Ультразвук

Патент ультразвуковой технологии обработки нефти в вихревом кавитаторе с газоструйным генератором

 
     
 
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2392046 (13) A  
(51)  МПК

B01F11/02   (2006.01)

(12) ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

Статус: по данным на 26.02.2010 - действует
 
 

(21), (22) Заявка: 2008102960/12, 25.01.2008

(43) Дата публикации заявки: 27.07.2009

Адрес для переписки:
390007, г.Рязань, ул. Роща, 5, В.С. Аникину

(71) Заявитель(и):
Аникин Владимир Семенович (RU),
Аникин Владимир Владимирович (RU)

(72) Автор(ы):
Аникин Владимир Семенович (RU),
Аникин Владимир Владимирович (RU)

(54) УСТРОЙСТВО ДЕСТРУКЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ

(57) Реферат:

1. Устройство деструкции углеводородов, состоящее из корпуса, выходной акустической камеры и стержня, причем корпус и стержень образуют вихревую трубу, содержащую тангенциальный вход продукта, отличающееся тем, что образующие вихревой трубы получаются из решения вариационной задачи максимальной интегральной энергии деформационно-сдвигового взаимодействия потока с поверхностью вихревой трубы с расположенными на корпусе и стержне элементами - завихрителями потока, причем выходной поток вихревой трубы поступает в выходную акустическую камеру, выполненную в виде концентратора акустической энергии.

2. Устройство деструкции углеводородов по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит две или более вихревых труб, причем вихревые трубы устройства соединены параллельно, последовательно или комбинированным способом.

3. Устройство деструкции углеводородов по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит вводы продуктов, осуществленные с помощью тангенциально расположенных по длине вихревых труб вводов.

4. Устройство деструкции углеводородов по п.3, отличающееся тем, что вводы газообразного продукта могут быть выполнены в виде газоструйных генераторов, настроенных на заданные частоты и мощности генерации акустических колебаний.

5. Устройство деструкции углеводородов по п.2, отличающееся тем, что обработанный в вихревых трубах продукт поступает в общую акустическую камеру, выполненную в виде концентратора акустической энергии.

6. Устройство деструкции углеводородов по п.2, отличающееся тем, что по осям вихревых труб расположены цилиндрические конструктивы - центральные стержни переменного сечения по длине труб с дополнительными завихрителями, воспринимающими сложные гидромеханические переменные импульсы.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с помощью конструктивов стержней и их положения, устройство настраивается на определенный частотный диапазон и максимальную мощность виброакустических колебаний.

8. Способ применения устройства по п.1 в качестве устройства интенсификации химических реакций с углеводородным продуктом.

9. Способ применения по п.8 в качестве устройства деструкции углеводородов путем акустического резонансного возбуждения вихревых потоков продуктов в качестве эффективного метода борьбы с парафиноотложениями в насосно-компрессорных трубах при добыче нефти.

10. Способ применения по п.8 в качестве устройства деструкции углеводородов путем акустического резонансного возбуждения вихревых потоков продуктов в качестве эффективного метода борьбы с парафиноотложениями в наземных трубопроводах транспортировки нефти.

11. Способ применения по п.8 в качестве устройства деструкции углеводородов путем акустического резонансного возбуждения вихревых потоков продуктов в качестве устройства предкрекинговой обработки нефти с целью увеличения выхода легких фракций нефтепродуктов.

 

 
 
 

Патент ультразвукового эжектора для систем водоочистки и закачки двухфазной жидкости в нефтяной пласт

 
     
 
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 85838 (13) U1  
(51)  МПК

B01F11/02   (2006.01)
B01J19/10   (2006.01)
F04F5/14   (2006.01)

(12) ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

Статус: по данным на 26.02.2010 - действует
 
 

(21), (22) Заявка: 2009113521/22, 10.04.2009

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
10.04.2009

(46) Опубликовано: 20.08.2009

Адрес для переписки:
390007, г.Рязань, ул. Роща, 5, В.С. Аникину

(72) Автор(ы):
Аникин Владимир Семенович (RU),
Аникин Владимир Владимирович (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Аникин Владимир Семенович (RU),
Аникин Владимир Владимирович (RU)

