CZ308537B6 - Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu - Google Patents

Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu Download PDF

Info

Publication number
CZ308537B6
CZ308537B6 CZ2019-645A CZ2019645A CZ308537B6 CZ 308537 B6 CZ308537 B6 CZ 308537B6 CZ 2019645 A CZ2019645 A CZ 2019645A CZ 308537 B6 CZ308537 B6 CZ 308537B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reactor
pyrolysis
radiator
line
temperature
Prior art date
Application number
CZ2019-645A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2019645A3 (cs
Inventor
David Šilhán
Original Assignee
Aikona Ltd
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 Aikona Ltd filed Critical Aikona Ltd
Priority to CZ2019-645A priority Critical patent/CZ308537B6/cs
Publication of CZ2019645A3 publication Critical patent/CZ2019645A3/cs
Priority to HU2200205A priority patent/HUP2200205A1/hu
Priority to US17/769,405 priority patent/US20240123414A1/en
Priority to CA3157347A priority patent/CA3157347A1/en
Priority to KR1020227015802A priority patent/KR20220084090A/ko
Priority to PCT/IB2020/059752 priority patent/WO2021074872A1/en
Priority to GB2204409.3A priority patent/GB2603370A/en
Priority to EP20799828.7A priority patent/EP4045612A1/en
Priority to JP2022523105A priority patent/JP2023501889A/ja
Publication of CZ308537B6 publication Critical patent/CZ308537B6/cs
Priority to BG5511U priority patent/BG4334U1/bg

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • B01J6/008Pyrolysis reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B51/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by combined direct and indirect heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • C10B57/06Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition containing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/008Controlling or regulating of liquefaction processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/40Thermal non-catalytic treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/60Controlling or regulating the processes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1003Waste materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • C10G2300/1014Biomass of vegetal origin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/107Atmospheric residues having a boiling point of at least about 538 °C
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1074Vacuum distillates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00Components of fuel compositions
    • C10L2200/04Organic compounds
    • C10L2200/0461Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469Renewables or materials of biological origin
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/03Heating of hydrocarbons
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu zahrnuje:zásobník (1) odpadních látek, propojený přívodním vedením (2) s reaktorem (4), kde ve vedení (2) je uspořádán ventil (3) pro regulaci vstupního množství odpadních látek, přičemž reaktor (4) obsahuje topný element (5) pro ohřev a/nebo zářič (5a) pro rozklad odpadních látek umístěný vně nebo uvnitř reaktoru (4), maximálně v 1/3 výšky ode dna (7) reaktoru (4).U topného elementu a/nebo zářiče je umístěn teplotní senzor (6) pro regulaci přívodu energie, umístěný maximálně v 1/3 výšky ode dna (7) reaktoru (4), přičemž z víka (9) reaktoru (4) vystupuje výstupní vedení (10) pro vzniklé plynné složky produktů s navazujícím chladičem (16) pro zkapalnění plynných složek produktů.Konec výstupního vedení (10) je zaústěn do jímadla (17) zkapalněných produktů přes odbočku (21) pro odvod produktových plynů.

