RU184542U1 - Турбореактивный реактор термомеханической деструкции - Google Patents
Турбореактивный реактор термомеханической деструкции Download PDFInfo
- Publication number
- RU184542U1 RU184542U1 RU2017137875U RU2017137875U RU184542U1 RU 184542 U1 RU184542 U1 RU 184542U1 RU 2017137875 U RU2017137875 U RU 2017137875U RU 2017137875 U RU2017137875 U RU 2017137875U RU 184542 U1 RU184542 U1 RU 184542U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- pyrolysis
- pipe
- pyrolysis chamber
- raw materials
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
- C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
- C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
- C10B49/08—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form
- C10B49/12—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form by mixing tangentially, e.g. in vortex chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R5/00—Continuous combustion chambers using solid or pulverulent fuel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам термохимической переработки углеродсодержащих и углеводородсодержащих веществ и может быть использована для получения газообразных и жидких углеводородных продуктов. Турбореактивный реактор термомеханической деструкции содержит пиролизную камеру реактора (1) тороидальной формы, с торца которой вертикально размещен патрубок (2) ввода подготовленного сырья и патрубок (3) отвода продуктов пиролиза соответственно. Соосно с камерой пиролиза расположен внешний тепловой контур (4), ограниченный стенками корпуса пиролизной камеры реактора тороидальной формы и стенками внешнего теплового контура. Внешний тепловой контур содержит тангенциально расположенный патрубок (5) подвода тепла от газовых камер сгорания и патрубок (6) отвода дымовых газов. Технический результат заключается в повышении производительности процесса переработки и качества получаемых продуктов за счет высокоскоростной термомеханической деструкции сырья без доступа кислорода в сильнозакрученном (турбо) потоке продуктов пиролиза. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Описание полезной модели.
Полезная модель относится к устройствам термомеханической переработки углеродсодержащих и углеводородсодержащих веществ, в частности к устройствам высокоскоростного (быстрого) пиролиза, и может быть использована для получения углеводородных продуктов (предпочтительно газообразных) из отходов и сырья органического происхождения, в том числе отходов сельскохозяйственного производства, лесопромышленного комплекса, пищевой промышленности, органической составляющей твердых коммунальных и промышленных отходов, а также органического сырья, например бурых углей, торфа, сланцев, сырой нефти, попутных нефтяных газов и др., с дальнейшей генерацией электрической и тепловой энергий.
Известно устройство для получения углистого вещества и пиролизных газов способом быстрого пиролиза (RU Патент №171149 U1, 28.04.2016). В основе создания полезной модели решена задача организации процесса быстрого пиролиза измельченного и высушенного сырья на основе аппарата с закрученными потоками газовзвеси, состоящей из частиц пиролизуемого материала и части пиролизного газа, получаемого в процессе пиролиза. Недостатком этого устройства является сложность подбора режима работы и настройки оборудования на виды перерабатываемого сырья и его характеристики.
Известен реактор высокоскоростного пиролиза (RU Патент №139640 С1, 09.12.2013), в котором исходное сырье вместе с потоком теплоносителя тангенциально поступает в реакционную зону, приобретает вращательное движение и вовлекается в быстровращающийся вихревой поток реакционной смеси. При входе в реактор происходит взрывная деструкция угольных частиц из-за мгновенного вскипания входящей в их состав воды, что способствует еще более тонкому измельчению частиц и соответственно повышению их реакционной способности. В реакторе происходит контролируемый процесс высокоскоростного пиролиза частиц сырья благодаря возможности изменения реакционного объема за счет перемещения выхлопной трубы с раструбом в вертикальной плоскости и регулирования зазора между раструбом и стенкой корпуса. Частицы твердых продуктов пиролиза при их вращении отбрасываются центробежными силами к стенке корпуса, спускаются по ней в нижнюю часть реактора и выводятся через патрубок отвода твердых продуктов пиролиза в систему сбора и утилизации.
К недостаткам прототипа можно отнести: малый диапазон регулирования времени пребывания сырья в реакционной зоне пиролиза и низкую эффективность тепломассообменных процессов.
Задачей полезной модели является разработка конструкции компактного пиролизного вихревого реактора с высокой эффективностью процесса пиролиза углеводородсодержащих материалов (твердых дисперсных, жидких и газообразных) во взвешенном динамическом состоянии вихревого закрученного потока с целью получения качественных углеводородных продуктов.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид реактора, поперечный разрез; на фиг. 2 - общий вид реактора, вид сверху.
