LT2009064A

LT2009064A - Peat and other organic materials recycling method and system

Info

Publication number: LT2009064A
Application number: LT2009064A
Authority: LT
Inventors: Virgaudas Leonas DIKINIS; Vytautas KARLAVIČIUS
Original assignee: Uab "Pe Sap-Energy"
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-04-26

Abstract

The present invention is a new technology for recycling of peat, brown coal, combustible shale, coal dust into flammable gas and liquid fuels. The task is implemented by addapting a new type of reactor, which has succesfully combined methods of pyrolysis and pyrocatalysis; gas heating and refrigerating takes in Ranke's pipes; technological process goes at low pressure - only just 0,05 MPa using natural mineral bentonite modification - "Biolitas". It enables the recycling of almost all organic components. Gas cleaning is carried out using original filter. Also this technology uses an original method for obtaining of methane from oxygen dioxide provided for a high percentage of consumption thereof; gazoline separation from diesel is performing by means of membranes and oil refining - by means of cavitator. @@@@@

Description

11

Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būdas ir sistemaMethod and system of processing peat and other organic raw materials

Technikos sritis Išradimas yra priskiriamas cheminės technologijos sričiai, būtent gamtinių 5 medžiagų, kuriose yra organinių medžiagų dalis, ir žmogaus veiklos atliekų perdirbimo į energijos nešiklius grupei, ir konkrečiai yra skirtas durpių, rudosios anglies, degiųjų skalūnų, besikoksuojančios akmens anglies dulkių ir atliekų perdirbimo technologijoms.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of chemical technology, namely the recycling of naturally occurring 5 material containing organic matter and human waste to energy carriers, and specifically to peat, brown coal, combustible shale, coarse coal dust and waste recycling technologies. .

Technikos lygis 10 Patente RU 2203922 aprašytas organinės medžiagos perdirbimo į energijos nešiklius būdas. Šiuo būdu gaunant energijos nešiklius organinių komponentų turinčios medžiagos smulkinamos, kaitinamos be deguonies, o vėliau pirolizės produktai kondensuojami į skystą kurą (sausas destiliavimas). Perdirbama medžiaga yra smulkinam, tačiau gali turėti skirtingą drėgnumą, priklausantį nuo sandėliavimo sąlygų 15 bei smulkinimo (malimo) tolygumo. Ši technologija neužtikrina veiksmingo technologinio reagavimo į konkrečios perdirbamos medžiagos fizinių - cheminių savybių pokyčius ir nėra galimybės reaguoti į tai, keičiant technologinio proceso parametrus.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Patent No. 220 22022 describes a method for recycling organic material into energy carriers. In this way, the energy-carrying materials of the organic components are shredded, heated without oxygen, and then pyrolysis products are condensed into liquid fuel (dry distillation). The recyclable material is shredded but may have different humidity depending on the storage conditions 15 and the uniformity of the shredding (grinding). This technology does not ensure an effective technological response to changes in the physical-chemical properties of a particular recyclable material, and there is no possibility of reacting to this by changing the parameters of the technological process.

Kitame patente RU 2265625 aprašytame organinės medžiagos perdirbimo 20 būde, nurodoma, kad žaliava smulkinama ir kaitinama be oro nuosekliai dviejose atskirose kamerose, kur techniškai apdorota žaliava perdirbama į dujinę būklę ir toliau kondensuojant (jeigu reikalinga) dalį dujų pervedant į skystą kurą. Šiam procesui valdyti sukurtas gana efektyvus, bet labai brangus proceso valdymo būdas. Naudojamas patobulintas sauso distiliavimo metodas ir labai sudėtingi 25 įrenginiai. Nors užtikrinamas nuoseklus, ciklinis perdirbamos žaliavos padavimas į darbo zoną, tačiau nevisiškai išspręstas gaunamų dujų nuvedimas.In another method of recycling organic material as described in another patent RU 2265625, it is stated that the raw material is chopped and heated without air in two separate chambers, where the technically processed raw material is recycled to a gaseous state and further condensed (if necessary) by transferring part of the gas to liquid fuel. A relatively efficient, but very costly process management method has been developed to manage this process. An improved dry distillation method and very sophisticated 25 devices are used. Although a consistent, cyclic supply of recycled raw materials to the work area is ensured, but the discharge of incoming gas is not completely solved.