Description

Zařízení pro termicko-katalytický rozklad - pyrolýzu odpadních látek organického původu
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro pyrolýzní (termické) štěpení materiálu organického původu a tímto postupem vyrobeného pyrolýzního oleje.
Dosavadní stav techniky
V současné době dochází k silnému tlaku na omezení využití neobnovitelných surovin, j ako j e ropa a další zdroje fosilního uhlíku, pro výrobu kapalných paliv zejména pro pozemní dopravu. Součástí paliv pro zážehové motory motorových vozidel jsou především bioetanol vyrobený fermentací zemědělských plodin s vysokým podílem sacharidů a metylestery mastných kyselin, vyrobené reesterifikací rostlinných olejů, případně živočišných tuků. Malou část produkce paliv z obnovitelných zdrojů tvoří uhlovodíky získané hydrogenací rostlinných olejů (HVO). Užitné vlastnosti bioetanolu a metylesterů mastných kyselin jsou v některých aspektech horší než vlastnosti klasických fosilních paliv - u bioetanolu se jedná především o jeho mísitelnost s vodou a z toho vyplývající potenciální problémy se zhoršením kvality paliva při dlouhodobém skladování za přístupu vzdušné vlhkosti, u metylesterů mastných kyselin je problémem nižší skladovací stabilita a termooxidační stabilita. Výroba hydrogenovaných rostlinných olejů, jejichž užitné vlastnosti pro použití ve vznětových motorech jsou velmi dobré, je pak provázena velkou spotřebou vodíku a nižší životností hydrogenačních katalyzátorů, které jsou ve výrobě nezbytné.
Další možnosti výroby kapalných paliv z obnovitelných zdrojů v současné době nejsou rozšířeny. Předpokládá se jejich produkce z biomasy různého původu především procesy, jejichž prvním krokem je termický nebo termicko-katalytický rozklad na látky s nižším bodem varu, který odpovídá rozmezí bodu varu běžných kapalných paliv. Produkty tohoto rozkladu pak musí být dále upraveny tak, aby výsledné vlastnosti odpovídaly kvalitativním požadavkům na konečné produkty distribuované ke spotřebitelům. Alternativním postupem je pak pyrolýza s produkcí syntézního plynu a následná syntéza uhlovodíků vhodných pro výrobu kapalných paliv.
Patent CZ 306462 B6 popisuje pyrolýzu rostlinných olejů a živočišných tuků v zařízení se stíraným filmem na otápěném vnitřním povrchu pyrolýzního reaktoru. Využití deoxidačního činidla ve směsi s rostlinnými oleji a dalšími surovinami biologického původu v reaktoru vybaveném ohřevem pomocí zářiče, přenášejícího část energie v infračervené oblasti, a za současného působení magneto-elektrického pole popisuje patent EP 2129746 AI. Další patentované postupy spočívají v působení katalyzátoru v průběhu štěpení suroviny.
Například ve zveřejněné americké přihlášce US 2011289826 AI je uveden postup pyrolytického štěpení suroviny na bázi rostlinných olejů v kontaktu s kalcinovaným dolomitem jako katalytickým činidlem. Výroba pyrolýzního oleje termokatalytickým rozkladem odpadních materiálů ve dvou fázích v zařízení zahrnujícím zónu předúpravy a zónu pyrolýzy zpracovávaného materiálu je popsána v patentu EP 3132004 T3. Provedení pyrolýzy rostlinných olejů a dalších kapalných surovin v peci trubkového tvaru s přívodem suroviny prostřednictvím trysky, kterou se nastřikovaný materiál ultrazvukově atomizuje, uvádí zveřejněná americká přihláška US 2019144758 AI. Současně s nástřikem suroviny se do reaktoru zavádí amoniak, metanol nebo vodík, část reaktoru pak zahrnuje katalytické lože s náplní na bázi zeolitů, oxidů kovů, pevných kyselých či bazických katalyzátorů. Kromě specifických konstrukcí reaktorů pro pyrolýzu rostlinných olejů a dalších je popsáno i použití tradičních rafinérských technologií, jako je tomu u zveřejněné americké přihlášky US 2007007176 AI, kde se k rozkladu suroviny využívá jednotka fluidního katalytického krakování (FCC) s klasickým krakovacím katalyzátorem i obvyklým postupem jeho cyklické regenerace po pyrolýzním kroku.
-1 CZ 308537 B6
Pokud je pyrolýza provozována za účelem produkce kapalných podílů, využitelných například pro další zpracování s cílem výroby kvalitních motorových paliv, je žádoucí maximalizovat výtěžek kapalné fáze na úkor plynů, koksu, případně nezreagované suroviny. Protože za podmínek štěpení (vysoké teploty, současná produkce pyrolýzního plynu) dochází zpravidla k pronikání části nerozštěpené suroviny do produktu, je třeba jej vrátit zpět do procesu termického rozkladu
Podstata vynálezu
Předkládané řešení se podle vynálezu týká zařízení pro provádění způsobu změny chemické struktury buňky původní hmoty organického původu na strukturu buňky jinou podle potřeb, a tím vytvoření zcela nové složení buňky organické hmoty. Při tomto způsobu se může měnit nejen původní struktura, ale též původní skupenství.
Cílem vynálezu je za pomoci konkrétního zařízení a technologicky nenáročných podmínek (provedení za atmosférického tlaku, absence vodíku), případně s katalyzátorem získat produkt s nižší molekulovou hmotností a vysokým obsahem uhlovodíků, resp. nízkým obsahem zbytkového kyslíku, vhodný pro následnou rafmaci na složky motorových paliv.
Kyslík obsažený v esterových skupinách triglyceridů mastných kyselin je v rámci deoxygenačních reakcí odváděn především ve formě oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého. Rozsah deoxygenace byl podpořen přídavkem zbytkové ropné frakce, dalšího významného snížení obsahu kyslíkatých skupin bylo dosaženo přídavkem katalyzátoru do reakční směsi.
Podstatou vynálezu je zařízení pro termicko-katalytický rozklad - pyrolýzu odpadních látek organického původu, přičemž zahrnuje:
zásobník odpadních látek, propojený přívodním vedením s reaktorem, kde ve vedení je uspořádán ventil pro regulaci vstupního množství odpadních látek, přičemž reaktor obsahuje topný element pro ohřev a/nebo zářič pro rozklad odpadních látek, umístěný vně nebo uvnitř reaktoru maximálně přibližně v 1/3 výšky ode dna reaktoru;
a u topného elementu a/nebo zářiče je umístěn teplotní senzor pro regulaci přívodu energie, umístěný maximálně v 1/3 výšky ode dna reaktoru, přičemž z víka reaktoru vystupuje výstupní vedení pro vzniklé plynné složky produktů s navazujícím chladičem pro zkapalnění plynných složek produktů, přičemž konec výstupního vedení je zaústěn do jímadla zkapalněných produktů přes odbočku pro odvod produktevých plynů.
