RU140672U1

RU140672U1 - INSTALLATION FOR PROCESSING ORGANIC RAW MATERIALS IN FUEL

Info

Publication number: RU140672U1
Application number: RU2013138094/05U
Authority: RU
Inventors: Игорь Георгиевич Соловьев; Владимир Алексеевич Петушков; Александр Михайлович Жеребин; Александр Анатольевич Гончаров; Алексей Константинович Мочалов; Владимир Федорович Соколов; Франк Бернд Шварцер
Original assignee: Витек Технолоджименеджмент Гмбх
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2014-05-20

Abstract

1. Установка для переработки органического сырья в топливо, характеризующаяся тем, что она содержит последовательно установленные по ходу технологического процесса и герметично соединенные между собой бункер с подготовленным исходным сырьем, струйный питатель и снабженный рубашкой низкотемпературный реактор быстрого пиролиза, который посредством трубопроводов соединен с вентиляторами высокого давления, один из которых подключен к топке с газомазутной горелкой для частичной подачи рециркуляционного пиролизного газа в струйный питатель и рубашку низкотемпературного реактора быстрого пиролиза, а другой вентилятор высокого давления подключен через блок дезодорации и очистки к холодильнику-конденсатору, который соединен с тарельчатой центрифугой для частичного обезвоживания топлива, при этом тарельчатая центрифуга подключена к волновому генератору для получения готового топлива, который, в свою очередь, через насос соединен со сборником жидкого топлива.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок дезодорации и очистки включает в себя водяной холодильник, адсорбер и набор фильтров, последовательно установленных и соединенных между собой.1. Installation for the processing of organic raw materials into fuel, characterized in that it contains sequentially installed during the technological process and hermetically connected to each other a hopper with prepared feedstock, a jet feeder and a jacketed low-temperature quick pyrolysis reactor, which is connected via pipelines to high-pressure fans pressure, one of which is connected to a furnace with a gas-oil burner for partial supply of recirculated pyrolysis gas to the jet pit the body and jacket of a low-temperature quick pyrolysis reactor, and another high-pressure fan is connected through a deodorization and cleaning unit to a condenser refrigerator, which is connected to a plate centrifuge to partially dehydrate the fuel, while the plate centrifuge is connected to a wave generator to produce finished fuel, which, in in turn, through the pump it is connected to the liquid fuel collector. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the deodorization and cleaning unit includes a water cooler, an adsorber and a set of filters installed in series and interconnected.

Description

Полезная модель относится к области переработки органического сырья в различные виды топлива (газообразное, жидкое, твердое) путем низкотемпературного пиролиза и может быть использовано при переработке, например, древесины, птичьего помета, лигнина, соломы и т.п.The utility model relates to the field of processing organic raw materials into various types of fuel (gaseous, liquid, solid) by low-temperature pyrolysis and can be used in the processing of, for example, wood, bird droppings, lignin, straw, etc.

Известна установка для переработки органического сырья, состоящая из механизма для подачи исходного сырья, реактора для пиролиза с реакционной камерой и системы для разделения парогазообразной смеси. Система для разделения включает в себя циклон, каталитическую насадку, конденсатор, массообменную колонну, центробежный активный циклон, вентилятор и шиберный регулятор. В качестве механизма для выгрузки используется шлюзовой дозатор. Реактор для пиролиза снабжен кольцевой топочной камерой, расположенной в его нижней части вокруг его реакционной камеры. (RU 2182684 C1, опубликовано 20.06.2011).A known installation for the processing of organic raw materials, consisting of a mechanism for supplying raw materials, a pyrolysis reactor with a reaction chamber and a system for separating a vapor-gas mixture. The separation system includes a cyclone, a catalytic nozzle, a condenser, a mass transfer column, a centrifugal active cyclone, a fan, and a slide valve. A lock dispenser is used as a mechanism for unloading. The pyrolysis reactor is equipped with an annular combustion chamber located in its lower part around its reaction chamber. (RU 2182684 C1, published 06/20/2011).

