CZ26384U1

CZ26384U1 - Apparatus for producing fuels for energy use

Info

Publication number: CZ26384U1
Application number: CZ201328409U
Authority: CZ
Inventors: Petr Cuber; Monika Pullmanova
Original assignee: Hedviga Group A.S.
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-01-28
Also published as: RU142732U1; DE202013105519U1

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká zařízení na zpracování uhlíkatých materiálů za účelem výroby paliv, určených pro využití v energetice.The invention relates to a plant for the processing of carbonaceous materials for the production of fuels intended for use in the energy sector.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pro energetiku se jako paliva využívají uhlíkaté látky v pevném, kapalném i tuhém skupenství. Kromě dobře známých klasických průmyslových paliv, jako je koks, nafta, svítiplyn aj. vyráběných klasickými způsoby, se paliva využitelná pro energetiku rovněž získávají z různých přírodnin, průmyslových odpadů, tříděných domovních odpadů, kalů z čističek vod, aj. Moderní věda a technika se stále více zabývá problémem ekologické likvidace nežádoucích nebo odpadních materiálů a užitečným využitím v nich obsažených uhlíkatých zdrojů.For energy, carbonaceous substances in solid, liquid and solid form are used as fuels. In addition to the well-known classic industrial fuels such as coke, diesel, coal gas, etc. produced by conventional methods, fuels usable for energy are also obtained from various natural materials, industrial waste, sorted household waste, sewage sludge, etc. Modern science and technology it is increasingly addressing the problem of the ecological disposal of undesirable or waste materials and the useful use of the carbonaceous sources contained therein.

Zařízení používaná pro zpracování uhlíkatých hmot jsou uzpůsobena pro termolýzu, tedy tepelný rozklad bez hoření. Zpracovávaný materiál se umístí do uzavřeného vyhřívaného prostoru, například komory pece, kde se podrobí působení vysokých teplot způsobujících jejich rozklad, přičemž se vyvíjené plyny odvádí z vyhřívaného prostou pryč. Jedná se o klasickou pyrolýzu i jiné metody. Plyny odváděné z vyhřívaného prostoru se vedou přes tepelný výměník nebo chladič, kde se podrobí ochlazování, jehož následkem se z nich odlučuje případná voda a olejnatý kondenzát. Olejnatý kondenzát se jímá a dále zpracovává, podle použitých metod a jímaných frakcí je využitelný přímo, nebo po dalším zpracování, zejména jako mazivo a/nebo palivo. Plynné médium zbylé po odloučení kondenzátu se odvádí do zařízení sloužících k čištění a koncentraci využitelných plynů, a/nebo se použije jako palivo. Zbytkové plynné médium, obsahující již jen nevyužitelné zplodiny a případně prachové částice, se odvádí přes filtry do výfuku, resp. komína, nebo u některých metod a zařízení se odvádí zpět do vyhřívaných prostor. Výchozí materiál na bázi organických zbytků, přírodnin, kalů, pryže apod. se umisťuje do vyhřívaného prostoru v nádobě, vozíku, na plechu či jiném nosiči, nebo se případně dávkuje na rošt umístěný v komoře pece nebo jiné tepelné komoře. S výhodou je materiál v úpravě umožňující dobrý přístup tepla, tedy v podobě drti nebo mletím získaných částic. Plyny vyvíjené při zahřátí materiálu mění se zvyšováním teploty materiálu své složení. Postupně se uvolní nejprve čpavek a jiné prchavé látky, voda, inertní plyny, atd. Je známo, že při teplotách, různých podle látkového složení výchozího materiálu a tlakových podmínek, se z těchto materiálů uvolňují plyny s vysokým obsahem uhlovodíků, využitelné pro energetiku. Princip průběhu tepelného rozkladu těchto hmot i složení frakcí, získaných tepelným rozkladem podle konkrétních teplot a tlaku termolýzy je znám. Problémem však je dosažení dobré ekonomiky těchto procesů tepelného rozkladu, tj. režimu ohřevu materiálu, množství vsázky, doby působení tepla na materiál, aj. S tím souvisí i absence optimálního zařízení. Vyhřívané komory zpravidla nepracují kontinuálně, je nutno je pro každou vsázku suroviny před otevřením vychladit. Obvykle se nejprve ukončí ohřev vyhřívaného prostoru a teplo se nechá ještě po určitou dobu působit, načež se prostor nechá přirozeně vychladnout, nebo se uměle ochlazuje. Po ekonomickém vyčerpání využitelného plynného média ze zpracovávaného materiálu a během ochlazování mohou ještě z materiálu odcházet plyny, a proto se i po tuto dobu obvykle plyny odvádějí, načež poté, kdy je prostor dostatečně vychlazen na bezpečnou teplotu pro otevření, se případně ještě obsažené plyny a/nebo vířící prachové částice odsávají. Z původní vsázky materiálu po tepelném procesu zbude v pracovním prostoru zpravidla pouze tuhý zbytek ve formě zuhelnatělých částic, nebo zuhelnatělého skeletu rozpadavého na drť z uhelnatých částic, jejichž převažující komponentou je uhlík.The devices used for the treatment of carbonaceous materials are adapted for thermolysis, i.e. thermal decomposition without burning. The material to be treated is placed in an enclosed heated space, for example a furnace chamber, where it is subjected to high temperatures causing their decomposition while evolving the gases evacuated from the heated one simply away. It is classical pyrolysis and other methods. The gases discharged from the heated space are passed through a heat exchanger or a cooler, where they are subjected to cooling, whereby any water and oily condensate are separated therefrom. The oily condensate is collected and further processed, according to the methods used and the collected fractions, it can be used directly or after further processing, in particular as a lubricant and / or fuel. The gaseous medium remaining after the condensate has been separated off is discharged to a plant for the purification and concentration of the usable gases and / or used as a fuel. The residual gaseous medium, which contains only unusable fumes and possibly dust particles, is discharged through the filters into the exhaust or resp. the chimney, or for some methods and equipment, is returned to the heated space. The starting material based on organic residues, natural products, sludge, rubber, etc. is placed in a heated space in a container, trolley, plate or other carrier, or is optionally metered onto a grate placed in a furnace chamber or other heat chamber. Preferably, the material is treated to allow good heat input, i.e. in the form of pulp or grinding the particles obtained. The gases produced when the material is heated changes its composition as the temperature of the material increases. Initially, ammonia and other volatile substances, water, inert gases, etc. are released first. It is known that at temperatures varying according to the material composition of the starting material and the pressure conditions, these materials release gases with a high hydrocarbon content useful for the energy industry. The principle of thermal decomposition of these masses as well as the fraction composition obtained by thermal decomposition according to specific temperatures and thermolysis pressure is known. The problem, however, is to achieve a good economy of these thermal decomposition processes, ie the mode of heating the material, the amount of charge, the time of heat exposure to the material, etc. This is related to the absence of an optimal device. Heated chambers generally do not operate continuously, and must be cooled down for each feedstock before opening. Usually, the heating of the heated space is stopped first and the heat is left to act for a certain period of time, after which the space is allowed to cool naturally or to be artificially cooled. After economical exhaustion of the usable gaseous medium from the material being processed and during cooling, gases can still be discharged from the material, and therefore the gases are usually evacuated even thereafter, and after the space has sufficiently cooled to a safe opening temperature, / or swirling dust particles suck off. As a rule, only the solid residue in the form of carbonaceous particles or of a carbonaceous skeleton disintegrating into pulp of carbonaceous particles, the predominant component of which is carbon, remains from the original charge of the material after the heat treatment.

