CZ25790U1 - Zařízení pro vysokoteplotní štěpení materiálu elektrickým proudem - Google Patents
Zařízení pro vysokoteplotní štěpení materiálu elektrickým proudem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ25790U1 CZ25790U1 CZ201327919U CZ201327919U CZ25790U1 CZ 25790 U1 CZ25790 U1 CZ 25790U1 CZ 201327919 U CZ201327919 U CZ 201327919U CZ 201327919 U CZ201327919 U CZ 201327919U CZ 25790 U1 CZ25790 U1 CZ 25790U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reactor
- tubular reactors
- fission
- gas
- pipe
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 11
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 10
- 230000004992 fission Effects 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Zařízení pro vysokoteplotní štěpení materiálu elektrickým proudem
Oblast techniky
Technické řešení se týká zařízení pro vysokoteplotní štěpení uhlovodíkových materiálů elektrickým proudem, přičemž výstupem z reaktoru je plyn, který se následně spaluje v kogenenační jednotce, kde slouží k výrobě elektrické energie a tepla. Surovinou pro tento proces je biomasa, např. dřevní štěpka, plasty, guma, tříděný odpad.
Dosavadní stav techniky
Biomasa je v současné době nejpoužívanějším obnovitelným zdrojem energie a má nezanedbatelný podíl v celosvětové produkci. Hlavními producenty biomasy jsou především zemědělské prvovýroby (různé druhy slámy), odpady lesního a dřevařského průmyslu. Energetický potenciál ukrytý v odpadech organického původu vysoce převyšuje dnes tolik prosazovaný a zvýhodňovaný potenciál nedostatkové a procesně obtížné biomasy. Pyrolýzní zpracování organické hmoty představuje dosud málo využívanou metodu pro zhodnocování tříděných odpadů k řešení energetiky na malé a střední úrovni. Samotný princip pyrolýzy (suché destilace neboli koksování) byl znám již koncem 18. století, avšak nikdy nedosáhl významnějšího využití při likvidaci odpadů. Problém byl především v řízení samotného procesu a v technické úrovni měření a regulace rozhodných veličin, jakými jsou teplota a tlak.
V současné době jsou známá zařízení pro pyrolýzní zpracování dřevní štěpky pomocí takzvaných pyrolýzních kotlů, kde je biomasa ohřívána plynovým hořákem na teploty maximálně 800 °C. Do hořáku se po zahřátí technologie přivádí v různých poměrech i pyrolýzní plyn vzniklý zplyňováním v samotném zařízení, kvůli snížení spotřeby plynu v hořáku. Při zplyňování za teplot kolem 800 °C vzniká větší procento tuhého odpadu a celý proces trvá déle. V těchto pyrolýzních kotlech bývá problém prohoření veškerého množství biomasy v reaktoru, materiál prohořívá na roště, kde propadává a není s ním jinak pohybováno. Další nevýhodou je nutnost přivádění plynu. Samotný pyrolýzní plyn pro spalování nestačí. Plyn má nízkou výhřevnost.
Podstata technického řešení
Výše uvedené nevýhody známých zařízení pro vysokotlaké štěpení materiálů odstraňuje do značné míry zařízení pro vysokoteplotní štěpení elektrickým proudem při teplotách 800 až 1200 °C podle technického řešení. Zařízení sestává ze zásobníku štěpeného materiálu, z prvků zajišťujících dopravu štěpeného materiálu do reaktoru vysokotlakého štěpení a dále z prvků zajišťujících chlazení a čistění vzniklého provozního plynu a jeho dopravu do kogenerační jednotky. Podstata technického řešení spočívá v tom, že reaktor vysokoteplotního štěpení sestává z izolované skříně, ve kterájsou uspořádány trubkové reaktory obsahující reaktorové šneky, kterými je štěpený materiál přepravován přes trubkové reaktory. Reaktorové šneky se štěpeným materiálem jsou ohřívány bez přístupu vzduchu tepelnými spirálami, které jsou uloženy mezi trubkovými reaktory, přičemž tepelné spirály jsou napájenými ze zdroje elektrického proudu. Výhody technického řešení lze shrnout následně:
- velmi vysoké využití paliva s nejnižší možnou odpadivostí, protože při vysokoteplotním štěpení dochází k optimálnímu rozkladu uhlíkových částic a vzniká tak minimální odpad- popel- cca 0,5 až 5% z přivedeného množství paliva
- zařízení je schopno ostrovního provozu (je schopno vyrábět elektrickou energii pro vlastní spotřebu a elektrickou energii do sítě)
Přehled obrázku na výkrese
Technické řešení bude objasněno na připojeném obrázku.
