LV11994B - BIOMASS CARBONIZATION PROCESS FOR THE ENERGY SUPPLY AND / OR EXHAUST EMISSIONS - Google Patents

BIOMASS CARBONIZATION PROCESS FOR THE ENERGY SUPPLY AND / OR EXHAUST EMISSIONS Download PDF

Info

Publication number
LV11994B
LV11994B LVP-96-377A LV960377A LV11994B LV 11994 B LV11994 B LV 11994B LV 960377 A LV960377 A LV 960377A LV 11994 B LV11994 B LV 11994B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
heating
furnace
biomass
pyrolysis
gas
Prior art date
Application number
LVP-96-377A
Other languages
Latvian (lv)
Other versions
LV11994A (en
Inventor
Jānis ZANDERSONS
Aivars ŽŪRIŅŠ
Original Assignee
Latvijas Valsts Koksnes Ķīmijas Institūts
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 Latvijas Valsts Koksnes Ķīmijas Institūts filed Critical Latvijas Valsts Koksnes Ķīmijas Institūts
Priority to LVP-96-377A priority Critical patent/LV11994B/en
Publication of LV11994A publication Critical patent/LV11994A/en
Publication of LV11994B publication Critical patent/LV11994B/en

Links

Abstract

The invention refers to chemical fuel technology and can be used for biomass (especially wood) processing, at the same time producing coke or charcoal and/or coal gas. The invention's goal is to provide autonomic energy, simply regulating, producing safe and ecologically clean heating energy for the biomass carbonization process, additionally producing coal gas.For method realization in one equipment there are no less than 3 (optimum 4-6) outer heating pyrolysis units, which start functioning gradually after similar time periods are united. Part of the biomass thermal decomposition products are burned for pyrolysis process upkeep, but the remaining part is burned in the utilization furnaces, producing additional heating energy, or is conveyed to the cracking unit, getting transportable and storable coal-gas. The changing pyrolysis steam-gas supply to the heating furnace and re-circulating the once used heating carrier makes the heating carrier temperature adjustment.<IMAGE>

Description

BIOMASAS KARBONIZĀCIJAS PAŅĒMIENS, NODROŠINOT PROCESA NORISEI NEPIECIEŠAMO ENERĢIJU UN PAPILDUS IEGŪSTOT DEGGĀZIBIOMASS CARBONIZATION TECHNIQUES TO ENSURE PROCESSED ENERGY AND ADDITIONAL FUEL GASES

Izgudrojums attiecas uz kurināmā ķīmisko tehnoloģiju un to var izmantot biomasas (īpaši koksnes) pārstrādei, vienlaicīgi iegūstot koksu (vai kokogles) un deggāzi.The invention relates to the chemical technology of fuels and can be used to process biomass (especially wood) to produce coke (or charcoal) and fuel gas at the same time.

Zināmos biomasas karbonizācijas paņēmienus [1] realizē divu veidu aparātos: a) ar tiešo apsildi, kur siltumnesējs tieši saskaras ar materiālu, un b) ar ārējo apsildi, kur siltumnesējs un materiāls ir nodalīts ar sieniņu.The known biomass carbonation techniques [1] are implemented in two types of apparatus: (a) direct heating where the heat carrier is in direct contact with the material and (b) external heating where the heat carrier and the material are separated by a wall.