Výše uvedený způsob je včetně příslušného zařízení popsán například v přihlášce vynálezu CZ PV 2010-586. Pryžový odpad se umístí do uzavíratelné komory, opatřené ohřívacím elementem a chladicím elementem a kondenzačním okruhem, obsahujícím kondenzátor. Vsázka pryžového odpadu je v množství 0,1 až 0,9 objemu vyhřívané komory. Následně se komora uzavře a bez zvláštní úpravy tlakových podmínek se teplota v komoře postupně zvyšuje na 350 až 400 °C. Vznikající plynné zplodiny se odvádí do chladiče, kde částečně kondenzují a kondenzát se jímáThe aforementioned method is described, for example, in the patent application CZ PV 2010-586, including the associated apparatus. The rubber waste is placed in a sealable chamber provided with a heating element and a cooling element and a condensation circuit containing a condenser. The rubber waste charge is in an amount of 0.1 to 0.9 of the volume of the heated chamber. The chamber is then closed and the chamber temperature is gradually increased to 350 to 400 ° C without special adjustment of the pressure conditions. The resulting gaseous products are sent to a condenser where they partially condense and condensate is collected

-1 CZ 26384 U1 do zvláštní jímky. Ochlazené zbytkové plynné médium se odvádí zpět do komory. Po minimálně 40 minutách, ne však dříve, než klesne hmotnost vsázky pryžového odpadu o více než 15 %, se prostor komory ochladí na teplotu pod 200 °C. Následně se komora otevře a vyjme se vzniklý tuhý zbytek. Ten tvoří koks se zbytky ocelového kordu z pneumatik. Po odstranění kovových zbytků může být tento koks dále využit například pro topení. Zařízení pro realizaci způsobu zahrnuje komoru vybavenou alespoň jedním ohřívacím elementem a chladícím elementem, kde tato komora má připojen kondenzační okruh, jehož vstup i výstup je zaústěn v komoře. Ohřívací element je tvořen elektrickou topnou spirálou, která jez důvodu potřeby eliminace vzplanutí zpracovávaného materiálu umístěna v ochranném krytu a tento celek je umístěn uvnitř vyhřívané komory. Takovéto ohřívací elementy jsou podle dokumentu CZ PV 2010-586 uvnitř vyhřívané komory například čtyři. Z vnější strany je komora opatřena izolační vrstvou. Jako chladící element je v uvedeném spisu popsán v prvním příkladu trubkový systém z žebro váných trubek, umístěných ve vyhřívané komoře a ve druhém případě mezistěna, situovaná na alespoň dvou stranách komory. Mezi mezistěnou a stěnou komory je vzduchová mezera, ochlazovaná proudícím vzduchem. Kondenzační okruh je vybaven ventilátorem pro zajištění cirkulace plynného média z komory do okruhu a z okruhu zpět do komory, a dále je vybaven sběrnou nádobou na kondenzát. V CZ dokumentu PV 2010-586 je popsán poustup při zpracování ojetých pneumatik. Do komory se umístí ojeté pneumatiky v množství 60 % objemu komory, načež se komora uzavře. Pomocí ohřívacích elementů se bez zvláštních tlakových úprav zvyšuje teplota v komoře postupně na 380 °C. Vznikající plyny se odvádí do kondenzačního okruhu, přes který cirkulují pomocí ventilátoru, a kde vzniká a se jímá a shromažďuje kondenzát. Po 40 minutách takto prováděného tepelného rozkladu se přiváděním chladicího média do chladicího elementu začne prostor komory chladit. Po ochlazení na 120 °C se komora otevře a vyjme tuhý zuhelnatělý zbytek materiálu.U1 into a special well. The cooled residual gaseous medium is returned to the chamber. After a minimum of 40 minutes, but not before the weight of the rubber waste charge has dropped by more than 15%, the chamber space is cooled to a temperature below 200 ° C. The chamber is then opened and the resulting solid residue is removed. This consists of coke with remnants of steel cord from tires. After removal of metal residues, this coke can be further used, for example, for heating. The apparatus for carrying out the method comprises a chamber equipped with at least one heating element and a cooling element, the chamber having a condensation circuit connected, the inlet and the outlet of which are connected to the chamber. The heating element is formed by an electric heating coil which, in order to eliminate the ignition of the workpiece, is placed in a protective cover and this assembly is located inside the heated chamber. According to CZ PV 2010-586, such heating elements are, for example, four inside the heating chamber. The outside of the chamber is provided with an insulating layer. As a cooling element there is described in the first example a tubular system of finned tubes arranged in a heated chamber and in the second case a partition situated on at least two sides of the chamber. Between the partition and the chamber wall there is an air gap cooled by the flowing air. The condensation circuit is equipped with a fan to ensure the circulation of the gaseous medium from the chamber to the circuit and from the circuit back to the chamber, and is further equipped with a condensate collecting vessel. In the CZ document PV 2010-586 the procedure for used tires is described. The used tires are placed in the chamber at 60% of the chamber volume and the chamber is then closed. The heating elements gradually increase the temperature in the chamber to 380 ° C without special pressure adjustments. The resulting gases are discharged into a condensation circuit, through which they are circulated by means of a fan, where condensate is produced and collected and collected. After 40 minutes of thermal decomposition, the chamber space begins to cool by supplying a cooling medium to the cooling element. After cooling to 120 ° C, the chamber is opened and the solid charred material is removed.

Nevýhodou uvedeného způsobu a zařízení je, že plyny vyvíjené při termolýze se nezpracovávají jinak než kondenzací. Netěží se žádný využitelný spalitelný plyn. Zbytkové zplodiny, obsažené v komoře, mohou uniknout po otevření komory do prostředí. Provozovaný způsob a jeho tepelný režim neumožňuje dostatečný rozklad mnohých surovin. Opakované ohřívání a ochlazování komory pro každou vsázku materiálu zvlášť je velmi neekonomické a dochází k velkým energetickým ztrátám.A disadvantage of said method and apparatus is that the gases generated by thermolysis are not treated other than by condensation. No recoverable combustible gas is extracted. The residual exhaust contained in the chamber may escape after opening the chamber into the environment. The operating method and its thermal regime do not allow sufficient decomposition of many raw materials. Repeated heating and cooling of the chamber for each batch of material separately is very uneconomical and leads to large energy losses.

Výše uvedené nevýhody uvedeného dosavadního postupu a zařízení se pokouší řešit dokument CZ U 21978. Vyhřívaná komora je vybavena vyměnitelným mobilním zásobníkem, jehož pomocí se materiál určený pro tepelný rozklad vpravuje do vyhřívané komory a po tepelném zpracování z komory odstraňuje. Mobilní zásobník má podobu mobilního uzavíratelného tělesa s krytem, které je opatřeno odpojitelným přívodem a odvodem pro termolýzou vyvíjené plyny. Tento přívod a vývod jsou připojeny na kondenzační okruh. Vsázka materiálu je krytem plynotěsně oddělena od prostoru vyhřívané komory. Postup zpracování materiálu se od předchozího liší tím, že vsázka materiálu se může uskutečnit do horké komory, a zásobník s tuhými zbytky po tepelném rozkladu vsázky je možno vymístit z komory ven za horka a nechat chladnout mimo ni na vhodném odstavném místě, čímž se podstatně zkrátí doba na zpracování při více vsázkách za sebou, a také se ušetří velké množství energie, neboť není nutné odstavení z provozu a úplné ochlazení vyhřívané komory. V tomto dokumentu popsané zařízení počítá již také s možností rozpojit kondenzační okruh a odvádět vyvíjené užitečné frakce plynů k dalšímu využití a případnému zpracování. Nevýhodou je nedokonalý tepelný a tlakový režim rozkladu, neboť není možné nastavení optimální teplotní křivky ohřevu. Umístění materiálu do příliš vyhřáté komory může způsobit nežádoucí překotný vývoj plynů vedoucí ke zvýšení tlaku v systému a případně až k explozi, a také může docházet ke vzniku seškvařené skořápky na povrchu materiálu, která brání odchodu vyvíjených plynů. Naopak, málo vyhřátá komora se nově vloženým mobilním zásobníkem prudce ochladí a tepelný rozklad je nedostatečný. Při každém přídavku nebo odebrání mobilního zásobníku do a z vyhřívané komory dochází k prudkému teplotnímu výkyvu a k narušení tepelného procesu. Ani toto zařízení neumožňuje kontinuální proces. Zařízení není schopno vyvíjet využitelné plyny ve stabilním množství a o stabilním složení. Mj. i z uvedených důvodů nepřichází v úvahu možnost připojení zařízení podle dokumentu CZ PV 2010-586 ani zařízení podle dokumentu CZ U 21978 na kogenerační jednotku.The above-mentioned disadvantages of the prior art and the device are attempted to solve the document CZ U 21978. The heated chamber is equipped with a replaceable mobile container, by means of which the material intended for thermal decomposition is introduced into the heated chamber and after heat treatment removed from the chamber. The mobile container has the form of a mobile closable body with a cover, which is provided with a detachable inlet and outlet for thermolysis of the gases produced. This inlet and outlet are connected to a condensation circuit. The material charge is gastightly separated from the heated chamber by the cover. The process of processing the material differs from the previous in that the material charge can be carried into the hot chamber, and the solid residue container after the thermal decomposition of the charge can be removed from the chamber while hot and allowed to cool off at a suitable storage location. processing time for multiple batches in succession, and a large amount of energy is also saved, as it is not necessary to shut down and completely cool the heated chamber. The device described in this document also provides for the possibility of disconnecting the condensation circuit and diverting the useful fractions of gas being generated for further use and possible treatment. The disadvantage is the imperfect thermal and pressure decomposition mode, as it is not possible to set the optimum heating curve. Placing the material in an overheated chamber can cause undesired rapid gas evolution leading to system pressure build-up and possibly an explosion, and may also cause a cracked shell on the surface of the material to prevent evolution of the gases produced. Conversely, a low-heated chamber is cooled rapidly by a newly inserted mobile container and thermal decomposition is insufficient. With each addition or removal of the mobile container to and from the heated chamber, there is a sharp temperature fluctuation and a disturbance of the thermal process. Also, this device does not allow a continuous process. The device is not capable of generating usable gases in a stable quantity and composition. Mj. for these reasons, the possibility of connecting the equipment according to CZ PV 2010-586 or the equipment according to CZ U 21978 to a cogeneration unit is not possible.