Artimiausi mūsų siūlomai technologijai yra patente RU 2217471 aprašyti organinės žaliavos perdirbimo į degalus ir kurą procesai. Čia aprašoma technologija durpėms perdirbti. Durpių hidrogenizacija vykdoma 720 °K temperatūroje ir esant 15 30 MPa slėgiui, chemiškai aktyviais dujiniais pirolizės produktais. Pirolizė vyksta durpių „pastoje", ruošiamoje iš durpių, jas džiovinant iki 15 % drėgnumo, smulkinant ir 2 kalibruojant sietu 2 mm akutėmis ir įmaišant susmulkintų geležies katalizatorių (santykiu: durpės - 90 %, geležis - 10 %), o hidrogenizacija vykdoma iš anksto paruoštai durpių pastai (komponentės, masės %: durpės - 23,8, žibalas - 47,6, mazutas - 23,8, geležies katalizatorius - 4,8). Dirbtinis naftinis produktas gaunamas, S kartojant šį procesą daug kartų daugiausia autoklaviniame reaktoriuje.The closest technology we offer is described in the patent RU 2217471 processes for the processing of organic raw material into fuel and fuel. The technology for peat processing is described here. Peat hydrogenation is carried out at a temperature of 720 ° K and a pressure of 15 30 MPa for chemically active pyrolysis products. Pyrolysis takes place in peat "paste", prepared from peat, drying to 15% humidity, shredding and 2 calibrating sieve with 2 mm mesh and mixing with crushed iron catalyst (in proportion: peat 90%, iron 10%) and hydrogenation in advance prepared peat pastes (components,% by weight: peat - 23.8, kerosene - 47.6, fuel oil - 23.8, iron catalyst - 4.8). An artificial oil product is obtained by repeating this process many times in the autoclave reactor.

Tai sudėtingas procesas. Mūsų technologija yra paprastesnė, realizuojama naudojant mažesnius kiekius katalizatoriaus labai žemame slėgyje. Išradimo esmė 10 Išradimo uždavinys yra sukurti ekonomiškesnį, saugesnį ir ekologiškesnį organinių žaliavų, ypač durpių, rudosios anglies, degiųjų skalūnų, besikoksuojančios akmens anglies dulkių ir atliekų terminio perdirbimo būdą ir įrenginius. Išradimo uždavinys įgyvendinamas tuo, kad durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būde, apimančiame žaliavos padavimą ir apdirbimą termoreaktoriaus 15 pirolizės kameroje, degiųjų dujų ir gautų produktų išvedimą iš termoreaktoriaus, nauja yra tai, kad į žaliavą kaip katalizatorių įterpia gamtinio bentonito atmainą, iki žaliavos apdirbimo pirolizės kameroje ją apdoroja pirokatalizės zonoje, esančioje tame pačiame termoreaktoriuje kaip ir pirolizės zona ir kurią sudaro žaliavos priėmimo kamera, pirminio degiųjų dujų surinkimo kamera ir vamzdinis pirokatalizės blokas su priverstinio 20 dujų padavimo įtaisu, slėgį termoreaktoriuje palaiko apie 0,05 MPa, gautas degiąsias dujas filtruoja ir perpumpuoja į dujų rezervuarą, kur dujų slėgį pakelia iki technologinio slėgio, po to dujas šildo arba šaldo Ž. Rankės vamzdžiais, šviesiosioms naftos frakcijoms išskirstyti naudoja membranas, o mazutui perdirbti į šviesiąsias frakcijas naudoja kavitatorių. 25 Degiųjų dujų išeigai padidinti gali būti naudojamas anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginys.It's a complicated process. Our technology is simpler, with smaller quantities of catalyst at very low pressure. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a more economical, safer and more environmentally friendly method and equipment for the processing of organic raw materials, in particular peat, brown coal, combustible shale, hard coal and waste. The object of the invention is to provide a process for recycling peat and other organic raw materials, including feedstock feed and treatment in a thermoreactor 15 pyrolysis chamber, combustion of flammable gas and derived products from a thermoreactor, inserting a natural bentonite strain into the feedstock as a catalyst until the raw material is processed. in the pyrolysis chamber it is treated in a pyrocatalysis zone in the same thermoreactor as the pyrolysis zone and consists of a raw material receiving chamber, a primary combustion gas collecting chamber and a tubular pyrocatalysis unit with a forced gas supply device 20, the pressure in the reactor maintained at about 0.05 MPa obtained by the combustible gas filter and pump into a gas reservoir, where the gas pressure is raised to the technological pressure, then the gas is heated or cooled by a gas jet. The membranes are used for the distribution of light oil fractions by hand tubes, and the cavitation is used for the processing of heavy fuel oil into light fractions. A device for converting carbon dioxide into methane may be used to increase the yield of flammable gas.

Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būdui įgyvendinti siūloma įrenginių visuma, apimanti termoreaktorių, žaliavų padavimo mechanizmą ir gautų produktų išvedimo mechanizmus, kurioje nauja tai, kad termoreaktoriuje yra viena su kita 30 susietos pirokatalizės zona ir pirolizės zona, pirokatalizės zoną sudaro žaliavos priėmimo kamera, pirminio degiųjų dujų surinkimo kamera ir vamzdinis pirokatalizės 3 blokas su priverstinio dujų padavimo įtaisu, be to, slėgis termoreaktoriuje palaikomas apie 0,05 MPa, gautoms degiosioms dujoms filtruoti už termoreaktoriaus sumontuoti filtrai, o už jų įrengti dujų rezervuarai dujų slėgiui pakelti iki technologinio slėgio, dujoms šildyti arba šaldyti sumontuoti Ž. Rankės vamzdžiai, šviesiosioms naftos frakcijoms 5 išskirstyti sumontuotos membranos, o mazutui perdirbti į šviesiąsias frakcijas -kavitatorius.For the implementation of the method of processing peat and other organic raw materials, it is proposed that a total of facilities including a thermoreactor, a feedstock feeder and an output mechanism for the resulting products, with a new one in a thermal reactor with a pyrocatalysis zone 30 and a pyrolysis zone, be formed by a raw material reception chamber, primary a combustible gas collection chamber and a tubular pyrocatalysis unit 3 with a forced gas supply device, furthermore, the pressure in the thermoreactor is maintained at about 0.05 MPa for filtering the combustible gases obtained by the filters installed in the thermoreactor, and the gas tanks fitted thereon for increasing the gas pressure up to the technological pressure for the gas; to heat or refrigerate Ž. Hand tubes, light oil fractions 5 disassembled mounted membranes, and heavy fuel oil to light fractions -discharge.