- 1 CZ 25790 Ul
Příklad provedení
Na obrázku je schematicky znázorněno zařízení 100 na vysokoteplotní štěpení dřevní štěpky elektrickým proudem, které je kontinuální. Zařízení obsahuje zásobník 1 dřevní štěpky, na který je napojen pásový dopravník 2, který dopravuje dřevní štěpku do násypky 3. Z násypky 3 se dřevní štěpka plnícími šneky 4 zavádí do reaktoru 5 vysokoteplotního štěpení. Reaktor 5 obsahuje izolovanou skříň 5.1, ve které jsou nad sebou umístěny trubkové reaktory 6, do kterých je dřevní štěpka kontinuálně dodávána reaktorovými šneky 6.1 umístěnými v trubkových reaktorech 6. Skříň 5.1 reaktoru 5 je z vnitřní strany zaizolován tepelně-izolačním materiálem na bázi speciálního kompozitu. Trubkové reaktory 6 s reaktorovými šneky 6.1 jsou ohřívány bez přístupu vzduchu dvanácti tepelnými spirálami 7, které jsou napájeny ze zdroje elektrického proudu. Reaktor 5 dále obsahuje elektromotory sloužící k pohonu reaktorových šneků 6.1 a prvky pro měření a regulaci. V trubkových reaktorech 6 dochází k endotermické reakci, kde vzniká tuhý odpad (popel), který se shromažďuje v prvním zásobníku tuhého odpadu 8 a procesní plyn, který je odsáván do ocelového potrubí 9 o průměru 200 mm a dále přes kompenzátor 10 o průměru DN 200 do cyklonového odlučovače prachových částic 11, ve kterém je plyn očištěn od zbylého tuhého odpadu, který se ukládá ve druhém zásobníku tuhých odpadů 12. Z odlučovače prachových částic li je plyn dále odsáván do potrubí 13, které vede plyn do sprchy 14, kde je plyn dočištěn a dochlazen. Voda ve sprše 14 je čerpadly 18 čerpána přes chladič 16 do chladící věže 17 a zpět do sprchy 14, jde tedy o uzavřený okruh, který hlídá ho snímač hladiny 15, který hlásí případný pokles hladiny vody. Na potrubí 19, které vede ze sprchy je připojen odtahový ventilátor 20, plynový chromatograf 21 a pojistka proti zpětnému šlehnutí 22. Odtahový ventilátor 20 odsává plyn vyrobený v reaktoru 5 přes celou technologii až do kogenerační jednotky 25 nebo do polního hořáku 23 (fléry), před kterou je na potrubí napojena bezpečnostní molekulová komora 24. Plyn vyrobený v reaktoru 5 je spalován v kogenerační jednotce 25, např. spalovacím motoru, kde se jeho potenciální energie chemická mění na energii kinetickou, která slouží k pohonu generátoru na výrobu elektrické energie. Odpadní teplo z kogenerační jednotky 25 je využíváno jako technologické teplo pro ostatní provozy a k výrobě teplé užitkové vody.
Technická data vyzkoušeného reaktoru
Celkový objem reaktoru (včetně plnících šneků) je: 6,344 m3 dřevní štěpky
Maximální teplota výhřevu v trubkových reaktorech 6: 1200 °C
Vlhkost materiálu (dřevní štěpky) 35% (minimálně 10% a max. 60%)
Zpracování štěpky 750 kg/hod
Celkový příkon celého zařízení: max. 310 kW (průměrná hodnota je 180 kW)
Výkon: 960 kW
Celková účinnost je 78%, při využití odpadního tepla může vzrůst až na 90%
Technický popis složení a množství plynu
Technické složení plynuje následovně a jde regulovat v rozsahu:
CO
CO2
H2
N2
CH4
20% až 30% 10% až 25% 25% až 46% l%až 10% 7% až 10%
-2CZ 25790 Ul
Claims (25)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Zařízení (100) pro vysokotlaké štěpení materiálu elektrickým proudem, sestávající ze zásobníku (1) štěpeného materiálu, z prvků zajišťujících dopravu štěpeného materiálu do reaktoru (5) vysokotlakého štěpení a dále z prvků zajišťujících chlazení a čistění vzniklého provozního plynu a jeho dopravu do kogenerační jednotky (25), vyznačující se tím, že reaktor (5) sestává z izolované skříně (5.1), ve které jsou uspořádány trubkové reaktory (6) obsahující reaktorové šneky (6.1), přičemž trubkové reaktory (6) a reaktorové šneky (6.1) jsou ohřívatelné bez přístupu vzduchu tepelnými spirálami (7) uloženými mezi trubkovými reaktory (6) a přičemž tepelné spirály (7) jsou napájené ze zdroje elektrického proudu.1 výkresSeznam vztahových značek:100 - zařízení pro vysokoteplotní štěpení1 -- zásobník dřevní štěpky