-2CZ 26384 U1-2GB 26384 U1

Jiné zařízení popisuje dokument CZ U 21515. Rozdíl oproti předchozímu zařízení je pouze v tom, že plynové potrubí pro odvod vyvíjených plynů není zaústěno zpět do vyhřívané komory. Za vyhřívanou komorou je připojen chladič s jímkou pro kondenzát a odvodem zbytkových plynných zplodin ven ze zařízení. Návazně je použit mobilní kontejner pouze s odvodem plynů, nikoliv s přívodem. I v tomto případě je vyhřívaná komora zařízení tvořena bezplamenovou pecí, pracující za normálního atmosférického tlaku, a taktéž pracuje i mobilní kontejner. Zařízení pracuje podobně a má podobné nedostatky jako předchozí, s tím rozdílem, že zbytkové plynné médium se odvádí ven. Zařízení pracuje pouze ve vsázkovém režimu, a tudíž není zajištěno dostatečné množství plynných a kapalných produktů pro výrobu elektrické energie a tepla. Další nevýhodou je problém s čistotou a stabilitou přímo vyráběného plynu, kdy během termického procesu rozkladu vsázky se plynné frakce uvolňují postupně o odlišném látkovém složení podle stoupající teploty, takže vyráběný plyn má v čase proměnlivé složení. Pro použití v energetické jednotce je však nutné používat plyn o definovaném látkovém složení stálém v rámci určitých mezí, takže toto zařízení neumožňuje využít plynové produkty v energetické jednotce jako palivo. Vzhledem ke kolísání teplot v odvodním plynovém kanálu se jeho stěny často pokrývají povlakem olejnatých látek, z něhož se tyto látky později částečně uvolňují zpět do plynu, čímž ho znečišťují. Také kapalný produkt se v průběhu tepelného procesu rozkladu vsázky mění, jak co do množství, tak i kvalitativně, takže ani produkci olejnatého kondenzátu nelze přímo při výrobě použít jako palivo pro kogenerační jednotku nebo jiné spalovací zařízení.Another device is described in the document CZ U 21515. The only difference from the previous device is that the gas pipe for evacuating gases is not returned to the heated chamber. Downstream of the heated chamber is connected a cooler with a condensate sump and discharge of residual gaseous gases out of the device. Consequently, a mobile container is used with only a gas outlet, not a supply. In this case too, the heated chamber of the device consists of a flame-free furnace operating at normal atmospheric pressure, as well as a mobile container. The apparatus operates similarly and has similar drawbacks as the previous ones, except that the residual gaseous medium is discharged out. The apparatus only operates in a batch mode and therefore insufficient quantities of gaseous and liquid products are generated to generate electricity and heat. Another disadvantage is the problem of the purity and stability of the directly produced gas, where during the thermal decomposition process the gaseous fractions are released gradually with different substance composition according to the increasing temperature, so that the produced gas has a variable composition over time. However, for use in an energy unit, it is necessary to use gas of a defined substance composition stable within certain limits, so that this device does not allow gas products in the energy unit to be used as fuel. Due to temperature fluctuations in the gas outlet duct, its walls are often covered with a coating of oily substances, from which they are later partially released back into the gas, thereby polluting it. Also, the liquid product varies in quantity and quality during the thermal decomposition process of the batch, so that even oil condensate production cannot be used directly as a fuel for a cogeneration unit or other combustion plant.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nevýhody odstraňuje navržené technické řešení. Je vyřešeno zařízení pro termický rozklad hmot typu uhlíkatých materiálů a následné zpracování na paliva vhodná pro využití v energetice. Zařízení zahrnuje plynové potrubí, připojené při jeho provozním stavu na vyhřívanou jednotku opatřenou prvky pro ohřev, v kteréžto vyhřívané jednotce je vytvořen prostor pro umístění alespoň jednoho tělesa z tepelně odolného materiálu obsahujícího vnitřní dutinu se vsázkou zpracovávaného materiálu. Podstata navrženého řešení spočívá v tom, že těleso pro vsázku tvoří plynotěsně uzavíratelná tlaková nádoba s alespoň jedním plynovým vývodem, který je uzavíratelný a je odpojitelně připojitelný k plynovému potrubí pro odvod plynů vznikajících termickým rozkladem materiálu. Podstata navrženého řešení spočívá rovněž v tom, že navržené zařízení obsahuje alespoň dvě vyhřívané jednotky, které jsou upraveny každá pro jinou teplotu, z toho jednu předehřívací jednotku, v úpravě pro předehřev alespoň jedné tlakové nádoby a druhou dohřívací jednotku, v úpravě pro dohřev alespoň jedné tlakové nádoby na vyšší teplotu než předehřev.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the proposed technical solution. A device for thermal decomposition of materials of the type of carbonaceous materials and subsequent processing into fuels suitable for use in power engineering is solved. The apparatus comprises a gas conduit connected in its operating condition to a heating unit provided with heating elements, in which heating space is provided to accommodate at least one body of heat-resistant material comprising an internal cavity with a batch of material to be treated. The essence of the proposed solution consists in that the charge body is a gas-tightly sealable pressure vessel with at least one gas outlet which is closable and removably connectable to a gas line for evacuating gases resulting from thermal decomposition of the material. The principle of the proposed solution is also characterized in that the proposed device comprises at least two heating units, which are each adapted for a different temperature, of which one preheating unit, in the arrangement for preheating at least one pressure vessel and the second heating unit, in the arrangement for heating at least one. pressure vessels to a higher temperature than preheating.

Zařízení je s výhodou vybaveno množinou tlakových nádob pro vsázku a alespoň předehřívací jednotka a dohřívací jednotka jsou upraveny každá pro uložení současně alespoň dvou tlakových nádob.Preferably, the apparatus is provided with a plurality of pressure vessels for the charge, and at least the preheating unit and the reheating unit are each arranged to accommodate at least two pressure vessels simultaneously.

S výhodou jsou předehřívací i dohřívací jednotka vytvořeny jako nádrže, které jsou alespoň zčásti vyplněny náplní z kapalného teplonosného média.Preferably, the preheating and reheating units are designed as tanks which are at least partially filled with a liquid heat transfer medium.

Nádrže jsou s výhodou vytvořeny jako komory, v nichž je teplosměnná kapalina uzavřena odděleně vůči vnějšímu prostoru nacházejícímu se vně zařízení. V každé této komoře jsou s výhodou vytvořeny lože s dutinou pro uložení ukládané tlakové nádoby nebo nádob bez potřísnění teplonosným médiem. Lože jsou svými tvarem a rozměry uzpůsobená pro tlakové nádoby, každé lože má rozměry a tvar pro uložení jedné tlakové nádoby. Lože mají vstupní otvor umožňující vložení tlakové nádoby a mají stěnu, jejíž alespoň část jez tepelně vodivého materiálu, takže umožňuje sálání tepla do/z tlakové nádoby. Vstupní otvor i stěna lože alespoň zčásti zapadají na tlakovou nádobu v uzavřeném stavu. Vně lože, uvažováno vůči v něm uložené tlakové nádobě, se nachází kapalné teplonosné médium a uvnitř lože se nachází volný prostor pro alespoň část tlakové nádoby.The tanks are preferably designed as chambers in which the heat transfer fluid is sealed separately from the external space outside the device. Advantageously, a cavity bed is provided in each chamber to receive the pressure vessel or vessels to be stored without splashing the heat transfer medium. The bearings are shaped and sized to accommodate pressure vessels, each bed having dimensions and shape to accommodate one pressure vessel. The beds have an inlet opening for insertion of the pressure vessel and have a wall of which at least a portion of the thermally conductive material is eaten so as to allow heat radiation to / from the pressure vessel. The inlet opening and the bed wall at least partially engage the pressure vessel in the closed state. A liquid heat transfer medium is located outside the bed, which is disposed relative to the pressure vessel, and there is free space inside at least part of the pressure vessel.

