RU163234U1

RU163234U1 - Pyrolysis Reactor for Synthesis Gas Production

Info

Publication number: RU163234U1
Application number: RU2015152174/05U
Authority: RU
Inventors: Марк Олегович Тарасов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Вятская угольная компания"
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2016-07-10

Abstract

1. Реактор пиролиза для получения синтез-газа, содержащий корпус, отличающийся тем, что дополнительно содержит нечетное количество магнетронов, установленных на одной горизонтальной плоскости на корпусе на равном расстоянии друг от друга, узел загрузки, установленный над верхней частью корпуса, шнековый уплотнитель, установленный в верхней полости корпуса над магнетронами, и скребковый механизм для удаления шлака, установленный в нижней части корпуса под магнетронами.2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит нечетное количество магнетронов, установленных, как минимум, в одной плоскости, параллельной первой плоскости на корпусе на равном расстоянии друг от друга.3. Реактор по п. 2, отличающийся тем, что магнетроны, установленные в разных плоскостях, установлены друг над другом без смещения.4. Реактор по п. 2, отличающийся тем, что магнетроны, установленные в разных плоскостях, установлены друг над другом со смещением.5. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из трех слоев: внутренний из керамической плитки, внешний из нержавеющей стали с отверстиями для свободного прохождения СВЧ излучений от каждого магнетрона, средний теплоизоляционный.6. Реактор по п. 5, отличающийся тем, что в качестве керамической плитки использована высокотемпературная керамика.7. Реактор по п. 5, отличающийся тем, что в качестве теплоизолятора использованы кремниевые иглопробивные маты KF типа Super Sil.8. Реактор по п. 5, отличающийся тем, что поверхность нержавеющей стали, контактирующая с теплоизолятором, выполнена полированной.1. Pyrolysis reactor for producing synthesis gas, comprising a housing, characterized in that it further comprises an odd number of magnetrons mounted on the same horizontal plane on the housing at an equal distance from each other, a loading unit mounted above the upper part of the housing, a screw seal installed in the upper cavity of the housing above the magnetrons, and a scraper mechanism for removing slag, mounted in the lower part of the housing under the magnetrons. 2. The reactor according to claim 1, characterized in that it further comprises an odd number of magnetrons mounted at least in one plane parallel to the first plane on the housing at an equal distance from each other. The reactor according to claim 2, characterized in that the magnetrons installed in different planes are mounted on top of each other without bias. The reactor according to claim 2, characterized in that the magnetrons installed in different planes are mounted on top of each other with an offset. The reactor according to claim 1, characterized in that the casing is made of three layers: the inner is made of ceramic tiles, the outer is stainless steel with holes for the free passage of microwave radiation from each magnetron, and the average heat-insulating. The reactor according to claim 5, characterized in that high-temperature ceramics are used as ceramic tiles. The reactor according to claim 5, characterized in that silicon needle punched mats of the KF type Super Sil. 8 are used as a heat insulator. The reactor according to claim 5, characterized in that the stainless steel surface in contact with the heat insulator is polished.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для получения синтез-газа, который может быть использован в нефтехимии для получения моторных топлив.The proposed utility model relates to devices for producing synthesis gas, which can be used in petrochemistry for the production of motor fuels.

Известна установка для получения пироуглерода (патент РФ 90779, С01В 31/02, опубл. 20.01.2010), включающая реактор пиролиза, содержащий помещенный в обогреваемый корпус тигель с крышкой и с жидкометаллическим теплоносителем, в который опущена керамическая трубка для подачи углеводородсодержащего сырья. Отвод продуктов реакции осуществлен через боковую стенку в накопитель и окружающую среду, охлаждение и закалка газов пиролиза не предусмотрены.A known installation for producing pyrocarbon (RF patent 90779, СВВ 31/02, published on 01/20/2010), including a pyrolysis reactor containing a crucible with a lid and a liquid metal coolant placed in a heated case, into which a ceramic tube for supplying hydrocarbon-containing raw materials is lowered. The reaction products were discharged through the side wall into the reservoir and the environment; cooling and quenching of pyrolysis gases were not provided.

Недостатком этой установки является ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this setup is its limited functionality.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реактор пиролиза для получения синтез-газа, содержащий помещенный в герметичный обогреваемый корпус тигель с крышкой и с жидкометаллическим теплоносителем, в который опущена керамическая трубка для подачи углеводородного сырья, концентрично керамической трубке установлен стакан, днищем прикрепленный к крышке, в днище стакана и крышке выполнены сквозные отверстия для подвода закалочного газа в полость стакана над жидкометаллическим теплоносителем и отвода его в смеси с продуктами реакции, а в боковых стенках крышки установлены патрубки для подачи продувочного газа в пространство вокруг стакана над расплавом и отвода его (см. Патент RU на изобретение №2465305, кл.: C10J 3/72, опубл. 2012 год).The closest in technical essence to the proposed one is a pyrolysis reactor for producing synthesis gas, containing a crucible with a lid and a liquid metal coolant placed in a sealed heated case, into which a ceramic tube for supplying hydrocarbon raw materials is lowered, a glass is mounted concentrically to the ceramic tube, the bottom is attached to the lid , through holes for supplying quenching gas into the cavity of the glass above the liquid metal coolant and discharging it into the mixture are made in the bottom of the glass and the lid with reaction products, and in the side walls of the lid there are nozzles for supplying purge gas to the space around the cup above the melt and for its removal (see RU patent for invention No. 2465305, class: C10J 3/72, publ. 2012).