Výhodně jsou mezi senzorem a chladičem ve výstupním vedení za sebou uspořádány kontrolní senzor pro kontrolu chemického složení vystupující směsi plynů z reaktoru a škrticí klapka pro úpravu rychlosti průtoku plynů, přičemž ve výstupním potrubí je dále uspořádán mezichladič, spojený jednak s navazujícím chladičem, jednak s refluxem, zaústěným do reaktoru mimo topný element.
Dále je výhodné v horní polovině reaktoru umístit teplotní senzor pro zjištění teploty vzniklých plynných složek produktů z odpadních látek.
V jednom provedení je ve výstupním vedení výhodně uspořádán senzor teploty a průtoku plynných složek produktu.
- 2 CZ 308537 B6
Počet a umístění senzorů v zařízení podle vynálezu jsou jako výhodná provedení dány podmínkami prováděného způsobu, typem zařízení a konkrétním druhem suroviny nebo směsi surovin včetně případných aditiv, jež mají být v daném zařízení zpracovány.
Zářič je v reaktoru s výhodou uspořádaný těsně pod hladinou odpadních látek, jejichž výška hladiny v reaktoru sahá maximálně těsně pod reflux.
V dalším výhodném provedení je v zařízení podle vynálezu topným elementem indukční element, nebo hořák na plynná paliva.
Jiným výhodným provedením podle vynálezu je, že před reaktorem je v přívodním vedení zařazen předehřívač pro předehřátí odpadních látek před vstupem do reaktoru.
S výhodou je před reaktorem ve vedení ještě zařazen T-kus pro připojení stavoznaku, s výhodou skleněného, jako ukazatele výšky hladiny v reaktoru s jeho zaústěním do víka reaktoru.
Ještě dalším výhodným provedením podle vynálezu je, že v blízkosti zářiče je v reaktoru uspořádaný uzavírací rošt pro hermetické zamezení přístupu kyslíku do reaktoru.
S výhodou se podle vynálezu k surovině do zásobníku s odpadní látkou dále přidalo až 20 % hmota, materiálu s převažujícím podílem vysokovroucích uhlovodíků a dalších organických látek, například destilačních zbytků a vakuových destilátů ropného původu, výhodněji s katalyzátorem na bázi hydroxidu alkalického kovu, nejvýhodněji směsi KOH a NaOH.
Celé zařízení bylo vyrobeno z nerezavějící oceli a opatřeno izolací ze skelného vlákna. Vedení elektrické energie do topného elementu uvnitř reaktoru bylo provedeno pomocí keramických průchodek.
Výhodným pyrolýzním reaktorem je zejména kotlíkový nebo trubkový reaktor.
Hladina suroviny v reaktoru byla s výhodou kontrolována pomocí skleněného stavoznaku, zapojeného mezi spodek reakční nádoby propojené se zásobníkem čerstvé suroviny, a vrchní část reaktoru s výhodou kovovou kapilárou tvořící impulzní potrubí.
V zařízení byly výhodně umístěny teploměmé jímky osazené termočlánky pro měření teploty pod hladinou suroviny, teploty par nad hladinou a teploty par opouštějících reakční nádobu před vstupem do vodního chladiče.
Faktický průběh reakce
I. Část: INICIACE (počáteční spuštění)
Do této části jsou vpraveny látky, jejichž přeměna má proběhnout spolu s látkami, které jsou k této přeměně nezbytně nutné, a to buď ve směsi homogenní nebo heterogenní, anebo jednotlivě a postupně.
Počáteční energie, nutná k iniciaci štěpení a další přeměny suroviny, je dodána do rektoru buď zářičem umístněným uvnitř reaktoru, a to v prostoru, kde nejlépe a nejrychleji vytvoří tyto iniciační podmínky, anebo energií do reakčního prostoru vloženou zvenčí indukčním ohřevem, který působí svou energií na vnitřní obal reaktoru nebo na zářič, umístěný uvnitř reaktoru, anebo kombinovaně, anebo plynovým či jiným plamenným ohřevem.
Prvotní impulz je dán vstupem energie, a to v takové míře, aby využil teplotního rozdílu zápalu nebo termického rozkladu jednotlivých látek. V momentě dosažení této teploty se látka začne termicky štěpit a při vznikající radikálové reakci se následně začnou štěpit i ostatní látky v reaktoru
-3CZ 308537 B6 přítomné. V tento moment jsou veškeré látky převedeny do plynného skupenství o teplotě od 60 až po 600 °C
II. Část: PROPAGACE
a) průběh reakce a její částečné řízení v reaktoru
Při probíhající radikálové reakci, kdy za složitého mechanismu probíhají různé slučovací a rozkladné procesy, vznikají a zase se rozpadají jednotlivé meziprodukty či produkty, a to až do doby poslední fáze reakce - terminace (ukončení), která nastává ochlazením posledních zbytků plynných radikálů na teplotu, kdy už se dál přestanou rozkládat a mezi s sebou navzájem reagovat.
V této části rektoru jsou prostorově umístěna čidla (měřicí senzory) času, tlaku, teplot, množství, průtoku se zpětnými vazbami na jednotlivé části technologie tak, aby byly schopny přes impulzy zpětných vazeb na ovládání ostatních části technologie udržet nastavené reakční podmínky.
Reakce tedy není řízena přímo a podle spočítaného chemismu, ale nepřímo udržováním nastavených optimálních podmínek, pro danou předpokládanou reakci v toleranci, neovlivňující zásadně její průběh.
Při sledování a srovnávání dat poskytnutých jednotlivými senzory v průběhu reakce je sledován průběh, a ověřována správnost procesu, případně míra odchylky a její případný vliv na kvalitu výsledného produktu.
b) průběh reakce a její vyhodnocení a případná opatření - mimo reaktor
V momentě, kdy ještě mezi s sebou reagují jednotlivé radikály opouštějící reaktor ve formě horkých plynů, jsme schopni na základě vyhodnocení informací z jednotlivých senzorů měření, částečně selektovat sloučeniny, které byly cílem výroby i ty, které byly vdané chvíli nežádoucí v konečném výrobku a tyto zachytit a zpětně vrátit do reakčního prostoru k další chemické přeměně na sloučeniny pro danou chvíli žádoucí.
V další fázi ukončování chemické přeměny dochází k prudkému ochlazení horkých plynů a tím k zastavení radikálové reakce s tím, že dál se již vzniklé produkty nemění a ani měnit nebudou a jejich složení je stálé a poměrně stabilní a svým složením odpovídají sloučeninám, které byly cílem výroby.
V dalším zpracování vyrobených sloučenin se tyto dále upravují nebo zušlechťují podle potřeby, a to jak ve skupenství kapalném, tak plynném, případně i pevném.