Dohřívací jednotka je s výhodou opatřena alespoň jedním přídavným tepelným zdrojem, například elektrickými topnými tělesy umístěnými v kapalném teplonosném médiu a/nebo prstencemThe after-heating unit is preferably provided with at least one additional heat source, for example electric heaters disposed in the liquid heat transfer medium and / or ring.

-3 CZ 26384 Ul zapadajícím kolem dokola obvodu tlakové nádoby sestávajícím z šamotu s vnitřními elektrickými topnými tělesy.Fitting around the circumference of the pressure vessel consisting of fireclay with internal electric heating elements.

Předehřívací a dohřívací jednotka mají s výhodou navzájem propojeny jejich kapalné teplonosné médium. Toto propojení je s další výhodou vytvořeno jako cirkulační okruh, opatřený vhodnými prvky pro průtok teplonosného média mezi tělesem tvořeným předehřívací jednotkou a tělesem tvořeným dohřívací jednotkou. Tento cirkulační okruh je vybaven přinejmenším alespoň uzávěry a pohonnou jednotkou s příslušnými ovládacími prvky, umožňujícími spouštění a vypínání cirkulace teplonosného média z předehřívací jednotky do dohřívací jednotky a/nebo z dohřívací jednotky do předehřívací jednotky a umožňující regulaci průběhu takové cirkulace.The preheating and reheating unit preferably have their liquid heat transfer medium interconnected. This connection is advantageously designed as a circulation circuit provided with suitable elements for the flow of the heat transfer medium between the body formed by the preheating unit and the body formed by the heating unit. The circulation circuit is equipped with at least shutters and a drive unit with appropriate controls to enable the circulation of the heat transfer medium from the preheating unit to the after-heating unit and / or from the after-heating unit to the preheating unit to be switched on and off.

S výhodou má kapalné teplonosné médium přívod a vývod do alespoň jednoho tepelného výměníku připojeného v zařízení, kde pro toto kapalné teplonosné médium je rovněž vytvořen i průchod přes výměník, tak aby bylo přiváděno a odváděno jako jeho jedno pracovní médium. Tento tepelný výměník má vedení pro své druhé pracovní médium s výhodou zapojeno v rámci pracovního okruhu zařízení a uspořádáno pro regulaci tepelného režimu některého jiného nebo dalšího prvku v pracovním okruhu tohoto zařízení. Například v případě připojení tepelného výměníku k dohřívací jednotce je tento tepelný výměník zapojen jednak pro cirkulaci teplonosného média z dohřívací jednotky do tepelného výměníku a zpět, a jednak například na kondenzátové potrubí které jev zařízení uspořádáno pro přivádění a průchod olejnatého kondenzátu z plynů, odváděných z tlakových nádob.Advantageously, the liquid heat transfer medium has an inlet and an outlet to at least one heat exchanger connected in the apparatus, whereby the liquid heat transfer medium is also provided with a passage through the exchanger so as to be fed and discharged as its one working medium. The heat exchanger preferably has a conduit for its second working medium connected within the working circuit of the device and arranged to regulate the thermal mode of any other or other element in the working circuit of the device. For example, when a heat exchanger is connected to a reheater unit, the heat exchanger is connected both for circulating the heat transfer medium from the reheater unit to the heat exchanger and back, and for example to a condensate piping which is configured to supply and pass oil condensate from gases containers.

Zařízení může být uspořádáno jako kompletní celek schopný provozu jako takový. S výhodou má plynové potrubí konec zaústěn do spalovacího zařízení, například kogenerační jednotky.The device may be arranged as a complete unit capable of operating as such. Preferably, the gas pipe has an end connected to a combustion plant, for example a cogeneration unit.

V případě výše uvedeného kompletního zařízení je za předehřívací jednotkou a dohřívací jednotkou na plynovém potrubí s výhodou zapojen alespoň jeden chladič, a ten má alespoň jeden vývod pro olejnatý kondenzát vyrobený z odváděných plynů, a alespoň jeden vývod pro zbytkové plyny.In the case of the aforementioned complete device, preferably at least one cooler is connected downstream of the preheating unit and the reheating unit on the gas line, which has at least one outlet for oil condensate made of the off-gases and at least one outlet for the residual gases.

Za chladičem je připojeno kondenzátové potrubí pro odvod kondenzátu, které má konec zaústěn do výše uvedeného, nebo dalšího, spalovacího zařízení, například kogenerační jednotky.Downstream of the cooler is connected a condensate condensate drainage conduit having an end connected to the above-mentioned or other combustion plant, for example a cogeneration unit.

Na plynovém potrubí za chladičem je s výhodou zapojen alespoň jeden plynový zásobník, přičemž ze všech za chladičem připojených plynových zásobníků má alespoň jeden plynový zásobník kapacitu nejméně čtyřnásobku vnitřního objemu tlakové nádoby.Preferably, at least one gas reservoir is connected to the downstream gas conduit and at least one gas reservoir has at least four times the internal volume of the pressure vessel of any gas reservoirs connected downstream of the condenser.

Navržené zařízení je vhodné pro výrobu paliv z různých druhů uhlíkatých materiálů a jejich využití pro energetické účely, zejména pro výrobu elektrické energie a tepla v motorech kogeneračních jednotek s plynovým a duálním palivovým systémem. Zařízení je možno zhotovit jako kompletní jednotku pro zpracování i využití odpadních surovin, biomasy, kalů, ojetých pneumatik, různých průmyslových zbytků aj. Umožňuje ekonomické využití energií a tepla bez podstatných ztrát. Navržené zařízení je konstrukčně relativně jednoduché a umožňuje pomocí pomalého termického rozkladu z uhlíkatých surovin vyrábět současně pevné, kapalné i plynné palivo a současně toto palivo hned také využít pro výrobu elektrické energie a tepla. Zařízení je vysoce účinné. Při jeho provozu nedochází ke kontaminaci prostředí. Zařízení je možno instalovat kdekoliv, například u skládek v terénu, i v uzavřených halách. Provoz zařízení má ve srovnáním s jinými zařízeními dosavadního stavu nízkou hlučnost. Podstatnou výhodou zařízení je i to, že proces vsázky materiálu je diskontinuální, zatímco výstup v podobě produkovaných plynů a olejnatého kondenzátu, a/nebo v podobě provozu kogenerační jednotky nebo případně jiného spalovacího zařízení, může být kontinuální po provozovatelem stanovenou dobu.The proposed equipment is suitable for the production of fuels from various types of carbonaceous materials and their use for energy purposes, especially for the production of electric energy and heat in engines of cogeneration units with gas and dual fuel systems. The equipment can be made as a complete unit for processing and utilization of waste materials, biomass, sludge, used tires, various industrial residues, etc. It enables economical use of energy and heat without significant losses. The proposed device is relatively simple in design and allows to produce solid, liquid and gaseous fuels by means of slow thermal decomposition from carbonaceous raw materials and at the same time to use this fuel for electricity and heat production. The device is highly efficient. During its operation there is no contamination of the environment. The equipment can be installed anywhere, for example in landfills in terrain, even in enclosed halls. The operation of the device has low noise compared to other devices of the prior art. An essential advantage of the device is that the material feed process is discontinuous, while the output in the form of produced gases and oil condensate, and / or in the form of operation of a cogeneration unit or possibly other combustion plant, can be continuous for an operator-specified time.

Přehled obrázků na výkresechOverview of the drawings

Navržené technické řešení je objasněno pomocí výkresů, kde znázorňují obr. 1 schematicky pohled shora na celou sestavu zařízení s připojenou kogenerační jednotkou, obr. 2 pohled z boku na svislý řez předehřívací jednotkou a dohřívací jednotkou, obr. 3 pohled na průřez předehřívací jednotkou a dohřívací jednotkou v linii A-A naznačené na předchozím obrázku, obr. 4 pohled z boku na svislý řez předehřívací jednotkou a dohřívací jednotkou s připojeným výměníkem, obr. 5The proposed technical solution is illustrated by the drawings, in which Fig. 1 schematically shows a top view of the whole assembly of the apparatus with the connected cogeneration unit, Fig. 2 a side view of a vertical section of the preheating unit and the reheating unit. Fig. 4 is a side elevational view of a preheating unit and a reheater unit with an exchanger connected; Fig. 5

-4CZ 26384 U1 detail A, B pohled shora na detail vstupní části zařízení s předehřívací a dohřívací jednotkou, kde část obrázku A ukazuje princip přemisťování tlakových nádob v čase během termického zpracování v nich obsažené vsázky a část B ukazuje zapojení jednotlivých prvků ve zvoleném okamžiku procesu zpracování.-4GB 26384 U1 detail A, B a top view of a detail of the inlet part of the device with preheating and post-heating unit, where part of figure A shows the principle of relocation of pressure vessels over time during thermal treatment of the charge contained therein; treatment.

