Данная технология заключается в приготовлении мелкодисперсионной водотопливной эмульсии. Такая эмульсия легко транспортируется и может быть использована как топливо в теплоэнергетических установках.

Дисперсность эмульсий, прежде всего, характеризуется равномерностью распределения воды в массе топлива, устойчивостью эмульсии и некоторые другие ее свойства (вязкость, электропроводность). Чем выше дисперсность, т.е. чем меньше размер капли водной фазы, чем меньше по размеру капли отличаются друг от друга, тем равномернее распределяется вода в топливе, тем устойчивее эмульсия и выше ее качество как топливо.

Процесс горения:

Чтобы обеспечить надежное воспламенение и наиболее полное сгорание эмульсии при вводе ее в качестве горючего в рабочее пространство печи или котла, эмульсия должна быть одного типа вода-масло. Именно этот тип эмульсии обеспечивает ее надежное воспламенение, поскольку при распылении в образующихся каплях вода находится внутри (дисперсная фаза), а само топливо – снаружи (дисперсная среда).

Такой тип эмульсии желателен во всех процессах горения еще и по другой причине. Известно, что все тяжелые жидкие топлива обладают меньшей, чем вода, теплоемкостью, теплотой испарения. Температура кипения мазута равна примерно 300 °С, т.е. в 2,5 – 3 раза выше, чем для воды.

Когда капли эмульсии, представляющие систему двух жидкостей начинают прогреваться, то при достижении температуры 150 – 200 °С физическое состояние каждой жидкости начинает изменяться. Топливная часть капли еще остается в жидком состоянии, тогда как вода уже превращается в пар. Благодаря этому капля эмульсии под действием расширяющегося водяного пара разрывается на более мелкие частицы. Дополнительное дробление капель под действием микровзрыва не только ускоряет процесс превращения топлива в пар за счет увеличения поверхности испарения, но и улучшает процесс перемешивания горючего с кислородом воздуха, что в целом улучшает процесс горения.

Сравнительные данные о горении безводного и эмульгированного топлива показали, что эмульгированное жидкое топливо сгорает значительно быстрее, чем безводное. Содержание воды 10 – 20 % в эмульгированном топливе не ухудшается, а даже интенсифицирует процесс горения за счет дополнительного внутритопочного дробления капель, увеличения поверхности испарения частиц и улучшения перемешивания горючего с воздухом. Уменьшение времени горения эмульгированного топлива благоприятно сказывается на стадии догорания сажистых остатков, улучшая общую полноту сгорания топлива и уменьшает отложения сажи (нагара) на рабочих поверхностях.

Обнаружено, что при прогреве и испарении капель они вначале увеличивается в диаметре, а затем взрываются. Установлено, что капля эмульсии размером 2 мм и влажностью 30 % сгорает за 2,8 секунды, а капля мазута такого же размера – за 3,7 секунды. Обнаруженное явление внутритопочного разрыва капель ускоряет испарение, улучшает смесеобразование и позволяет значительно интенсифицировать процесс сжигания жидких топлив при минимальном коэффициенте избытка воздуха.