Способ переработки органического сырья включает загрузку сырья в реакционную камеру реактора для пиролиза, и проведение там процесса низкотемпературного пиролиза, осуществляемого под небольшим разряжением, с последующей выгрузкой полученных в камере твердых топливных компонентов. В процессе осуществления пиролиза из реакционной камеры реактора проводят вывод объема образующейся там парогазообразной смеси с последующим разделением ее на отдельные составляющие. Для этого используют циклон, каталитическую насадку и конденсатор.A method of processing organic raw materials includes loading the raw materials into the reaction chamber of the pyrolysis reactor, and carrying out there a low-temperature pyrolysis process carried out under a small discharge, followed by unloading the solid fuel components obtained in the chamber. In the process of pyrolysis from the reaction chamber of the reactor, the volume of the vapor-gas mixture formed therein is withdrawn, followed by its separation into separate components. For this, a cyclone, a catalytic nozzle and a condenser are used.

Очищенную от воды газообразную смесь подают на массообменную колонну, где и отделяется топливная жидкость, после этого оставшийся пиролизный газ пропускают через активный циклон, в котором осаждаются остатки топливной жидкости. Затем струя пиролизного газа с помощью шиберного регулятора разделяется на два потока. Один из них направляют в кольцевую топочную камеру реактора пиролиза, а второй - в теплогенератор для дожигания. Полученные в теплогенераторе продукты горения направляют на сушку исходного сырья, подсушенное сырье загружают в реактор для пиролиза через шлюзовой дозатор загрузки.The gaseous mixture purified from water is fed to the mass transfer column, where the fuel liquid is separated, after which the remaining pyrolysis gas is passed through an active cyclone, in which the remaining fuel liquid is deposited. Then, the jet of pyrolysis gas is divided into two streams using a gate valve. One of them is sent to the annular combustion chamber of the pyrolysis reactor, and the second to the heat generator for afterburning. The combustion products obtained in the heat generator are sent to the drying of the feedstock, the dried feed is loaded into the pyrolysis reactor through the lock feed batcher.

Использование разделительной системы позволяет выделить из парообразной смеси, выходящей из реактора, воду, взвешенные твердые частицы, вредные примеси и топливные компоненты. Реактор в известном устройстве выполнен в виде цилиндра, состоящего из двух коаксиально расположенных обечаек с внутренней теплоизоляцией. Полость внутри такого реактора играет роль реакционной камеры, в которой и осуществляется процесс пиролиза. Для изоляции реакционной камеры от наружной атмосферы применяются подвижные плиты, установленные на противоположных концах корпуса реактора.The use of a separation system makes it possible to isolate water, suspended solids, harmful impurities and fuel components from a vaporous mixture leaving the reactor. The reactor in the known device is made in the form of a cylinder, consisting of two coaxially located shells with internal thermal insulation. The cavity inside such a reactor plays the role of a reaction chamber, in which the pyrolysis process is carried out. To isolate the reaction chamber from the outside atmosphere, movable plates mounted at opposite ends of the reactor vessel are used.

Этому техническому решению присущи следующие недостатки. Несмотря на применение достаточно сложного загрузочного шлюзового дозатора, в момент загрузки в реакционную камеру пиролиза вместе с атмосферным воздухом в массу сырья неизбежно попадают все новые и новые порции кислорода. Кроме того, обязательным будет появление там и других присутствующих в наружной атмосфере газов, например, таких как углекислый газ, попадание которых оказывает негативное влияние на качественные характеристики получаемого топливного продукта. Недостатком является также сложность конструкции из-за большого количества применяемого оборудования.This technical solution has the following disadvantages. Despite the use of a rather complicated loading lock batcher, at the moment of loading into the reaction chamber of the pyrolysis together with atmospheric air, more and more portions of oxygen inevitably fall into the mass of raw materials. In addition, the appearance of other gases present in the external atmosphere, such as carbon dioxide, the ingress of which adversely affects the quality characteristics of the resulting fuel product, will be mandatory. The disadvantage is the complexity of the design due to the large number of equipment used.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание установки для переработки органического сырья для получения чистых топливных продуктов (газообразных, жидких, твердых) из различных углеводородных отходов, обеспечивающей защиту окружающей среды от выброса в атмосферу вредных газов, снижение себестоимости готового продукта, экономию энергоресурсов и материальных затрат.The objective of this utility model is to eliminate these drawbacks and to create an installation for processing organic raw materials to produce clean fuel products (gaseous, liquid, solid) from various hydrocarbon wastes, protecting the environment from harmful gases, reducing the cost of the finished product, and saving energy resources and material costs.

