BG66581B1 - Method and a installation for high temperature pyrolysis of organic substances - Google Patents

Method and a installation for high temperature pyrolysis of organic substances Download PDF

Info

Publication number
BG66581B1
BG66581B1 BG111036A BG11103611A BG66581B1 BG 66581 B1 BG66581 B1 BG 66581B1 BG 111036 A BG111036 A BG 111036A BG 11103611 A BG11103611 A BG 11103611A BG 66581 B1 BG66581 B1 BG 66581B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
pyrolysis
gas
pyrolysis reactor
temperature
reactor
Prior art date
Application number
BG111036A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG111036A (en
Inventor
Венко БЕШКОВ
Евгени Минов
Ивайло Спасов
Климент Шопов
Original Assignee
Касабов, Евгени
Евгени Минов
Савов, Атанас
Климент Шопов
Златанов, Илия
Христова, Соня
Нейчева, Мария
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Касабов, Евгени, Евгени Минов, Савов, Атанас, Климент Шопов, Златанов, Илия, Христова, Соня, Нейчева, Мария filed Critical Касабов, Евгени
Priority to BG111036A priority Critical patent/BG66581B1/en
Publication of BG111036A publication Critical patent/BG111036A/en
Publication of BG66581B1 publication Critical patent/BG66581B1/en

Links

Abstract

The invention is related to a method and a device for pyrolysis of organic substances, which are used for neutralization of waste, and this goes together with production of energy from carbon-containing substances that fall away in the every-day life and in the industry. It is based on autothermal pyrolysis of organic materials (e.g. waste) after their preliminary heating with synthesized gas, which is produced in the catalytic conversion of organic fuel with water vapour. A variant of the method is based on initial heating of the pyrolysis reactor with oxygen-hydrogen mixture. As a result of the described process is received burning gas, which is used for autothermal support of the pyrolysis, while the surplus gas is used as a source of energy for production of electrical energy, for heating, etc. Carbon is obtained as a hard residue, which depending on the conditions is to participate in the burning process, or to be used as a commercial product.

Description

Област на техникатаField of technology

Изобретението се отнася до метод и инсталация за високотемпературна пиролиза на органични вещества, което ще намери приложение при преработване на отпадъци от бита и индустрията за производството на енергия от вещества, съдържащи въглерод.The invention relates to a method and installation for high-temperature pyrolysis of organic substances, which will find application in the processing of waste from household and industry for the production of energy from substances containing carbon.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известни са устройства за пиролиза на автомобилни гуми, при които обикновено се получават течен продукт за горене и твърд въглероден остатък. При тези устройства е необходимо предварително загряване на гумите, високо налягане на пиролизния процес и дестилационна инсталация, която е свързана с реактора за пиролиза. Освен това се налага складиране и пласмент на течния продукт.Devices for pyrolysis of car tires are known, which usually produce a liquid combustion product and a solid carbon residue. These devices require preheating of the tires, high pressure of the pyrolysis process and a distillation plant that is connected to the pyrolysis reactor. In addition, storage and marketing of the liquid product is required.

От патентен документ US 4118282 А е известно устройство за пиролиза на отпадъчни органични вещества, чрез микровълнова обработка. При това устройство се използва микровълново лъчение, което е свързано с голям разход на енергия.From patent document US 4118282 A is known a device for pyrolysis of waste organic substances by microwave treatment. This device uses microwave radiation, which is associated with high energy consumption.

Известен е и патентен документ US 4412889 А, в който е разкрита инсталация за високотемпературна пиролиза, в която пиролизният процес протича в отсъствието на кислород при температура от 399°С до 760°С. Предварително, пиролизният реактор се загрява от пещ, в левия край на която са монтирани газови горелки. В резултат на това, подаваният материал започва да се разпада чрез химична реакция, като се образуват въглеводороден пиролизен газ и твърд въглероден остатък. Инсталацията е снабдена и с охладителна система за поддържане на желаната температура.Also known is U.S. Pat. No. 4,412,889 A, which discloses a high temperature pyrolysis plant in which the pyrolysis process takes place in the absence of oxygen at a temperature of 399 ° C to 760 ° C. Preliminarily, the pyrolysis reactor is heated by a furnace at the left end of which gas burners are mounted. As a result, the feed material begins to decompose by chemical reaction, forming a hydrocarbon pyrolysis gas and a solid carbon residue. The installation is also equipped with a cooling system to maintain the desired temperature.