Karbonizācijas materiāla tiešās apsildes priekšrocības ir tajā ziņā, ka process ir intensīvāks, noris liela izmēra aparātos un viegli realizēt nepārtrauktas darbības tehnoloģiju. Kā galvenais šā paņēmiena trūkums jāatzīmē tas, ka siltumnesējs sajaucas ar pirolīzes gāzēm un tvaikiem, samazinot to koncentrāciju. Ražotnēs, kurās uztver un izdala sausās pārtvaices produktus (etiķskābi, metanolu, darvu u. c.), tas nopietni sarežģī kondensācijas sistēmas izveidi. Modernajās iekārtās, kur iegūst vienīgi kokogles, problēmu rada ekoloģisko prasību nodrošināšana ražošanas izmešiem. Parasti šajos augstražīgajos, nepārtrauktas darbības aparātos realizē pirolīzes gaistošo produktu daļēju sadedzināšanu aparāta iekšienē ierobežota gaisa daudzuma klātbūtnē, nodrošinot nepieciešamo procesa temperatūru (piemēram, firmu “Lambiotte” un “Lurgi” aparāti, Hereshofa krāsnis u. c.). Tā rezultātā daļējās sadegšanas produkti satur pirolīzes gaistošos produktus- oglekļa monoksīdu, metānu, etiķskābi, darvu u. c. savienojumus, kuri rada atmosfēras piesārņojumu, kas pārsniedz pieļaujamās koncentrācijas. Tā kā izplūstošajā gāzu maisījumā ir augsts ūdens tvaiku saturs, kas rodas biomasai žūstot, termiskās sadalīšanās reakcijā un degšanas procesā, un tā temperatūra ir zema (400-450&C), tad tieša gaisa padeve dūmgāzēs nenodrošina minēto piemaisījumu sadegšanu. Tādēļ karbonizējamais materiāls pirms pirolīzes jāizžāvē līdz gaissausam stāvoklim (relatīvais mitrums <25%) vai izmēsi jāizdedzina, izmantojot papildus augstas kaloritātes kurināmo (piemēram, dabas gāzi). Līdz ar to šo aparātu darbība ir ļoti jūtīga pret karbonizējamā materiāla veida (koksnes gadījumā- pat no sugas) vai mitruma izmaiņām un apmierinoši darbojas tikai pie viendabīgām izejvielām nemainīga režīma apstākļos. Ekoloģisku apsvērumu dēļ karbonizācijai nevar izmantot agrāk lietotās Švarca krāsnis, kokogļu dedzināšanu sārtos, bedrēs un dažādu veidu pārvietojamās iekārtās [2, 3],The advantage of direct heating of the carbonation material is that it is more intensive, takes place on large machines, and is easy to implement in continuous operation technology. The main disadvantage of this technique is that the heat carrier mixes with pyrolysis gases and vapors to reduce their concentration. In plants where dry distillation products (acetic acid, methanol, tar, etc.) are captured and released, this will seriously complicate the condensation system. In modern plants, which produce only charcoal, the problem is the provision of ecological requirements for production emissions. Typically, these high-yield, continuous-action apparatuses partially incinerate volatile pyrolysis products inside the apparatus in the presence of a limited amount of air, providing the required process temperature (e.g., Lambiotte and Lurgi apparatus, Hereshof furnaces, etc.). As a result, partial combustion products contain volatile pyrolysis products - carbon monoxide, methane, acetic acid, tar, and other compounds that cause atmospheric pollution in excess of the permitted concentrations. Because of the high water vapor content of the effluent mixture resulting from the drying of the biomass, the thermal decomposition reaction and the combustion process, and the low temperature (400-450 & C), the direct supply of air to the flue gases does not ensure combustion of these impurities. Therefore, the carbonizable material must be dried to a dry state (relative humidity <25%) or pyrolized using additional high calorific fuel (eg natural gas) prior to pyrolysis. As a result, these machines are highly sensitive to changes in the type of carbonate material (in the case of wood - even species) or moisture, and only work satisfactorily on homogeneous materials under constant mode. For ecological reasons, previously used Schwarz furnaces, charcoal burning in pinks, pits and various types of mobile equipment cannot be used for carbonization [2, 3],

Ārējās apsildes aparātos kā siltumnesēju parasti izmanto dūmgāzēs, ko iegūst, sadedzinot kurtuvē malku vai kāda cita veida kurināmo. Siltumnesējs apsilda aparāta ārējo sienu, kas var būt izgatavota no metālā, ķieģeļiem, ugunsizturīga betona u. tml., līdz ar to nesajaucoties ar pirolīzes gaistošajiem produktiem, kurus var kondensēt un pārstrādāt tālāk vai sadedzināt kurtuvē kā papildus kurināmo.External heaters typically use flue gas as a heat carrier, which is obtained by burning wood or other fuels in the furnace. The heat carrier heats the outer wall of the apparatus, which may be made of metal, bricks, refractory concrete, etc. etc., thus not mixing with volatile pyrolysis products, which can be condensed and further processed or incinerated as an additional fuel.

Zināmajiem tehniskajiem risinājumiem ar pirolīzes gāzu-tvaiku sadedzināšanu ārējās apsildes iekārtās bez pirolīzes produktu kondensācijas piemīt virkne trūkumu. Tā PSRS autorapliecībā Nr.l 312 072 (1987) un tai analogā Latvijas Republikas patentā LV 10 631 (1993) aprakstītā krāsns ar izceļamām retortēm ir siltumtehniski neracionāla un nenodrošina gaistošo produktu pilnīgu sadegšanu.Known technical solutions for pyrolysis gas-vapor combustion in external heating plants without condensation of pyrolysis products have a number of disadvantages. Thus, the furnace with distinctive retorts described in USSR 311 072 (1987) and its analogous patent LV 10 631 (1993) is thermally irrational and does not ensure complete combustion of volatile products.

Mīņātajos paņēmienos [4, 5] maksimālais koksnes pirolīzes tvaiku-gāzu maisījuma daudzums tiek sadedzināts eksotermiskās reakcijas laikā, kad retoršu apsilde nav nepieciešama un tā ir pat nevēlama, taču dotajos risinājumos nenovēršama. Kurtuves konstrukcija, kas pieļauj tiešu liesmas kontaktu ar retortēm, jo tās ir iekārtas kurtuves kamerā, nenodrošina efektīgu siltuma atdevi uz sieniņām un kurināmā pilnīgu sadegšanu. Tas ir izskaidrojams ar to, ka retortes dzesē kurināmā degšanas zonu, kā ari kurtuves konstrukcija nenodrošina pietiekami ilgu tvaiku-gāzu uzturēšanos augsttemperatūras zonā (>750°C). Rezultātā dūmgāzēs ir ļoti augsta oglekļa monoksīda (pat virs 7,5 tilpuma %), cieto daļiņu un citu pirolīzes gaistošo produktu (etiķskābes, metanola, acetona, etilacetāta, darvas u. c.) koncentrācija, līdz ar to radot sarežģījumus apkārtējās vides aizsardzības apsvērumu dēļ.In the conventional methods [4, 5], the maximum amount of wood pyrolysis vapor-gas mixture is burned during the exothermic reaction, where heating of the retorts is unnecessary and even undesirable, but unavoidable in the given solutions. The design of the furnace, which allows direct flame contact with the retorts as they are located in the furnace chamber, does not provide effective heat transfer to the walls and complete combustion of the fuel. This can be explained by the fact that the retort cools the combustion zone of the fuel and the furnace construction does not ensure a sufficiently long vapor-gas stay in the high temperature zone (> 750 ° C). As a result, flue gases contain very high concentrations of carbon monoxide (even above 7.5% by volume), particulates and other volatile pyrolysis products (acetic acid, methanol, acetone, ethyl acetate, tar, etc.), thus creating environmental problems.