(54) ЭЖЕКТОР С ГАЗОСТРУЙНЫМИ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ


Формула полезной модели

1. Устройство тепломассоэнергообмена в эжекторе, отличающееся тем, что возбуждение кавитации жидкостного потока осуществляется с помощью газоструйных генераторов с фокусирующей системой путем достижения наибольшей плотности акустического облучения жидкостной струи, обеспечивающей эффективное диспергирование и эмульгирование потока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газоструйные генераторы выполнены в виде кольцевых сопел, с помощью которых достигается большая акустическая мощность.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ввод газового потока в камеру эжектора осуществляется через несколько входов (патрубков), снабженных регуляторами расхода газа, причем несколько входов соединены с газоструйными генераторами, а один вход - непосредственно с камерой эжектора, это дает возможность регулировать акустическую мощность газоструйного генератора, обеспечить необходимый для эжектирования объем газа и, в некотором диапазоне, регулировать частоту газоструйных генераторов путем регулирования давления газа на входе генераторов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что за счет мелкодисперсного потока жидкости, получаемого в ультразвуковой обработке, увеличивается объем эжектируемого газа.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в ультразвуковом поле эжектора ускоряются химические реакции компонентов газожидкостного продукта.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в смесительной камере эжектора находятся газоструйные генераторы, выполненные в виде кольцевых сопел.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смесительная камера эжектора выполнена в виде концентратора акустической энергии, создающего наибольшую плотность акустического облучения струи жидкости.


 
     

Патент обработки нефти в скважине для устранения АСПО на стенках НКТ

 

 



 На Самотлоре более 18и месяцев проводится эксперимент по акустической обработке призабойной зоны, деструкции нефти где полностью устраняется АСПО с помощью устройства ВГУР, установленного на НКТ. 
     Документы можно смотреть по этой ссылке http://vgur.gnm.su
  

С помощью разработанного автономного погружного инструмента – вихревого гидродинамического ультразвукового реактора (ВГУР), установленного в скважине на колонне НКТ с помощью резьбового соединения непосредственно за насосом, получена деструкция углеводородов нефти. Эффективно используeтся большое статическое давление в скважине, динамика вихря и акустическое давление в резонансных процессах кавитации жидкости и собственной частоты реактора. При мощном кавитационном воздействии на эмульсию нефти в парогазовой фазе происходит процесс гидрокрекинга. В условиях протекания интенсивного кавитационного процесса наблюдается эффект изменения ароматической системы аренов, что позволяет проводить гидрирование без использования специализированных катализаторов. Изменение дисперсно-агрегатного состояния продукта и преобразование химических связей приводит к уменьшению содержания высокомолекулярных углеводородов и увеличению углеводородов бензиновой группы, что приводит к упрощению дальнейших технологий переработки углеводородного сырья. Ультразвук так же воздействует на элементы насоса и уменьшает в нем отложения солей. Призабойная зона при этом получает акустическое воздействие, способствующее стабилизации дебета скважины. Уменьшается так же вязкость прокачиваемой эмульсии и решается проблема АСПО. Устройство работает за счет разности давления жидкости, составляющего 0,5-0,7 мПа, не требует электропитания и обладает надежностью выше насосного агрегата.  


 
 
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 77176 (13) U1  
(51)  МПК

B01F11/02   (2006.01)

(12) ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

Статус: по данным на 26.02.2010 - действует
 
 

(21), (22) Заявка: 2008105509/22, 12.02.2008

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
12.02.2008

(46) Опубликовано: 20.10.2008

Адрес для переписки:
390007, г.Рязань, ул. Роща, 5, В.С. Аникину

(72) Автор(ы):
Аникин Владимир Семенович (RU),
Аникин Владимир Владимирович (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Аникин Владимир Семенович (RU),
Аникин Владимир Владимирович (RU)

(54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕПАРАФИНИЗАТОР НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ


Формула полезной модели

1. Устройство депарафинизации насосно-компрессорных труб, состоящее из корпуса, выходной акустической камеры и стержня, причем корпус и стержень образуют вихревую трубу, содержащую тангенциальный вход продукта, отличающееся тем, что образующие вихревой трубы получаются из решения вариационной задачи максимальной интегральной энергии деформационно-сдвигового взаимодействия потока с поверхностью вихревой трубы с расположенными на корпусе и стержне элементами - завихрителями потока, причем выходной поток вихревой трубы поступает в выходную акустическую камеру, выполненную в виде концентратора акустической энергии.

