RU208051U1 - DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING MATERIAL - Google Patents

DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING MATERIAL Download PDF

Info

Publication number
RU208051U1
RU208051U1 RU2021124600U RU2021124600U RU208051U1 RU 208051 U1 RU208051 U1 RU 208051U1 RU 2021124600 U RU2021124600 U RU 2021124600U RU 2021124600 U RU2021124600 U RU 2021124600U RU 208051 U1 RU208051 U1 RU 208051U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid residue
reaction chamber
carbon
containing material
accumulator
Prior art date
Application number
RU2021124600U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Борисович Афанасьев
Игорь Владимирович Володин
Original Assignee
Владимир Борисович Афанасьев
Игорь Владимирович Володин
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 Владимир Борисович Афанасьев, Игорь Владимирович Володин filed Critical Владимир Борисович Афанасьев
Priority to RU2021124600U priority Critical patent/RU208051U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU208051U1 publication Critical patent/RU208051U1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C10B7/00—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven
    • C10B7/06—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with endless conveying devices
    • C10B7/08—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with endless conveying devices in vertical direction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features

Abstract

Полезная модель относится к устройству для термической переработки углеродсодержащего материала, такого как уголь различной фракционности и влажности, измельченные утильные шины, измельченные бытовые отходы, опилки и древесная стружка и т.п., для преобразования его в ценные продукты, включая горючие газы и/или твердый углеродистый остаток, например кокс, полукокс или сорбент. Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение длительной работы устройства для термической переработки углеродсодержащего материала посредством воздушной газификации углеродсодержащего материала. Устройство для термической переработки углеродсодержащего материала содержит наклонную реакционную камеру 1, соединенную с наклонным шнековым питателем 2 и вертикальным накопителем твердого остатка 3. На крышке 4 вертикального накопителя твердого остатка 3 установлен люк 5 для розжига углеродсодержащего материала в наклонной реакционной камере 1. Под крышкой 4 в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка 3 выполнено выпускное отверстие, соединенное с патрубком выхода полученного газа 7. Нижний торец вертикального накопителя твердого остатка 3 соединен с механизмом выгрузки твердого остатка 9. Наклонный шнековый питатель 2 содержит цилиндрический корпус 10, внутри которого с возможностью вращения установлен шнек 11 с полым валом 13 для подачи дутьевого воздуха в наклонную реакционную камеру, кинематически связанный с соответствующим приводным механизмом 12. Наклонная реакционная камера 1 оснащена рубашкой охлаждения 16, вертикальный накопитель твердого остатка 3 оснащен рубашкой охлаждения 17, а крышка 4 вертикального накопителя твердого остатка 3 оснащена рубашкой охлаждения 18. 1 ил.The utility model relates to a device for the thermal processing of carbonaceous material, such as coal of various fractions and moisture content, shredded scrap tires, shredded household waste, sawdust and wood shavings, etc., to convert it into valuable products, including combustible gases and/or solid carbonaceous residue, such as coke, char or sorbent. The technical result of the claimed utility model is to ensure long-term operation of the device for thermal processing of carbonaceous material by means of air gasification of carbonaceous material. The device for thermal processing of carbon-containing material contains an inclined reaction chamber 1 connected to an inclined screw feeder 2 and a vertical solid residue accumulator 3. A hatch 5 is installed on the cover 4 of the vertical solid residue accumulator 3 for igniting the carbon-containing material in the inclined reaction chamber 1. Under cover 4 in the upper part of the body of the vertical solid residue accumulator 3 has an outlet connected to the produced gas outlet pipe 7. The lower end of the vertical solid residue accumulator 3 is connected to the solid residue unloading mechanism 9. screw 11 with a hollow shaft 13 for supplying blast air into the inclined reaction chamber, kinematically connected to the corresponding drive mechanism 12. The inclined reaction chamber 1 is equipped with a cooling jacket 16, a vertical solid residue accumulator 3 equipped with a cooling jacket 17, and the cover 4 of the vertical solid residue accumulator 3 is equipped with a cooling jacket 18. 1 ill.