No pirolīzes tvaiku-gāzu maisījuma pilnīgas sadegšanas un siltuma pārnešanas viedokļa sekmīgāks ir risinājums, kurā izmanto iznesto kurtuvi un ārējās apsildes retortes ar organizētu siltumnesēja plūsmu ap tām, kas, piemēram, aprakstīts Latvijas Republikas patentā LV 11 333 (1996) (prototips). Tomēr arī šajā gadījumā siltumtehniskais un tehnoloģiskais risinājums nav veiksmīgs, jo tā realizācijas gadījumā nepieciešams papildus kurināmais- malka, kā arī iespējams gadījums, kad, kurinot tikai ar pirolīzes tvaiku-gāzu maisījumu (pie koksnes relatīvā mitruma <20%), pārāk augstas dūmgāzu temperatūras dēļ (>1000°C) var notikt retoršu izdegšana, kā ari apmūrējuma un dūmeju bojājumi. Regulējot retoršu apsildi tikai ar dūmgāzu plūsmu ap retortēm, nav iespējams mainīt tvaiku-gāzu maisījuma padevi kurtuvē eksotermiskā procesa laikā, kad izdalīto tvaiku-gāzu daudzums ir divas reizes lielāks kā parasti, īpaši, ja tas notiek, piemēram, divās retortēs vienlaicīgi. Šādā gadījumā nav novēršama siltuma nelietderīga izmantošana un dūmgāzu temperatūras paaugstināšanās retoršu apsildes kanālos virs pieļaujamās, kas parasti ir ap 700°C.From the point of view of the complete combustion and heat transfer of the pyrolysis vapor-gas mixture, a solution using a smokestack and external heating retorts with an organized heat carrier flow around them, as described, for example, in patent LV 11 333 (1996) (prototype). However, even in this case the thermal and technological solution is unsuccessful, because in its implementation additional fuel-firewood is needed, as well as in case when using only pyrolysis vapor-gas mixture (at wood relative humidity <20%), too high flue gas temperature (> 1000 ° C), ridge burns can occur, as well as masonry and smoke damage. By controlling the heating of the retorts with only the flue gas flow around the retorts, it is not possible to change the delivery of the vapor-gas mixture to the furnace during an exothermic process when the amount of vapor-gas released is twice as usual, especially if it occurs simultaneously in two retorts. In this case, wasteful use of heat and flue gas temperature rise in retort heating ducts above the allowable temperature, usually around 700 ° C, cannot be prevented.

Ir zināms [6], ka siltuma patēriņš pirolīzes procesā un izdalīto tvaiku-gāzu daudzums galvenokārt ir atkarīgs no biomasas mitruma un tās blīvuma. Taču periodiska procesa īpatnība ir tā, ka tvaiku-gāzu izdalīšanās nav vienmērīga laikā, jo pirolīze noris vairākos posmos. Žūšanas (līdz 120-150°C) un termiskās sadalīšanās sākuma (120-275°C) posmā degt spējīgās gaistvielas izdalās maz un aparātā esošās koksnes vai citas biomasas temperatūras celšanai ar šo produktu sadedzināšanā iegūto siltumu nepietiek. Temperatūrā no 280-400°C notiek t. s. eksotermiskā reakcija un paša reakcijas siltuma un gaistošo produktu sadedzināšanas rezultātā radušais siltuma daudzums ir lielāks nekā nepieciešams koksnes vai citas biomasas temperatūras celšanai aparātā, un to var novadīt citiem aparātiem, kur koksne vai cita biomasa žūst vai tikko sāk termiski sadalīties. Kvēlināšanas posmā (400-500°C) pirolīzes gaistošo produktu sadedzināšana nodrošina nepieciešamo siltuma daudzumu, lai paceltu temperatūru aparātā un uzturētu to noteiktu laiku.It is known [6] that the heat consumption in the pyrolysis process and the amount of vapor-gas emitted depend mainly on the moisture and density of the biomass. However, the peculiarity of the batch process is that the vapor-gas release is not uniform over time, since pyrolysis occurs in several stages. During the drying (up to 120-150 ° C) and onset of thermal decomposition (120-275 ° C) volatile volatiles are released and the heat of burning these products is not enough to raise the temperature of wood or other biomass in the apparatus. At temperatures between 280-400 ° C t. s. the exothermic reaction and the amount of heat generated by the reaction heat itself and combustion of the volatile products is greater than that required to raise the temperature of the wood or other biomass in the apparatus and can be transferred to other apparatus where the wood or other biomass dries or is just beginning to decompose. During the annealing step (400-500 ° C), the combustion of volatile pyrolysis products provides the necessary amount of heat to raise the temperature in the apparatus and maintain it for a certain time.