2. Устройство депарафинизации насосно-компрессорных труб по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит две или более вихревых труб, причем вихревые трубы устройства соединены параллельно, последовательно или комбинированным способом.

3. Устройство депарафинизации насосно-компрессорных труб по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит вводы продуктов, осуществленные с помощью тангенциально расположенных по длине вихревых труб вводов.

4. Устройство депарафинизации насосно-компрессорных труб по п.2, отличающееся тем, что обработанный в вихревых трубах продукт поступает в общую акустическую камеру, выполненную в виде концентратора акустической энергии.

5. Устройство депарафинизации насосно-компрессорных труб по п.2, отличающееся тем, что по осям вихревых труб расположены цилиндрические конструктивы - центральные стержни переменного сечения по длине труб с дополнительными завихрителями, воспринимающими сложные гидромеханические переменные импульсы.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с помощью конструктивов стержней и их положения устройство настраивается на определенный частотный диапазон и максимальную мощность виброакустических колебаний.

7. Применение устройства по п.1 в качестве устройства депарафинизации насосно-компрессорных труб путем акустического резонансного возбуждения вихревых потоков продуктов в качестве эффективного метода борьбы с парафиноотложениями в НКТ при добыче нефти.

8. Применение устройства по п.1 в качестве устройства депарафинизации труб путем акустического резонансного возбуждения вихревых потоков продуктов в качестве эффективного метода борьбы с парафиноотложениями в наземных трубопроводах транспортировки нефти.

 
   


 

Патент устройства приготовления водо-топливной эмульсии

 
     
 
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 66221 (13) U1  
(51)  МПК

B01F3/08   (2006.01)

(12) ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

Статус: по данным на 26.02.2010 - может прекратить свое действие
 
 

(21), (22) Заявка: 2007116886/22, 07.05.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
07.05.2007

(46) Опубликовано: 10.09.2007

Адрес для переписки:
125057, Москва, ул. Новопесчанная, 3, кв.79, Д.Н. Зазирному, для ООО "ПДС"

(72) Автор(ы):
Аникин Владимир Семенович (RU),
Савкин Георгий Анатольевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Общество с ограниченной ответственностью "ПДС" (RU)

(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Формула полезной модели

1. Автоматизированная установка для обработки нефтесодержащей жидкости, включающая гидравлически связанные между собой трубопроводами последовательно расположенные по направлению подачи нефтесодержащей жидкости насосный агрегат первой ступени обработки, ультразвуковой генератор первой ступени обработки, насосный агрегат второй ступени обработки и ультразвуковой генератор второй ступени обработки, трубопроводы подвода нефтесодержащей жидкости и отвода водотопливной эмульсии и автоматическую систему управления в виде частотных преобразователей в линиях управления насосными агрегатами, электрически связанного с частотным преобразователем в линии управления насосным агрегатом второй ступени обработки датчика давления в трубопроводе, связывающем ультразвуковой генератор первой ступени обработки с насосным агрегатом второй ступени обработки, причем упомянутые частотные преобразователи через конвертор, обеспечивающий управляющую связь, соединены с компьютером.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на трубопровод отвода водотопливной эмульсии установлен байпас с запорными кранами и проточным датчиком влагосодержания водотопливной эмульсии, а перед байпасом - расходомер с датчиком расхода, при этом в измерительной линии проточного датчика влагосодержания расположен первичный датчик обводненности, а подключение измерительных линий проточного датчика влагосодержания и датчика расхода к конвертору, обеспечивающему управляющую связь с компьютером, выполнено через программируемый логический контроллер.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена управляемым дозатором реагента, установленным в трубопроводе, связывающем ультразвуковой генератор первой ступени обработки с насосным агрегатом второй ступени обработки и электрически соединенным через конвертор, обеспечивающий управляющую связь, с компьютером.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что автоматическая система управления дополнительно включает линии контроля работы ультразвуковых генераторов первой и второй ступеней обработки и ультразвуковые датчики, установленные в линиях контроля работы ультразвуковых генераторов первой и второй ступеней обработки, причем упомянутые ультразвуковые датчики через конвертор, обеспечивающий управляющую связь, соединены с компьютером.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в трубопроводе подвода нефтесодержащей жидкости установлен вентиль.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что в трубопроводе подвода нефтесодержащей жидкости перед вентилем установлен кран.