Be to, dujų išeigai padidinti tarp dujų rezervuaro ir Ž. Rankės vamzdžių gali būti sumontuotas anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginys. Šis išradimas yra nauja technologija skirta durpėms, rudajai angliai, degiems 10 skalūnams, akmens anglies dulkėms perdirbti į degiąsias dujas ir skystą kurą. Tai realizuojama pritaikant naujo tipo reaktorių, kuriame sėkmingai sujungti pirokatalizės ir pirolizės būdai; dujos šildomos ir šaldomos Ž. Rankės vamzdžiais, o technologinis procesas vyksta žemame slėgyje - tik 0,05 MPa ir jo sėkmingai eigai naudojamas mineralinis gamtinis katalizatorius - „Biolitas“, tai įgalina į energijos nešiklius perdirbti 15 beveik iš visos organinės frakcijos. Dujos valomos sukurtu originalios konstrukcijos filtru. Be to, technologijoje naudojamas originalus būdas metanui gauti iš technologinio anglies dioksido, užtikrinantis jo aukštą procentinį sunaudojimą; benzino atskyrimas nuo dyzelino vykdomas membranų pagalba, o mazuto perdirbimas - kavitatoriumi. 20 Trumpas brėžinio aprašymas Išradimas paaiškinamas brėžiniu, kuriame pavaizduota durpių perdirbimo technologinė schema. Schemoje nurodytų elementų žymėjimas: 1 - žaliavos sandėlys; 2 - katalizatoriaus sandėlys; 3 - reaktoriai; 4 - dujų valymo filtrai; 5 - dujų talpyklos; 6 -įrenginys C02 perdirbti į CH4; 7 - Ž. Rankės vamzdžiai; 8 - rezervuaras skystai 25 frakcijai; 9 - šviesios frakcijos talpa; 10 - tamsios frakcijos talpa; 11 - mechaninių priemaišų surinkimas; 12 - mazuto perdirbimo kavitatorius; 13 - membrana; 14 -kavitatorius benzinui ir dyzelinui taurinti; 15 - filtrai; 16-19 - pagaminto produkto rezervuarai. 30 4 Išradimo įgyvendinimo aprašymasIn addition, to increase the gas output between the gas reservoir and Z. Hand tubes can be equipped with a carbon dioxide transformation device for methane. The present invention is a novel technology for the processing of peat, brown coal, combustible slate 10, coal dust into flammable gas and liquid fuel. This is accomplished by adapting a new type of reactor that successfully combines pyrocatalysis and pyrolysis techniques; the gas is heated and cooled by Z. The hand-held tube process and the technological process at low pressure - only 0.05 MPa and its successful use of natural mineral catalyst - "Biolite", enables the processing of energy carriers from almost all of the organic fraction. The gases are cleaned with a filter of the original design. In addition, the technology uses the original way of obtaining methane from technological carbon dioxide, ensuring its high percentage of consumption; The separation of petrol from diesel is carried out by means of membranes, and the processing of fuel oil is a cavity. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated by a drawing depicting a technological scheme for peat processing. Marking of items in the scheme: 1 - raw material warehouse; 2 - Catalyst warehouse; 3 - reactors; 4 - gas cleaning filters; 5 - gas containers; 6-apparatus for processing CO2 in CH4; 7 - Ž. Hand tubes; 8 - reservoir for liquid fraction 25; 9 - light fraction capacity; 10 - dark fraction capacity; 11 - collection of mechanical impurities; 12 - oil refinery cavity; 13 - membrane; 14 -heater for refueling petrol and diesel; 15 - filters; 16-19 - reservoirs of manufactured product. 30 4 Description of the Invention