Izgudrojuma mērķis ir novērst augstākminēto zināmo ārējās apsildes aparātu siltumnesēja sagatavošanas, padeves un regulēšanas trūkumus un nodrošināt:The object of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the preparation, supply and regulation of the heat carrier of the known external heating apparatus and to provide:

a) pilnīgu biomasas pirolīzes procesa apsildi, sadedzinot biomasas termiskās sadalīšanās reakcijas gaistošos produktus;(a) complete heating of the biomass pyrolysis process by combustion of the volatile products from the thermal decomposition of biomass;

b) pirolīzes aparātu pārkāršanas novēršanu;(b) prevention of overheating of pyrolysis apparatus;

c) biomasas termiskās sadalīšanās gaistošo produktu pilnīgu sadedzināšanu;(c) complete combustion of the volatile products from the thermal decomposition of biomass;

d) visa biomasas termiskās sadalīšanās gaistošo produktu enerģētiskā potenciāla racionālu izmantošanu.(d) rational use of the energy potential of all volatile products from the thermal decomposition of biomass.

Lai sasniegtu izvirzīto mērķi, piedāvāta ārējās apsildes pirolīzes aparātu un iznestās kurtuves sistēma, kurā pirolīzes procesa apsildi regulē ne tikai mainot dūmgāzu plūsmas intensitāti ap aparātiem, bet ari regulējot biomasas pirolīzes gaistošo produktu padevi, daļu no tiem sadedzinot utilizācijas kurtuvē un iegūstot siltumenerģiju un/vai realizējot krekingu pēc zināmiem paņēmieniem (izmantojot kokogles, dolomītu utml. pildījumu), un iegūstot uzglabājamu un transportablu gāzveida kurināmo.To achieve this goal, a system of external heating pyrolysis apparatus and a portable furnace is proposed in which heating of the pyrolysis process is controlled not only by varying the flue gas flow around the apparatus but also by regulating the volatile biomass pyrolysis product feed by cracking according to known techniques (using charcoal, dolomite, etc. filling) and producing storage and transportable gaseous fuels.

Bez tam piedāvāts veikt daļēju atstrādātā siltumnesēja recirkulāciju, lai novērstu siltumnesēja temperatūras paaugstināšanos virs pieļaujamās temperatūras (ap 700°C, ja retortes izgatavotas no nelēģēta tērauda).In addition, it is proposed to partially recycle the recycled heat carrier to prevent the heat carrier temperature from rising above the allowable temperature (around 700 ° C for retorts made of non-alloy steel).

Izgudrojuma realizācijai piedāvāts apvienot jebkuras konstrukcijas ārējās apsildes biomasas pirolīzes aparātus vienā sistēmā, kas sastāv no ne mazāk kā 3 aparātiem (optimāliFor the purpose of the invention, it is proposed to combine external heating biomass pyrolysis apparatus of any design into one system consisting of at least 3 apparatuses (optimally

4-6 aparāti), kopīgas iznestas kurtuves siltumnesēja iegūšanai no pirolīzes tvaiku - gāzu maisījuma, utilizācijas kurtuves un/vai tvaiku - gāzu krekinga iekārtas. Utilizācijas kurtuvē paredzēts sadedzināt lieko pirolīzes tvaiku - gāzu maisījumu siltumenerģijas ieguvei vietējam patēriņam (koksnes vai citas biomasas žāvēšanai, ūdens sildīšanai vai telpu apkurei). Tvaiku4 - 6 apparatus), common portable furnaces for the production of heat carrier from a pyrolysis vapor - gas mixture, a recovery furnace and / or a vapor - gas cracker. The recovery furnace is designed to burn excess pyrolysis vapor - gas mixture to produce heat for local consumption (drying wood or other biomass, heating water or space heating). Steam

-gāzu krekinga iekārta paredzēta pirolīzes tvaiku un gāzu maisījuma pārvēršanai transportablā un uzglabājamā deggāzē, ko iespējams izmantot arī iekšdedzes dzinējos.-Gas cracker for converting pyrolysis vapor-gas mixture into transportable and storage gas, which can also be used in internal combustion engines.

Iekārtas principiālā shēma parādīta fig. 1, kur : Rb R2, R3, Rļ- retortes; K- kurtuve; S - dūmenis; Z- žāvētava; U- utilizācijas kurtuve; G- krekinga iekārta, bet kokogļu ražošanas iekārtas shēma - fig. 2, kur: 1, 4- ventilatori; 2- kurtuve, 3- utilizācijas kurtuve; 5,6,7,8retortes; 9- dūmsūcējs; 10- dūmenis.The principal scheme of the apparatus is shown in FIG. 1, wherein: R b is R 2, R 3, R 1 - retort; K-furnace; S - smoke; Z- dryer; Utilization furnace; G- Cracking plant and scheme for charcoal production plant fig. 2, wherein: 1, 4 fans; 2- furnace, 3- disposal furnace; 5,6,7,8retortes; 9- smoke extractor; 10- Smoke.

Izgudrojuma realizācijai biomasas pirolīzes iekārtas darbs jāorganizē tā, lai katrā no sistēmā ieslēgtajām retortēm tiktu realizētas dažādas pirolīzes procesa stadijas. Strādājot ar aparātiem, kuru tilpumi un izmantotā biomasa būtiski neatšķiras, to panāk, uzsākot retoršu aparātapriti pēc vienādiem laika sprīžiem, ko nosaka pēc formulas:In order to realize the invention, the work of the biomass pyrolysis unit must be organized in such a way that each of the retorts enabled in the system is implemented in different stages of the pyrolysis process. In the case of apparatus which does not differ significantly in their volume and in the biomass used, this is achieved by the introduction of a rhetorical apparatus at the same time intervals, defined by the formula:

T <j-> _ procesa .T <j-> _ process.

n τ procesa - pirolīzes procesa ilgums, h; n - pirolīzes aparātu skaits.n τ process - pyrolysis process duration, h; n - number of pyrolysis apparatus.