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что в трубопроводе подвода нефтесодержащей жидкости перед краном установлен блок фильтров грубой и тонкой очистки.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена выполненным с возможностью подключения к линии подачи жидкости смесителем, установленным в разрыв трубопровода подвода нефтесодержащей жидкости перед входом в насосный агрегат первой ступени обработки.

9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что в линии подачи жидкости установлен вентиль.

10. Установка по п.8, отличающаяся тем, что на линии подачи жидкости в смеситель установлен насосный агрегат с частотным преобразователем в линии его управления, связанным через конвертор, обеспечивающий управляющую связь, с компьютером.

11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что в линии подачи жидкости перед насосным агрегатом установлен вентиль.

12. Установка по п.10, отличающаяся тем, что насосный агрегат, установленный на линии подачи жидкости в смеситель, выполнен шестеренчатым.

13. Установка по п.9 или 11, отличающаяся тем, что в линии подачи жидкости перед вентилем установлен кран.

14. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена байпасным трубопроводом, связывающим трубопровод, соединяющий ультразвуковой генератор первой ступени обработки с насосным агрегатом второй ступени обработки, с трубопроводом отвода водотопливной эмульсии.

15. Установка по п.14, отличающаяся тем, что в байпасном трубопроводе установлен кран.

16. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена линией подвода пара, сообщенной с ультразвуковым генератором первой ступени обработки.

17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что в линии подвода пара установлен вентиль.

18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что в линии подвода пара перед вентилем установлен кран.




 
     

Технологии растворения газов в жидкосте

         Содержание в воздухе О2  ~ 21%, N2~ 79%. Растворимость кислорода в воде выше растворимости азота. Воздух, растворенный в воде содержит приблизительно 34,91 % кислорода по сравнению с 21% долей в обычном воздухе  63,39% азота и 1,69% CO2.
       Закон Генри, скорректированный с учетом температуры воды, предельного растворения кислорода для температурного диапазона 12-25 Со  достаточно точно можно получить в виде

С=(13,8-0,25 t) P,

где C– концентрация кислорода в воде [мг/л], t– температура Со , P– давление в атмосферах.

Для воздуха закон Генри с учетом различного растворения О2 и N2  можно скорректировать коэффициентом (34,91%+63,39%)/34,91% ~ 2,8 т.е.

С=2,8(13,8-0,25 t) P

       Температурная зависимость растворения газов в рассматриваем промежутке температур на самом деле несколько не линейная, поэтому точность расчетов составляет до 4%.

 
 

Ультразвуковые установки приготовления водо-топливных эмульсий

 
Ультразвуковые установки приготовления водо-топливных эмульсий
 
           При вибро-акустической обработки газожидкостных сред, в том числе и жидких энергоносителей, получаются новые потребительские свойства, которые обеспечивают более высокие показатели качества топлива. Наиболее удачным решением получения более эффективного топлива в мировой практике является использование водотоплвных эмульсий (ВТЭ) - нового жидкого синтенического топлива, образованного путем тепломассоэнергообменной "сшивки" воды с жидкими энергоносителями. Использование ВТЭ в топливных установках позволяет:

 

- экономить углеводородные топлива до 20%; 

 

- снизить выброс загрязняющих веществ в атмосферу в 1,5-10раз(CO,NOx,SOx) - увеличить кпд котельных установок на 0,5-5%;

 

- продлить срок эксплуатации энергетических установок.
 Эффективность использования ВТЭ зависит в основном от следующих показателей качества - однородности, дисперсности и степени обводненности, которые определяют стабильность агрегатного состояния ВТЭ и энергетические параметры сжигания. Традиционные способы получения ВТЭ в виде высокооборотных перемешиваний вибрационных и ультразвуковых воздействий известными аппаратами не позволяют обеспечить высокое качество эмульсии в промышленных масштабах потребления.
 