Турбореактивный реактор термомеханической деструкции содержит пиролизную камеру реактора (1) тороидальной формы, с торца которой вертикально размещен патрубок (2) ввода подготовленного сырья и патрубок (3) отвода продуктов пиролиза соответственно. Соосно с пиролизной камерой реактора расположен внешний тепловой контур (4), ограниченный стенками корпуса пиролизной камеры реактора тороидальной формы и стенками внешнего теплового контура. Внешний тепловой контур содержит тангенциально расположенный патрубок (5) подвода тепла от газовых камер сгорания и патрубок (6) отвода дымовых газов.
Турбореактивный реактор термомеханический деструкции углеводородного сырья работает следующим образом.
Заданный температурный режим в пиролизной камере реактора (1) поддерживается за счет регулирования режима работы внешнего теплового контура. Подготовленное сырье по шнеку тангенциально поступает в пиролизную камеру реактора через патрубок (2) и закручивается в полости тороида в 3D поток. В создании вращательно-поступательного движения потока газовзвеси также участвуют силы реактивной тяги, тангенциально направленные от крыльчатки активатора (7) и внутренней поверхности тороида пиролизной камеры реактора (8) и вдоль оси патрубка (3) отвода продуктов пиролиза. Заданное разрежение в реакционной зоне обеспечивается регулированием производительности вытяжного устройства, отводящего газовую и твердую фазы из пиролизной камеры реактора.
Техническим результатом полезной модели является достижение значительной интенсификации тепломассообменных процессов в сильнозакрученном (турбо) потоке продуктов пиролиза по всему тороиду пиролизной камеры реактора за счет 3D перемешивания газовзвеси при использовании крыльчатки - активатора, при теплопередаче фотолизом энергии всему потоку и при контакте - абляции с раскаленными стенками камеры пиролиза, а также нахождение сырья в пиролизной камере реактора до полного превращения сырья в газы и измельчения до мелкодисперсного углеродистого остатка. Температурный режим в камере пиролиза поддерживается регулированием режима работы внешнего теплового контура (вместо камеры сгорания с узким диапазоном температур).
Конструкция и принцип работы реактора позволяют осуществлять конверсию разных видов сырья: твердых дисперсных, жидких и газообразных в различных режимах работы реактора.
Опытным путем подтверждена эффективность термомеханической деструкции мелкодисперсного сырья при наличии эффекта «термоудара» без доступа кислорода и за счет интенсификации тепломассообмена в вихревом 3D потоке. Получен стабильный результат разрушения смолистых компонентов в пиролизном газе и получение 100% неконденсируемого пиролизного газа, что также подтверждает достижение технического результата и решение поставленной задачи.
Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом и аналогами показывает, что заявляемое техническое решение обладает рядом существенных признаков, имеющих новизну конструкции. Отличительными признаками полезной модели являются значительное увеличение диапазона режимов работы реактора; значительно уменьшилось соотношение объема пиролизной камеры реактора к входящей производительности установки, т.е. упрощение конструкции, повышение надежности и безопасности всей установки; применение крыльчатки-активатора с использованием новых высокожаропрочных сплавов и покрытий. Благодаря высоким показателям нового реактора мобильный комплекс в контейнерном исполнении прошел успешные испытания на заявленных видах переработки сырья с получением электроэнергии на газопоршневой установке, СЖТ - синтетического жидкого топлива, газа с теплотворной способностью 6000-12000 кКал/м3, ПУОТ - пылеугольного обогащенного топлива, малых расходов газа на процесс пиролиза (2-5%).
Claims (2)
1. Турбореактивный реактор термомеханической деструкции углеводородного сырья, содержащий тороидальную камеру пиролиза, внешний тепловой контур с рециркуляцией газовых потоков, винтовой шнек для ввода подготовленного сырья непосредственно в камеру пиролиза на крыльчатку-активатор, выполненную из высокожаропрочного сплава с износостойким покрытием, вытяжное устройство для отвода газовзвеси из осевой зоны реактора, позволяющее поддерживать процесс с отрицательным перепадом давления, предотвращающим выход газов через уплотнения в рабочее пространство контейнера.