Недостатком известных технических решений невозможность получения синтез-газа из биотоплива, твердых бытовых отходов, отходов от сельскохозяйственных животных, угольных шламов и т.д.A disadvantage of the known technical solutions is the inability to obtain synthesis gas from biofuels, municipal solid waste, waste from farm animals, coal sludge, etc.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет получения синтез-газа из биотоплива, твердых бытовых отходов, отходов от сельскохозяйственных животных, угольных шламов и т.д. фракциями до 50 мм.The technical result of the proposed utility model is the expansion of functionality by producing synthesis gas from biofuels, municipal solid waste, waste from farm animals, coal sludge, etc. fractions up to 50 mm.

Поставленный технический результат достигается тем, что реактор пиролиза для получения синтез-газа, содержащий корпус, дополнительно содержит нечетное количество магнетронов, установленных на одной горизонтальной плоскости на корпусе на равном расстоянии друг от друга, узел загрузки, установленный над верхней частью корпуса, шнековый уплотнитель, установленный в верхней полости корпуса над магнетронами, и скрепковый механизм для удаления шлака, установленный в нижней части корпуса под магнетронами, при этом реактор может содержать нечетное количество магнетронов, установленных, как минимум, в одной плоскости параллельной первой плоскости на корпусе на равном расстоянии друг от друга, при этом магнетроны, установленные в разных плоскостях, могут быть установлены друг над другом или без смещения, или со смещением, при этом корпус может быть выполнен из трех слоев: внутренний - из керамической плитки, внешний - из нержавеющей стали с отверстиями для свободного прохождения СВЧ излучений от каждого магнетрона, средний - теплоизоляционный, при этом в качестве керамической плитки может быть использована высокотемпературная керамика, при этом в качестве теплоизолятора может быть использована кремниевые иглопробивные маты KF типа Super Sil, при этом поверхность нержавеющей стали контактирующая с теплоизолятором может быть выполнена полированной.The technical result is achieved in that the pyrolysis reactor for producing synthesis gas, comprising a housing, further comprises an odd number of magnetrons mounted on the same horizontal plane on the housing at an equal distance from each other, a loading unit mounted above the upper part of the housing, a screw seal, installed in the upper cavity of the casing above the magnetrons, and a clip mechanism for removing slag mounted in the lower part of the casing under the magnetrons, while the reactor may contain n an even number of magnetrons installed at least in one plane parallel to the first plane on the housing at an equal distance from each other, while magnetrons installed in different planes can be mounted on top of each other either without displacement or with displacement, while can be made of three layers: the inner one is made of ceramic tiles, the outer one is made of stainless steel with holes for the free passage of microwave radiation from each magnetron, the middle one is heat-insulating, and as a ceramic high-temperature ceramics can be used, while KF silicon needle-punched mats of the Super Sil type can be used as a heat insulator, while the stainless steel surface in contact with the heat insulator can be polished.

На фиг. 1 схематично представлен реактор пиролиза для получения синтез газа; на фиг. 2 схематично представлено расположение магнетронов вокруг корпуса.In FIG. 1 schematically shows a pyrolysis reactor for producing synthesis gas; in FIG. 2 schematically shows the arrangement of magnetrons around the housing.