Существуют разные оценки физико-химических показателей ВТЭ у авторов. Объективно показатели зависят от качества ВТЭ, что обычно учитывается не должным образом. Качество ВТЭ зависит от дисперсности водной составляющей и химических реакций угле водородного состава. Чаще используют ВТЭ, полученную с помощью обычных кавитаторов, обеспечивающих только удовлетворительное качество эмульсий. Интенсивность акустической обработки кавитатором составляет 1-5 вт/см2   и пропорциональна разности давлений на входе и выходе кавитатора. 
     Высокое качество эмульсий можно получить с применением газоструйных процессов, обеспечивающих плотность УЗ более 10 вт/см2. Интенсивность акустической обработки газоструйным генератором пропорциональна объему подаваемого пара и может доходить до сотен вт/см2.   Газоструйные процессы позволяют получить ВТЭ с дисперсностью водяной составляющей до 1 микрона и изменять углеводороды с проведением реакций гидрокрекинга и других.
 
Установка приготовления качественной ВТЭ состоит из 2 насосов, размещенных на раме, и 2-х ультразвуковых генераторов проточного типа, соединенных по схеме трубопроводами, подающими и отводными магистралями. Технические решения предлагаемых установок могут быть использованы для:

 

- обработки дизельного топлива для улучшения их технических и потребительских характеристик в летнее и зимнее время; 

 

- для получения ВТЭ "соляр-вода" как топлива на водном и автомобильном транспорте;

 

- приготовление водо-мазутных эмульсий; 

 

- обработки обводненного мазута на мазутохранилищах;

 

- утилизации жидких нефтешламов и превращения его в топливо(отходы НПЗ, нефтяных терминалов, пром.предприятий), создание ВТЭ; 

 

- утилизации сложных химических и токсических отходов;

 

- обеззараживание воды безреагентными способами; 

 

- повышение октанового числа бензина;

Ультразвуковые технологии в пищевой промышленности

     Применение ультразвука в отраслях пищевой промышленности.

     Рядом исследований установлено, что ультразвуковые колебания способны изменять агрегатное состояние вещества, диспергировать, эмульгировать его, изменять скорость диффузии, кристаллизации и растворение веществ, активизировать реакции, интенсифицировать технологические процессы. Воздействие ультразвуковых колебаний на физико-химические процессы в пищевой промышленности дает возможность повысить производительность труда, сократить энергозатраты, улучшить качество готовой продукции, продлить сроки хранения, а также создать новые продукты с новыми потребительскими свойствами.

     Наиболее перспективным и достаточно освоенным использованием ультразвуковых технологий являются следующие технологические процессы:

  • приготовление пищевых водных и водо-жировых эмульсий в мясомолочной, кондитерской, пищевкусовой отраслях промышленности, при изготовлении колбас, молочных продуктов, соков и т.д. ;
  • низкотемпературная обработка продуктов с целью “мягкой” варки;
  • диспергирование, гомогенизация и пастеризация сырья, полуфабрикатов и продуктов;
  • биологическая активизация пищевых продуктов с целью улучшения потребительских и лечебно-биологических свойств;
  • гидрогенизация жиров, осветление растительных масел;
  • мгновенная варка водомучных суспензий в хлебопекарных и спиртовых технологиях;
  • подавление микробиологических процессов в диффузионных аппаратах при производстве сахара за счет ультразвука;
  • интенсификация диффузионного процесса в диффузионных аппаратах при производстве сахара за счет ультразвука;
  • очистка диффузионного сахарного сока;
  • осаждение винно-кислых солей, содержащихся в вине;
  • обеззараживание воды.
Использование ультразвуковых технологий в пищевой промышленности не ограничивается приведенными примерами.
 