Description

Настоящая полезная модель относится к устройству для термической переработки углеродсодержащего материала, такого как уголь различной фракционности и влажности, измельченные утильные шины, измельченные бытовые отходы, опилки и древесная стружка и т.п., для преобразования его в ценные продукты, включая горючие газы и/или твердый углеродистый остаток, например, кокс, полукокс или сорбент.This utility model relates to a device for thermal processing of carbon-containing material, such as coal of different fractionation and moisture content, shredded waste tires, shredded household waste, sawdust and wood shavings, etc., to convert it into valuable products, including combustible gases and / or a solid carbonaceous residue such as coke, char or sorbent.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявленному является устройство для термической переработки углеродсодержащего материала ( US 4308103 А, МПК С10В 47/44; С10В 53/00; С10В 53/07; С10В 7/10, опубл. 29.12.1981), содержащее реакционную камеру, соединенную с наклонным шнековым питателем и вертикальным накопителем твердого остатка, люк для розжига углеродсодержащего материала, патрубок выхода полученного газа, соединенный с выпускным отверстием, при этом нижний торец вертикального накопителя твердого остатка соединен с механизмом выгрузки твердого остатка.The closest technical solution (prototype) to the claimed one is a device for thermal processing of carbon-containing material (US 4308103 A, IPC C10B 47/44; C10B 53/00; C10B 53/07; C10B 7/10, publ. 29.12.1981), containing a reaction chamber connected to an inclined screw feeder and a vertical solid residue accumulator, a hatch for igniting a carbon-containing material, a produced gas outlet pipe connected to the outlet, while the lower end of the vertical solid residue accumulator is connected to a solid residue unloading mechanism.

При этом особенностью конструкции прототипа является то, что футерованная реакционная камера коаксиально расположена внутри рубашки нагрева, на противоположных сторонах которой расположены горелки. При такой конструктивной особенности прототипа углеродсодержащий материал внутри реакционной камеры нагревается за счет лучистой тепловой энергии, исходящей от стенок реакционной камеры. За счет такого нагрева производится термическая обработка углеродсодержащего материала, а именно его пиролиз внутри реакционной камеры. В этом случае футерованная поверхность реакционной камеры быстро растрескивается и разрушается от периодических циклов нагрева-охлаждения футеровки, неизбежных в процессе эксплуатации данного устройства.The design feature of the prototype is that the lined reaction chamber is coaxially located inside the heating jacket, on opposite sides of which the burners are located. With this design feature of the prototype, the carbon-containing material inside the reaction chamber is heated by radiant thermal energy emanating from the walls of the reaction chamber. Due to this heating, thermal treatment of the carbon-containing material is carried out, namely, its pyrolysis inside the reaction chamber. In this case, the lined surface of the reaction chamber quickly cracks and collapses from periodic heating-cooling cycles of the lining, which are inevitable during the operation of this device.

При этом при осуществлении пиролиза углеродсодержащего материала получают твердый остаток с высоким остаточным содержанием высокомолекулярных углеводородов и соответственно с их высоким электрическим сопротивлением и гидрофобностью, делающим непригодным такой твердый остаток сразу использовать в производстве анодов, катодов и сорбентов. Прежде чем использовать такой твердый остаток с высоким остаточным содержанием высокомолекулярных углеводородов требуется осуществлять его дополнительный обжиг в печах обжига, при котором остаточное содержание высокомолекулярных углеводородов в твердом остатке выжигают.At the same time, when pyrolysis of a carbon-containing material is carried out, a solid residue is obtained with a high residual content of high-molecular hydrocarbons and, accordingly, with their high electrical resistance and hydrophobicity, making it unsuitable for such a solid residue to be immediately used in the production of anodes, cathodes and sorbents. Before using such a solid residue with a high residual content of high molecular weight hydrocarbons, it is required to carry out additional roasting in roasting furnaces, in which the residual content of high molecular weight hydrocarbons in the solid residue is burned out.

Еще одной конструктивной особенностью прототипа является то, что внутри реакционной камеры вставлен полый вращающийся вал, снабженный по всей длине снабженный по всей длине множеством рабочих лопастей, расположенных по его окружности в форме разорванной спирали.Another design feature of the prototype is that a hollow rotating shaft is inserted inside the reaction chamber;

При вращении упомянутого вала его рабочие лопасти перемешивают и продвигают внутри реакционной камеры к ее разгрузочному концу углеродсодержащий материал и твердый остаток, нагретых до температуры 400-900°С, что приводит к термоабразивному износу рабочих лопастей и к температурному снижению пределу текучести полого вала. Как следствие, это приводит к изгибу и заклиниванию полого вала шнека внутри реакционной камеры.When the said shaft rotates, its working blades mix and advance inside the reaction chamber to its discharge end carbon-containing material and a solid residue heated to a temperature of 400-900 ° C, which leads to thermal abrasive wear of the working blades and to a temperature decrease in the yield stress of the hollow shaft. As a consequence, this leads to bending and seizure of the hollow screw shaft inside the reaction chamber.