S výhodou lze použít na výrobu paliv a maziv z obnovitelných zdrojů, zejména rostlinného původu s tím, že takto lze vyrobit velmi čisté uhlovodíky s délkou uhlíkového řetězce stejnou nebo jinou jako byla v původní surovině anebo takové sloučeniny, které obsahují všechny možné kombinace prvků, obsažených v původních látkách jako např. VMK (volné mastné kyseliny), alkoholy, fenoly, ketony, glycerin, estery a jiné látky, obsahující zejména uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N), fosfor (P), vápník (Ca) nebo draslík (K).
Princip je založen na částečném řízení průběhu radikálové reakce v konkrétním zařízení - reaktoru, jejíž vznik je založen na využití rozdílu teplot vzplanutí anebo termickém rozkladu jednotlivých látek do reakce vstupujících, a to jak homogenních, tak heterogenních, anebo agresivitou jedné z látek takové intenzity, že je schopna narušit strukturu molekuly buňky jiné suroviny a tím nastartovat radikálovou reakci.
Při vytvoření určitých časových, teplotních, tlakových a případně jiných podmínek pro průběh radikálové reakce v reakčním prostoru a následném ochlazení vzniklých plynů v právě v tu danou
-4CZ 308537 B6 chvíli dostaneme právě takovou strukturu složení organické hmoty, pro jejíž vznik jsme vytvořili právě optimální podmínky.
K této přeměně chemických struktur původních látek využíváme multifůnkční zařízení - pyrolýzní reaktor rozkladu a následné zpracování výsledných chemických sloučenin, které se skládá z několika na sebe navazujících částí, ve kterých se tato přeměna postupně utváří.
Termickým štěpením za zvýšené teploty bez přístupu kyslíku se přeměňuje výchozí organický materiál obsahující uhlík, vodík, případně kyslík a další prvky zejména na kapalný pyrolyzát (pyrolýzní olej), pyrolýzní plyn, případně pevný uhlíkatý zbytek. Poměr výtěžků těchto produktů závisí na složení suroviny a podmínkách procesu, zejména teplotě a době zdržení. Průměrná molekulová hmotnost sloučenin obsažených v pyrolýzním oleji je nižší než u původní suroviny. Tou mohou být upotřebené rostlinné oleje, živočišné tuky a další kapalné směsi organického původu.
Vyrobený pyrolýzní olej může být s výhodou použit pro výrobu kapalných paliv.
Jedno z výhodných provedení zařízení pro pyrolýzu (termické štěpení materiálu) organického původu, zejména odpadních materiálů, zahrnuje části zařízení pro předehřev suroviny, pyrolýzníreaktor, parciální kondenzátor a kondenzátor pyrolýzního oleje. Předehřev suroviny je zajištěn výměníkem, kde se surovina předehřívá na teplotu 300 °C až 400 °C. Za výměníkem předehřevu materiál vstupuje do pyrolýzního reaktoru, kde se přivádí další teplo k zajištění štěpných reakcí při teplotě 350 °C až 430 °C. Produkty štěpení jsou odváděny v parní fázi do chladiče, kde dochází k částečné kondenzaci podílů s nej vyšším bodem varu. Tyto podíly jsou pak zpětně míšeny se surovinou vstupující do pyrolýzního reaktoru. Podíl produktu nezkondenzovaný v chladiči pro parciální kondenzaci se odvádí do dalšího chladiče (výměníku tepla), kde dochází k úplné kondenzaci s výjimkou pyrolýzních plynů. Z pyrolýzního reaktoru je dále postupně odváděna malá část nerozštěpené suroviny obsahující pevné podíly (koks).
Před vstupem do zařízení je s výhodou surovina míšena s malým množstvím materiálu s velkým podílem vysokovroucích uhlovodíků a dalších organických látek, například destilačních zbytků a vakuových destilátů ropného původu.
Energie nezbytná pro přivedení suroviny na teplotu štěpení je přiváděná do pyrolýzního reaktoru přímo prostřednictvím zářiče umístěného uvnitř reaktoru nebo nepřímo indukčním ohřevem, kdy je potřebná energie přenesena na zářič prostřednictvím cívky umístěné mimo prostor reaktoru. Tento způsob ohřevu reaktoru může být kombinován s ohřevem prostřednictvím hořáku na plynná paliva. V tomto hořáku může být s výhodou využit plynný podíl pyrolýzního produktu.
Odvod části nezreagované suroviny ze dna pyrolýzního reaktoru s obsahem nerozpustných látek (koksu) zajišťuje, že se tyto nerozpustné látky nebudou hromadit v reaktoru v průběhu kontinuálního provozu zařízení.
Při termickém štěpení postupem v popsaném zařízení je možné nastavením podmínek procesu, zejména reakční teploty pyrolýzy, výškou hladiny v pyrolýzním reaktoru, dobou zdržení, teplotou chladiče parciální kondenzace a množství přidávaného materiálu obsahující vysokovroucí uhlovodíky a další organické látky, ovlivňovat složení pyrolýzního produktu, zejména s ohledem na obsah nenasycených uhlovodíků a kyslíkatých látek.
Složení pyrolýzního produktu může být dále ovlivněno s cílem snížení obsahu kyslíkatých látek přídavkem katalyzátoru do pyrolýzního reaktoru. Jako katalyzátoru je použita tavenina hydroxidů alkalických kovů, zejména Na a K.
Co se týká termínu heterogenní a homogenní deoxidace, u homogenní deoxidace je deoxidační činidlo s kapalnou surovinou mísitelné (ropný destilační zbytek), u heterogenní deoxidace není
-5CZ 308537 B6 (saze).
Objasnění výkresů
Obr. 1 - zobrazuje první provedení zařízení podle vynálezu - s kotlíkovým reaktorem, bez refluxu;
obr. 2 - zobrazuje druhé provedení zařízení podle vynálezu - s kotlíkovým reaktorem, s refluxem, s homogenní deoxidací;
obr. 3 - zobrazuje třetí provedení zařízení podle vynálezu - s kotlíkovým reaktorem, s refluxem, s heterogenní deoxidací;
obr. 4 - zobrazuje čtvrté provedení zařízení podle vynálezu - s trubkovým reaktorem, s refluxem;
obr. 5A až 5G - zobrazují FTIR spektra (infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací), získaná analýzou vzniklých produktů;
obr. 6 - zobrazuje infračervená spektra získaná analýzou vzniklých produktů.
Příklady uskutečnění vynálezu
Vstupní látky podrobené pyrolýze: oleje potravinářské kvality:
Řepkový olej: hustota při 15 °C: 919,1 kg.m-3 kinematická viskozita při 40 °C: 39,8 mm2s-1 bod vzplanutí: 235 °C kyselina palmitová: 3,8 % hmota. kyselina stearová: 2,1 % hmota. kyselina olejová: 61,8 % hmota. kyselina linolová: 32,3 % hmota.
Slunečnicový olej: hustota při 15 °C: 919,1 kg.m-3 kinematická viskozita při 40 °C: 38,3 mm2s-1 bod vzplanutí: >250 °C kyselina palmitová: 7,6 % hmota., kyselina stearová: 4,9 % hmota., kyselina olejová: 21,1 % hmota., kyselina linolová: 66,4 % hmota.
Vakuový ropný zbytek z ruské exportní směsi (VZ PSP, rafinérie Litvínov):
penetrace: 213 p.j. hustota: 1006,2 kg.m-3 viskozita při 100 °C: 1850mPa.s viskozita při 150 °C: 156 mPa.s obsah asfaltenů: 5,8 % hmota. obsah síry: 2,1 % hmota.