      С помощью разработанного аппарата для спиртового производства была осуществлена в промышленном объеме мгновенная варка водо-мучной суспензии с целью извлечения крахмала в проточном режиме. В ультразвуковой генератор под давлением 3-4 атм подавалась суспензия и пар, на выходе получалась готовая суспензия с температурой 80-95°С с выделенным крахмалом. Микробиологический анализ показал отсутствие микрофлоры. Опыт использования ультразвуковой варки дает основания считать возможным распространение его и на другие процессы спиртового производства – осахаривание, активизацию бражки, коагуляцию барды, ректификацию и т.д. Таким образом, использование ультразвуковых аппаратов в тепломассоэнергообменных процессах спиртового производства позволяет надеяться на радикальные изменения технологии водно-тепловой обработки зерна.

         В аналогичном аппарате была осуществлена холодная пастеризация и гомогенизация молока. При дроблении жировых шариков молока за счет ультразвука повышается его питательная ценность. При достаточной плотности ультразвука происходит стерилизация молока. В отличии от стерилизации и кипячения при ультразвуковой обработке молока не происходит разрушение витамина С.

         При использовании пара в газоструйном генераторе температура обработанного молока на выходе существенно ниже, чем при стерилизации, при этом, за счет ультразвукового газоструйного процесса достигается необходимая акустическая мощность.

        Применение ультразвуковой технологии принципиально упрощает технологию получения альбуминных белков.

Таким образом, использование ультразвуковых технологий в различных пищевых производствах позволяет:
  •  во много раз увеличить скорость физико-химических процессов;

  •  снизить энерго и ресурсозатраты;

  • интенсифицировать процессы тепломассоэнергообмена;

  • радикально изменить аппаратурные оформления техпроцессов в сторону уменьшения металлоемкости и совмещения нескольких операций;

  • освободить производственные площади;

  • получить новые виды продуктов с биологически активными лечебными свойствами;

  • снизить себестоимость продукции.

Вместе с тем необходимо отметить следующее – внедрение акустических технологий в ряде случаев влечет за собой корректировку некоторых параметров технологических процессов.
 


Запуск технологии обработки молочных продуктов с помощью ультразвукового реактора с газоструйным генератором  (УЗГСР) на Песчанокопском молочном заводе Ростовской области в августе 2011 года


     Первый УЗГСР запущен на участке пастеризации молока, в последовательности: исходная емкость - УЗГСР - охладитель - выходная емкость.
        Исследование УЗГСР вначале осуществлялось на воде. Исходная температура воды 25 С, выходная температура 38 С, при входном давлении воды 1,5 атм, давлении пара 3 атм. Таким образом приращение температуры при обработке составляет 13 градусов.
        Частотные характеристики генератора представлены ниже.

Рис.1. Частотная характеристика вибро акустических колебаний верхнего колпака УЗГСР при давлении пара 1,5 атм

Рис.2. Частотная характеристика вибро акустических колебаний верхнего колпака УЗГСР при давлении пара 2 атм

Рис.3. Частотная характеристика вибро акустических колебаний верхнего колпака УЗГСР при давлении пара 3 атм

Рис.4. Частотная характеристика вибро акустических колебаний нижнего колпака УЗГСР при давлении пара 3 атм

На характаристиках присутствуют низкочастотные колебания, создаваемые подающим насосом. Генераторы создают колебания в диапазоне 20-25 кГц. Диапазон 40-50 кГц отображает собственные колебания кавитационного процесса жидкости.

     

Основным недостатком первых проведенных заводских испытаний является низкое качество пара, низкая его температура. Для более лучших результатов необходим пароперегреватель. Однако анализ качества обработки 120 литров молока показал его пастеризацию. Некоторые характеристики эксперимента помещены ниже.