Известната инсталация не осигурява автономно термично поддържане на пиролизния процес.The known installation does not provide autonomous thermal maintenance of the pyrolysis process.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задача на настоящото изобретение е да създаде метод и инсталация за високотемпературна пиролиза на органични вещества, при които се извършва директна безотпадна пиролиза на суровината при нисък разход на енергия, и при които се получава газообразен продукт с висока енергийна стойност, без образуването на тежки фракции и диоксин.It is an object of the present invention to provide a method and installation for high temperature pyrolysis of organic substances in which direct waste-free pyrolysis of the raw material is carried out at low energy consumption and in which a gaseous product of high energy value is obtained without the formation of heavy fractions and dioxin.

Задачата е решена като е създаден метод за високо температурна пиролиза на органични вещества, включващ предварително нагряване на пиролизен реактор чрез смесване на горим газ, въздух, кислородно - водородна смес и водна пара до получаване на температура от 700°С до 900°С. Методът включва и следните операции: дозирано подаване на предварително надробен отпадъчен продукт; осъществяване на паро-каталитична конверсия в пиролизния реактор до получаване на синтез - газ; извършване на пиролиза на отпадъчния продукт при температура до 2000°С; отделяне в пиролизния реактор на твърд остатък, съдържащ неорганични вещества, след което в циклон се осъществява отвеждане на пиролизния газ и неговото очистване от твърди частици и отделяне на твърд въглероден остатък.The problem is solved by creating a method for high temperature pyrolysis of organic substances, including preheating of a pyrolysis reactor by mixing combustible gas, air, oxygen - hydrogen mixture and water vapor to obtain a temperature of 700 ° C to 900 ° C. The method also includes the following operations: dosed feeding of pre-shredded waste product; performing steam-catalytic conversion in the pyrolysis reactor to obtain synthesis - gas; performing pyrolysis of the waste product at a temperature up to 2000 ° С; separation in the pyrolysis reactor of a solid residue containing inorganic substances, after which the pyrolysis gas is removed in a cyclone and its purification from solid particles and separation of a solid carbon residue.

Задачата е решена като е създадена и инсталация за високотемпературна пиролиза на органични вещества, включваща пиролизен реактор. Пиролизният реактор, съгласно изобретението, е снабден със захранващо устройство за суровина и с шнек за отвеждане на твърд остатък, съдържащ неорганични вещества. В долната си част пиролизният реактор от една страна е свързан с оксиводородни клетки чрез въздухопровод, а от друга страна с парогенератор чрез тръбопровод. В горната си част пиролизният реактор чрез тръбопровод за горещ газ е свързан с циклон, в горната част на който е монтиран филтър, свързан с тръбопровод за отвеждане на пиролизен газ. В долната си част циклонът е снабден с шнек за отвеждане на твърд въглероден остатък.The problem was solved by creating an installation for high-temperature pyrolysis of organic substances, including a pyrolysis reactor. The pyrolysis reactor according to the invention is provided with a feed device for raw material and with an auger for removing solid residue containing inorganic substances. In its lower part, the pyrolysis reactor is connected on the one hand to hydrogen cells via an air line and on the other hand to a steam generator via a pipeline. In its upper part, the pyrolysis reactor is connected via a hot gas pipeline to a cyclone, in the upper part of which a filter is mounted, connected to a pipeline for removal of pyrolysis gas. In its lower part the cyclone is equipped with an auger for removal of solid carbon residue.

Създадените метод и инсталация за високотемпературна пиролиза на органични вещества осигуряват директна пиролиза на суровината, загрявана при горенето на оксиводород без използването на каталитичен реактор за начално получаване на синтез - газ. Поради високите температури при прилагането на пиролизата, образуването на тежки фракции, както и на диоксин е невъзможно.The created method and installation for high-temperature pyrolysis of organic substances provide direct pyrolysis of the raw material, heated during the combustion of hydrogen hydroxide without the use of a catalytic reactor for the initial production of synthesis gas. Due to the high temperatures during the application of pyrolysis, the formation of heavy fractions as well as dioxin is impossible.