Atmosférický destilační zbytek ze směsi rop Azeri Light a CPC (rafinérie Kralupy n. Vit.):
hustota: 960,5 kg.m-3 viskozita při 100 °C: 180 mPa.s obsah síry: 2,1 % hmota.
-6CZ 308537 B6
Konkrétní příklady zařízení podle vynálezu
Příklad 1: kotlíkový reaktor bez zapojeného refluxu (viz obr. 1)
Ze zásobníku 1 se pomocí přívodního vedení 2 přivede regulačním ventilem 3 do kotlíkového reaktoru 4 kapalná surovina (slunečnicový olej - potravinářská kvalita), kde je podrobována pyrolýznímu rozkladu v rozmezí teplot 380 až 430 °C pomocí zářiče 5a, jímž je odporový drát, který prochází těsně pod hladinou pyrolýzně rozkládané kapaliny, zhruba v % výšky ode dna reaktoru, přičemž rozsah pyrolýzních teplot je snímán senzorem 6 ve formě termočlánku v teploměmé jímce, s výhodou skleněného, jako ukazatele výšky hladin v reaktoru sjeho zaústěním do víka reaktoru.
Hladina suroviny v reaktoru je sledována výhodně pomocí stavoznaku 20, s výhodou skleněného stavoznaku zaústěného do víka 9 reaktoru 4. Pro připojení stavoznaku 20 je před reaktorem výhodně ve vedení ještě zařazen T-kus 19.
Teplota vzniklých pyrolýzních plynů je snímána senzorem 8 a výstupním vedením 10 jsou vedeny k vyhodnocení k senzoru 11 průtoku a teploty a následně jsou ochlazovány a zkapalňovány v chladiči 16, přičemž zbylá plynná část uhlovodíků je členem 21 odvedena mimo jímadlo 17 kapalného produktu.
Příklad 2: kotlíkový reaktor se zapojeným refluxem (homogenní deoxidace) (viz obr. 2)
Použije se ropný destilační zbytek a rostlinný olej tak, že destilační zbytek se napustí do reaktoru 4, předehřeje se na teplotu těsně před teplotou jeho intenzivního krakování (cca 410 stupňů), přičemž před reaktorem 4 je v přívodním vedení 2 zařazen jako výhodný, předehřívač 18.
S výhodou se může přidat katalyzátor typu směsi KOH a NaOH. Po dosažení teploty 410 °C se k zářiči umístěnému těsně pod hladinou destilačního zbytku připojí napájení, začne se dávkovat směs oleje s 5 % destilačního zbytku anebo sazí do reaktoru.
V prostoru, který je zaplněn destilačním zbytkem (sazemi) jsou tyto tři senzory:
1) Senzor 6 teploty destilačního zbytku, zpětná vazba zapíná příp. chlazení;
2) Senzor 6b hladiny destilačního zbytku, zpětná vazba zvyšuje nástřik reakční směsi tak, aby účinný zářič byl stále těsně ponořen;
3) Senzor 6a teploty zářiče, zpětná vazba zvyšuje jeho příkon v případě poklesu teploty.
Senzory umístěné v reaktoru:
4) Senzor 8 teploty par produktu vznikajícího v reaktoru;
Umístěný senzor za reaktorem:
5) Senzor č. 11a za reaktorem při odchodu plynů do chladiče pro kontrolu směsi plynů, zda odpovídá předpokládanému složení (cílovému stavu), zpětná vazba otevírá vstup do refluxního zařízení / nebo přímo do chladiče;
Z refluxního zařízení je odvod, který vrací zachycené výše vroucí podíly zpět do reakčního prostoru.
Mezi senzorem 11 a chladičem 16 jsou ve výstupním vedení 10 za sebou uspořádány kontrolní senzor 12 pro kontrolu chemického složení vystupující směsi plynů z reaktoru 4 a škrticí klapka 13 pro úpravu rychlosti průtoku plynů, přičemž ve výstupním vedení 10 je dále uspořádán mezichladič 14, spojený jednak s navazujícím chladičem 16, jednak s refluxem 15, zaústěným do reaktoru 4 mimo topný element 5.
-7CZ 308537 B6
Příklad 3: kotlíkový reaktor se zapojeným refluxem (heterogenní deoxidace) (viz obr. 3)
Byl použit destilační zbytek a rostlinný olej s tím, že uhlí (koks) bylo napuštěno do reaktoru, předehřáto na teplotu cca 700 °C, s výhodou lze přidat katalyzátor typu směsi KOH a NaOH. Po dosažení teploty 70 °C bylo k zářiči umístěnému těsně pod hladinou destilačního zbytku připojeno napájení a v tu chvíli byla dávkována směs oleje s 5 % hmota, destilačního zbytku anebo sazí do reaktoru.
Rozdíl oproti příkladu 2 je v tom, že se jedná se o heterogenní deoxidaci.
Pro dodání tepla do kotlíkového reaktoru 4 se pomocí násypky 23 a uzavírajících klapek 24 dodává do zařízení uhlí nebo koks s následným předehřátím na stanovenou teplotu cca 700 °C.
Z hlediska technologie, jev zařízení navíc umístěn rošt 22. který musí být hermeticky uzavřen s okolním prostředím.
Pro odvod popela pod reaktorem je určena klapka 25.
V prostoru, který je zaplněn destilačním zbytkem (sazemi) jsou tyto tři senzory:
1) Senzor 6 teploty destilačního zbytku, zpětná vazba zapíná příp. chlazení;
2) Senzor 6b hladiny suroviny - uhlí (koksu), zpětná vazba doplňuje surovinu tak, aby účinný zářič byl v surovině;
3) Senzor 6a teploty zářiče, zpětná vazba přidává nebo ubírá příkon.
Senzory umístěné v reaktoru:
4) Senzor č. 8 teploty vzniklých plynů v reaktoru;
5) Senzor č. 11 teploty a průtok vzniklých plynů, zpětná vazba na dávkování směsi.
Umístěný senzor za reaktorem:
6) Senzor č. 11a za reaktorem při odchodu plynů do chladiče pro kontrolu směsi plynů, zda odpovídá předpokládanému složení (cílovému stavu), zpětná vazba otevírá vstup do refluxního zařízení / nebo přímo do chladiče;
Z refluxního zařízení je odvod, který vrací zachycené výše vroucí podíly zpět do reakčního prostoru.
Příklad 4: trubkový reaktor se zapojeným refluxem (viz obr. 4)
Topným elementem 5, jímž byl indukční element (případně hořák na plynná paliva) byl rozehřát celý povrch trubkového reaktoru a po dosažení reakční teploty rovnoměrně po celé ploše rozehřátého prostoru byla rozstříknuta směs skládající se z oleje a příměsi destilačního zbytku (nebo sazí), v tomto případě podíl destilačního zbytku je v rozsahu 5 až 70 % hmota.
1) Senzor 6a teploty reakčního povrchu, zpětná vazba snížení nebo zvýšení příkonu;
2) Senzor 6 teploty plynů, zpětná vazba snížení nebo zvýšení rychlosti dávkování suroviny;
3) Senzor 8 teploty vzniklých plynů v reaktoru;
4) Senzor 11 teploty a průtok vzniklých plynů, zpětná vazba na dávkování přidávání směsi, snížení zvýšení tlaku v reaktoru (příp. reakční doby strávené v reaktoru);
5) Senzor 11a za reaktorem při odchodu plynů do chladiče pro kontrolu směsi plynů, zda odpovídá předpokládanému složení (cílovému stavu), zpětná vazba otevírá vstup do refluxního zařízení / nebo přímo do chladiče;
-8CZ 308537 B6
Z refluxního zařízení je odvod, který vrací zachycené výševroucí podíly zpět do reakčního prostoru.