Durpės iš sandėlio 1 juostiniu transporteriu tiekiamos į reaktorių, kartu ant transporterio dozatoriai įterpia gamtinio katalizatoriaus bentonito atmainos „Biolito“ (iki 5% bendros masės). Taip paruoštas mišinys patenka į nepertraukiamo veikimo S reaktorių 3, kuriame vyksta pirokatalizės ir pirolizės procesai. Reaktorius dirba labai mažu slėgiu 0,05 MPa, 323-670 °K temperatūroje. Reaktoriuje gauname skystus ir dujinius energijos nešiklius. Degiosios dujos pakliūna į dujų filtrą 4 kietosioms priemaišoms atskirti ir perpumpuojamos į dujų rezervuarus 5, kuriuose pakeliamas dujų slėgis iki 0,3 MPa reikalingo technologinio slėgio. Be to, dujų išeigai padidinti 10 naudojamas anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginys. Toliau dujos su 0,2 MPa slėgiu eina į Ž. Rankės vamzdžius 7, kuriuose pagal technologinius reikalavimus yra šildomos arba aušinamos, po to pakliūna į pagamintų dujų rezervuarą 16. dalis dujų (apie 5 %) sugrąžinama atgal į reaktorių, technologinio proceso vyksmui užtikrinti. Skystoji frakcija iš reaktoriaus 3 pakliūna į rezervuarą 8, kuriame atskiriamos 15 mechaninės priemaišos ir katalizatorius 11. Gauname dvi degalų frakcijas: šviesiąją 9 ir tamsiąją 10. Šviesioji frakcija išvaloma ir toliau eina į membranų įrenginį, kuriame išskaidoma, tai yra vykdomas dyzelino atskyrimas nuo benzino. Tamsioji frakcija išskaidoma į dyzeliną ir krosnių kurą ir mazutą, perdirbant kavitatoriuje. Be to, kavitatorius savo ruožtu gali pakelti benzino oktaninį skaičių ir dyzelino citaninį skaičių. 20 Pagaminta produkcija patenka į dujų, benzino, dizelino ir mazuto saugyklas -rezervuarus.Peat from the warehouse 1 is supplied to the reactor by a belt conveyor, and the biolite of the natural catalyst bentonite (up to 5% of the total weight) is added to the transporter dosing units. The mixture thus prepared enters a continuous-action S reactor 3, which undergoes pyrocatalysis and pyrolysis processes. The reactor operates at a very low pressure of 0.05 MPa at 323-670 ° K. The reactor produces liquid and gaseous energy carriers. The flammable gas enters the gas filter 4 to separate solid impurities and is pumped into the gas tanks 5, which raise the gas pressure to the required technological pressure of 0.3 MPa. In addition, a device for transforming carbon dioxide into methane is used to increase gas output 10. Next, the gas with a pressure of 0.2 MPa goes to Ž. Handpiece tubes 7, which are heated or cooled according to technological requirements, then fall into the produced gas reservoir 16. Part of the gas (about 5%) is returned to the reactor to ensure the technological process. The liquid fraction from reactor 3 falls into reservoir 8, which separates 15 mechanical impurities and catalyst 11. We get two fuel fractions: light 9 and dark 10. The light fraction is cleaned and goes on to the membrane device, which splits, that is the separation of diesel from petrol. . The dark fraction is decomposed into diesel and furnace fuel and fuel oil by processing in a cavity. In addition, the cavity can in turn increase the octane number of petrol and the cyan number of diesel. 20 The finished products fall into gas, petrol, diesel and fuel oil storage tanks.

Technologinio proceso valdymas užtikrinamas davikliais ir matavimo prietaisų automatinių sklendžių sistema, kurią valdo kompiuteris pagal specialią programą. 25 Pramoninis pritaikomumasTechnological process control is provided by sensors and a metering device automatic shutter system, which is controlled by the computer in a special program. 25 Industrial applicability

Technologija yra saugi ir ekologiška. Yra naudojamas pigus efektyvus gamtinis heteregoninis katalizatorius - bentonito atmaina „Biolitas“.Technology is safe and environmentally friendly. A cheap, efficient, natural heteregonal catalyst, the biolite of bentonite, is used.

Pažymėtina, kad šiai originaliai technologijai nereikalingas pradinis perdirbamų medžiagų džiovinimas bei susmulkinimas (išskyrus degiuosius skalūnus) ir rudąją anglį. 30 Technologinis procesas vyksta temperatūroje nuo 323 °K - 670 °K ir žemame slėgyje, neviršijančiame 0,05 MPa. 5It should be noted that this original technology does not require the initial drying and crushing of recyclable materials (except for combustible shale) and brown coal. 30 The process takes place at a temperature of 323 ° K to 670 ° K and a low pressure not exceeding 0.05 MPa. 5