Příklad provedení technického řešeníExample of technical solution

Příklad provedení navrženého řešení je zařízení podle obrázků 1 až 5 a popisu uvedeného níže.An exemplary embodiment of the proposed solution is the apparatus of Figures 1 to 5 and the description below.

Zařízení předvedené na obrázcích je předvedeno v optimálním kompletním uspořádání pro realizaci pomalého termického rozkladu uhlíkatých materiálů různého původu a složení.The apparatus shown in the figures is shown in an optimal complete configuration for realizing a slow thermal decomposition of carbonaceous materials of different origin and composition.

Stěžejními prvky z hlediska navrženého řešení jsou tlakové nádoby 1 tvořící palivové články pro vsázku a dvě vyhřívané jednotky 2, 3, které jsou upraveny každá pro jinou teplotu. Z toho jedna je předehřívací jednotka 2 a druhá je dohřívací jednotka 3. Předehřívací jednotka 2 je upravena pro předehřev tlakových nádob 1, dohřívací jednotka 3 je upravena pro dohřev předehřátých tlakových nádob 1 na potřebnou vyšší teplotu, jak je podrobně popsáno níže. Tlakové nádoby 1 mají válcový tvar, jehož jednu podstavu tvoří klenuté dno a druhou odnímatelné víko 4, jehož pomocí jsou plynotěsně uzavíratelné. Víko 4 je opatřeno tepelnou izolací a nejméně jedním otvorem, přes který jez víka 4 vyveden plynový vývod 5 pro odvod primárních hořlavin. Plynový vývod 5 je opatřen uzávěry 6 a je uspořádán s možností odpojitelného připojení k plynovému potrubí 7 pro odvod plynů, vznikajících termickým rozkladem materiálu vsázky. Předehřívací i dohřívací jednotka 2, 3 jsou vytvořeny jako komory z nádrží, které jsou alespoň zčásti vyplněny kapalným teplonosným médiem 8. V každé této komoře je s výhodou vytvořeno několik ukládacích loží 9 pro tlakové nádoby 1. Každé lože 9 je tvarem a rozměry uzpůsobené pro uložení jedné tlakové nádoby 1. Lože 9 jsou vytvořena jako ukládací jamky, odpovídající svým tvarem a rozměry povrchu v nich uložené části tlakové nádoby 1 a mající nahoře vstupní otvor pro vložení tělesa tlakové nádoby 1 a uvnitř volný prostor pro uložené tělo tlakové nádoby 1. Jejich alespoň část tvoří tenká stěna, například plech nebo membrána, z tepelně vodivého materiálu. Obrázky jsou z důvodu názornosti pouze schématické, a proto na obrázcích 2 až 4 stěny lože 9 splývají se stěnami tlakové nádoby 1. Vstupní otvor i stěna lože 9 zapadají na tlakovou nádobu 1 s víkem 4. Teplonosné médium 8 se nachází vně lože 9, uvažováno vzhledem k tlakové nádobě 1 umístěné v loži 9, takže nedojde k potřísnění tlakových nádob 1 horkým teplonosným médiem 8. Alternativně může být předehřívací jednotka 2 a/nebo dohřívací jednotka 3 v podobě prosté olejové lázně bez takto uspořádaných loží 9, což je však podstatně méně výhodné provedení. Výše popsaná konstrukce umožňuje umístit tlakovou nádobu 1 do příslušné vyhřívané jednotky 2, 3 tak, aby víko 4 a těsnící plocha na horním okraji tlakové nádoby 1 byly přístupné z prostoru nacházejícího se vně vyhřívaných jednotek 2, 3. Toto řešení umožňuje zachování maximální míry bezpečnosti v případě defektů těsnící plochy tak, že v případě úniků plynů, vznikajících v průběhu termického procesu zpracování vsázky, jsou tyto hořlavé plyny včas detekovány a nedochází k jejich shromažďování uvnitř vyhřívané jednotky 2, 3.The main elements of the proposed solution are pressure vessels 1 forming fuel elements for the charge and two heated units 2, 3, each adapted for a different temperature. One of them is a preheating unit 2 and the other is a reheating unit 3. The preheating unit 2 is adapted to preheat the pressure vessels 1, the reheating unit 3 is adapted to heat the preheated pressure vessels 1 to the necessary higher temperature, as described in detail below. The pressure vessels 1 have a cylindrical shape, one of which is formed by an arched bottom and the other by a removable lid 4, by means of which it is sealed gas-tight. The cover 4 is provided with thermal insulation and at least one opening through which the cover 4 leads a gas outlet 5 for the removal of primary combustibles. The gas outlet 5 is provided with shutters 6 and is arranged with a detachable connection to the gas line 7 for evacuating gases resulting from the thermal decomposition of the charge material. The preheating and reheating units 2, 3 are formed as tank chambers which are at least partially filled with liquid heat transfer medium 8. In each chamber there are preferably several storage beds 9 for pressure vessels 1. Each bed 9 is shaped and sized to accommodate The receptacles 9 are formed as receiving wells corresponding to their shape and surface dimensions of the parts of the pressure vessel 1 and having an inlet opening at the top for receiving the pressure vessel body 1 and a free space for the pressure vessel body 1 therein. at least a portion of which is a thin wall, for example a sheet or membrane, of a thermally conductive material. The figures are only schematic for the sake of clarity, and therefore, in Figures 2 to 4, the walls of the bed 9 coincide with the walls of the pressure vessel 1. The inlet opening and the wall of the bed 9 engage the pressure vessel 1 with the lid 4. with respect to the pressure vessel 1 located in the bed 9, so that the pressure vessels 1 are not stained with the hot heat transfer medium 8. Alternatively, the preheating unit 2 and / or the heating unit 3 can be in the form of a simple oil bath without such beds 9, which is substantially less preferred embodiment. The above-described construction makes it possible to place the pressure vessel 1 in the respective heated unit 2, 3 so that the lid 4 and the sealing surface at the upper edge of the pressure vessel 1 are accessible from the space outside the heated units 2, 3. in the case of defects in the sealing surface such that in the case of gas leaks arising during the thermal process of the batch processing, these combustible gases are detected in a timely manner and are not collected inside the heated unit 2, 3.

Dohřívací jednotka 3 je opatřena přídavnými tepelnými zdroji, a to jednak elektrickým topným tělesem 10 z topné spirály umístěné přímo v kapalném teplonosném médiu 8, a jednak šamotovým prstencem 11 zapadajícím kolem dokola obvodu tlakové nádoby 1 s uvnitř zabudovaným elektrickým topným tělesem 10 rovněž tvořeným topnou spirálou.The after-heating unit 3 is provided with additional heat sources, on the one hand an electric heating element 10 of a heating coil placed directly in the liquid heat transfer medium 8, and on the other hand a fireclay ring 11 .

Předehřívací a dohřívací jednotka 2, 3 mají navzájem propojeno jejich kapalné teplonosné médium 8 tak, že je vytvořen cirkulační okruh. V předvedeném příkladu toto propojení znázorňují propojovací větve 12, 13 probíhající mezi tělesem tvořeným předehřívací jednotkou 2 a tělesem tvořeným dohřívací jednotkou 3. Cirkulační okruh je vybaven regulačními ventily tvořícími jeho uzávěry 6 a čerpadlem tvořícím jeho pohonnou jednotku 14. Čerpadlo je vybaveno obvyklými ovládacími prvky pro spouštění a vypínání.The preheating and reheating units 2, 3 have their liquid heat transfer medium 8 interconnected so that a circulation circuit is formed. In the present example, the interconnecting branches 12, 13 extending between the body formed by the preheating unit 2 and the body formed by the heating unit 3 illustrate this interconnection. The circulation circuit is provided with control valves forming its shutters 6 and a pump forming its driving unit 14. The pump is equipped with conventional controls for start and stop.