При термической переработки углеродсодержащего материала пиролизом образуется пиролизный газ, представляющий собой смесь газов с парами смолистых и высокомолекулярных углеводородов, делающих его не пригодным для электрогенерации без предварительной сложной очистки от этих паров.During thermal processing of carbon-containing material by pyrolysis, pyrolysis gas is formed, which is a mixture of gases with vapors of resinous and high-molecular hydrocarbons, making it unsuitable for power generation without preliminary complex purification from these vapors.

При этом при снижении температуры таких пиролизных газов ниже температуры конденсации этих паров в (250-280)°С в газоходе происходит их конденсация в нем и, как следствие, зарастание газохода высокомолекулярными углеводородами.At the same time, when the temperature of such pyrolysis gases decreases below the condensation temperature of these vapors in (250-280) ° С in the gas duct, their condensation occurs in it and, as a result, the gas duct is overgrown with high molecular weight hydrocarbons.

Таким образом, недостатком данного устройства является малая его долговечность, обусловленная вышеперечисленными факторами.Thus, the disadvantage of this device is its low durability, due to the above factors.

Другим недостатком данного устройства является ограниченность прямого использования твердого остатка и газа, полученных посредством термической переработки углеродсодержащего материала пиролизом.Another disadvantage of this device is the limited direct use of the solid residue and gas obtained by thermal processing of carbon-containing material by pyrolysis.

Задачей заявленной полезной модели является создание долговечного устройства для термической переработки углеродсодержащего материала с получением газа и твердого остатка, образующихся в результате воздушной газификации углеродсодержащего материала.The objective of the claimed utility model is to create a durable device for thermal processing of carbon-containing material to obtain gas and solid residue resulting from air gasification of carbon-containing material.

Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение длительной работы устройства для термической переработки углеродсодержащего материала посредством воздушной газификации углеродсодержащего материалаThe technical result of the claimed utility model is to ensure long-term operation of the device for thermal processing of carbon-containing material by air gasification of carbon-containing material

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для термической переработки углеродсодержащего материала, содержащим реакционную камеру, соединенную с наклонным шнековым питателем и вертикальным накопителем твердого остатка, люк для розжига углеродсодержащего материала, патрубок выхода полученного газа, соединенный с выпускным отверстием, при этом нижний торец вертикального накопителя твердого остатка соединен с механизмом выгрузки твердого остатка, согласно полезной модели верхний торец наклонной реакционной камеры, которая нижним торцом соосно состыкована с наклонным шнековым питателем, присоединен под острым углом к верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка, при этом наклонный шнековый питатель содержит шнек с полым валом для подачи дутьевого воздуха в наклонную реакционную камеру, кинематически связанным с соответствующим приводным механизмом, на крышке вертикального накопителя твердого остатка, оснащенной соответствующей рубашкой охлаждения, установлен люк для розжига углеродсодержащего материала в наклонной реакционной камере, а в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка выполнено выпускное отверстие, соединенное с патрубком выхода полученного газа, причем наклонная реакционная камера и вертикальный накопитель твердого остатка оснащены соответствующими рубашками охлаждения.The task is achieved by the fact that in a device for the thermal processing of carbon-containing material, containing a reaction chamber connected to an inclined screw feeder and a vertical storage of solid residue, a hatch for igniting a carbon-containing material, a gas outlet pipe connected to an outlet the solid residue storage device is connected to the solid residue unloading mechanism, according to the utility model, the upper end of the inclined reaction chamber, which is coaxially docked with the lower end with the inclined screw feeder, is connected at an acute angle to the upper part of the body of the vertical solid residue storage device, while the inclined screw feeder contains a screw with a hollow shaft for supplying blast air to an inclined reaction chamber, kinematically connected to a corresponding drive mechanism, is installed on the cover of a vertical solid residue accumulator equipped with a suitable cooling jacket a hatch for ignition of carbon-containing material in an inclined reaction chamber, and in the upper part of the body of the vertical storage of solid residue there is an outlet connected to the outlet of the produced gas, and the inclined reaction chamber and the vertical storage of solid residue are equipped with corresponding cooling jackets.

В частном варианте осуществления заявленной полезной модели верхний торец наклонной реакционной камеры присоединен под острым углом величиной (10÷80)° к верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка.In a particular embodiment of the claimed utility model, the upper end of the inclined reaction chamber is attached at an acute angle of (10 ÷ 80) ° to the upper part of the body of the vertical storage of solid residue.