Pirolīzes procesa apsildei sadedzināmo tvaiku - gāzu daudzumu kurtuvē K regulē pēc dūmgāzu temperatūras pirms retortšu Ri, R2, R3, R4 apsildes dūmejām. Pārsniedzot pieļaujamo temperatūru, rovī pirms retortēm tiek padots atstrādātais siltumnesējs un daļa tvaiku - gāzu maisījuma tiek novirzīta uz utilizācijas kurtuvi U un/vai krekinga iekārtu G, tādējādi samazinot siltumnesēja temperatūru līdz pieļaujamajai. Atsevišķu pirolīzes aparātu apsildi regulē ar aizbīdņiem vai aizvariem, kas novietoti atstrādātā siltumnesēja vadā aiz katra no aparātiem. Atstrādāto siltumnesēju izvada caur dūmeni S, bet daļu atstrādātā siltumnesēja iespējams novirzīt uz koksnes žāvētavu Z.For heating the pyrolysis process, the amount of vapor gas to be burned in the furnace K is controlled by the flue gas temperature prior to the heating flues R1, R2, R3, R4. Exceeding the allowable temperature, the recycle heat carrier is fed to the cavity before retorting and a portion of the vapor / gas mixture is diverted to a recovery furnace U and / or cracker G, thus reducing the heat carrier temperature to the allowable temperature. The heating of individual pyrolysis apparatuses is controlled by dampers or shutters placed in the treated heat carrier line behind each apparatus. The recycled heat carrier is discharged through the chimney S, but part of the recycled heat carrier can be directed to the wood dryer Z.

Piedāvāto biomasas karbonizācijas paņēmienu, nodrošinot procesam nepieciešamo enerģiju un papildus iegūstot deggāzi un realizāciju vienā no tās iespējamiem variantiem ilustrē fig. 1. un 2., neizsmeļot izgudrojuma iespējamos realizācijas veidus.The proposed biomass carbonation process, providing the energy required for the process and additionally obtaining the gas and its realization in one of its possible variants, is illustrated in FIG. 1 and 2, without limiting the possible embodiments of the invention.

Piemērs.Example.

Piedāvātā kokogļu ražošanas iekārta (fig. 2) sastāv no 4 ārējās apsildes periodiskas darbības retortēm (5; 6; 7; 8), kurtuves (2), dūmeņa (10) un utilizācijas kurtuves (3). Retortes izgatavotas no tērauda un apmūrētas ar ugunsizturīgiem ķieģeļiem. Apmūrējumā izvietotas spirālveida vai gredzenveida dūmejas, no kurām apakšējā izmūrēta no šamota ķieģeļiem, bet pārējās veido metāla segmenti, kas piemetināti retortes ārpusei. Kurtuves vertikālais rovis beidzas horizontālā sadalītāj rovī, pa kuru siltumnesēju padod retoršu, kas izvietotas divos pretējos blokos pa pāriem (5; 6) un (7; 8), dūmejās. Tāpat sadalītājrovī atrodas atstrādātā siltumnesēja ievads. Abos sadalītāj rovja galos pirms ieejas retoršu dūmejās ir ievietotas temperatūras mērierīces, ar kurām mēra siltumnesēja temperatūru.The proposed charcoal production plant (Fig. 2) consists of 4 external heating intermittent retorts (5; 6; 7; 8), a furnace (2), a chimney (10) and a utilization furnace (3). The retorts are made of steel and are bricked with refractory bricks. The masonry houses spiral or ring chimneys, the bottom of which is made of fireclay bricks, the rest consisting of metal segments welded to the outside of the retort. The vertical stove of the furnace terminates in a horizontal divider stove, in which the heat carrier is fed to the chimneys of pairs (5; 6) and (7; 8) arranged in two opposite blocks in pairs. There is also an inlet for the processed heat carrier in the manifold. At both ends of the distributor groove, temperature gauges are used to measure the temperature of the heat carrier before entering the retort flue smoke.