Obr. 4 ukazuje alternativní variantu, při níž je na kapalné teplonosné médium 8 připojen navíc tepelný výměník Γ5. Kapalné teplonosné médium 8 má vytvořen průchod přes výměník 15 a tvoří jeho jedno pracovní médium. Druhé pracovní médium výměníku 15 tvoří zvolené médium z jiné části zařízení, což umožňuje využívání přenosu tepla z/do kapalného teplonosného média 8 kGiant. 4 shows an alternative variant in which an additional heat exchanger 5 is connected to the liquid heat transfer medium 8. The liquid heat transfer medium 8 has a passageway through the exchanger 15 and forms one working medium thereof. The second working medium of the exchanger 15 forms the selected medium from another part of the device, which allows the use of heat transfer from / to the liquid heat transfer medium 8

-5CZ 26384 U1 regulaci tepelného režimu některého jiného nebo dalšího prvku v pracovním okruhu zařízení. Obrázek 4 ukazuje příkladnou variantu v případě připojení tepelného výměníku 15 k dohřívací jednotce 3. Tento tepelný výměník 15 může být připojen s výhodou na kondenzátové potrubí 16.-5GB 26384 U1 regulates the thermal mode of any other or other element in the machine's operating circuit. Figure 4 shows an exemplary variant in the case of connecting the heat exchanger 15 to the after-heating unit 3. This heat exchanger 15 can be preferably connected to a condensate pipe 16.

Jak ukazuje zejména obrázek 1, v zařízení je za předehřívací jednotkou 2 a dohřívací jednotkou 3 plynové potrubí 7 spojeno a vedeno přes chladič 17. Chladič 17 může být opatřen sběrnou nádobou na vznikající kondenzát. V nej výhodnějším provedení, které je znázorněno na obr. 1, má chladič 17 přídavně nebo alternativně vůči sběrné nádobě kondenzátový vývod 18, na nějž je připojeno kondenzátové potrubí 16 pro odvod olejnatého kondenzátu, vyrobeného z odváděných plynů. Plynové potrubí 7 po průchodu přes chladič 17 pokračuje dále pro nezkondenzované plyny.As shown in particular in Figure 1, a gas line 7 is connected and passed through the cooler 17 downstream of the preheating unit 2 and the reheating unit 3, and the cooler 17 may be provided with a condensate collecting vessel. In the most preferred embodiment shown in FIG. 1, the cooler 17 has, in addition or alternatively to the collecting vessel, a condensate outlet 18 to which the condensate conduit 16 for the removal of oil condensate made of the off-gases is connected. The gas line 7, after passing through the cooler 17, continues for non-condensed gases.

Na plynovém potrubí 7 za chladičem 17 je zapojena soustava plynových zásobníků 19 o různé kapacitě. První za chladičem 17 připojený plynový zásobník 19 má kapacitu nejméně čtyřnásobku vnitřního objemu tlakové nádoby 1.On the gas line 7 downstream of the cooler 17 is connected a set of gas containers 19 of different capacity. The first gas reservoir 19 connected downstream of the cooler 17 has a capacity of at least four times the internal volume of the pressure vessel 1.

Konec plynového potrubí 7 je zaústěn do spalovacího zařízení, například kogenerační jednotky 20. Rovněž kondenzátové potrubí 16 má konec zaústěn do kogenerační jednotky 20.The end of the gas conduit 7 is connected to a combustion plant, for example a cogeneration unit 20. The condensate conduit 16 also has an end to the cogeneration unit 20.

Zařízení je vybaveno potřebnými měřicími a regulačními prvky, ovladači, spínači a řídící jednotkou pro automatický provoz. Je obsažen také kompresor 21. Vstupní část zařízení může zahrnovat prvky pro úpravu a dávkování vstupního materiálu. Významná rozpojitelná místa v zařízení jsou na obr. 2 až 4 ukázána jako příruby 22. Zařízení je vybaveno rovněž potřebnými známými prvky pro úpravu vyráběných materiálů zapojenými na vhodném místě okruhu v zařízení, jako filtry 23, úpravna 24 vybavená sušičkou 25, směšovače 26, elektrické vedení 27, transformátor 28. Pro kogenerační jednotku 20 se jako obvykle při provozu přisává okysličující vzduch, jenž je na obrázku 1 ukazujícím celý pracovní okruh zařízení i s kogenerační jednotku 20, označen písmenem a. Je obsažen i vodní přívod 31. · Pro úplnost jsou ukázány také obvyklé prvky pro zpracování výchozí suroviny, jako míchací jímky 29, drtič 30, dopravník 32 surovin a násypky 33. Připojovací prvky výměníku 15 pro kapalné teplonosné médium 8 jsou znázorněny jako kapalinové potrubí 34. Dále je obsažen mezichladič 35. Směr proudění médií v zařízení během provozu je naznačen šipkami.The device is equipped with the necessary measuring and control elements, controls, switches and control unit for automatic operation. A compressor 21 is also included. The inlet portion of the device may include elements for conditioning and dispensing the input material. Significant disconnect points in the apparatus are shown as flanges 22 in Figures 2 to 4. The apparatus is also equipped with the necessary known elements for treating the materials produced at a suitable circuit location in the apparatus, such as filters 23, treatment plant 24 equipped with dryer 25, mixers 26, electrical Line 27, transformer 28. For the CHP unit 20, as usual during operation, oxygen is added to the air, which is indicated by a in the Figure 1 showing the entire working circuit of the unit and the CHP unit 20. Water supply 31 is also included. also conventional feedstock processing elements such as mixing wells 29, crusher 30, feedstock conveyor 32, and hopper 33. The heat exchanger connecting elements 15 for the liquid heat transfer medium 8 are shown as liquid conduits 34. Furthermore, an intercooler 35 is included. during operation is indicated by pkami.

Zařízení funguje následovně. Uhlíkatý materiál, tvořený například částicemi drti z ojetých pneumatik, nebo celými pneumatikami i s ocelovými kordy, se zpracovává v zařízení pomalým tepelným rozkladem bez přítomnosti plamene. Produktem je plynné, kapalné a tuhé palivo. V případě zpracování celých pneumatik je zbytek ze vsázky v podobě uhelnatých částic se zbytky ocelového kordu, které se před spalováním musí z paliva odstranit, ale není je nutno likvidovat, je možné je například odevzdat do sběrných surovin. V případě kompletního okruhu zařízení podle obr. 1 se vyrobená paliva v zařízení také spalují, a přitom se vyrábí elektrická energie a teplo, které se odvádějí ke spotřebiteli.The device works as follows. Carbonaceous material, such as spent grits from used tires, or whole tires with steel cords, is processed in the apparatus by slow thermal decomposition in the absence of flame. The product is gaseous, liquid and solid fuel. In the case of whole tire processing, the residue from the charge is in the form of carbonaceous particles with steel cord residues that must be removed from the fuel prior to combustion, but need not be disposed of, for example, it can be disposed of in waste collection facilities. In the case of the complete circuit of the apparatus of FIG. 1, the fuels produced in the apparatus are also burned, producing electricity and heat that are transferred to the consumer.

Vstupní hmota se získá rozdrcením nebo mletím pryžové hmoty z pneumatik. Vsázka tvořená částicemi tohoto materiálu se dávkuje do mobilních zásobníků tvořených tlakovými nádobami L Vsázka se dá postupně, nebo najednou, do několika tlakových nádob L Každá tlaková nádoba 1_ se po naplnění vsázkou plynotěsně uzavře víkem 4. Plynový vývod 5 se upevní na víko 4 předem, nebo po uzavření. Tlaková nádoba 1 se uloží do lože 9 v předehřívací jednotce 2 a připojí na plynové potrubí 7. Před a/nebo po uvedeném připojení se přes plynový vývod £ z tlakové nádoby _1 odsaje přítomný vzduch s případnými plyny a přitom se tlak uvnitř tlakové nádoby 1 sníží na 2 až 5 kPa. Předehřívací jednotka 2 obsahuje kapalné teplonosné médium 8 o nahřívací teplotě, maximálně 120 °C, například olej nebo horkou vodu. Ve stavu připojeném na plynové potrubí 7 se tlaková nádoba 1 předehřeje na teplotu 90 až 120 °C, kdy tento předehřev se provede během 60 až 120 minut, optimálně během cca 90 minut. Během této doby se pomocí tlakového ventilátoru 21 udržuje v připojeném plynovém potrubí 7 tlak 2 až 5 kPa a odvádí se přes ně v tlakové nádobě 1 vznikající směs plynů, jež se uvolňuje termickým rozkladem vsázky. Poté se plynový vývod 5 uzavře a odpojí a uzavřená tlaková nádoba 1 se přemístí do dohřívací jednotky 3 vyhřáté na vyšší teplotu, nejvýše 550 °C. Zde se rovněž vloží do lože 9 a její plynový vývod 5 se připojí na plynové potrubí 7. Plynový vývod 5 se otevře a tlaková nádoba 1 se ponechá dohřívat za pomocí příThe input mass is obtained by crushing or grinding the rubber mass from the tires. The charge consisting of particles of this material is metered into mobile containers consisting of pressure vessels L The charge is put in succession, or at once, into several pressure vessels L Each pressure vessel 7 is gas-tightly closed with a lid 4 after filling the charge. or after closure. The pressure vessel 1 is placed in a bed 9 in the preheating unit 2 and connected to the gas line 7. Before and / or after said connection, the air and any gases present are evacuated through the gas outlet 6 of the pressure vessel 1, and the pressure inside the pressure vessel 1 is reduced. to 2 to 5 kPa. The preheating unit 2 comprises a liquid heat transfer medium 8 at a heating temperature of not more than 120 ° C, for example oil or hot water. In the state connected to the gas line 7, the pressure vessel 1 is preheated to a temperature of 90 to 120 ° C, which preheating is carried out within 60 to 120 minutes, preferably within about 90 minutes. During this time a pressure of 2 to 5 kPa is maintained in the connected gas line 7 by means of a pressure blower 21 and a gas mixture formed in the pressure vessel 1 is discharged through them, which is released by thermal decomposition of the charge. Then the gas outlet 5 is closed and disconnected and the closed pressure vessel 1 is transferred to a heating unit 3 heated to a higher temperature, not more than 550 ° C. Here it is also inserted into the bed 9 and its gas outlet 5 is connected to the gas pipe 7. The gas outlet 5 is opened and the pressure vessel 1 is allowed to reheat by means of