Отличием компоновки конструктивных элементов заявленной полезной модели от известных из уровня техники решений является то, что верхний торец наклонной реакционной камеры, которая нижним торцом соосно состыкована с наклонным шнековым питателем, присоединен под острым углом к верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка, при этом наклонный шнековый питатель содержит шнек с полым валом для подачи дутьевого воздуха в наклонную реакционную камеру, кинематически связанным с соответствующим приводным механизмом, на крышке вертикального накопителя твердого остатка установлен люк для розжига углеродсодержащего материала в наклонной реакционной камере, а в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка выполнено выпускное отверстие, соединенное с патрубком выхода полученного газа.The difference between the arrangement of structural elements of the claimed utility model from the solutions known from the prior art is that the upper end of the inclined reaction chamber, which is coaxially docked with the lower end with the inclined screw feeder, is attached at an acute angle to the upper part of the body of the vertical solid residue accumulator, while the inclined screw the feeder contains a screw with a hollow shaft for supplying blast air to the inclined reaction chamber, kinematically connected with the corresponding drive mechanism, a hatch is installed on the cover of the vertical solid residue storage unit for ignition of carbon-containing material in the inclined reaction chamber, and an outlet is made in the upper part of the housing of the vertical solid residue storage unit a hole connected to the produced gas outlet.

При такой компоновке вышеперечисленных конструктивных элементов заявленного устройства дутьевой воздух через упомянутый полый вал поступает снизу вверх в наклонную реакционную камеру, а розжиг углеродсодержащего материала внутри наклонной реакционной камеры осуществляют сверху. В результате этого внутри наклонной реакционной камеры образуется зона воздушной газификации углеродсодержащего материала, которая движется вниз навстречу потоку дутьевого воздуха, а навстречу зоне газификации снизу вверх поднимается углеродсодержащий материал. При этом в зоне газификации углеродсодержащего материала внутри наклонной реакционной камеры образуется горячие твердый остаток и горючий газ.With such an arrangement of the above structural elements of the claimed device, the blowing air through the said hollow shaft enters the inclined reaction chamber from the bottom upwards, and the ignition of the carbon-containing material inside the inclined reaction chamber is carried out from above. As a result, a zone of air gasification of carbon-containing material is formed inside the inclined reaction chamber, which moves downward towards the flow of blast air, and the carbon-containing material rises towards the gasification zone from the bottom up. In this case, a hot solid residue and a combustible gas are formed in the zone of gasification of the carbon-containing material inside the inclined reaction chamber.

Изменением частоты вращения упомянутого полого вала и расхода дутьевого воздуха стабилизируют положение зоны газификации с температурой около 1000°С в наклонной реакционной камере и тем самым регулируют производительность заявленного устройства по твердому остатку и полученному газу, а также их качество.By changing the rotational speed of the said hollow shaft and the flow rate of the blast air, the position of the gasification zone with a temperature of about 1000 ° C in the inclined reaction chamber is stabilized and thereby the productivity of the claimed device for the solid residue and the resulting gas, as well as their quality, is regulated.

Кроме того, такая соосная состыкованность верхнего торца наклонной реакционной камеры с нижним торцом наклонного шнекового питателя позволяет в наклонную реакционному камеры одновременно подавать и углеродсодержащий материал, и дутьевой воздух. При этом дутьевой воздух через упомянутый полый вал сразу поступает в наклонную реакционную камеру, что устраняет угрозу воспламенения углеродсодержащего материала в наклонном шнековом питателе и, как следствие, устраняет термоабразивный износ и термоизгиб, заклинивание упомянутого полого вала наклонного шнекового питателя. Как следствие, обеспечивается длительная работа устройства для термической переработки углеродсодержащего материала посредством воздушной газификации углеродсодержащего материала.In addition, such coaxial joining of the upper end of the inclined reaction chamber with the lower end of the inclined screw feeder makes it possible to simultaneously supply both carbon-containing material and blast air to the inclined reaction chamber. In this case, the blast air through the said hollow shaft immediately enters the inclined reaction chamber, which eliminates the threat of ignition of the carbon-containing material in the inclined screw feeder and, as a result, eliminates thermal abrasive wear and thermal bending, jamming of the said hollow shaft of the inclined screw feeder. As a consequence, long-term operation of the device for thermal processing of the carbon-based material is ensured by air gasification of the carbon-based material.