                              Исходное молоко                 Обработанное молоко
Кислотность                  15                                                14
Жирность                       2,5                                               2,2
Плотность                     1028                                             1026
Белок                             2,87                                             2,87
Температура                  23                                                8

Производительность УЗГСР при входном давлении молока 1,5 атм составила 3,6 м3/час. Расчетная производительность 5 м3/час достигается при входном давлении 2,5 м3/час.
     Ниже представлен вид пастеризованного молока УЗГСР после скисания при температуре 30 С чарез сутки после обработки.

 


Скисшие компоненты молока представлены гомогенной структурой. На верху просматривается жировой слой.
 


Кавитационные ультразвуковые технологии в промышленности

 


Работы 2017 года:


 


5. Кривые разгонки нефти исходной и после акустической обработки



4. С главным техническим мененжером завода над Сингапуром (сентябрь 2017 г.)

3. Поднят тост на высоте 200 метровой башни Сингапура - быть гуматному заводу на экваторе из торфа Калимантана!

(Raised a toast at the height of the 200 meter tower of Singapore - to be a humus plant at the equator from the peat of Kalimantan!)

 


2. На нефтяном заводе запущена акустическая обработка нефти для целей ее подготовки перед переработкой с помощью газоструйного ультразвукового реактора.

 
Процент увеличения выхода бензиновой группы составляет:

 

100(32.5-22)/22=~48%
Плотность исходной нефти     872,9
Плотность обработанной нефти 839,5    

В качестве энергоносителя в газоструйных генераторах использован воздух.

Блок акустической обработки нефтеперерабатывающего завода
 


1. Ведутся работы по газоструйным реакторам с генераторами, работающих на резонансной частоте кавитации воды 46 кГц. Типичная частотная характеристика генератора, работающего на 1/2 частоты резонанса жидкости помещена ниже. Осуществление генератора по классической схеме на частоту 46 кГц достаточной мощности проблематично.

Ниже приведена частотная характористика разработанного нового газоструйного генератора с частотой кавитации жидкости и 1/2 частоты.
  

Применение генераторов с частотой кавитации жидкости позволяет значительно увеличить интенсивность обработки в реакторах.


 

 

Работы, выполненные в 2014 году:

 
-      Разработаны и испытаны многорезонаторные газоструйные генераторы с большим кпд для использования в промышленных акустических реакторах,
-      Разработана технология обработки 2х фазного потока низкотемпературной плазмой для использования в системах водоочистки,
-      Проведены работы по созданию и внедрению установки уменьшения содержания серы в дизельном топливе и нефти,
-      Разработана в внедрена система очистки сточных вод птицефабрики с ультразвуковым реактором,
-      Исследована установка водоочистки крахмалопаточного завода с ультразвуковой и плазменной обработкой потока,
       Запущен завод в России (10 установок) производства Аницина – регулятора роста для целей сельского хозяйства и грязелечения,
-      Обработаны образцы сапропеля с Украины на установке с газоструйными генераторами и получены результаты лабораторных анализов,
-      Запущена первая установка в Украине производства Аницина на заводе в Киеве,
-      Запущена технология производства Аницина ( http://anicin.ru ) с предварительным мокрым помолом торфа и блоком подогрева воздуха, получены новые продукты ультразвуковой обработки потока в лаборатории в Рязани,
-       Закончен эксперимент на скважине Самотлора по обработке нефти в скважине при добыче нефти с помощью реактора ВГУР. Межремонтный период (МРП) составил 2,4 года. Исследован ВГУР после извлечения и разработан новый реактор с учетом исследованного. 
   Документы можно смотреть по ссылке
http://vgur.gnm.su/ispytaniya-na-skvazhine



      Рядом исследований установлено, что ультразвуковые колебания способны изменять агрегатное состояние вещества, диспергировать, эмульгировать его, изменять скорость диффузии, кристаллизации и растворение веществ, активизировать химические реакции, интенсифицировать технологические процессы. Воздействие ультразвуковых колебаний на физико-химические процессы дает возможность повысить производительность труда, сократить энергозатраты, улучшить качество готовой продукции, продлить сроки хранения, а также создать новые продукты с новыми свойствами. При достаточной плотности ультразвук влияет на изменение физико-химических свойств продукта, поэтому создание таких устройств актуально для многих отраслей промышленности.