Технический результат заключается в проведении быстрого низкотемпературного пиролиза, в поддержании в бункере необходимого давления пиролизных газов, которое обеспечивает непроникновение воздуха из бункера в газовзвесь и далее в реактор, в использовании рециркуляции пиролизного газа, в проведении процесса дезодорации, в использовании для дезодорации сорбента, полученного из собственного углистого вещества, а также в увеличении «выхода» жидкого топлива с повышенной теплотой сгорания.The technical result consists in carrying out rapid low-temperature pyrolysis, in maintaining the necessary pressure of pyrolysis gases in the hopper, which ensures that air does not penetrate from the hopper into the gas suspension and further into the reactor, in using recycle pyrolysis gas, in carrying out the deodorization process, and in using for deodorizing the sorbent obtained from own carbonaceous matter, as well as in increasing the "yield" of liquid fuel with increased heat of combustion.

Технический результат достигается тем, что установка для переработки органического сырья в топливо содержит последовательно установленные по ходу технологического процесса и герметично соединенные между собой бункер с подготовленным исходным сырьем, струйный питатель и снабженный рубашкой низкотемпературный реактор быстрого пиролиза, который посредством трубопроводов соединен с вентиляторами высокого давления, один из которых подключен к топке с газомазутной горелкой для частичной подачи подогретого рециркуляционного пиролизного газа в струйный питатель и рубашку низкотемпературного реактора быстрого пиролиза, а другой вентилятор высокою давления подключен через блок дезодорации и очистки к холодильнику-конденсатору, который соединен с тарельчатой центрифугой для частичного обезвоживания топлива, при этом тарельчатая центрифуга подключена к волновому генератору для получения готового топлива, который, в свою очередь, через насос соединен со сборником жидкого топлива.The technical result is achieved by the fact that the installation for the processing of organic raw materials into fuel contains a hopper sequentially installed during the process and hermetically connected to each other with prepared feedstock, a jet feeder and a jacketed low-temperature quick pyrolysis reactor, which is connected via pipelines to high-pressure fans, one of which is connected to a furnace with a gas-oil burner for partial supply of heated recycle pyrolysis gas to the jet feeder and jacket of the low-temperature rapid pyrolysis reactor, and another high-pressure fan is connected through a deodorization and cleaning unit to the condenser refrigerator, which is connected to a plate centrifuge for partial dehydration of the fuel, while the plate centrifuge is connected to a wave generator to produce finished fuel , which, in turn, is connected through a pump to a liquid fuel collector.

Блок дезодорации и очистки включает в себя водяной холодильник, адсорбер и набор фильтров, последовательно установленных и соединенных между собой.The deodorization and cleaning unit includes a water cooler, an adsorber and a set of filters installed in series and interconnected.

Размещение в установке струйного питателя, герметично соединенного с бункером и низкотемпературным реактором быстрого пиролиза, является отличительной особенностью данной полезной модели, что обеспечивает непроникновение воздуха из бункера в газовзвесь, которая поступает далее в низкотемпературный реактор быстрого пиролиза.The placement in the installation of a jet feeder, hermetically connected to the hopper and the low temperature fast pyrolysis reactor, is a distinctive feature of this utility model, which ensures that air does not penetrate from the hopper into the gas suspension, which then enters the low temperature fast pyrolysis reactor.

Отличительной особенностью полезной модели является также то, что низкотемпературный реактор быстрого пиролиза снабжен рубашкой для поступления дымовых газов, обеспечивающих поддержание изотермических условий протекания химических реакций.A distinctive feature of the utility model is that the low-temperature fast pyrolysis reactor is equipped with a jacket for the entry of flue gases, ensuring the maintenance of isothermal conditions for chemical reactions.

Новым является размещение в установке блока дезодорации и очистки с использованием собственного сорбента, полученного из углистого вещества. Установка блока дезодорации и очистки позволяет обеспечить защиту окружающей среды от выброса в атмосферу неприятных запахов, возникающих в результате переработки некоторых видов органического сырья.New is the placement in the installation of a deodorization and cleaning unit using its own sorbent obtained from carbonaceous matter. Installing a deodorization and cleaning unit allows you to protect the environment from the emission of unpleasant odors into the atmosphere resulting from the processing of certain types of organic raw materials.