Získané produkty byly analyzovány pomocí FTIR spektrometrie (infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací), jak zobrazují obr. 5A až 5G.
Surovina Značení kap. produktu Poznámka
Slunečnicový olej. PL8
Slunečnicový olej, atmosférický ropný zbytek, katalyzátor AI2O3 PL9
Slunečnicový olej, atmosférický ropný zbytek, FCC katalyzátor PL10
Kafilémí tuk PLH
Slunečnicový olej, katalyzátor Na+ PL12 První odběr produktu
PL13 Druhý odběr produktu
PL14 Třetí odběr produktu
FTIR spektra jednotlivých vzorků viz výše, jak je zobrazují obr. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F a 5G, v následující tabulce jsou vyčísleny poměry ploch pásů FTIR spekter odpovídajících karbonylovým a karboxylovým skupinám vůči plochám pásů odpovídajících skupinám uhlíkatých skeletů jak samotných uhlovodíků, tak uhlovodíkových řetězců dalších sloučenin, jako jsou karboxylové kyseliny, estery karboxylových kyselin apod. Použitím katalyzátoru v nástřiku došlo k významnému snížení obsahu karbonylových a karboxylových skupin ve výsledném produktu (PL12 až PL14).
Kapalný pyrolýzní produkt Poměr intenzit pásů 1550 až 1850 cm4 / 2700 až 3000 cm'1
PL8 0.78
PL9 0.68
PL10 0,68
PLH 0,88
PL12 0,12
PL13 0,09
PL14 0.19
Infračervená spektra
Na obr. 6 jsou ukázány příklady infračervených spekter získaných analýzou produktů z poslední fáze experimentů. Jedná se o vzorky Sample 1 až Sample 4. Vzorky 3 a 4 byly získány přidáním katalyzátoru na bázi sodíku k reakční směsi, vzorky označené jako Sample 1 a 2 slouží pro kontrolu. Přidání aditiva vedlo k pozitivnímu efektu, který lze shrnout následujícím způsobem: Ze spekter lze na základě podílů spektrálních pásů při 1700 a 2900 cm1 usoudit, že kyslík obsahující sloučeniny jsou ve vzorcích přítomny již pouze jen v jednotkách procent. Vzorky obsahují především nasycené uhlovodíkové řetězce, což indikuje nízký pás C=C-H vibrací při 3100 cm1.
Složení produktů je ovlivněno nastavením reakčních podmínek, případně složením suroviny, přídavkem katalyzátoru nebo jiného oxidačního, hydrogenačního nebo naopak dezoxidačního a dehydrogenačního činidla.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zařízení pro termicko-katalytický rozklad - pyrolýzu odpadních látek organického původu, vyznačující se tím, že zahrnuje:
    zásobník (1) odpadních látek, propojený přívodním vedením (2) s reaktorem (4), kde ve vedení (2) je uspořádán ventil (3) pro regulaci vstupního množství odpadních látek, přičemž reaktor (4) obsahuje topný element (5) pro ohřev a/nebo zářič (5a) pro rozklad odpadních látek umístěný vně nebo uvnitř reaktoru (4), maximálně v 1/3 výšky ode dna (7) reaktoru (4); a u topného elementu a/nebo zářiče je umístěn teplotní senzor (6) pro regulaci přívodu energie, umístěný maximálně v 1/3 výšky ode dna (7) reaktoru (4), přičemž z víka (9) reaktoru (4) vystupuje výstupní vedení (10) pro vzniklé plynné složky produktů s navazujícím chladičem (16) pro zkapalnění plynných složek produktů, a konec výstupního vedení (10) je zaústěn do jímadla (17) zkapalněných produktů přes odbočku (21) pro odvod produktevých plynů.
  2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že v horní polovině reaktoru (4) je umístěn teplotní senzor (8) pro zjištění teploty vzniklých plynných složek produktů z odpadních látek.
  3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ve výstupním vedení (10) je uspořádán senzor (11) teploty a průtoku plynných složek produktu.
  4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že mezi senzorem (11) a chladičem (16) jsou ve výstupním vedení (10) za sebou uspořádány kontrolní senzor (12) pro kontrolu chemického složení vystupující směsi plynů z reaktoru (4) a škrticí klapka (13) pro úpravu rychlosti průtoku plynů, přičemž ve výstupním potrubí (10) je dále uspořádán mezichladič (14) spojený jednak s navazujícím chladičem (16), jednak s refluxem (15), zaústěným do reaktoru (4) mimo topný element (5).
  5. 5. Zařízení podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že zářič (5a) je v reaktoru uspořádaný těsně pod hladinou odpadních látek, jejichž výška hladiny v reaktoru (4) sahá minimálně těsně pod reflux (15).
  6. 6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že topným elementem (5) je indukční element, nebo hořák na plynná paliva.
  7. 7. Zařízení podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že před reaktorem (4) je ve vedení (2) zařazen předehřívač (18) pro předehřátí odpadních látek před vstupem do reaktoru (4).
  8. 8. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že před reaktorem (4) je ve vedení (2) zařazen T-kus (19) pro připojení stavoznaku (20) jako ukazatele výšky hladiny v reaktoru (4) s jeho zaústěním do víka (9) reaktoru (4).
  9. 9. Zařízení podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že v blízkostí zářiče (5a) je v reaktoru (4) uspořádaný uzavírací rošt (22) pro hermetické zamezení přístupu kyslíku do reaktoru (4).
CZ2019-645A 2019-10-17 2019-10-17 Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu CZ308537B6 (cs)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-645A CZ308537B6 (cs) 2019-10-17 2019-10-17 Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu
JP2022523105A JP2023501889A (ja) 2019-10-17 2020-10-16 有機廃棄物の熱分解-熱触媒分解用の装置
KR1020227015802A KR20220084090A (ko) 2019-10-17 2020-10-16 유기 폐기물의 열-촉매 분해-열분해 장치
US17/769,405 US20240123414A1 (en) 2019-10-17 2020-10-16 Device for thermal-catalytic decomposition-pyrolysis of organic waste materials
CA3157347A CA3157347A1 (en) 2019-10-17 2020-10-16 Device for thermal-catalytic decomposition - pyrolysis of organic waste materials
HU2200205A HUP2200205A1 (hu) 2019-10-17 2020-10-16 Termokatalitikus bontásra szolgáló készülék - szerves hulladékanyagok pirolízise
PCT/IB2020/059752 WO2021074872A1 (en) 2019-10-17 2020-10-16 Device for thermal-catalytic decomposition - pyrolysis of organic waste materials
GB2204409.3A GB2603370A (en) 2019-10-17 2020-10-16 device for thermal-catalytic decomposition - pyrolysis of organic waste materials
EP20799828.7A EP4045612A1 (en) 2019-10-17 2020-10-16 Device for thermal-catalytic decomposition - pyrolysis of organic waste materials
BG5511U BG4334U1 (bg) 2019-10-17 2022-04-18 Инсталация за термично-каталитично разлагане - пиролиза на органични отпадъци