No retoršu (5; 6, 7; 8) dūmejām atstrādātais siltumnesējs nonāk kolektorā, kas ir savienots ar dūmeni (10). No kolektora atiet recirkulācijas cauruļvads, pa kuru atstrādātais siltumnesējs tiek padots ar dūmsūcēja (9) palīdzību kurtuves horizontālajā rovī un/vai arī uz koksnes žāvētavu. Ja pārogļojamās malkas relatīvais mitrums ir virs 30%, tad to iepriekš žāvē pēc kāda zināma paņēmiena. Pirolīzes tvaiku-gāzu maisījums no retortēm (5, 6; 7; 8) pa izvadcaurulēm saplūst kopējā kolektorā, no kurienes to padod caur tvaiku-gāzu degli kurtuvē (2). Deglim pievienots ventilators (1), kas paredzēts piespiedu gaisa padevei. No tvaiku-gāzu kolektora atiet cauruļvads, pa kuru daļu tvaiku-gāzu maisījuma caur degli, kam pievienots ventilators (4), novada utilizācijas kurtuvē (3) sadedzināšanai. Iegūto siltumenerģiju izlieto ūdens sildīšanai, telpu apkurei vai tehnoloģiskās malkas žāvēšanai.From the retorts (5; 6, 7; 8), the recovered heat carrier enters the manifold, which is connected to the chimney (10). Exit the manifold from the recirculation duct through which the recycled heat transfer medium is fed through a smokestack (9) into the horizontal furnace groove and / or into the wood dryer. If the relative humidity of the charcoal is above 30%, it must be pre-dried by some known method. The pyrolysis vapor-gas mixture from the retorts (5, 6; 7; 8) converts through the outlet pipes into a common manifold, from where it is fed through a vapor-gas burner to the furnace (2). Fan (1) for forced air supply connected to the burner. From the vapor-gas collector, drain a piping through which part of the vapor-gas mixture is discharged through the burner connected to the fan (4) to the recovery furnace (3) for incineration. The resulting thermal energy is used for heating water, space heating or drying firewood.

Piedāvātā paņēmiena realizācijai retortē (5) ar ģeometrisko tilpumu 6 m3 iekrauj 1520 cm garus koksnes klucēnus un hermētiski noslēdz apakšējo un augšējo vāku. Atver vārstu (7) uz tvaiku gāzu vada un vārstu (8) atstrādātā siltumnesēja vadā. Vārsts (9) ir paredzēts retortes apsildes atslēgšanai tās avārijas vai remonta gadījumā. Iekurina apsildes kurtuvi (2) ar malku, lai iegūtu siltumenerģiju pirolīzes procesa uzsākšanai retortē (5). Sasniedzot temperatūru 100°C, retortē sāk izdalīties galvenokārt ūdens tvaiki, kuri pa tvaiku-gāzu vadu nonāk kurtuvē (2). Tā kā vienas retortes aprites laiks ir 16 stundas, ik pēc 4 stundām apsildei pieslēdz nākošo retorti (6, 7; 8) līdzīgi kā aprakstīts iepriekš. Apkuri ar malku turpina paralēli pirolīzes tvaiku-gāzu sadedzināšanai, lai nodrošinātu siltumnesēja temperatūru horizontālajā rovī ap 700°C. Pakāpeniski, palielinoties tvaiku-gāzu siltumspējai, pārtrauc kurināšanu ar malku un pāriet pilnībā uz tvaiku-gāzu maisījuma sadedzināšanu. Siltumnesējam sasniedzot 800°C temperatūru, daļa tvaiku-gāzu maisījuma novirza uz utilizācijas kurtuvi (3), atverot vārstu (3) un pieverot vārstu (2). Atverot vārstu (5) un (19) uz atstrādātā siltumnesēja recirkulācijas vada un iedarbinot dūmsūcēju (9), daļu atstrādātā siltumnesēja padod kurtuves rovī, lai samazinātu siltumnesēja temperatūru līdz 800°C. Dūmsūcējs (9) paredzēts arī atstrādātā siltumnesēja padevei, atverot vārstu (6) uz koksnes žāvētavu. Dūmenī (10) izplūstošais atstrādātais siltumnesējs (dūmgāzes) tiek kontrolēts vizuāli pēc izskata dūmeņa galā, kā arī pēc oglekļa monoksīda koncentrācijas mērījuma rezultātiem. Nepietiekamas dabiskās vilkmes rezultātā radušos gaisa trūkumu kurtuvē (2) novērš, atverot vārstu (1) un padodot papildus gaisu ar ventilatoru (1) tvaiku-gāzu deglī. Kad temperatūra retortē (5) sasniegusi 450-500°C, aizver vārstu (8) atstrādātā siltumnesēja vadā un ļauj temperatūrai 1,52 stundu laikā nokristies par 50-100°C. Tad aizver vārstu uz tvaiku-gāzu vada (7) un, atverot retortes apakšējo vāku, izkrauj gatavās kokogles apakšā novietotā kokogļu dzesētājā. Pēc tam atver retortes augšējo lūku, aizver apašējo lūku, pieber retorti ar klucēniem un uzsāk procesu no sākuma.To implement the proposed method, a retort (5) with a geometric volume of 6 m 3 is loaded with 1520 cm long wood cubes and the hermetically sealed bottom and top lids. Open the valve (7) on the steam gas line and the valve (8) in the recycled heat carrier line. The valve (9) is designed to shut off the retort heater in the event of an emergency or repair. The heating furnace (2) is fired with firewood to obtain thermal energy for starting the pyrolysis process by retorting (5). Upon reaching a temperature of 100 ° C, mainly water vapor, which enters the furnace via the vapor-gas line, begins to emit in the retort (2). Since one retort has a lifetime of 16 hours, the next retort (6, 7; 8) is connected for heating every 4 hours, as described above. Firewood heating is continued in parallel with the pyrolysis vapor-gas combustion to maintain the heat carrier temperature in the horizontal groove around 700 ° C. Gradually, with the increase of the calorific value of the vapor-gases, the wood-burning is stopped and the combustion of the vapor-gas mixture is completely switched over. When the heat carrier reaches 800 ° C, part of the vapor-gas mixture is directed to the recovery furnace (3) by opening the valve (3) and tightening the valve (2). By opening the valves (5) and (19) on the recycle heat carrier recirculation line and actuating the smoke extractor (9), a portion of the recycled heat carrier is fed to the furnace groove to reduce the heat carrier temperature to 800 ° C. The smoke extractor (9) is also designed to feed the processed heat carrier by opening the valve (6) to the wood dryer. The recycled heat carrier (flue gas) discharged into the chimney (10) is monitored visually by its appearance at the end of the chimney as well as by measurement of carbon monoxide concentration. The lack of air due to insufficient natural draft in the furnace (2) is eliminated by opening the valve (1) and supplying additional air with a fan (1) in the steam-gas burner. When the retort (5) reaches 450-500 ° C, close the valve (8) in the recycled heat transfer line and allow the temperature to drop by 50-100 ° C within 1.52 hours. The valve on the vapor-gas line (7) is then closed and, when the retort lower cover is opened, is discharged of finished charcoal in a charcoal cooler located below. Then, open the top hatch of the retort, close the bottom hatch, puncture the piebald retorts and start the process from scratch.