2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что патрубок ввода сырья в камеру пиролиза вводится в тороидальную камеру тангенциально по вращению крыльчатки-активатора или по оси крыльчатки-активатора на рабочую поверхность.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137875U RU184542U1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Турбореактивный реактор термомеханической деструкции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137875U RU184542U1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Турбореактивный реактор термомеханической деструкции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU184542U1 true RU184542U1 (ru) | 2018-10-30 |
Family
ID=64103952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137875U RU184542U1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Турбореактивный реактор термомеханической деструкции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU184542U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1789548A1 (en) * | 1989-08-15 | 1993-01-23 | Gni Energetichesky Inst | Jet reactor for high-speed pyrolysis of dust-like solid fuel |
| RU139640U1 (ru) * | 2013-12-09 | 2014-04-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Реактор высокоскоростного пиролиза |
| US8999017B2 (en) * | 2010-09-10 | 2015-04-07 | Coates Engineering, Llc | Method and apparatus for fast pyrolysis of biomass in rotary kilns |
| RU171149U1 (ru) * | 2016-04-28 | 2017-05-22 | Юрий Михайлович Микляев | Пиролизный вихревой реактор |
-
2017
- 2017-10-30 RU RU2017137875U patent/RU184542U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1789548A1 (en) * | 1989-08-15 | 1993-01-23 | Gni Energetichesky Inst | Jet reactor for high-speed pyrolysis of dust-like solid fuel |
| US8999017B2 (en) * | 2010-09-10 | 2015-04-07 | Coates Engineering, Llc | Method and apparatus for fast pyrolysis of biomass in rotary kilns |
| RU139640U1 (ru) * | 2013-12-09 | 2014-04-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Реактор высокоскоростного пиролиза |
| RU171149U1 (ru) * | 2016-04-28 | 2017-05-22 | Юрий Михайлович Микляев | Пиролизный вихревой реактор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1113881A (en) | Process and apparatus for treating a comminuted solid carbonizable material | |
| CA3079720C (en) | Liquid fuel production system having parallel product gas generation | |
| RU2520440C2 (ru) | Способы и устройство для перемешивания сырья в реакторе | |
| RU2392543C2 (ru) | Способ и устройство переработки бытовых и промышленных органических отходов | |
| Maschio et al. | Production of syngas from biomass | |
| AU2011249077B2 (en) | Method for the pseudo-detonated gasification of coal slurry in a combined cycle | |
| CN103992824B (zh) | 双旋风煤热解气化分级转化装置及方法 | |
| CN105143413A (zh) | 高温逆流涡动反应器系统、方法和装置 | |
| RU2627865C1 (ru) | Способ получения синтез-газа из низкокалорийных бурых углей с повышенной зольностью и устройство для его осуществления | |
| BG109247A (bg) | Метод за преработка на въглища в горива | |
| US20180237699A1 (en) | Duplex process for rapid thermochemical conversion of carbonaceous raw materials | |
| RU2359011C1 (ru) | Способ конверсии твердого топлива и установка для его осуществления (варианты) | |
| EP3305876B1 (en) | Improved gasification system and method | |
| RU128517U1 (ru) | Реактор быстрого пиролиза твердых материалов | |
| ZHANG et al. | Co-pyrolysis kinetics and pyrolysis product distribution of various tannery wastes | |
| RU184542U1 (ru) | Турбореактивный реактор термомеханической деструкции | |
| RU139640U1 (ru) | Реактор высокоскоростного пиролиза | |
| RU2725434C1 (ru) | Способ термической деструкции сыпучей органики в вертикальном реакторе газификации | |
| RU2632812C2 (ru) | Установка термохимической переработки углеродсодержащего сырья | |
| RU2321612C1 (ru) | Способ и установка для получения активированного угля | |
| RU171149U1 (ru) | Пиролизный вихревой реактор | |
| WO2014090574A1 (en) | Thermal processing system having an auger arrangement and method using it | |
| BR102014003116B1 (pt) | sistema de preparação de alimentação, sistema de beneficiamento de carvão e método para sistema de geração de singás | |
| WO2013088105A1 (en) | Thermal processing system | |
| CN108893130A (zh) | 一种粉煤干馏装置及粉煤干馏方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200826 Effective date: 20200826 |