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-645A CZ308537B6 (cs) 2019-10-17 2019-10-17 Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019645A3 CZ2019645A3 (cs) 2020-07-29
CZ308537B6 true CZ308537B6 (cs) 2020-11-11

Family

ID=71740400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-645A CZ308537B6 (cs) 2019-10-17 2019-10-17 Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20240123414A1 (cs)
EP (1) EP4045612A1 (cs)
JP (1) JP2023501889A (cs)
KR (1) KR20220084090A (cs)
BG (1) BG4334U1 (cs)
CA (1) CA3157347A1 (cs)
CZ (1) CZ308537B6 (cs)
GB (1) GB2603370A (cs)
HU (1) HUP2200205A1 (cs)
WO (1) WO2021074872A1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309834B6 (cs) * 2022-03-19 2023-11-22 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Zařízení a způsob pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynu

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202100033044A1 (it) * 2021-12-30 2023-06-30 Versalis Spa Procedimento per la pirolisi di materiale sostanzialmente plastico di composizione non costante, relativo reattore, apparato e prodotto ottenuto

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726870A1 (de) * 1986-08-15 1988-02-18 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd Kontinuierlicher koksofen
US6035791A (en) * 1995-05-31 2000-03-14 Beaumartin S.A. Process for the recycling of treated wood and the installation for the application of the process
CZ2002374A3 (cs) * 1999-08-03 2002-06-12 Harald Martin Způsob a zařízení pro odstraňování odpadních produktů a odpadních látek
EP2129746A1 (en) * 2007-04-04 2009-12-09 Cher Ressort A.S. A process for the production of aliphatic and cyclic hydrocarbons
WO2015179806A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Lp Amina Llc System and process for the manufacture of hydrocarbons and upgraded coal by catalytic mild temperature pyrolysis of coal
US9475993B1 (en) * 2013-03-21 2016-10-25 George Francis Cudahy Continuous flow, high capacity system for rapidly converting hydrocarbon containing post-consumer and post-industrial waste and renewable feedstocks into biofuel
CN106518475A (zh) * 2016-12-12 2017-03-22 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种利用稻草制备生物质炭基尿素肥料的系统及方法
WO2017173165A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Vertimass, LLC Systems and methods for improving yields of hydrocarbon fuels from alcohols