Utilizācijas kurtuvē (3) tiek sadedzināts liekais tvaiku-gāzu maisījums, iegūstot siltumnesēju, kas tiek izmantots telpu un ūdens sildīšanai, kā arī koksnes žāvēšanai. Sadedzināšanai nepieciešamo gaisu padod, atverot vārstu (4), ar ventilatora (4) palīdzību. Šādi regulējot pirotīzes tvaiku-gāzu maisījuma padevi uz apsildes (2) un utilizācijas (3) kurtuvi, kā arī regulējot gaisa padevi attiecīgajās kurtuvēs ar ventilatoriem (1,4) un izmantojot daļēju atstrādātā siltumnesēja recirkulāciju apsildes kurtuves rovī ar dūmsūcēja (9) palīdzību, panāk:In the recovery furnace (3), the excess vapor-gas mixture is burned to produce a heat carrier which is used for space and water heating as well as for drying wood. The combustion air is supplied by opening the valve (4) via the fan (4). By controlling the supply of the pyrotechnic vapor-gas mixture to the furnace for heating (2) and utilization (3), as well as regulating the air supply to the respective furnaces with fans (1,4) and using partial recirculation of the recycled heat carrier in the furnace furnace via a smoke exhauster (9) achieve:

1) vienmērīgu siltumnesēja temperatūru (ap 700°C) pirms ieplūdes retoršu dūmejās, tādējādi pasargājot tās no termiskās bojāšanās;1) a constant temperature of the heat carrier (about 700 ° C) before entering the retort smoke, thus protecting them from thermal damage;

2) racionālu pirolīzes tvaiku-gāzu izmantošanu, nodrošinot pārogļošanās enerģētiski autonomu režīmu,(2) the rational use of pyrolysis vapor-gases providing an energetically autonomous mode of carbonization,

3) pilnīgu kurināmā (malkas, tvaiku-gāzu maisījuma) sadegšanu un zemu kaitīgo izmešu līmeni atmosfērā.3) complete combustion of fuel (firewood, vapor-gas mixture) and low level of harmful emissions into the atmosphere.

INFORMĀCIJAS AVOTISOURCES OF INFORMATION

1. TexHOJioran jiecoxnMnnecKHx npon3BoztcTB.- 1987., JlecHan npoMbiuuieHHOcTb, MocKBa, 352 CTp.1. TexHOJioran jiecoxnMnnecKHx npon3BoztcTB.— 1987., JlecHan npoMbiuuieHHOcTb, MocKBa, 352 CTp.

2. Kalniņš A. Ķīmiskā meža technoloģija.- Rīga, 1944, 496 Ipp.2. Kalniņš A. Chemical Forest Technology.- Riga, 1944, 496pp.

3. Emrich W. Handbook of Charcoal Making.- Amsterdam, 1985, 278 pp.3. Emrich W. Handbook of Charcoal Making.— Amsterdam, 1985, 278 pp.

4. SU 1. 312. 072, 1987.4. SU 1. 312. 072, 1987.

5. LV 10 631, 1993.5. LV 10 631, 1993.

6. LV 11 333, 1996.6. LV 11 333, 1996.

7. UJyjibrHH IO.H., E<1>hmob JI.M. AHajiH3 3HepreTnnecKHX aarpaT b npon3BojicTBe apeBecHoro yrjw.- 1988., CSopmiK rpvnoB ΙΙΗΙΕΊΧΗ, JlecHan npoMbiniJieHHocTb, MocKBa, c. 5-167. UJyjibrHH IO.H., E <1> hmob JI.M. AHajiH3 3HepreTnnecKHX aarpaT b npon3BojicTBe apeBecHoro yrjw.— 1988., CSopmiK rpvnoB ΙΙΗΙΕΊΧΗ, JlecHan npoMbiniJieHHocTb, MocKBa, c. 5-16

Claims (2)

