RU132073U1

RU132073U1 - CONTINUOUS DEVICE FOR THE PYROLYSIS OF MILLED MATERIALS

Info

Publication number: RU132073U1
Application number: RU2013116418/04U
Authority: RU
Inventors: Юрий Геннадьевич Скурыдин
Original assignee: Юрий Геннадьевич Скурыдин
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2013-09-10

Abstract

Устройство для пиролиза измельченных материалов, содержащее загрузочный бункер, шнековый питатель с вертикальным отводом, сообщающимся с верхней частью трубы-реторты, содержащей шнек для перемещения обрабатываемого материала от зоны загрузки к зоне выгрузки с одновременной реализацией процесса пиролиза за счет подвода тепла от системы нагревателей, расположенных по всей длине реторты, при этом в верхней части трубы-реторты по всей длине выполнена система отверстий-газоходов для отвода газов, образующихся при пиролизе, а в противоположном от загрузчика конце реторты располагается устройство выгрузки получаемого угля, реализованное в виде вертикального отвода, соединенного одним концом непосредственно с трубой реторты в ее нижней части и заканчивающегося приемным бункером, содержащим или не содержащим шнек для сбора и выгрузки получаемого угля.A device for the pyrolysis of crushed materials containing a loading hopper, a screw feeder with a vertical outlet communicating with the upper part of the retort pipe containing a screw for moving the processed material from the loading zone to the discharge zone with the simultaneous implementation of the pyrolysis process by supplying heat from a system of heaters located along the entire length of the retort, while in the upper part of the retort pipe along the entire length there is a system of gas ducts for the removal of gases generated during pyrolysis, and in contrast The end of the retort located on the bottom of the loader is a device for unloading the obtained coal, implemented in the form of a vertical outlet connected at one end directly to the retort pipe in its lower part and ending with a receiving hopper with or without a screw for collecting and unloading the obtained coal.

Description

Полезная модель предназначена для получения угля и жидких продуктов из измельченных органических материалов, прежде всего древесины и прочих отходов растительного происхождения (соломы, костры, скорлупы орехов, лузги, шелухи, гузапаи и т.п.), измельченных древесных плит, а также резины, полимерных и композитных материалов, отходов каменного и бурого угля, торфа, бытового мусора методом пиролиза и может быть использована на предприятиях лесопереработки, сельского хозяйства, угольной отрасли, в коммунальной сфере и т.п.The utility model is designed to produce coal and liquid products from crushed organic materials, primarily wood and other plant wastes (straw, bonfires, nutshells, husks, husks, guzapai, etc.), crushed wood boards, as well as rubber, polymeric and composite materials, waste of coal and brown coal, peat, household garbage by the pyrolysis method and can be used in enterprises of timber processing, agriculture, coal industry, in the communal sphere, etc.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является «Установка непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов», включающая реторту со шнековым питателем (патент РФ N 2408654). Процесс получения угля в известном устройстве осуществляется без доступа кислорода воздуха путем нагрева реторты внешним нагревателем, при этом перемещение обрабатываемого материала внутри реторты от зоны загрузки к зоне выгрузки осуществляется шнеком, расположенным внутри трубы. Загрузка материала внутрь реторты осуществляется шнековым питателем, посредством которого в переходной зоне между питателем и ретортой создается пробка из загружаемого материала, препятствующая попаданию наружного воздуха в реторту и неконтролируемому выходу пиролизных газов из реторты. Зона выгрузки реализована в виде сужения в сечении трубы реторты в противоположном от питателя конце, где главным шнеком создается пробка из твердых продуктов пиролиза (угля), которая также препятствует попаданию наружного воздуха в реторту и неконтролируемому выходу пиролизных газов из нее. Под воздействием тепла от внешних источников происходит сушка обрабатываемого материала, а затем его термическое разложение до образования углеродистого остатка. В процессе пиролиза образуются газы, которые выходят через отверстия в верхней части реторты и через газоходы поступают в конденсатор.Closest to the claimed utility model is the "Installation of continuous operation for the pyrolysis of carbon-containing materials", including a retort with a screw feeder (RF patent N 2408654). The process of producing coal in a known device is carried out without access of oxygen by heating the retort with an external heater, while moving the processed material inside the retort from the loading zone to the discharge zone is carried out by a screw located inside the pipe. The material is loaded inside the retort by a screw feeder, by means of which a plug is created from the feed material in the transition zone between the feeder and the retort, which prevents outside air from entering the retort and the uncontrolled release of pyrolysis gases from the retort. The discharge zone is implemented in the form of a narrowing in the cross section of the retort pipe at the end opposite the feeder, where the main screw creates a plug of solid pyrolysis products (coal), which also prevents the ingress of external air into the retort and the uncontrolled release of pyrolysis gases from it. Under the influence of heat from external sources, the processed material is dried, and then its thermal decomposition to form a carbon residue. In the process of pyrolysis, gases are formed that exit through the holes in the upper part of the retort and through the flues enter the condenser.

