[发明专利]一种航空航天燃油在线连续脱水脱氧装置

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天燃油精制装置领域。 

背景技术

航空航天燃油是用于航空器和航天器中的燃料油，包括但不限于航空煤油、火箭煤油、高密度烃燃料等。航空航天燃油的氧化安定性对于航空航天飞行器的重要性日渐增强。燃油的氧化安定性是指燃料在长期贮存或受热情况下，与溶解在燃料中的氧发生反应，生成固体沉积物的趋势。沉积物给飞行器发动机带来以下问题：（1）堵塞燃料喷嘴和计量阀，影响发动机供油，使发动机不能启动或熄火；（2）降低热交换壁面的热交换，这一点对于高马赫数的飞行器尤为重要，该情况下需要燃料作为机身和发动机部件的冷却剂。航空航天燃油的溶解水是影响其低温性能的关键因素。对于长时间高空巡航（环境温度低至-45℃）、或贮存于极冷环境的情况下，常温下溶解在燃油中的水会凝结成冰碴，堵塞燃油喷嘴、过滤器，或急剧增加油路阻力，造成供油故障。因此，人们希望脱除燃油中的溶解氧和溶解水以提高燃油的贮存安定性、改善燃油的低温性能。 

由S.Darrah著，黄毅译著的《喷气燃料脱氧方法》中详细介绍了喷气燃料各种脱氧的方法，包括有：化学法、分子筛法和充氮法。但这些方法仅限于脱除燃油中的溶解氧气，对于脱除溶解水则效果不明显，事实上，实验中发现，脱除燃油中的溶解水的难度远大于脱除燃油中的溶解氧。化学法和分子筛法会破坏或脱除燃油中的添加剂，严重影响燃油品质，这严重限制了其实际应用。 

同本发明相关的专利主要有《燃油脱水脱氧装备制备》（公开号：CN202490466U），其摘要如下：本实用新型公开了一种燃油脱水脱氧制备装置，包括氮气瓶和密闭反应釜，所述氮气瓶通过输气管道依次与输气阀门、氮气减压装置、氮气加热装置、单向阀和密闭反应釜相连，所述输气管道在密闭反应釜内的输出端安装有气体分布装置，所述密闭反应釜顶部设置有排气管道，所述排气管道上设置有排气阀门，所述密闭反应釜通过加注管道与成品油桶相连，所述加注管道上设置有第一阀门，所述成品油桶通过抽真空管道与真空泵相连，所述抽真空管道上设置有第二阀门。其利用氮气分压置换的方法，通过向燃油中加注氮气，形成氮气喷浴，将燃油中的氧气和水置换掉，达到燃油所要求的含水含氧的最低指标，并具有结构简单、使用方便、脱水脱氧效果好等优点。但该装置主要是针对战备导 弹中伺服阀中留存的燃油的脱氧脱水处理，采用氮气喷浴置换燃油中的溶解水和溶解氧，该专利是针对小批量燃油的处理，存在三个问题：小批次间歇操作，处理量小；氮气喷浴置换的时间长；燃油会由于氮气夹带而损失。当需要对大批量的航空航天燃油进行连续脱水脱氧处理时，该专利的处理装置及其处理方法显然不能胜任。 

为了解决上述困难，本发明旨在提供一种可以大流量、在线、连续脱除燃油中溶解氧和溶解水的装置，其可以与加油车和加注油箱联接，实现边处理边加注。而且，本发明的装置全部采用机械部件实现功能，可靠性高。 

发明内容

第一方面，本发明涉及一种航空航天燃油在线连续脱水脱氧装置，包括以下设备： 

a.燃油进料系统，其按照燃油流向依次包括：待处理燃油储罐10、进油泵9、液体流量计8和雾化喷嘴7； 

b.氮气进料系统，其按照氮气流向依次包括：氮气钢瓶1、气体干燥器3和气体流量计4; 

c.静态管道混合器6，其入口与上述雾化喷嘴7连通且与上述气体流量计4的出口连通，其出口与下述旋流分离器13的入口连通； 

d.旋流分离器13，其入口与上述静态管道混合器6的出口连通，其底部出口与成品油储罐12连通，其顶部出口与油气吸收塔14的入口连通； 

e.油气吸收塔14，其入口与所述旋流分离器13的顶部出口连通，其底部出口也与上述成品油储罐12或与另一个成品油储罐12连通； 

f.成品油储罐12，其用于存储成品油，且在其顶部还设有尾气排放管道。 

在本发明的第一方面的实施方案中，所述压力雾化喷嘴为离心式喷嘴，是利用喷嘴内旋流件产生液体旋转，在收敛通道内加速喷出空心扩散锥状油膜，利用液体与外界空气的高速差而破碎，雾化成直径小于2mm的雾滴。以燃油流量1.8m ³/h为例，选择实心圆锥形喷嘴，孔径5.6mm，雾化角15°，得到的雾滴小于2mm。选择更小孔径的喷嘴，可以得到更小的雾滴，例如直径仅数百微米的液滴。