乳化燃料的預處理方法和供應方法
2023-05-21 18:52:06 1
專利名稱：乳化燃料的預處理方法和供應方法
技術領域：
本發明涉及用於脫除乳化燃料中雜質的乳化燃料的預處理方法和將乳化燃料當作燃料供給柴油機的乳化燃料的供給方法。
背景技術：
通常，高粘度的地瀝青、瀝青、焦油或其它重油都要通過加水來進行乳化，因為這些物質很難用管道來輸送。這種乳化燃料可用作內燃機的燃料(日本實用新型申請公開出版號.1984-96351)。
此外，已知，將乳化劑加入到柴油機的燃料中時，要對乳化劑進行澄清。也就是說，乳化燃料的澄清方法中包括一個水分離器，其中裝有包含重油和水的乳濁液，通過蒸發水的方法進行分離和包括淨化塔系列，其中裝有收集到的重油，以便除去其中的固體雜質(日本專利申請公開出版號1996-259970)。
但是，為了蒸發掉乳化燃料中所包含的約30％的水分，需用大量的熱能。
另一方面，在加熱乳化燃料和將其當作燃料供給柴油機時，其加熱溫度會對尾氣中特定物質的濃度產生巨大的影響。
簡而言之，如果加熱溫度太低，要從燃料霧化器噴入汽缸的乳化燃料就會霧化不足，因而使尾氣中特定物質的濃度提高。
相反，如果加熱溫度太高，遺留在燃料霧化器中的乳化燃料中的水就會蒸發並和已被破壞的乳化燃料一起噴入汽缸。這種現象在排氣衝程中經常會遇到，該衝程汽缸中的壓力是極低的。排氣衝程期間噴入汽缸的重油沒有完全燃燒就和尾氣一起排出，因此，尾氣中特定物質的濃度就會提高。
發明內容
本發明是為了解決這些難題，其目的是提供一種乳化燃料的預處理方法，該方法可輕易地脫除乳化燃料中所含的雜質，而又不會破壞乳化燃料。
本發明的另一目的是提供一種能夠控制尾氣中特定物質濃度的乳化燃料的供給方法。
為了達到上述目的，本發明乳化燃料預處理方法的特徵在於往Orinoco焦油中加入水和表面活性劑進行乳化，所得的乳化燃料被加熱至70℃-95℃，與此同時，在0.35Q-1.0Q的流速下，引入離心分離器，除去尾氣中所含的的雜質。
應該知道，Q是在離心分離器中，將50℃下粘度為380cSt的重油加熱至98℃進行澄清時，離心分離器的實際能力。
在此，作為乳化燃料的是，往約70％Orinoco焦油和約30％水中加入微量表面活性劑所乳化的淤漿燃料，即「Orimulsion」(商品牌號)，這是優選的。這種「Orimulsion」是由南美委內瑞拉的一個政府企業PDVSRBitor Inc.公司生產並工業化的。供給離心分離器的乳化燃料的溫度優選為70℃-95℃。如果乳化燃料的溫度低於70℃，就很難於分離雜質。相反，如果乳化燃料的溫度超過95℃，乳化燃料就會變得不穩定並且容易被破壞。另一方面，供給離心分離器的乳化燃料的流速優選為0.35Q-1.0Q，更優選為0.35Q-0.90Q。應該了解的是，在離心分離器中加熱至98℃，對50℃下粘度為380cSt的重油進行澄清的情況下，Q是離心分離器的實際能力(由有關離心分離器生產廠家測定的標準流速)。
如果供給離心分離器的乳化燃料的流速低於0.35Q，乳化燃料在離心分離器中停留的時間就較長，因此容易破壞。相反，如果供給離心分離器的乳化燃料的流速超過1.0Q，隨著流速的提高，脫除雜質的效率就大大下降，澄清就很困難(參見圖2)。
此外，通過離心分離器從乳化燃料中分離出來的雜質最好在1-3小時內從離心分離器中排出。
當離心分離器分離出的雜質排出離心分離器時，乳化燃料與雜質一起排出，排出的乳化燃料不能用作柴油機的燃料。
因此，如果排出雜質的間隔時間低於1小時，要從離心分離器系統中與雜質一起排出的乳化燃料的數量就會增加，這是不經濟的。另一方面，如果排出雜質的間隔時間超過3小時，由於離心力的作用而粘到離心分離器內壁上的的雜質就會防礙雜質的排放。
另一方面，本發明供給乳化燃料的方法的特徵在於往Orinoco焦油中加入水和表面活性劑進行乳化得到的乳化燃料，在澄清後或未澄清時就被加熱至130℃-190℃，並當作燃料供給柴油機。
在此，當作燃料供給柴油機的乳化燃料的溫度優選為130℃-160℃。如果供給柴油機的乳化燃料的溫度低於130℃，從燃料噴霧器噴入汽缸的乳化燃料就不能充分霧化，尾氣中特定物質的濃度就會提高。
另一方面，如果供給柴油機的乳化燃料的溫度超過160℃，遺留在燃料噴霧器中的乳化燃料中的水就會蒸發並噴入汽缸。這種現象在汽缸中壓力下降的排出衝程中常常會遇到。由於在排出衝程期間與蒸汽一起噴入汽缸的Orinoco焦油沒有完全燃燒就排出，尾氣中特定物質的濃度就會提高。
附圖簡述