Известное устройство для получения угля имеет ограниченную производительность, относительно небольшой диапазон регулировки скорости загрузки, обработки и выгрузки готового продукта. Кроме того, конструкция устройства предполагает наличие двух переходных зон специальной формы, а также шнеков силовой конструкции, необходимой для создания и проталкивания пробки из обрабатываемого материала или угля. Отмеченные особенности делают установку сложной в изготовлении, требуют периодической замены отдельных ее частей вследствие интенсивного износа, что увеличивает стоимость устройства и себестоимость получаемой продукции.The known device for producing coal has limited productivity, a relatively small range of adjustment of the speed of loading, processing and unloading of the finished product. In addition, the design of the device implies the presence of two transition zones of a special shape, as well as the screws of the power structure necessary to create and push the cork out of the processed material or coal. The noted features make the installation difficult to manufacture, require periodic replacement of its individual parts due to intense wear, which increases the cost of the device and the cost of production.

Задачей предложенной полезной модели является упрощение конструкции, увеличение производительности за счет увеличения скорости загрузки, уменьшение затрат на эксплуатацию.The objective of the proposed utility model is to simplify the design, increase productivity by increasing the download speed, reduce operating costs.

Технический результат достигается тем, что устройство для получения угля, содержащее шнековую реторту 1, включает загрузочную систему из питающего бункера 2, горизонтальной трубы с коротким шнеком 3, и вертикальной трубы-подвода 4, сообщающейся непосредственно с ретортой. Устройство выгрузки располагается в противоположном от загрузчика конце реторты в ее нижней части, и состоит из короткого вертикального отвода 5, бункера для получаемого угля 6, и разгрузочного шнека 7. В верхней части трубы реторты по всей ее длине располагается система отверстий-газоходов 8, необходимых для отвода образующихся пиролизных газов для их дальнейшей конденсации или сжигания. Таким образом, реализована единая конструкция устройства для осуществления непрерывного процесса загрузки исходного сырья, пиролиза и выгрузки получаемого угля с возможностью отвода пиролизных газов для их утилизации или переработки.The technical result is achieved by the fact that the device for producing coal containing a screw retort 1 includes a loading system of a feed hopper 2, a horizontal pipe with a short screw 3, and a vertical supply pipe 4 that communicates directly with the retort. The unloading device is located at the end of the retort opposite from the loader in its lower part, and consists of a short vertical outlet 5, a hopper for the obtained coal 6, and an unloading screw 7. In the upper part of the retort pipe along its entire length there is a system of openings-flues 8 for removal of the resulting pyrolysis gases for their further condensation or combustion. Thus, a unified design of the device for implementing a continuous process of loading the feedstock, pyrolysis and unloading the obtained coal with the possibility of removal of pyrolysis gases for their disposal or processing is implemented.

На Фиг.1 представлена схема устройства для получения угля.Figure 1 presents a diagram of a device for producing coal.