-6CZ 26384 U1 dávných topných těles 10, maximálně však po dobu 180 minut. V této dohřívací jednotce 3 dochází k přímému náhřevu kapalného teplonosného média 8 topným tělesem 10 ve formě elektrické spirály umístěné přímo v kapalném teplonosném médiu 8 a nepřímo přechodem tepla od vyhřívaného prstence 11 do tlakové nádoby 1 a odtud přes dno tlakové nádoby 1 a ke dnu přilehlou část stěny lože 9. Také během doby dohřívání tlakových nádob 1 se udržuje v připojeném plynovém potrubí 7 tlak 2 až 5 kPa a odvádí se přes ně v tlakové nádobě 1 vznikající směs plynů.-6GB 26384 U1 of the old heating elements 10, but for a maximum of 180 minutes. In this heating unit 3, the liquid heat transfer medium 8 is heated directly by a heating element 10 in the form of an electrical spiral placed directly in the liquid heat transfer medium 8 and indirectly by heat transfer from the heated ring 11 to the pressure vessel 1 and thence through the bottom of the pressure vessel 1 and the bottom adjacent Also during the heating period of the pressure vessels 1, a pressure of 2 to 5 kPa is maintained in the connected gas line 7 and a gas mixture formed in the pressure vessel 1 is discharged therethrough.

Při předehřívání, a také při dohřívání tlakových nádob 1, se nechávají plyny vznikající ze vsázky volně uvolňovat a alespoň plyny uvolněné z tlakových nádob 1 ve stadiu dohřívání se odvádějí do chladiče 17. kde se zchladí na teplotu nejvýše 60 °C, přičemž se odlučuje olejnatý kondenzát. Nezkondenzovaná zbytková směs plynů se odvádí z chladiče 17 odděleně od kondenzátu a shromažďuje na trase plynového potrubí 7 v zásobním prostoru plynových zásobníků 19. Jako první je v okruhu zařízení zařazen plynový zásobník 19, jenž je o objemu čtyřnásobku až šestinásobku vnitřního objemu tlakové nádoby L Do něj se cíleně shromažďují plyny přiváděné z chladiče 17 a nechávají volně promíchávat. V čase je složení těchto plynů proměnlivé, neboť během zahřívání každé jednotlivé tlakové nádoby 1 se z ní podle aktuální teploty uvolňují termickou reakcí různé frakce plynů. Shromažďováním v jednom nebo více zásobnících 19 plynů z většího počtu tlakových nádob 1 j soucích případně v odlišném stadiu zahřátí a po delší časový úsek, se dosáhne jednak zvýšení koncentrace obsažených plynů, a jednak ve značné míře i unifikace jejich látkového složení. Ve zvoleném zásobníku 19 se shromažďuje a nechá volně promíchávat přiváděná směs plynů po dobu nejméně 10 minut bez dalšího ohřevu. Poté, za podmínky že obsah spalitelných složek ve shromážděné plynové směsi již činí alespoň 20 % obj. a je dosažena minimální výhřevnost nejméně 10 MJ/m³, se plynová směs z plynového zásobníku 19 odvádí. Také během tohoto shromažďování a odvádění je plynová směs udržována při tlaku 2 až 5 kPa. V této fázi procesu je již vyrobena plynná směs využitelná pro různé účely, zejména jako palivo. Vyrobená plynná směs se tedy může přečerpávat do malých odpojitelných tlakových zásobníků 19, do nichž se stlačí na tlak 2 kPa až 20 000 kPa a v tomto stavu odebere z okruhu zařízení a uchová pro potřeby prodeje nebo do zásoby pro kogenerační jednotku 20 například v době odstávky části zařízení při údržbě apod., nebo k jinému využití. Alternativně, nebo přídavně se pod tlakem 2 až 5 kPa odvádí ke spálení jako palivo pro kogenerační jednotku 20, jak ukazuje obrázek 1.During preheating, as well as reheating of the pressure vessels 1, the gases from the charge are allowed to be freely released and at least the gases released from the pressure vessels 1 in the post-heating stage are discharged to a cooler 17 where they cool to a temperature of condensate. The non-condensed residual gas mixture is discharged from the condenser 17 separately from the condensate and collects on the gas line 7 in the gas storage tank 19. The gas storage tank 19, which is four to six times the internal volume of the pressure vessel, This is where the gases supplied from the cooler 17 are specifically collected and allowed to mix freely. Over time, the composition of these gases varies because during the heating of each individual pressure vessel, different fractions of the gases are released therefrom, depending on the actual temperature, by the thermal reaction. By collecting in one or more gas storage tanks 19 from a plurality of pressurized containers 1, possibly at a different heating stage and for a longer period of time, both the concentration of the contained gases and, to a large extent, the unification of their composition are achieved. In the selected reservoir 19, the feed gas mixture is collected and allowed to mix freely for at least 10 minutes without further heating. Then, provided that the content of combustible components in the collected gas mixture is already at least 20 vol% and a minimum calorific value of at least 10 MJ / m ³ is reached, the gas mixture is removed from the gas container 19. Also during this collection and evacuation the gas mixture is maintained at a pressure of 2 to 5 kPa. At this stage of the process, a gas mixture useful for various purposes, in particular as a fuel, is already produced. The produced gas mixture can thus be pumped into small detachable pressure tanks 19, where they are compressed to a pressure of 2 kPa to 20,000 kPa and in this state removed from the plant circuit and stored for sale or to the cogeneration unit 20 during, for example, shutdown. parts of equipment for maintenance, etc., or for other uses. Alternatively, or additionally, under a pressure of 2 to 5 kPa, it is discharged for combustion as fuel for the cogeneration unit 20, as shown in Figure 1.

Tlakové nádoby 1, se zahřívají postupně po jedné nebo několika najednou, a po vyjmutí jedné tlakové nádoby 1 se na její místo umístí další tlaková nádoba 1. Během této doby se udržuje vyhřátý stav předehřívací jednotky 2 i dohřívací jednotky 3. Soustava naplněných tlakových nádob 1 se postupně zpracovává. Alespoň některé se vyhřívají postupně za sebou v témže loži 9, a to tak, že vyjmuté tlakové nádoby 1 se nahrazují jinými tlakovými nádobami 1, o teplotě a s obsahem odpovídajícími příslušnému kroku postupu. Vyhřáté a vypotřebované, tlakové nádoby 1 se z dohřívací jednotky 3 vracejí zpět do předehřívací jednotky 2, aby zde odevzdaly své teplo před vyjmutím ze zařízení a toto teplo aby se využilo pro tepelný režim zařízení. Zde předávají své teplo zpět tím, že ohřívají kapalné teplonosné médium 8. Poté, kdy již není další setrvání tlakových nádob 1 v předehřívací jednotce 2 ekonomické, se vypotřebované tlakové nádoby 1 demontují a vysype se z nich tuhý zuhelnatělý zbytek. Ten je využitelný jako kvalitní tuhé uhlíkaté palivo. Vyprázdněné použité tlakové nádoby 1 je možno znovu naplnit a celý cyklus zpracování jednotlivé vsázky opakovat.The pressure vessels 1 are heated sequentially one or more at a time, and after removing one pressure vessel 1, another pressure vessel 1 is placed in its place. During this time, the preheating unit 2 and the reheating unit 3 are heated. is gradually being processed. At least some are heated sequentially in the same bed 9, so that the removed pressure vessels 1 are replaced by other pressure vessels 1 having a temperature and content corresponding to the respective process step. The heated and spent pressure vessels 1 are returned from the reheating unit 3 to the preheating unit 2 in order to transfer their heat there before being removed from the device and to use it for the thermal mode of the device. Here, they transfer their heat back by heating the liquid heat transfer medium 8. After the pressure vessels 1 remain no longer economical in the preheating unit 2, the spent pressure vessels 1 are disassembled and the solid carbonaceous residue is discharged therefrom. It can be used as a quality solid carbon fuel. The emptied used pressure vessels 1 can be refilled and the entire batch processing cycle repeated.

