УДК 504.064:629.5

ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ

ВИКОРИСТАННЯ ЗАЛИШКОВИХ ФРАКЦІЙ НАФТОПЕРЕРОБКИ

У статті розглянута можливість зниження нагароутворення при горінні залишкових фракцій нафтопереробки у ГТУ (газотурбінних установках) з метою поліпшення екологічного стану довкілля.

Соловйова Ж.Ф., Миколаївський державний гуманітарний університет імені Петра Могили, м. Миколаїв, Україна

Соловйова Жанна Федорівна - кандидат технічних наук, доцент кафедри екології та природокористування, має більше як 80 друкованих наукових праць. В останні роки займається проблемою очистки стічних вод від нафтопродуктів.

In the article possibility of decline of nagar-forming at burning of remaining factions of naftopererobki in GTO (gas-turbine options) with the purpose of improvement of the ecological state of environment is considered.

В останній час зростає інтерес до застосування в різних двигунах, у тому числі і в ГТУ, дешевих залишкових палив. Однак неповне згоряння цих палив та нагароутворення на деталях значно збільшують витрати на технічне обслуговування та ремонт двигуна, а також забруднення навколишнього середовища.

Довготривалість і надійність роботи поршневих і газотурбінних двигунів залежить не тільки від кількості нагару, що відклався на їх деталях, але й від його теплопровідності чи, що одне й те ж, від його ізоляційної здатності [1, 4].

Для поліпшення горіння важких палив у спеціальній вітчизняній та зарубіжній літературі рекомендується застосування присадок, що мають за мету зменшення нагароутворення [2, 6].

В даній роботі наведені результати досліджень моторного палива ДТ (ГОСТ 1667- 68) з присадками, розробленими Інститутом Хімії Присадок АН Аз.ССР з метою визначення присадки, що ліквідує відклади в проточній частині газової турбіни. Випробування дії вказаних присадок проводилися в декілька етапів.

На першому етапі здійснювався вибір типу присадки та вивчення каталітичного впливу її компонентів на процес горіння. Ця робота проводилася одночасно на установці окислювального піролізу і в калориметричній бомбі. Паралельно велися роботи на експериментальному одногорілочному відсіку камери згоряння. Перша партія (17 зразків) присадок на установці окислювального піролізу випробовувалася при температурі 700°С, а потім при 500°С з тими присадками, які були найбільш ефективними при 700°С. Рідкі продукти окислювального піролізу (температура 500°С) підлягали розгонці в вакуумі до температури 300°С і більше, а остаточні фракції з температурою википання більш як 300°С досконало вивчалися методом рідинної хроматографії на силікагелі АСК. Концентрація присадок в паливі 0,2 %. Друга партія присадок (зразки 18-36) випробовувалися при температурі 500°С.

Експериментальний одногорілочний відсік зроблений аналогічно установці, що описана У праці [3 ]. Через обмежену кількість присадок робота на відсіку проводилася на режимі з малою витратою палива упродовж 50 хвилин. Щоб уникнути погрішностей, які викликані умовами експерименту, режимні параметри при роботі відсіку з різними присадками трималися однаковими, а саме: температура повітря на виході 115±5°С, температура палива 75±2°С, витрата палива 10±0,1 г/сек., витрата повітря 0,63

0,65 кг/сек., концентрація присадки 0,1%, витрата палива за експеримент 30 кг. При цьому температура газів, що відходять, знаходилася в межах 470-550°С, коефіцієнт повноти згоряння не перевищує 87 % (спостерігався залишковий механічний недопал). По закінченню кожного експерименту жарова труба демонтувалася, ретельно очищалася від коксових відкладів, що збиралися і зважувалися на аналітичних терезах.

Результати вивчення впливу присадок на зниження нагароутворення, проведеного на установці окислювального піролізу при температурі 500 і 700°С і на одногорілочному відсіку камери згоряння, наступні [5, 7].

В першому випадку найбільш ефективні результати отримані з присадками АТ-1, 7, 9, 13, 15, 18-23, 28 та 34, в другому - з присадками АТ- 1, 5, 6, 7, 9, 10, 22. При цьому присадки АТ-2, 12, 14-17, 29-32 не проходили випробування на експериментальному відсіку.

Для підтвердження вірності висновків про ефективність присадок першої партії випробування на піролітичній установці були повторені з присадками № 7, 9, 13, 15, АТ-1 при температурі 500°С. Результати наведені в табл. 1.

З табл. З видно, що з присадками № 13 і 15 спостерігається збільшений вміст парафінових і нафтенових вуглеводнів за рахунок зменшення концентрації ароматичних вуглеводнів. Смоли і асфальтени практично мало відрізняються від початкової концентрації. Таким чином, присадки, що вивчаються, вірогідно, інгібують процес конденсації ароматичних систем, що, в свою чергу, має позитивно відображатися на повноті згоряння палива та нагароутворенні. Цей висновок підтверджується результатами

Як бачимо з рисунка, зольні залишки з присадками при 900°С містять з'єднання з більш високою температурою дисоціації в порівнянні з зольним залишком без присадки.

Підтвердженням отриманих результатів став час оголення коксового залишку чистого ДТ і палива ДТ з присадкою № 15. час прокалювання

ВИСНОВКИ

Залишкові важкі компоненти, що утворюються при спалюванні палива ДТ, згоряють більш інтенсивно при наявності в паливі азот-, мідь- і баріймістких присадок в концентраціях до 0,2 %.

Із розроблених ІТП АН Аз.ССР присадок і випробуваних авторами треба віддати перевагу беззольній азотмісткий присадці № 15.

експериментів і узгоджується з висновками роботи [3].

Враховуючи, що присадки, які вводяться в паливо, мають за свою мету також утворення з зольними елементами палива з'єднань, температура плавлення яких має перевищувати 900°С, було цікаво прослідкувати вигоряння коксового залишку чистого палива ДТ і з присадками № 13 та 15, що задовільно зарекомендували себе при випробуваннях. Результати випробувань представлені на рисунку.

навіски до постійної ваги у випадку коксового залишку палива ДТ склав 12 годин, тоді як залишку палива з присадкою № 15-20 годин.

В табл. 4