Предложено устройство для получения угля, содержащее бункер 2, из которого исходный измельченный углеродсодержащий материал поступает в короткую трубу со шнеком 3. При этом в трубе 3 при вращении шнека происходит непрерывное перемещение загружаемого материала к вертикальной трубе-подводу 4, откуда материал попадает непосредственно в реторту 1. Распределение подаваемого материала по всему сечению трубы 3 исключает наличие в ней свободного пространства и гарантирует непопадание наружного воздуха в реторту, а также выход пиролизных газов из нее через загрузочную часть. Собственно реторта реализована в виде длинной стальной трубы с продольным шнеком, посредством которого происходит непрерывно-последовательное перемещение обрабатываемого материала от зоны загрузки к зоне выгрузки. Постоянный подвод тепла извне к реторте, осуществляемый системой газовых горелок или электронагревателей 9, расположенных в ее наружной части по всей длине трубы, позволяет поддерживать температуру в диапазоне, необходимом для осуществления подсушивания исходного сырья, его пиролиза и стабилизации получаемого угля. Верхняя часть трубы реторты оснащена системой отверстий-газоходов, необходимых для свободного отвода образующихся пиролизных газов с целью их дальнейшей конденсации или сжигания. Устройство выгрузки располагается в противоположном от загрузчика конце реторты в ее нижней части, и состоит из короткого вертикального отвода 5, бункера для получаемого угля 6, и разгрузочного шнека 7, используемого для перемещения угля в сменные емкости.A device for producing coal is proposed, containing a hopper 2, from which the initial crushed carbon-containing material enters a short pipe with a screw 3. At the same time, in the pipe 3, when the screw rotates, the feed material is continuously moved to a vertical supply pipe 4, from where the material goes directly to the retort 1. The distribution of the supplied material over the entire cross section of the pipe 3 eliminates the presence of free space in it and ensures that outside air does not enter the retort, as well as the exit of pyrolysis gases and from it through the boot part. The retort itself is implemented as a long steel pipe with a longitudinal screw, through which there is a continuous-sequential movement of the processed material from the loading zone to the unloading zone. The constant supply of heat from the outside to the retort, carried out by a system of gas burners or electric heaters 9, located in its outer part along the entire length of the pipe, allows you to maintain the temperature in the range necessary for the drying of the feedstock, its pyrolysis and stabilization of the resulting coal. The upper part of the retort pipe is equipped with a system of gas ducts necessary for the free removal of the resulting pyrolysis gases with a view to their further condensation or combustion. The unloading device is located at the end of the retort opposite from the loader in its lower part, and consists of a short vertical outlet 5, a hopper for the obtained coal 6, and an unloading screw 7 used to move the coal into removable containers.

Устройство работает следующим образом. Сырье из питающего бункера 2 под действием силы гравитации непрерывно поступает в загрузчик 3, из которого шнеком перемещается к вертикальному подводу 4, соединенному с верхней частью трубы реторты 1. Шнек, расположенный в реторте, постепенно перемещает материал от зоны загрузки к противоположному концу трубы. С наружной части трубы реторты по всей ее длине расположена система нагревателей 9, посредством которых обрабатываемый материал нагревается в реторте до температуры, обеспечивающей процесс пиролиза с образованием смеси пирогазов и твердого углеродного остатка. Для генерации тепла могут быть использованы электронагревательные элементы, система газовых горелок, работающая, в том числе на неконденсируемой фракции газовой смеси, выходящей из реторты. Отвод пиролизных газов, образующихся в процессе обработки, осуществляется через систему отверстий-газоходов 8, расположенных в верхней части трубы реторты по всей ее длине. За пределами реторты все газоходы объединяются в один коллектор, через который пиролизные газы попадают в конденсатор (на схеме не показан). Неконденсируемая фракция, пройдя гидрозатвор, подвергается сжиганию. Разгрузочная часть системы, предназначенная для выгрузки полученного в процессе обработки угля, расположена в противоположном от загрузчика конце реторты в ее нижней части, и реализована в виде вертикального отвода 5, соединенного непосредственно с ретортой, бункера для угля 6, и разгрузочного шнека 7, при вращении которого весь уголь постепенно выводится наружу в емкости для стабилизации. Непопадание наружного воздуха в реторту и неконтролируемый выход пирогазов из системы через устройства загрузки сырья и выгрузки углеродного остатка обеспечивается за счет формирования пробок из загружаемого материала и получаемого угля соответственно в шнековых частях загрузчика и разгрузчика, в которых происходит распределение материала по всему сечению трубы.The device operates as follows. The raw material from the feed hopper 2 under the influence of gravity continuously enters the loader 3, from which it moves by a screw to a vertical supply 4 connected to the upper part of the retort pipe 1. The screw located in the retort gradually moves the material from the loading zone to the opposite end of the pipe. From the outer part of the retort tube along its entire length there is a system of heaters 9, by means of which the processed material is heated in the retort to a temperature that ensures the pyrolysis process with the formation of a mixture of pyrogases and a solid carbon residue. To generate heat, electric heating elements and a gas burner system can be used, which also works on the non-condensable fraction of the gas mixture leaving the retort. The removal of the pyrolysis gases generated during processing is carried out through a system of gas openings 8 located in the upper part of the retort pipe along its entire length. Outside the retort, all flues are combined into a single collector through which the pyrolysis gases enter the condenser (not shown in the diagram). The non-condensable fraction, having passed the water trap, is burned. The unloading part of the system, intended for unloading the coal obtained during processing, is located at the end of the retort opposite to the loader in its lower part, and is implemented as a vertical outlet 5 connected directly to the retort, a coal hopper 6, and an unloading screw 7, while rotating of which all coal is gradually brought out in the tank for stabilization. Outflow of external air into the retort and uncontrolled exit of the pyrogas from the system through the raw material loading and carbon unloading devices is ensured by the formation of plugs from the loaded material and the obtained coal, respectively, in the screw parts of the loader and unloader, in which the material is distributed over the entire pipe section.