Новым является также размещение в установке тарельчатой центрифуги и волнового генератора. Экспериментальным путем установлено, что размещение тарельчатой центрифуги с волновым генератором позволяет увеличить «выход» жидкого топлива с теплотой сгорания 33-35 МДж/кг на 4-5% за счет сохранения в топливе измельченной до размеров 5-30 мкм и равномерно распределенной воды.Also new is the placement of a plate centrifuge and a wave generator in the installation. It has been experimentally established that the placement of a dish-shaped centrifuge with a wave generator makes it possible to increase the "yield" of liquid fuel with a calorific value of 33-35 MJ / kg by 4-5% due to the preservation of water crushed to a size of 5-30 microns and evenly distributed.

Опытным путем доказано, что вся вышеперечисленная совокупность существенных признаков направлена на достижение технического результата и решение поставленной задачи.It has been experimentally proven that the entire set of essential features listed above is aimed at achieving a technical result and solving a task.

Полезная модель поясняется чертежом, где представлена общая схема установки.The utility model is illustrated in the drawing, which shows the general scheme of the installation.

Установка для переработки органического сырья в топливо содержит последовательно установленные по ходу технологического процесса и герметично соединенные между собой бункер 1 с подготовленным исходным сырьем, струйный питатель 2 и снабженный рубашкой 3 низкотемпературный реактор 4 быстрого пиролиза, который посредством трубопроводов 5 соединен с вентиляторами 6 и 7 высокого давления, один из которых 6 подключен к топке 8 с газомазутной горелкой для частичной подачи подогретого рециркуляционного пиролизного газа в струйный питатель 2 и рубашку 3 низкотемпературного реактора 4 быстрого пиролиза, а другой вентилятор 7 высокого давления подключен через блок дезодорации и очистки 9 к холодильнику-конденсатору 10, который соединен с тарельчатой центрифугой 11 для частичного обезвоживания топлива, при этом тарельчатая центрифуга 11 подключена к волновому генератору 12 для получения готового топлива, который, в свою очередь, через насос 13 соединен со сборником жидкого топлива 14.A plant for processing organic raw materials into fuel contains a hopper 1 sequentially installed during the technological process and tightly interconnected with a prepared feedstock, a jet feeder 2 and a jacket 3 equipped with a low-temperature quick pyrolysis reactor 4, which is connected via pipelines 5 to high fans 6 and 7 pressure, one of which 6 is connected to the furnace 8 with a gas-oil burner for partial supply of heated recycle pyrolysis gas to the jet feeder 2 and p the head 3 of the low-temperature quick pyrolysis reactor 4, and the other high-pressure fan 7 is connected through a deodorization and cleaning unit 9 to a condenser refrigerator 10, which is connected to a disk centrifuge 11 for partial dehydration of the fuel, while the disk centrifuge 11 is connected to a wave generator 12 to obtain finished fuel, which, in turn, is connected through a pump 13 to a liquid fuel collector 14.