- 2 - pásový dopravník štěpky
- 3 - násypka
- 4 - plnící šneky
- 5 - reaktor štěpení
- 6 - trubkové reaktory6.1 - reaktorové šneky
- 7 - tepelné spirály
- 8 - první zásobník tuhého odpadu
- 9 - potrubí Fe 200
- 10 - kompenzátor DN 200
- 11 - cyklonový odlučovač prachových částic
- 12 - druhý zásobník tuhých odpadů
- 13 - potrubí Fe 200
- 14 - sprcha
- 15 - snímač hladiny
- 16 - chladič sprchové vody
- 17 - chladící věž
- 18 - čerpadla sprchové vody
- 19 - nerezové potrubí
- 20 - odtahový ventilátor
- 21 - plynový chromatograf
- 22 - pojistka proti zpětnému šlehnutí
- 23 - polní hořák (fléra)
- 24 - bezpečnostní molekulová komora
- 25 - kogenerační jednotka.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201327919U CZ25790U1 (cs) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Zařízení pro vysokoteplotní štěpení materiálu elektrickým proudem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201327919U CZ25790U1 (cs) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Zařízení pro vysokoteplotní štěpení materiálu elektrickým proudem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ25790U1 true CZ25790U1 (cs) | 2013-08-20 |
Family
ID=49034430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201327919U CZ25790U1 (cs) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Zařízení pro vysokoteplotní štěpení materiálu elektrickým proudem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ25790U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305666B6 (cs) * | 2014-08-15 | 2016-01-27 | TESORO Spin off, s.r.o. | Způsob výroby přípravku na bázi biouhlu pro podporu růstu rostlin |
-
2013
- 2013-05-14 CZ CZ201327919U patent/CZ25790U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305666B6 (cs) * | 2014-08-15 | 2016-01-27 | TESORO Spin off, s.r.o. | Způsob výroby přípravku na bázi biouhlu pro podporu růstu rostlin |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101251103B1 (ko) | 바이오매스 탄화·가스화 시스템 및 방법 | |
| KR100993908B1 (ko) | 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치 | |
| CN102344835B (zh) | 农林生物质二次过程反应气化炉 | |
| WO2019198794A1 (ja) | 廃棄物処理システム及び廃棄物処理方法 | |
| CN105368499B (zh) | 块状生物质上吸式固定床气化发电联产电、炭、热的工艺 | |
| Salman et al. | Predictive modelling and simulation of integrated pyrolysis and anaerobic digestion process | |
| CN101614154A (zh) | 生物质的碳化和气化以及发电装置 | |
| RU2616196C2 (ru) | Структурная схема и способ экологически безопасной переработки отходов и биомассы для повышения эффективности производства электроэнергии и тепла | |
| KR101619357B1 (ko) | 목질계 바이오매스의 건조 및 반탄화 시스템 | |
| Abedin et al. | Electricity from rice husk: a potential way to electrify rural Bangladesh | |
| CN201314576Y (zh) | 上吸式生物质颗粒气化炉 | |
| JP2020510179A (ja) | 熱及び電気を連続的に生成する木質バイオマス熱電併給プラント | |
| KR101097443B1 (ko) | 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치 | |
| CN104498062B (zh) | 一种真空热解技术 | |
| CN104520645A (zh) | 废物加工的改进 | |
| JP5750054B2 (ja) | ガス化のための自己生成出力統合 | |
| Savchenko et al. | Alternative energy source for heating system of woodworking enterprise | |
| CZ25790U1 (cs) | Zařízení pro vysokoteplotní štěpení materiálu elektrickým proudem | |
| JP5527743B2 (ja) | ガス化装置、燃料生成システム、ガス化方法および燃料生成方法 | |
| JP2018017494A (ja) | リサイクル資源製造装置 | |
| EP2618895A1 (en) | Renewable blended syngas from a plasma-based system | |
| KR20110003093U (ko) | 건조된 음식물쓰레기 및 기타 생물질을 이용하여 발전하는 방법 | |
| GB2513143A (en) | Improvements in waste processing | |
| RU144013U1 (ru) | Автономная когенерационная установка с внутрицикловым пиролизом твердого углеродсодержащего топлива | |
| CN201737908U (zh) | 生物质能平衡过程控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20130820 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20170410 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20200514 |