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3519539A (en) * 1967-09-25 1970-07-07 Koppers Co Inc Apparatus for retorting oil shale having a central axial hollow column
US6206941B1 (en) * 1997-01-03 2001-03-27 Du Plessis Cornelius J. Apparatus and process for carbonization and activation of carbonaceous materials
DE102005026764B3 (de) * 2005-06-10 2007-04-05 Ws Reformer Gmbh Festbettvergaser und Verfahren zur Vergasung von Festbrennstoff
BRPI0502577B1 (pt) 2005-07-07 2015-11-03 Petroleo Brasileiro Sa processo de craqueamento catalítico para produção de diesel a partir de óleos vegetais
US8404911B2 (en) 2010-05-27 2013-03-26 Jumluck Srinakruang Process for producing fuel from vegetable oil by using ore catalyst
WO2012032530A1 (en) * 2010-09-09 2012-03-15 Rajah Vijay Kumar Thermomegasonic deagglomeration process and reactor for the conversion of compounded hydrocarbons to crude oil
AU2014315176A1 (en) * 2013-09-05 2016-04-21 Ag Energy Solutions, Inc. Apparatuses, systems, mobile gasification systems, and methods for gasifying residual biomass
NO2717573T3 (cs) 2014-04-15 2018-08-25
BR102014011171A2 (pt) * 2014-05-09 2016-03-22 Bocaiuva Mecânica Ltda processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás combustível, extra to piro lenhoso e alcatrão
CZ306462B6 (cs) 2015-10-13 2017-02-01 Alpajar Group S.R.O. Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků a zařízení k provádění tohoto způsobu
US10190058B2 (en) 2016-08-22 2019-01-29 The University Of Toledo High-yield production of fuels and petro- and oleo-chemical precursors from vegetable oils and other liquid feedstocks in a continuous-flow pyrolysis reactor with or without catalysts

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726870A1 (de) * 1986-08-15 1988-02-18 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd Kontinuierlicher koksofen
US6035791A (en) * 1995-05-31 2000-03-14 Beaumartin S.A. Process for the recycling of treated wood and the installation for the application of the process
CZ2002374A3 (cs) * 1999-08-03 2002-06-12 Harald Martin Způsob a zařízení pro odstraňování odpadních produktů a odpadních látek
EP2129746A1 (en) * 2007-04-04 2009-12-09 Cher Ressort A.S. A process for the production of aliphatic and cyclic hydrocarbons
US9475993B1 (en) * 2013-03-21 2016-10-25 George Francis Cudahy Continuous flow, high capacity system for rapidly converting hydrocarbon containing post-consumer and post-industrial waste and renewable feedstocks into biofuel
WO2015179806A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Lp Amina Llc System and process for the manufacture of hydrocarbons and upgraded coal by catalytic mild temperature pyrolysis of coal
WO2017173165A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Vertimass, LLC Systems and methods for improving yields of hydrocarbon fuels from alcohols
CN106518475A (zh) * 2016-12-12 2017-03-22 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种利用稻草制备生物质炭基尿素肥料的系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(The autothermal pyrolysis of waste tires; Wey M.-Y., Liou B.-H., Wu S.-Y., Zhang C.-H.; Journal of the Air and Waste Management Association (1995) Vol. 45, No. 11, 30 ref(s). pp. 855-863 ISSN: 1096-2247 E-ISSN: 2162-2906; 03.01.2009 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309834B6 (cs) * 2022-03-19 2023-11-22 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Zařízení a způsob pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynu

Also Published As

Publication number Publication date
GB2603370A (en) 2022-08-03
BG4334U1 (bg) 2022-10-31
CZ2019645A3 (cs) 2020-07-29
GB202204409D0 (en) 2022-05-11
HUP2200205A1 (hu) 2022-09-28
KR20220084090A (ko) 2022-06-21
CA3157347A1 (en) 2021-04-22
US20240123414A1 (en) 2024-04-18
EP4045612A1 (en) 2022-08-24
WO2021074872A1 (en) 2021-04-22
JP2023501889A (ja) 2023-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lopez et al. Hydrogen generation from biomass by pyrolysis
Mahari et al. Production of value-added liquid fuel via microwave co-pyrolysis of used frying oil and plastic waste
Trabelsi et al. Second generation biofuels production from waste cooking oil via pyrolysis process
US11891572B2 (en) Pyrolysis oil and method and system for the production thereof
Hassen-Trabelsi et al. Pyrolysis of waste animal fats in a fixed-bed reactor: Production and characterization of bio-oil and bio-char
Kechagiopoulos et al. Hydrogen production via steam reforming of the aqueous phase of bio-oil in a fixed bed reactor
Kim et al. A comparative study of bio-oils from pyrolysis of microalgae and oil seed waste in a fluidized bed
DK2888020T3 (en) Process for treating a petroleum fraction and a degassed liquid product
Hilten et al. In-line esterification of pyrolysis vapor with ethanol improves bio-oil quality
Urban et al. Flash pyrolysis of oleaginous biomass in a fluidized-bed reactor
Sukumar et al. Bio oil production from biomass using pyrolysis and upgrading-A review
Weber et al. Production of hydrocarbons from fatty acids and animal fat in the presence of water and sodium carbonate: Reactor performance and fuel properties
Palanisamy et al. Study of non-catalytic thermal decomposition of triglyceride at hydroprocessing condition
Wang et al. The study of producing “drop-in” fuels from agricultural waste through fast pyrolysis and catalytic hydro-processing
CZ308537B6 (cs) Zařízení pro termicko-katalytický rozklad – pyrolýzu odpadních látek organického původu
Romero et al. Preliminary experimental study on biofuel production by deoxygenation of Jatropha oil
Mrad et al. Liquid hydrocarbon fuels from fish oil industrial residues by catalytic cracking
Koul et al. A review on the production and physicochemical properties of renewable diesel and its comparison with biodiesel
Zikri et al. Green diesel production from Crude Palm Oil (CPO) using catalytic hydrogenation method
Anis et al. Microwave-assisted pyrolysis and distillation of cooking oils for liquid bio-fuel production
Mansur et al. Chemical conversion of Calophyllum inophyllum oil into bio‐hydrocarbons fuel over presulfided NiMo/Al2O3 catalyst
Jamilatun et al. Bio-Oil Characterizations of Spirulina platensis Residue (SPR) Pyrolysis Products for Renewable Energy Development
Chiarello et al. Pyrolysis of Triglycerides for Fuels and Chemical Production
Adebanjo Production of fuels and chemicals from biomass-derived oil and lard
Ghodke et al. Stabilization and Aging studies of babul wood vacuum pyrolysis oil as a potential biomass energy source