Блок дезодорации и очистки 9 включает в себя водяной холодильник 15, адсорбер 16 и набор фильтров 17, последовательно установленных и соединенных между собой.The deodorization and cleaning unit 9 includes a water cooler 15, an adsorber 16, and a set of filters 17, serially installed and interconnected.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Предварительно подготовленное сырье с влажностью 10-15% и размером частиц менее 1,0 мм загружается в бункер 1. Далее необходимая порция сырья из бункера 1 подается струйным питателем 2, работающим на рециркуляционном газе, в газовый поток. Получаемая в струйном питателе 2 газовзвесь направляется в реактор быстрого пиролиза 4, в котором в результате реакции одна часть сырья превращается в пиролизный газ, а другая становится углистым веществом. Протекание реакций в реакторе быстрого пиролиза 4 обеспечивается поддержанием изотермических условий в рубашке 3 за счет поступления в нее дымовых газов. Полученное в реакторе быстрого пиролиза 4 углистое вещество охлаждается и выгружается из него и далее направляется на переработку, в частности для получения сорбента для адсорбера 16 блока дезодорации и очистки 9. На выходе из реактора быстрого пиролиза 4 пиролизные газы разделяются на два потока. Первый поток по трубопроводу 5 направляется с помощью вентилятора высокого давления 6 в топку 8, работающей на собственном пиротопливе. После нагрева пиролизного газа до необходимой температуры он направляются и в струйный питатель 2. Продукты сгорания пиротоплива из топки 8 направляются в рубашку реактора 3. Второй поток пиролизных газов направляется по трубопроводу 5 с помощью вентилятора высокого давления 7 в блок дезодорации и очистки 9, где газ последовательно проходит водяной холодильник 15 с пульпой СаО, Са(ОН)₂ и пирожидкости, адсорбер 16 работающий на собственном сорбенте, и набор фильтров 17. Далее пиролизный газ направляется в холодильник-конденсатор 10 для получения пирожидкости. Далее пирожидкость направляется в тарельчатую центрифугу 11 для ее обезвоживания, отрегулированную на содержание воды до 4-5%. Далее, полученный таким образом, продукт направляется в волновой генератор 12, где путем его измельчения и перемешивания получается готовое топливо. Полученное топливо направляется с помощью насоса 13 в сборник жидкого топлива 14.Pre-prepared raw materials with a moisture content of 10-15% and a particle size of less than 1.0 mm are loaded into the hopper 1. Next, the necessary portion of the feed from the hopper 1 is fed by a jet feeder 2 operating on recirculated gas into the gas stream. The gas suspension obtained in the jet feeder 2 is sent to the fast pyrolysis reactor 4, in which, as a result of the reaction, one part of the feed is converted into pyrolysis gas and the other becomes carbonaceous. The reaction in the fast pyrolysis reactor 4 is ensured by the maintenance of isothermal conditions in the jacket 3 due to the entry of flue gases into it. The carbonaceous substance obtained in the fast pyrolysis reactor 4 is cooled and discharged from it and then sent for processing, in particular, to obtain a sorbent for the adsorber 16 of the deodorization and purification unit 9. At the outlet of the fast pyrolysis reactor 4, the pyrolysis gases are separated into two streams. The first stream through the pipeline 5 is directed using a high-pressure fan 6 into the furnace 8, operating on its own pyro-fuel. After heating the pyrolysis gas to the required temperature, it is also sent to the jet feeder 2. The combustion products of the fuel from the furnace 8 are sent to the jacket of the reactor 3. The second stream of pyrolysis gases is sent through pipeline 5 using a high-pressure fan 7 to the deodorization and purification unit 9, where the gas a water cooler 15 passes in series with a pulp of CaO, Ca (OH) ₂ and pyrofluids, an adsorber 16 operating on its own sorbent, and a set of filters 17. Next, the pyrolysis gas is sent to the condenser refrigerator 10 to obtain pyro-fluids. Next, the pyrofluid is sent to a dish-shaped centrifuge 11 for its dehydration, adjusted for a water content of 4-5%. Then, the product obtained in this way is sent to the wave generator 12, where the finished fuel is obtained by grinding and mixing it. The resulting fuel is sent via a pump 13 to the liquid fuel collector 14.

В настоящее время установка прошла опытно-производственные испытания и подтвердила высокую надежность в эксплуатации.Currently, the installation has passed pilot production tests and has confirmed high reliability in operation.

Claims

1. Installation for the processing of organic raw materials into fuel, characterized in that it contains sequentially installed during the technological process and hermetically connected to each other a hopper with prepared feedstock, a jet feeder and a jacketed low-temperature quick pyrolysis reactor, which is connected via pipelines to high-pressure fans pressure, one of which is connected to a furnace with a gas-oil burner for partial supply of recirculated pyrolysis gas to the jet pit the body and jacket of a low-temperature quick pyrolysis reactor, and another high-pressure fan is connected through a deodorization and cleaning unit to a condenser refrigerator, which is connected to a disk centrifuge to partially dehydrate the fuel, while the disk centrifuge is connected to a wave generator to produce finished fuel, which, in in turn, through a pump connected to a liquid fuel collector.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the deodorization and cleaning unit includes a water cooler, an adsorber and a set of filters installed in series and interconnected.