Technologinis procesas vyksta automatizuotoje linijoje su griežta technologinio proceso skaitmenine kontrole ir reguliavimu. Tai užtikrina ne tik optimalią technologinio proceso eigą, leidžia gauti maksimalią energijos nešiklių išeigą proceso saugumą ekologiškumą ir kainą. Tam žymios įtakos turi panaudojimas mūsų atrasto pigaus, efektyvaus gamtinio katalizatoriaus - „Biolito“, kuris iš esmės palengvina energijos nešiklių gavimo procedūrą, ne tik užtikrinantis produktų kokybę, bet ir įgalinantis gauti didžiausias energijos nešiklių išeigas iš žaliavos perdirbimo, esant mažiausioms išlaidoms. Mūsų siūloma technologija pasižymi eile pranašumų su lyginamu prototipu: 1. proceso nepertraukiamumu; 2. efektyviu, originaliu pirokatalizės ir pirolizės procesų sujungimu ir sėkmingu derinimu; 3. efektyviu naujai pritaikyto heterogeninio katalizatoriaus panaudojimu: katalizatoriaus reikia mažiau, tik iki 5 %, ir jis žymiai pigesnis; 4. originalios konstrukcijos įrenginiu anglies dioksidui perdirbti į metaną; 5. membranų technologijos panaudojamos šviesių produktų skyrimui; 6. kavitatoriumi - mazuto skaidymui ir šviesių frakcijų turtinimui; 7. žymiai paprastesnių technologinio proceso paruošimu; 8. technologinio proceso kaina; 9. technologinių įrenginių kaina; 10. proceso saugumui užtikrinti naudojamas žemo slėgio reaktorius; 11. reaktoriaus ir visi technologinių procesų parametrai yra kontroliuojami ir valdomi automatizuotos sistemos.The technological process takes place in an automated line with strict digital control and regulation of the technological process. This ensures not only the optimal process of the process, but also allows for maximum energy efficiency and price for process processors. The use of our cheap, efficient natural catalyst - Biolito, which significantly facilitates the process of obtaining energy carriers, not only ensures the quality of the products, but also enables us to obtain the highest yield of energy carriers from the recycling of raw materials at the lowest cost. The technology we offer is characterized by a series of comparative prototypes: 1. process continuity; 2. Effective, original combining and successful alignment of pyrocatalysis and pyrolysis processes; 3. Effective use of newly adapted heterogeneous catalyst: less than 5% catalyst, and much cheaper; 4. An original design for the conversion of carbon dioxide to methane; 5. membrane technology for use in the manufacture of light products; 6. Cavitator - for breaking down fuel oil and for enriching light fractions; 7. preparation of significantly simpler technological process; 8. the cost of the technological process; 9. Price of technological equipment; 10. Low pressure reactor used for process safety; 11. The parameters of the reactor and all technological processes are controlled and controlled by an automated system.

Claims

Description of the invention 1. Method of processing peat and other organic raw materials, comprising supplying and processing raw material 5 in a thermo-reactor pyrolysis chamber, removing flammable gas and derived products from a thermoreactor, characterized by inserting a natural bentonite strain into the raw material as a catalyst until the raw material is treated in the pyrolysis chamber it is pressurized in the thermocouple (3) by a treatment of the pyrocatalysis zone in the same thermoreactor (3) as the pyrolysis zone and consists of a raw material receiving chamber, a primary combustion gas collection chamber and a tubular pyrocatalysis unit with a forced gas supply device. , the resulting combustible gas is filtered and pumped into a gas reservoir (5), where the gas pressure is raised to the technological pressure, then the gas is heated or cooled by a gas jet. With hand tubes (7), membranes (13) are used to distribute light oil fractions, and 15 cavities (14) are used to convert heavy fuel into light fractions.

2. A method for processing peat and other organic raw materials according to claim 1, characterized in that a carbon dioxide transformation device (6) is used to increase the gas yield. 20

3. A system for processing peat and other organic raw materials, comprising a thermoreactor, a feedstock feed mechanism, and output mechanisms for the resulting products, characterized in that the thermocouple (3) has a pyrocatalysis zone and a pyrolysis zone linked to each other, a pyrocatalysis zone consisting of a raw material receiving chamber, the original 25. combustible gas collection chamber and tubular pyrocatalysis unit with forced gas supply, and additionally, the pressure in the thermoreactor (3) is maintained at about 0.05 MPa for filtering the combustible gases produced by the filters installed in the thermoreactor (4), and with gas tanks behind them (5) to raise the gas pressure to the technological pressure, install the gas for heating or cooling. Hand tubes (7), 30 light membranes (13) dispersed for light oil fractions, and cavitation (14) for refining heavy fuel oil.

4. A system for processing peat and other organic raw materials according to claim 3, characterized in that the gas output is increased between the gas reservoir and Ž. The hand-held tube is equipped with a carbon dioxide transformer (6).