Механизм воздействия ультразвуковой волны на каплю хорошо виден из нижеследующих прекрасных кадров, выполненных в NASA.

Кадр 1 - капля сплющена в тонкий диск.
Кадры 2, 3 - на периферийной части диска появляются и увеличиваются капиллярные волны, вызванные параметрической неустойчивостью.
Кадр 4 - амплитуда волн достигают величины, сравнимой с толщиной диска.
Кадры 5, 6 - диск распадается на отдельные капли.

         Фотографии публикуются с разрешения АКИНа - http://akin.ru

     Известны способы изменения физико-химических свойств потоков продуктов путем передачи жидкости энергии колебательных процессов различных гидродинамических ультразвуковых излучателей с пластинчатыми, стержневыми, мембранными резонансными колебательными устройствами, в вихревых, струйных и роторно-пульсационных кавитационных аппаратах (в дальнейшем кавитаторах), в которых гидродинамическая кавитация ведет к генерации акустических, в т. ч. и ультразвуковых колебаний.

     Наиболее перспективными в промышленных масштабах являются вихревые кавитационные генераторы. Однако невозможность достижения высокой плотности облучения в заданных частотных диапазонах при заданной производительности устройства приводит к ограничению возможности использования способа ультразвукового воздействия для эффективных тепломассооэнергообменных процессов. Большинство гидродинамических кавитационных генераторов создают плотность облучения продукта менее 10 вт/см2 что недостаточно для многих процессов. Например известно, что временная, с последующим восстановлением первоначального состояния, деструкция молекул углеводородов гомологического ряда состава СnH2n+2 на более легкие молекулы наблюдается при плотности облучения до 10 Вт/см2, и безвозвратная деструкция при плотности более 10 Вт/см2  . Ультразвук влияет на изменение вязкости продукта, разрывает непрерывную цепочку, разрушая связи между отдельными частями молекул.
          При интенсивности 10-30 вт/см2 из торфа получается препарат сельскохозяйственного применения Ультрагумат с высоким содержанием гуминовых кислот. При интенсивности более 100 вт/см2 получается препарат медицинского применения Аницин (Anicin) с высоким содержанием фульво кислот.

Решение многих промышленных задач возможно методом акустического воздействия на поток продуктов за счет совместного гидродинамического и газоструйного процессов с максимальной энергией акустического резонансного возбуждения потока продуктов в заданном частотном диапазоне, что позволяет:

  • Создать достаточную для деструкции длительность и мощность резонансного возбуждения продукта за счет кавитационного процесса и озвучивания продукта с помощью газоструйных генераторов;
  • Создать турбулентные вихри и кавитационный процесс в вихревом потоке, приводящий к акустической деструкции дисперсно-агрегатного состояния продукта и преобразованию химических связей;
  • Использовать тепломассоэнергообменный процесс вихревого потока для проведения преобразований продукта.

          Сайт использует информацию только реализованных проектов на основе устройств построенных по патентам № 2392046 от 25.01.2008, № 77176 от 12.02.2008, № 85838 от 10.04.2009, № 66221 от 07.05.2007.

            Сайт построен на основе текстов описания патентов.

             Список публикаций

         1. Статья в журнале Нефтяное хозяйство № 11, 2008 год "Технология добычи и переработки нефти с гидродинамическим ультразвуковым депарафинизатором насосно-компрессорных труб"

         sites/default/files/ultrasonic/ultrasonic/imce/Anikin.pdf 
         
     
         2. Статья в сборнике ISSN 1995-4565. Вестник РГРТУ. № 2 (выпуск 24). Рязань, 2008 "Моделирование гидродинамических вихревых потоков с ультразвуковыми кавитационными процессами"

         /sites/default/files/ultrasonic/ultrasonic/imce/anikin1.doc

 

Для связи anikin3@mail.ru



 

imagefornews: 
RSS-материал