IZGUDROJUMA FORMULAINVENTION FORMULA 1. Biomasas karbonizācijas procesā nepieciešamās enerģijas nodrošināšanas un iegūšanas paņēmiens, kas ietver biomasas karsēšanu hermētiskos ārējās apsildes reaktoros bez gaisa piekļūšanas, kas atšķiras ar to, ka, lai nodrošinātu ekoloģiski tīru procesu, realizētu to bez blakus kurināmā izmantošanas, izņemot kurināmo procesa uzsākšanai, izslēgtu tehnoloģiskās aparatūras izdegšanu un vienlaicīgi iegūtu vajadzīgās kvalitātes koksu vai kokogles, papildus siltumnesēju, kā arī transportablu un uzglabājamu gāzveida kurināmo, procesu veic periodiskas darbības iekārtā ar ne mazāk kā 3 aparātiem, katrā no kuriem realizē dažādas pirolīzes procesa stadijas, vienādās stadijas nobīdot laikā, pie kam siltumnesēja temperatūras un daudzuma regulēšanu veic izmainot tvaiku-gāzu maisījuma daudzumu, ko padod apsildes kurtuvē, un/vai padod atstrādāto siltumnesēju apsildes kurtuves rovī, bet prolīzes tvaiku-gāzu maisījumu, kas nav nepieciešams procesa uzturēšanai, ievada krekinga iekārtā, lai iegūtu transportablu un uzglabājamu deggāzi.1. A process for providing and obtaining the energy required for a biomass carbonation process, comprising heating the biomass in an airtight, external air-heated reactor, except that, in order to ensure an ecologically clean process, combustion of technological equipment and simultaneous production of the required quality coke or charcoal, in addition to heat carrier, as well as transportable and stored gaseous fuels, is carried out in a batch operation with not less than 3 apparatus, each carrying out different stages of the pyrolysis process, subjecting the temperature and volume control of the heat carrier to varying the amount of vapor-gas mixture fed to the furnace and / or feeding the processed heat carrier into the furnace furnace groove and the proliferation vapor-gas mixture, which v required for process maintenance, fed into a cracker to obtain transportable and stored gas. 2. Iekārta paņēmiena saskaņā ar 1. punktu realizācijai, kas atšķiras ar to, ka tās sastāvā ietilpst tehnoloģiskās koksnes žāvētava, utilizācijas kurtuve un tvaiku-gāzu maisījuma krekinga iekārta.2. An apparatus as claimed in claim 1, characterized in that it comprises a technological wood dryer, a recovery furnace and a steam-gas mixture cracker.
LVP-96-377A 1996-09-19 1996-09-19 BIOMASS CARBONIZATION PROCESS FOR THE ENERGY SUPPLY AND / OR EXHAUST EMISSIONS LV11994B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-96-377A LV11994B (en) 1996-09-19 1996-09-19 BIOMASS CARBONIZATION PROCESS FOR THE ENERGY SUPPLY AND / OR EXHAUST EMISSIONS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-96-377A LV11994B (en) 1996-09-19 1996-09-19 BIOMASS CARBONIZATION PROCESS FOR THE ENERGY SUPPLY AND / OR EXHAUST EMISSIONS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV11994A LV11994A (en) 1998-03-20
LV11994B true LV11994B (en) 1998-05-20

Family

ID=19736202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-96-377A LV11994B (en) 1996-09-19 1996-09-19 BIOMASS CARBONIZATION PROCESS FOR THE ENERGY SUPPLY AND / OR EXHAUST EMISSIONS

Country Status (1)

Country Link
LV (1) LV11994B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104312603A (en) * 2014-10-24 2015-01-28 缪宏 Efficient, environment-friendly, energy-saving biomass carbon making machine set

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104312603A (en) * 2014-10-24 2015-01-28 缪宏 Efficient, environment-friendly, energy-saving biomass carbon making machine set

Also Published As

Publication number Publication date
LV11994A (en) 1998-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4584947A (en) Fuel gas-producing pyrolysis reactors
RU2346023C1 (en) Wood pyrolyser
EP0584413B1 (en) Pyrolysis process
EP0009026A1 (en) Non-polluting process for carbonization of wood
RU185863U1 (en) HEATING DEVICE
CN102746902A (en) Gasification method of organic wastes and special gasification furnace
CN105371280B (en) The apparatus and method that a kind of solid waste organic substance cleaning is burned
FR2797642A1 (en) PROCESS AND PLANT FOR THE PRODUCTION OF A COMBUSTIBLE GAS FROM A LOAD RICH IN ORGANIC MATTER
CN101691492A (en) Coal carbonization technology
RU2574051C2 (en) Charcoal kiln
US4036753A (en) Pyrolysis process for treating sewage sludge containing chromium
LV11994B (en) BIOMASS CARBONIZATION PROCESS FOR THE ENERGY SUPPLY AND / OR EXHAUST EMISSIONS
EA036674B1 (en) Plant for producing biocoal and corresponding process
RU2147601C1 (en) Solid-fuel gas generator
JP2000063848A (en) Carbonization furnace by heated steam
RU89670U1 (en) DEVICE FOR DISPOSAL OF WET WASTE CONTAINING ORGANIC MATERIALS
KR101185745B1 (en) Carbonized rice-hulls burner
RU2083633C1 (en) Method of thermal processing of wood
RU2293252C2 (en) Device for burning raw peat and wooden chips in furnace of heating plants
RU2657042C2 (en) Method for producing a combustible gas from a solid fuel and reactor for its implementation
RU2115689C1 (en) Device for producing charcoal
RU76912U1 (en) CHARCOAL INSTALLATION
CN204097406U (en) The equipment of timber continuously carbonizing and gasification
RU205811U1 (en) WET CHIPS COMBUSTION DEVICE
RU2150483C1 (en) Charcoal production apparatus