Hospodaření s energií v tepelném režimu zařízení je velmi přínosné. Teplota kapalného teplonosného média 8 v předehřívací jednotce 2 a teplota kapalného teplonosného média 8 v dohřívací jednotce 3 se velmi účinně reguluje pomocí cirkulace. Při cirkulaci se dočasně propojí kapalné teplonosné médium 8 obou vyhřívaných jednotek 2, 3 a kapalné teplonosné médium 8 se nechává řízené cirkulovat z jedné vyhřívané jednotky 2, 3 do druhé a zpět, přičemž se měří teplota a reguluje množství a rychlost průtoku přes tento cirkulační okruh podle potřeby.Energy management in the thermal mode of the device is very beneficial. The temperature of the liquid heat transfer medium 8 in the preheating unit 2 and the temperature of the liquid heat transfer medium 8 in the after-heating unit 3 are very efficiently controlled by circulation. During circulation, the liquid heat transfer medium 8 of the two heating units 2, 3 is temporarily connected and the liquid heat transfer medium 8 is allowed to circulate in a controlled manner from one heating unit 2, 3 to the other and back, measuring temperature and controlling the flow rate and flow rate. as required.

Použití kombinace krokování vsázky, kdy tlakové nádoby 1 se do loží 9 umisťují v čase přídavně a/nebo alternativně s kontinuálním odváděním veškerých vyvíjených plynů a kondenzátu je vysoce efektivní. Proces zpracování vsázky se provádí v takovém množství tlakových nádob 1 a po tak dlouhou dobu, až je vyrobeno stanovené množství plynné směsi. Pokud je na kapalné teplonosné médium 8 připojen tepelný výměník 15, kapalné teplonosné médium 8 se nechává alespoňThe use of a batch stepping combination wherein the pressure vessels 1 are placed in the beds 9 over time additionally and / or alternatively with the continuous evacuation of all gases and condensate evolved is highly efficient. The process of processing the charge is carried out in such a number of pressure vessels 1 and as long as a specified amount of gaseous mixture is produced. If a heat exchanger 15 is connected to the liquid heat transfer medium 8, the liquid heat transfer medium 8 is left at least

-7CZ 26384 Ul dočasně proudit i přes tento tepelný výměník 15 jako alespoň jedno jeho pracovní médium, přičemž se pomocí tepla získaného nebo odvedeného reguluje teplota některého z médií v zařízení, a to tak, že se takto regulované médium vede přes tento tepelný výměník 15 jako jeho druhé pracovní médium. Tepelný výměník 15 může být připojen zvnějšku k některé z vyhřívaných jednotek 2, 3, nebo může být uvnitř. Může se jím s výhodou regulovat například teplota olejnatého kondenzátu. Vyrobená plynná směs se může stlačovat na tlak 2 kPa až 20 000 kPa a v tomto stavu uchovávat pro potřeby dalšího využití, a/nebo se pod tlakem 2 až 5 kPa odvádí ke spálení jako palivo, například pro kogenerační jednotku 20.26384 U1 temporarily flowing through the heat exchanger 15 as at least one of its working medium, the temperature of one of the mediums in the apparatus being controlled by means of the heat recovered or withdrawn by passing the controlled medium through the heat exchanger 15 as its second working medium. The heat exchanger 15 may be connected externally to any of the heated units 2, 3, or may be inside. It can advantageously control, for example, the temperature of the oily condensate. The produced gas mixture can be compressed to a pressure of 2 to 20,000 kPa and stored in this state for further use, and / or is evacuated under a pressure of 2 to 5 kPa for combustion as a fuel, for example, for a cogeneration unit 20.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

An apparatus for producing fuel for use in power engineering, comprising a gas line (7) connected in its operating condition to a heated portion of a device with heating elements, wherein a heated portion of the device is provided with space for accommodating at least one body of heat resistant material containing a cavity with a feed material, characterized in that the feed body comprises a gas-tightly sealed pressure vessel (1) provided with at least one gas outlet (5) which is closable and removably connectable to a gas line (7) for evacuating gases resulting from thermal decomposition material, wherein the apparatus comprises at least two heated units (2, 3), each adapted for a different temperature, of which at least one preheating unit (2) is adapted to preheat at least one pressure vessel (1) and at least one heating unit (3) ), modified u for heating at least one pressure vessel (1) to a higher temperature than preheating.

2. A fuel generating plant for use in power as claimed in claim 1, characterized in that it is provided with a plurality of more than two pressure vessels (1) for the charge and that at least one preheating unit (2) and at least one heating unit (3) are arranged to accommodate at least two pressure vessels (1) simultaneously.

3. A fuel generating plant according to claim 1, wherein the preheater unit (2) and the reheater unit (3) are configured as tanks which are at least partially filled with a liquid heat transfer medium (8). .

A fuel generating plant for use in power engineering according to claim 3, characterized in that both the preheating unit (2) and the reheating unit (3) are designed as chambers in which the heat transfer fluid is sealed separately from the external space outside the device. each chamber having a receptacle (9) for pressure receptacles (1), each receptacle (9) having a shape and dimensions adapted to receive one pressure receptacle (1) and having an inlet opening for receiving the receptacle portion ( 1), and on the other hand having a wall, at least a part of which consists of thermally conductive material, an inlet opening and a wall at least partially engaging the pressure vessel (1) in a closed state, outside the bed (9) is a liquid heat transfer medium (8) and in the bed (9) there is a free space for at least a part of the pressure vessel (1).

A fuel generating plant for use in power engineering according to claims 3 and 4, characterized in that the after-heating unit (3) is provided with at least one additional heat source, for example an electric heater (10) disposed in the liquid heat transfer medium (8) and / or a ring (11) engaging around the circumference of the pressure vessel (1) consisting of fire clay with an internal electric heating element (10).

Fuel production plant for use in power engineering according to Claims 3 to 5, characterized in that the preheating unit (2) and the heating unit (3) have their liquid heat transfer medium (8) interconnected, the interconnection being designed as a circulation circuit with elements for the flow of liquid heat transfer medium (8) between the body formed by the preheating unit (2) and the body formed by the reheating unit (3), the circulation circuit being equipped with shutters (6) and at least one drive unit (14) with respective controls for startup and

26384 U1 switching off the circulation of the liquid heat transfer medium (8) from the preheating unit (2) to the after-heating unit (3) and / or vice versa and to control the course of such circulation.

A fuel generating plant for use in power engineering according to claims 3 to 6, characterized in that the liquid heat transfer medium (8) has an inlet and outlet to at least one heat exchanger (15) connected to the device, for which the liquid heat transfer medium (8). 8) is also provided a passage through the exchanger (15) as its one working medium, the heat exchanger (15) having a passage for its second working medium connected within the working circuit of the thermal regime of some other or other element in the working circuit the heat exchanger (15) is connected to the heat exchanger (3) to the heat exchanger (15) and back to the heat exchanger (15), for example when the heat exchanger (15) is connected to the reheating unit (3), and on the other hand, for example, on a condensate conduit (16) arranged for supplying and passing the oily to ondensate from gases discharged from pressure vessels (1).

8. The fuel generating plant for use in power engineering according to claims 3 to 7, characterized in that the gas line (7) has an end connected to a combustion plant, for example a cogeneration unit (20).

9. The fuel generating plant according to claim 8, wherein at least one cooler (17) having at least one condensate condensate is connected to the gas line (7) downstream of the preheating unit (2) and the reheating unit (3). an oil condensate outlet (18) made of off-gases.

10. The fuel generating plant of claim 9, wherein at least one cooler (17) is connected to a condensate condensate conduit (16) which also has an end in the combustion plant, for example a cogeneration unit (17). 20).

The fuel generating plant for use in power engineering according to claim 9, characterized in that at least one gas container (19) is connected to the gas line (7) downstream of the cooler (17), all of which are connected downstream of the cooler (17). The reservoirs (19) have at least one gas reservoir (19) having a capacity of at least four times the internal volume of the pressure vessel (1).