圖1是完成本發明乳化燃料預處理方法所用的預處理設備示意圖；和圖2是表示固體雜質分離器效率(％)和供給離心分離器的Orimulsion的流速(Q)之間關係的曲線圖。
實現本發明的最佳方式現在，將通過附圖對本發明的實施方案進行描述。
如圖1所示，Orimulsion儲罐1中的Orimulsion(商品牌號)a通過第一泵3抽出並通過第一過濾器2送往第一加熱器4。此時，部分從Orimulsion儲罐1或管線21上掉下來的鐵鏽和部分固體物，如Orimulsiona中所含的沙子，被第一過濾器2擋住。
以0.35Q-1.0Q的流速送往離心分離器5之前，送往第一加熱器4的Orimulsion被加熱至70℃-95℃。應該了解的是，在離心分離器5中加熱至98℃，對50℃下粘度為380cSt的重油進行澄清的情況下，Q是離心分離器5的實際能力(由有關離心分離器生產廠家測定的標準流速)。Orimulsiona的溫度由供給第一加熱器4加熱夾套(圖中未示出)的熱水量來控制。因此，Orimulsiona的流速通過調節第一泵3的轉速來控制。22示出連接第一加熱器4和離心分離器5的管線。將垃圾、礫石或鐵鏽等雜質從引入離心分離器5進行澄清的Orimulsiona中除去。在儲存入Orimulsion儲罐6之前，澄清的Orimulsiona』通過管線23。
另一方面，用柴油儲罐7中的柴油b啟動柴油機11。當柴油機11達到預定的負荷時，供給柴油機11的燃料就逐漸從柴油b改成澄清的Orimulsiona』。
此時，用第二泵8將乳化燃料儲罐6中的Orimulsiona』泵送至第二加熱器9。送至第二加熱器9的Orimulsiona』在通過第二過濾器10和管線24當作燃料送往柴油機11之前，被加熱至130℃-160℃。
Orimulsiona』的溫度由，例如，送往第二加熱器9的加熱夾套(圖中未示出)的過熱蒸汽量來控制。
另一方面，由離心分離器5分離出來的雜質，每1-3個小時，從離心分離器5中排出一次。
在附圖中，25表示連接柴油儲罐7和管線24的管線。上述管線24，在第二泵8的上遊裝有第一流量調節閥26，管線25上裝有第二流量調節閥27。
上面已描述過一個案例，其中已脫除雜質的澄清的Orimulsiona』被送往柴油機11；但是，Orimulsiona也可不脫除其中的雜質就送往柴油機11。
如上所述，按照本發明的乳化燃料的預處理方法，往Orinoco焦油中加入水和表面活性劑乳化所得的乳化燃料被加熱至70℃-95℃，與此同時，在0.35Q-1.0Q的流速下，引入離心分離器，除去乳化燃料中所含的雜質，這樣就容易除去乳化燃料中所含的雜質，而又不會破壞乳化燃料。
另一方面，按照本發明的乳化燃料的供給方法，往Orinoco焦油中加入水和表面活性劑乳化所得的乳化燃料，在澄清後或未澄清時就被加熱至130℃-160℃並當作燃料供給柴油機，使燃料霧化器中噴入汽缸的乳化燃料霧化，另一方面，也可防遺留在燃料霧化器中的乳化燃料的水在排出衝程期間蒸發。因此，可以限定從柴油機中排出的尾氣中特定物質的濃度。
工業應用性具有上述良好效果的乳化燃料預處理方法可以有效地用於脫除乳化燃料中所含的雜質。
另一方面，乳化燃料的供給方法可用於有效控制從柴油機中排放出來的尾氣中特定物質的濃度。
權利要求
1.一種乳化燃料的預處理方法，其中往Orinoco焦油中加入水和表面活性劑乳化所得的上述乳化燃料被加熱至70℃-95℃，與此同時，在0.35Q-1.0Q的流速下，引入離心分離器，用以除去乳化燃料中所含的雜質；其中Q是離心分離器對50℃下粘度為380cSt的重油，在加熱至98℃進行澄清的情況下，離心分離器的實際能力。
2.權利要求1的乳化燃料預處理方法，其中通過離心分離器從乳化燃料中分離出來的雜質，每1-3個小時從離心分離器中排出一次。
3.一種乳化燃料的供給方法，其中由往Orinoco焦油中加入水和表面活性劑乳化所得的乳化燃料，在澄清後或未澄清時就被加熱至130℃-160℃，並當作燃料供給柴油機。
全文摘要
本發明涉及乳化燃料的預處理方法，其中，往Orinoco焦油中加入水和表面活性劑乳化所得的乳化燃料被加熱至70℃－95℃，與此同時，在0.35Q－1.0Q的流速下，引入離心分離器，除去乳化燃料中所含的雜質。條件是，Q是離心分離器對50℃下粘度為380cSt的重油，在加熱至98℃進行澄清的情況下，離心分離器的實際能力。
文檔編號C10G31/10GK1602348SQ02824649
公開日2005年3月30日 申請日期2002年11月15日 優先權日2001年12月11日
發明者坂根篤, 平田修三 申請人:三井造船株式會社