Създаденият метод е изцяло безотпаден, като не остава неизползваем твърд или течен остатък. Полученият газообразен продукт е с висока енергийна стойност и може да се използва както за автотермичното поддържане на технологичнияThe created method is completely waste-free, leaving no unusable solid or liquid residue. The obtained gaseous product has a high energy value and can be used both for autothermal maintenance of the technological

66581 Bl процес, така и за производство на електроенергия, чрез ко-генерация за битово отопление.66581 Bl process, both for the production of electricity through co-generation for domestic heating.

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

Настоящото изобретение се илюстрира на приложената фигура 1, която представлява принципна схема на инсталация за високотемпературна пиролиза на органични вещества.The present invention is illustrated in the attached figure 1, which is a schematic diagram of an installation for high temperature pyrolysis of organic substances.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention

Създадената инсталация за високотемпературна пиролиза на органични вещества, показана на фиг. 1, включва пиролизен реактор 4, снабден със захранващо устройство 1 за суровина и с шнек 8 за отвеждане на твърд остатък, съдържащ неорганични вещества. В долната си част пиролизният реактор 4 от една страна е свързан с оксиводородни клетки 2 чрез въздухопровод 6, а от друга страна с парогенератор 3 чрез тръбопровод 7. В горната си част пиролизният реактор 4 чрез тръбопровод 9 за горещ газ е свързан с циклон 5, в горната част на който е монтиран филтър, свързан с тръбопровод 10 за отвеждане на пиролизен газ. В долната си част циклонът 5 е снабден с шнек 11 за отвеждане на твърд въглероден остатък.The created installation for high-temperature pyrolysis of organic substances, shown in fig. 1 comprises a pyrolysis reactor 4 equipped with a feeder 1 for feedstock and an auger 8 for discharging a solid residue containing inorganic substances. In its lower part the pyrolysis reactor 4 is connected on the one hand to hydrogen cells 2 through an air duct 6 and on the other hand to a steam generator 3 via a pipeline 7. In its upper part the pyrolysis reactor 4 is connected to a cyclone 5 via a hot gas pipeline 9, in the upper part of which a filter is mounted, connected to a pipe 10 for removal of pyrolysis gas. In its lower part the cyclone 5 is provided with an auger 11 for removal of solid carbon residue.

Инсталацията работи по следния начин.The installation works as follows.

Първоначално пиролизният реактор 4 се подгрява чрез смесване на горим газ, въздух, кислородно-водородна смес и водна пара до получаване на температура от 700°С до 900°С. Кислородно-водородната смес се получава в оксиводородни клетки 2, формиращи батерия, а парата се получава от парогенератор 3. Започва дозирано подаване на предварително надробения отпадъчен продукт, например автомобилни гуми, полиетиленови торби, дървени стърготини и други. В резултат на парокаталитична конверсия в пиролизния реактор 4 се получава синтез - газ е висока калорична стойност. Съставът на синтез газът зависи от съотношението на подавания газов микс, количеството на водните пари и състава на отпадъка. Количеството на водорода след конверсията на по - тежките газове се увеличава, което значително повишава скоростта на горене, топлоотдаването и КПД на самата инсталация. Това води до бързо повишаване на температурата в пиролизния реактор 4, който се загрява при изгарянето на този газ до 2000°С. Веднъж получен, този газ се използва за поддържане на температурата в пиролизния реактор 4, за допълнително подгряване на парата и на реактора 4. В резултат на това се извършва пиролиза на органичната материя и превръщането й в горящ газ и твърд остатък, съдържащ неорганични вещества, в насипно състояние. След приключване на пиролизата твърдият продукт се извежда от пиролизния реактор 4 през шнека 8. Остатъчният газ допълнително се очиства от твърди частици в циклона 5. Твърдият въглероден остатък се отделя от циклона 5 чрез шнека 11.Initially, the pyrolysis reactor 4 is heated by mixing combustible gas, air, oxygen-hydrogen mixture and water vapor to obtain a temperature of 700 ° C to 900 ° C. The oxygen-hydrogen mixture is obtained in oxyhydrogen cells 2, forming a battery, and the steam is obtained from a steam generator 3. Dosed feeding of the pre-shredded waste product, for example car tires, plastic bags, sawdust and others, begins. As a result of parocatalytic conversion in the pyrolysis reactor 4 synthesis is obtained - gas is a high calorific value. The composition of the synthesis gas depends on the ratio of the supplied gas mix, the amount of water vapor and the composition of the waste. The amount of hydrogen after the conversion of heavier gases increases, which significantly increases the combustion rate, heat dissipation and efficiency of the installation itself. This leads to a rapid rise in temperature in the pyrolysis reactor 4, which is heated during the combustion of this gas to 2000 ° C. Once obtained, this gas is used to maintain the temperature in the pyrolysis reactor 4, to further heat the steam and the reactor 4. As a result, the pyrolysis of the organic matter and its conversion into a burning gas and solid residue containing inorganic substances, in bulk. After completion of the pyrolysis, the solid product is removed from the pyrolysis reactor 4 through the auger 8. The residual gas is further purified from solid particles in the cyclone 5. The solid carbon residue is separated from the cyclone 5 by the auger 11.