Работа устройства позволяет в безостановочном процессе получать жидкую, твердую и газообразную фракцию пиролиза разнообразных углеродсодержащих материалов, прежде всего отходов производства и потребления в виде древесных опилок, стружки, щепы, а также соломы, костры, лузги, скорлупы, шелухи, измельченных полимерных и композитных материалов, древесных плит, резины, бытового мусора, бурого и каменного угля и т.п. Устройство пригодно для работы в качестве газогенератора, системы для получения жидких топлив, угля, активного угля. При этом гарантируется непрерывность процесса, простота обслуживания, точность установки требуемых параметров работы - прежде всего температуры, скорости в зависимости от вида исходного сырья и конкретных требований к качеству получаемой продукции. Устройство может быть мобильным.The operation of the device allows in a non-stop process to obtain a liquid, solid and gaseous pyrolysis fraction of a variety of carbon-containing materials, primarily production and consumption wastes in the form of sawdust, wood shavings, wood chips, as well as straw, fires, husks, shells, husks, crushed polymer and composite materials , wood boards, rubber, household waste, lignite and coal, etc. The device is suitable for operation as a gas generator, a system for producing liquid fuels, coal, activated carbon. This guarantees the continuity of the process, ease of maintenance, accuracy of setting the required operating parameters - primarily temperature, speed, depending on the type of feedstock and specific requirements for the quality of the products. The device may be mobile.

Известное устройство для получения угля, жидких и газообразных продуктов пиролиза имеет ограниченную производительность, относительно небольшой диапазон регулировки скорости загрузки, обработки и выгрузки готового продукта. Кроме того, конструкция устройства предполагает наличие двух переходных зон специальной формы, а также шнеков силовой конструкции, необходимой для создания и проталкивания пробки из обрабатываемого материала или угля. Отмеченные особенности делают установку сложной в изготовлении, требуют периодической замены отдельных ее частей вследствие интенсивного износа, что увеличивает стоимость устройства и себестоимость получаемой продукции. По сравнению с прототипом, предложенная конструкция более проста в изготовлении, более производительна и менее требовательна к фракционному составу исходного сырья, не содержит элементов, подвергающихся в процессе работы значительным механическим нагрузкам, соответственно менее подвержена износу.The known device for producing coal, liquid and gaseous pyrolysis products has limited productivity, a relatively small range of adjustment of the speed of loading, processing and unloading of the finished product. In addition, the design of the device implies the presence of two transition zones of a special shape, as well as the screws of the power structure necessary to create and push the cork out of the processed material or coal. The noted features make the installation difficult to manufacture, require periodic replacement of its individual parts due to intense wear, which increases the cost of the device and the cost of production. Compared with the prototype, the proposed design is simpler to manufacture, more productive and less demanding on the fractional composition of the feedstock, does not contain elements subjected to significant mechanical stresses during operation, and accordingly is less susceptible to wear.

Claims

A device for the pyrolysis of crushed materials containing a loading hopper, a screw feeder with a vertical outlet communicating with the upper part of the retort pipe containing a screw for moving the processed material from the loading zone to the discharge zone with the simultaneous implementation of the pyrolysis process by supplying heat from a system of heaters located along the entire length of the retort, while in the upper part of the retort pipe along the entire length there is a system of gas ducts for the removal of gases generated during pyrolysis, and in contrast The end of the retort located on the bottom of the loader is a device for unloading the obtained coal, implemented in the form of a vertical outlet connected at one end directly to the retort pipe in its lower part and ending with a receiving hopper with or without a screw for collecting and unloading the obtained coal.