Таким образом, обеспечением термической переработки углеродсодержащего материала посредством воздушной газификации углеродсодержащего материала внутри наклонной реакционной камеры достигается длительная работа заявленного устройства в целом.Thus, by providing thermal processing of the carbon-containing material by air gasification of the carbon-containing material inside the inclined reaction chamber, long-term operation of the claimed device as a whole is achieved.

Оснащение крышки вертикального накопителя твердого остатка, самого вертикального накопителя твердого остатка и наклонной реакционной камеры соответствующими рубашками охлаждения предохраняет их от термического разрушения и, как следствие, также обеспечивает длительную работу устройства для термической переработки углеродсодержащего материала посредством воздушной газификации углеродсодержащего материала.Equipping the cover of the vertical solid residue accumulator, the vertical solid residue accumulator itself and the inclined reaction chamber with appropriate cooling jackets protects them from thermal destruction and, as a result, also ensures long-term operation of the device for thermal processing of carbon-containing material by means of air gasification of carbon-containing material.

Сущность заявленной полезной модели иллюстрируется чертежом, на котором представлен общий вид устройства для термической переработки углеродсодержащего материалаThe essence of the claimed utility model is illustrated by the drawing, which shows a general view of the device for thermal processing of carbon-containing material

Устройство для термической переработки углеродсодержащего материала содержит наклонную реакционную камеру 1, соединенную с наклонным шнековым питателем 2 и вертикальным накопителем твердого остатка 3.The device for thermal processing of carbon-containing material contains an inclined reaction chamber 1 connected to an inclined screw feeder 2 and a vertical storage of solid residue 3.

Наклонная реакционная камера 1 выполнена в виде отрезка трубы круглого сечения, а вертикальный накопитель твердого остатка имеет цилиндрическо-коническую форму. В верхнем торце наклонной реакционной камеры 1 выполнено отверстие, ответное отверстию в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка 3 (на чертеже не показаны). В нижнем торце наклонной реакционной камеры 1 выполнено отверстие, ответное разгрузочному отверстию в верхнем торце наклонного шнекового питателя 2 (на чертеже не показаны).The inclined reaction chamber 1 is made in the form of a piece of circular pipe, and the vertical storage of solid residue has a cylindrical-conical shape. An opening is made in the upper end of the inclined reaction chamber 1, which corresponds to the opening in the upper part of the housing of the vertical storage of solid residue 3 (not shown in the drawing). An opening is made in the lower end of the inclined reaction chamber 1, corresponding to the discharge opening in the upper end of the inclined screw feeder 2 (not shown in the drawing).

Упомянутые реакционная камера 1 и шнековый питатель 2 наклонены к горизонтальной оси под одинаковым острым углом β, причем их верхние торцы выше их нижних торцов. Нижний торец наклонной реакционной камеры 1 соосно состыкован с верхним торцом наклонного шнекового питателя 2. Верхний торец наклонной реакционной камеры 1 присоединен под острым углом β к верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка 3.The mentioned reaction chamber 1 and the screw feeder 2 are inclined to the horizontal axis at the same acute angle β, and their upper ends are higher than their lower ends. The lower end of the inclined reaction chamber 1 is coaxially docked with the upper end of the inclined screw feeder 2. The upper end of the inclined reaction chamber 1 is attached at an acute angle β to the upper part of the body of the vertical storage of solid residue 3.

В частном варианте осуществления заявленной полезной модели верхний торец наклонной реакционной камеры 1 присоединен под острым углом величиной β, равной (10÷80)°, к верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка 3.In a particular embodiment of the claimed utility model, the upper end of the inclined reaction chamber 1 is attached at an acute angle of β equal to (10 ÷ 80) ° to the upper part of the body of the vertical storage of solid residue 3.

Верхний торец вертикального накопителя твердого остатка 3 оснащен соответствующей крышкой 4. На крышке 4 вертикального накопителя твердого остатка 3 установлен люк 5 для розжига углеродсодержащего материала в наклонной реакционной камере 1, оснащенный соответствующей крышкой 6. Под крышкой 4 в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка 3 выполнено выпускное отверстие (на чертеже не показано), соединенное с патрубком выхода полученного газа 7. Нижний торец вертикального накопителя твердого остатка 3 соединен через патрубок 8 с механизмом выгрузки твердого остатка 9.The upper end of the vertical solid residue accumulator 3 is equipped with a corresponding cover 4. On the cover 4 of the vertical solid residue accumulator 3 there is a hatch 5 for ignition of carbon-containing material in an inclined reaction chamber 1, equipped with a corresponding cover 6. Under the cover 4 in the upper part of the body of the vertical solid residue accumulator 3 an outlet is made (not shown in the drawing), connected to the outlet pipe of the obtained gas 7. The lower end of the vertical accumulator of solid residue 3 is connected through the pipe 8 to the mechanism for unloading the solid residue 9.