Реактор пиролиза для получения синтез-газа содержит корпус 1, нечетное количество магнетронов 2, установленных на одной горизонтальной плоскости на корпусе на равном расстоянии друг от друга, узел 3 загрузки, установленный над верхней частью корпуса 1, шнековый уплотнитель 4, установленный в верхней полости корпуса над магнетронами 2, и скрепковый механизм 5 для удаления шлака (скребки на чертежах не показаны), установленный в нижней части корпуса 1 под магнетронами 2. На чертежах не показаны приводы шнекового уплотнителя 4 и скрепкового механизма 5. Кроме этого реактор может содержать нечетное количество магнетронов 2, установленных, как минимум, в одной плоскости параллельной первой горизонтальной плоскости на корпусе на равном расстоянии друг от друга. При этом магнетроны 2, установленные в разных плоскостях, могут быть установлены друг над другом или без смещения, или со смещением (на фиг 1 магнетроны показаны без смещения; вариант со смещением на чертежах не показан). Корпус 1 выполнен из трех слоев: внутренний 6 - из керамической плитки, внешний 7 - из нержавеющей стали с отверстиями для свободного прохождения СВЧ излучений от каждого магнетрона 2, средний 8 - теплоизоляционный. В качестве керамической плитки может быть использована высокотемпературная керамика (карбид кремния). Вкачестве теплоизолятора использована кремниевые иглопробивные маты KF типа Super Sil. Поверхность нержавеющей стали контактирующая с теплоизолятором может быть выполнена полированной.The synthesis gas pyrolysis reactor comprises a housing 1, an odd number of magnetrons 2 mounted on the same horizontal plane on the housing at an equal distance from each other, a loading unit 3 mounted above the upper part of the housing 1, a screw seal 4 installed in the upper cavity of the housing above the magnetrons 2, and a clip mechanism 5 for removing slag (scrapers are not shown in the drawings) mounted in the lower part of the housing 1 under the magnetrons 2. The drives of the screw seal 4 and the clip mechanics are not shown in the drawings ISM 5. In addition, the reactor may contain an odd number of magnetrons 2 installed at least in one plane parallel to the first horizontal plane on the body at an equal distance from each other. In this case, the magnetrons 2 installed in different planes can be mounted on top of each other either without bias or with bias (in Fig. 1 magnetrons are shown without bias; the variant with bias is not shown in the drawings). Case 1 is made of three layers: the inner 6 is made of ceramic tiles, the outer 7 is made of stainless steel with holes for the free passage of microwave radiation from each magnetron 2, the middle 8 is heat-insulating. High temperature ceramics (silicon carbide) can be used as ceramic tiles. As a heat insulator used silicon needle-punched mats KF type Super Sil. The surface of stainless steel in contact with the heat insulator can be polished.

Реактор пиролиза для получения синтез-газа работает следующим образом.The pyrolysis reactor for producing synthesis gas operates as follows.

При включенных магнетронах 2, шнековом уплотнителе 4 и скрепковом механизме посредством узла 3 производится загрузка внутренней полости реактора сырьем, с помощью шнекового уплотнителя 4 сырье уплотняется, а проходя через систему излучаемых СВЧ магнетронов 2, создающих внутри корпуса температуру 1000-1500°C, сырье разлагается в отсутствии кислорода на синтез-газ и шлаки, которые через выгрузной канал 9 подаются для разделения друг от друга и очистки синтез-газа от ненужных примесей. Запуск же в работу реактора производится последовательным включением узла 3 загрузки, шнекового уплотнителя и только после уплотнения сырья производят включение магнетронов. Этим исключается наличие большого количества кислорода во внутренней полости реактора.When the magnetrons 2 are turned on, the screw seal 4 and the clip mechanism through the node 3, the inner cavity of the reactor is loaded with raw materials, using the screw seal 4 the raw materials are compressed, and passing through the system of emitted microwave magnetrons 2, which create a temperature of 1000-1500 ° C inside the body, the raw material decomposes in the absence of oxygen to the synthesis gas and slag, which are fed through the discharge channel 9 to separate from each other and purify the synthesis gas from unnecessary impurities. The launch of the reactor is carried out by the sequential inclusion of the loading unit 3, a screw compactor, and only after compaction of the raw materials magnetrons are turned on. This eliminates the presence of a large amount of oxygen in the inner cavity of the reactor.

Использование фракций сырья больше 50 мм не целесообразно, так как большая часть его может пойти в отходы.The use of fractions of raw materials greater than 50 mm is not advisable, since most of it can go to waste.

Более широкие функциональные возможности является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.Wider functionality is the advantage and advantage of the proposed technical solution compared to the prototype.

Claims

1. Pyrolysis reactor for producing synthesis gas, comprising a housing, characterized in that it further comprises an odd number of magnetrons mounted on the same horizontal plane on the housing at an equal distance from each other, a loading unit mounted above the upper part of the housing, a screw seal installed in the upper cavity of the body above the magnetrons, and a scraper mechanism for removing slag mounted in the lower part of the body under the magnetrons.

2. The reactor according to claim 1, characterized in that it further comprises an odd number of magnetrons mounted at least in one plane parallel to the first plane on the housing at an equal distance from each other.

3. The reactor according to claim 2, characterized in that the magnetrons installed in different planes are mounted on top of each other without bias.

4. The reactor according to claim 2, characterized in that the magnetrons installed in different planes are mounted on top of each other with an offset.

5. The reactor according to claim 1, characterized in that the casing is made of three layers: the inner is made of ceramic tiles, the outer is stainless steel with holes for the free passage of microwave radiation from each magnetron, and the average thermal insulation.

6. The reactor according to claim 5, characterized in that high-temperature ceramics are used as ceramic tiles.

7. The reactor according to claim 5, characterized in that the silicon needle punched mats KF of the Super Sil type are used as a heat insulator.

8. The reactor according to claim 5, characterized in that the surface of the stainless steel in contact with the heat insulator is polished.