Твърдият въглероден остатък може да се използва за промишлени нужди като пълнител за автомобилни гуми, сажди и други. Той може да се използва и за допълнителна газификация, чрез пиролиза по описаната по-горе схема, като в загретия вече реактор около 750-800°С се подава водна пара и част от твърдия въглерод играе ролята на мощен редуктор и катализатор, и сам участва в процеса. Водната пара взаимодейства с въглерода и се получава газова смес, до пълното изразходване на въглерода.The solid carbon residue can be used for industrial purposes as a filler for car tires, soot and others. It can also be used for additional gasification by pyrolysis according to the scheme described above, as in the already heated reactor around 750-800 ° C water vapor is supplied and part of the solid carbon plays the role of a powerful reducer and catalyst, and itself participates. in the process. The water vapor reacts with the carbon to form a gas mixture, until the carbon is completely consumed.

Излишъкът от пиролизния газ, оставащ след поддържането на температурата в пиролизния реактор 4 и в парогенератора 3, след като е очистен от твърди частици в циклона 5, може да се използва за производство на електроенергия чрез ко-генерация.The excess pyrolysis gas remaining after maintaining the temperature in the pyrolysis reactor 4 and in the steam generator 3, after being cleaned of solid particles in the cyclone 5, can be used to generate electricity by co-generation.

В резултат на описания процес се получава горящ газ, който се използва за автотермично поддържане на пиролизата, а излишъкът се използва като източник за производството на електроенергия, за отопление и други. Като твърд остатък се получава въглерод, който участва в процеса на горенето или се използва като търговски продукт в зависимост от условията.As a result of the described process, burning gas is obtained, which is used for autothermal maintenance of pyrolysis, and the excess is used as a source for electricity production, heating and others. As a solid residue, carbon is obtained, which participates in the combustion process or is used as a commercial product, depending on the conditions.

Claims (2)

