульсный аппарат (РИА) является кавитатором роторного типа и предназначен для обработки проходящих через него жидкостей, паст и суспензий. Эффект кавитации в РИА образуется за счёт прохождения жидкости под давлением через ротор и статор, у которых имеются прорези (отверстия). Из-за быстрого чередования моментов совпадения и несовпадения отверстий в роторе и статоре, в жидкости чередуются моменты высокого и низкого давления.

РИА также может быть использован как самостоятельное оборудование для обработки таких систем, как жидкость – жидкость, жидкость – твердое тело. Основная функция, выполняемая РИА, – гомогенизация проходящей через него жидкости, эмульсии или суспензии. Топливо, прошедшее через РИА, становится однородным (гомогенным), что улучшает процесс его горения.

В зависимости от решаемой задачи, комплектация РИА и используемые материалы могут быть изменены по требованию Заказчика.

Возможно индивидуальное исполнение из нержавеющих материалов, с дополнительными устройствами КИПиА, обвязкой и т.д.

 

Статические (проточные) кавитаторы

Обработка жидкости в проточном кавитаторе осуществляется за счет возникновения зон кавитации со скоростью течения жидкости, превышающую скорость звука в некоторых зонах проточного кавитатора. 

Статические кавитаторы представляют собой трубку с несколькими перегородками внутри. В перегородках имеются одно или несколько отверстий (каналов), которые равномерно распределены на рабочей поверхности диска и могут иметь различную форму и различный размер. При прохождении жидкости через отверстия в диске в потоке жидкости возникают вихреобразования, отрывные течения и кавитация. Данные эффекты воздействуют на частицы жидкости и способствуют их интенсивному дроблению и гомогенизации, срыву пограничных слоев на частицах.

Отличительной особенностью статических кавитаторов является полное отсутствие подвижных элементов внутри него. Проточные кавитаторы не потребляют электричества. Эффект вихреобразования происходит за счёт высокого давления: от 10бар и выше.

Узел мокрого помола

Назначение и функции

  • Гидроударный узел мокрого помола (ГУУМП) выполняет функции мокрого помола и гомогенизации, превращая поступающее твёрдое сырьё в однородную (гомогенную) суспензию
  • Благодаря встроенным дозатору угля, насосу и другому дополнительному оборудованию, ГУУМП является законченной технологической единицей комплекса приготовления водоугольного топлива (ВУТ), а также водных суспензий из другого сырья – угольные отходы, торф, сапропель и др.
  • Полноценно функционирующий комплекс топливоподготовки ВУТ состоит из ГУУМП, соединённого с ёмкостями промежуточного хранения ВУТ, необходимой обвязкой трубопроводами и управляется с единого шкафа управления ГУУМП

Принцип измельчения

  • Измельчение сырья в ГУУМП осуществляется вращающимися ударными элементами
  • Мокрый помол осуществляется путём многократных ударов частиц твёрдого сырья (угля) об ударные поверхности помольных элементов ГУУМП. В процессе удара каждая частица находится в состоянии свободного падения/полёта, что позволяет измельчать сырьё методом
    раскола, а не методом сжатия (как в мельницах). Для большинства минеральных веществ, включая уголь, энергия на раскол частицы в 5…6 раз меньше энергии сжатия, что проявляется в снижении энергозатрат на измельчение
  • Эмульсия (вода), присутствующая в процессе помола, будучи несжимаемой жидкостью, передает энергию ударных элементов  перемалываемым частицам угля, что позволяет осуществить эффективный помол

Преимущества

В отличие от классических шаровых мельниц узел мокрого помола является компактным многофункциональным устройством и требует примерно в 5раз меньше электроэнергии для измельчения. Благодаря отсутствию заглублённых фундаментов монтаж ГУУМП существенно упрощается, не требует специальной техники и может быть выполнен за 1 рабочий день.

В зависимости от потребностей, ГУУМП может быть оснащён автоматикой различного уровня: от простейшего шкафа управления с выкллючателями до полностью автоматизированной системы, интегрируемой в систему автоматики и/или диспетчеризации объекта заказчика.

Состав ГУУМП

  • Бункер дробленного угля (0,2 м3)
  • Дозатор угля
  • Помольный агрегат
  • Металлоотделитель
  • Насос на выдачу ВУТ
  • Шкаф управления, дополнительные элементы
    • Ручное управление – в базовой комплектации
    • Полу-автоматическое управление с индикаторами расхода, дозаторами добавок и др. – в расширенной версии
  • РИА для активации воды – поставляется опционально

Основная часть оборудования смонтирована на единой раме. Управление оборудованием осуществляется с единого шкафа управления.

Характеристики

  • Производительность до 5 т/ч (за один проход)
  • Массовая доля угля в ВУТ 50…64%
  • Грансостав ВУТ 30…150 мкм
  • Энергопотребление
    • Установленная мощность 40 кВт
    • Расход на приготовление менее 10 кВт ч/т
  • Время выхода на рабочий режим 50…60 секунд

Габариты

  • Габаритные размеры без конвейера, (LxBxH) 2280х1900х1750 мм
  • Вес около 1600 кг

Комплекс приготовления суспенизий и водоугольного топлива на базе ГУУМП дополнительно должен включать ёмкости воды и суспензии, насосы перекачки ВУТ от комплекса приготовления до потребителя (либо котла). Данное оборудование подбирается индивидуально по месту.

ГУУМП может поставляться как самостоятельное оборудование, так и в составе комплекса топливоподготовки.

Пневматические форсунки

Прямоточная паро-пневматическая форсунка предназначена для распыления жидкого и газообразного топлива, а также вязких жидкостей, в том числе содержащих абразивные включения. Благодаря тому, что тонкодисперсионный факел формирируется вне тела форсунки, качество распыла практически не зависит от возможного абразивного износа распылителя.

Факел распыла формируется за счёт смешения струи топлива и воздуха, подаваемого через отдельные сопла. 

В качестве распыляющего агента помимо воздуха может использоваться пар, кислород.

Назначение форсунки

  1. Распыление жидких топлив (мазут, котельно-печное топливо, водотопливные эмульсии на основе нефтепродуктов);
  2. Распыление топливных суспензий (водоугольные суспензии на основе угля, угольного шлама);
  3. Распыление различных жидких сред, в том числе содержащих абразивные включения.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

  1. В промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве для сжигания жидких топлив
  2. Для термической утилизации остаточных нефтепродуктов в паровых и водогрейных котлах, топках сушильных барабанов,
  3. В печах нефтепереработки, других топливопотребляющих агрегатах.
  4. В технологических процессах для распыливания различных жидких сред.
  5. В вихревых топках для распыления основного или дополнительного топлива.
  6. Другие применения.

Конструкция форсунки

Форсунка состоит из двух элементов: ствола и собственно распылителя. Ствол форсунки аналогичен стволу традиционных форсунок. Распыляющая головка неразборная, в ней отсутствуют заменяемые элементы, конструктивно выполнена как отдельная деталь, присоединяемая к стволу с помощью резьбового соединения. В конструкции распылителя полностью исключен абразивный износ рабочей камеры.

Принцип работы распылителя

Принцип работы распылителя основан на газодинамическом воздействии струй соплового аппарата на струю свободно истекающей жидкости.