Патентни претенцииPatent claims 1. Метод за високотемпературна пиролиза на органични вещества, включващ предварително нагряване на пиролизен реактор, характеризиращ се с това, че предварителното нагряване се осъществява чрез смесване на горим газ, въздух, кислородно-водородна смес и водна пара до получаване на температура от 700°С до 900°С, като методът включва и следните операции:A method for high-temperature pyrolysis of organic substances, comprising preheating a pyrolysis reactor, characterized in that the preheating is carried out by mixing combustible gas, air, oxygen-hydrogen mixture and water vapor to a temperature of 700 ° C. up to 900 ° C, the method including the following operations: - дозирано подаване на предварително надробен отпадъчен продукт;- dosed supply of pre-shredded waste product; - осъществяване на парокаталитична конверсия в пиролизния реактор до получаване на синтез - газ;- performing parocatalytic conversion in the pyrolysis reactor to obtain synthesis - gas; 66581 Bl66581 Bl - извършване на пиролиза на отпадъчния продукт при температура до 2000°С;- pyrolysis of the waste product at a temperature up to 2000 ° С; - отделяне в пиролизния реактор на твърд остатък, съдържащ неорганични вещества, след което в циклон се осъществява $- separation in the pyrolysis reactor of a solid residue containing inorganic substances, after which a cyclone is carried out $ - отвеждане на пиролизния газ и неговото очистване от твърди частици иremoval of pyrolysis gas and its purification from solid particles, and - отделяне на твърд въглероден остатък.- release of solid carbon residue. 2. Инсталация за високотемпературна пи- ]θ ролиза на органични вещества, включваща пиролизен реактор, характеризираща се с това, че пиролизният реактор (4) е снабден със захранващо устройство (1) за суровина и с шнек (8) за отвеждане на твърд остатък, съдържащ неорганични вещества, като в долната си част пиролизният реактор (4) от една страна е свързан с оксиводородни клетки (2) чрез въздухопровод (6), а от друга страна с парогенератор (3) чрез тръбопровод (7), при което в горната си част пиролизният реактор (4) чрез тръбопровод (9) за горещ газ е свързан с циклон (5), в горната част на който е монтиран филтър, свързан с тръбопровод (10) за отвеждане на пиролизен газ, като в долната си част циклонът (5) е снабден с шнек (11) за отвеждане на твърд въглероден остатък.Installation for high-temperature pyrolysis of organic substances, comprising a pyrolysis reactor, characterized in that the pyrolysis reactor (4) is provided with a feed device (1) for raw material and with an auger (8) for removing solid residue containing inorganic substances, in the lower part of the pyrolysis reactor (4) on the one hand is connected to hydrogen cells (2) by air (6) and on the other hand to a steam generator (3) by pipeline (7), where in the upper part of the pyrolysis reactor (4) is connected to a cyclone (5) by a pipeline (9) for hot gas, in the upper part of which a filter is mounted, connected to a pipeline (10) for removal of pyrolysis gas, as in its lower part the cyclone (5) is equipped with an auger (11) for removal of solid carbon residue. Приложение: 1 фигураApplication: 1 figure
BG111036A 2011-09-19 2011-09-19 Method and a installation for high temperature pyrolysis of organic substances BG66581B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111036A BG66581B1 (en) 2011-09-19 2011-09-19 Method and a installation for high temperature pyrolysis of organic substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111036A BG66581B1 (en) 2011-09-19 2011-09-19 Method and a installation for high temperature pyrolysis of organic substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG111036A BG111036A (en) 2013-04-30
BG66581B1 true BG66581B1 (en) 2017-05-31

Family

ID=48875348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG111036A BG66581B1 (en) 2011-09-19 2011-09-19 Method and a installation for high temperature pyrolysis of organic substances

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG66581B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG111036A (en) 2013-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yoon et al. Gasification and power generation characteristics of rice husk and rice husk pellet using a downdraft fixed-bed gasifier
EP2799523B1 (en) Externally heated microwave plasma gasifier and synthesis gas production method
CN101817525B (en) Process and device for producing calcium carbide by using powder raw materials through two-stage method
CN101495603A (en) Thermal revivification gasification method for generating hydrogen and electricity
CN101575527B (en) Biomass direct thermal cracking generator and cracking method thereof
CN103013568B (en) Plasma gasification treatment system of solid organic waste
WO2010063206A1 (en) High temperature gasifying process with biomass and system thereof
WO2010119973A1 (en) Hydrocarbon oil production system and method for producing hydrocarbon oil
CN103013609A (en) Method for preparing fuel gas from pulverized-coal-slurry cylindrical granular fuel manufactured by water-contained crushed coal
CN104004548B (en) A kind of gasification production equipment
WO2019080187A1 (en) Pyrolysis treatment process for organic solid waste
CN101955799B (en) Method for comprehensively using powdered coal to prepare coal tar, coal gas and water vapor
CN211394370U (en) System for pyrolysis of junked tire of boiler flue gas of thermal power plant
CN109517612A (en) A kind of damaged tire superheated steam energy conversion method of continuous high-efficient green
WO2014207944A1 (en) Combustion system
KR101103678B1 (en) Apparatus and process for manufacturing high purity hydrogen by catalytic decomposition of petroleum waste gas
WO2010063205A1 (en) High temperature gasifying process with biomass and system thereof
TW201502174A (en) System and method for converting plastic/rubber to hydrocarbon fuel by thermo-catalytic process
CN203513601U (en) Biomass gasification and pyrolysis reactor
KR101032178B1 (en) Gasification system for converting carbonaceous feedstock into synthesis gas and method thereof
JP2002285171A (en) Biomass gasifier and method for gasifying biomass
BG66581B1 (en) Method and a installation for high temperature pyrolysis of organic substances
CN209412150U (en) A kind of autonomous superheated steam energy source conversion system of damaged tire of continuous high-efficient green
CN202465607U (en) External heating type microwave plasma gasification furnace
CN108097188B (en) The gasification installation of plasma pyrolysis residual oil and exhaust gas