Механизм выгрузки твердого остатка 9 может представлять собой любой тип известной запорно-регулирующей трубопроводной арматуры для пропускания, перекрытия или регулирования потока вещества в патрубке 8, соединенным с нижнем торцом вертикального накопителя 3 твердого остатка, например, задвижку, шибер, шлюзовый затвор и т.п.The mechanism for unloading the solid residue 9 can be any type of known shut-off and control pipeline fittings for passing, shutting off or regulating the flow of the substance in the pipe 8 connected to the lower end of the vertical accumulator 3 of the solid residue, for example, a gate valve, gate valve, sluice gate, etc. ...

Наклонный шнековый питатель 2 содержит цилиндрический корпус 10, внутри которого с возможностью вращения установлен шнек 11 с полым валом 13 для подачи дутьевого воздуха в наклонную реакционную камеру, кинематически связанный с соответствующим приводным механизмом 12. Внутри упомянутого полого вала 13 образован канал подачи дутьевого воздуха в наклонную реакционную камеру 1, сопряженный с воздуховодом 14 (см. вид А на чертеже). Воздуховод 14 связан с воздушно-дутьевым узлом (на чертеже не показан). В нижней части цилиндрический корпус 10 наклонного шнекового питателя 2 оснащен загрузочным узлом 15.The inclined screw feeder 2 contains a cylindrical body 10, inside of which a screw 11 with a hollow shaft 13 is rotatably installed for supplying blast air to the inclined reaction chamber, which is kinematically connected to the corresponding drive mechanism 12. Inside the said hollow shaft 13, a channel for supplying blast air to the inclined the reaction chamber 1, coupled with the air duct 14 (see view A in the drawing). The air duct 14 is connected with an air-blowing unit (not shown in the drawing). In the lower part, the cylindrical body 10 of the inclined screw feeder 2 is equipped with a loading unit 15.

Воздушно-дутьевой узел может представлять собой дутьевой вентилятор с частотным преобразователем и с любым типом известной запорно-регулирующей трубопроводной арматуры для регулирования расхода дутьевого воздуха, подаваемого внутрь наклонной реакционной камеры 1, например, с воздушной заслонкой.The air-blowing unit can be a blower fan with a frequency converter and with any type of known shut-off and control pipeline fittings for regulating the flow rate of blowing air supplied to the inside of the inclined reaction chamber 1, for example, with an air damper.

Приводной механизм 12 наклонного шнекового питателя 2 может представлять собой любой тип известного силового привода, содержащего движитель и устройство регулировки скорости вращения шнека 11 с упомянутым полым валом 13, например, электрический привод, гидравлический привод, пневматический привод и т.п.The drive mechanism 12 of the inclined screw feeder 2 can be any type of known power drive comprising a propeller and a device for adjusting the rotation speed of the screw 11 with said hollow shaft 13, for example, an electric drive, a hydraulic drive, a pneumatic drive, and the like.

Загрузочный узел 15 может представлять собой, например, бункер, силос, транспортер с бункером и т.п.The loading unit 15 may be, for example, a hopper, silo, hopper conveyor, or the like.

Наклонная реакционная камера 1 оснащена рубашкой охлаждения 16, вертикальный накопитель твердого остатка 3 оснащен рубашкой охлаждения 17, а крышка 4 вертикального накопителя твердого остатка 3 оснащена рубашкой охлаждения 18.The inclined reaction chamber 1 is equipped with a cooling jacket 16, the vertical accumulator of solid residue 3 is equipped with a cooling jacket 17, and the cover 4 of the vertical accumulator of solid residue 3 is equipped with a cooling jacket 18.

Рубашки охлаждения 16, 17, 18 представляют собой соответствующие полости, огибающие наклонную реакционную камеру 1, вертикальный накопитель твердого остатка 3 и крышку 4 вертикального накопителя твердого остатка 3 соответственно, в которых может циркулировать любой тип известного охлаждающего реагента, например, вода, воздух, фреон и т.п.Cooling jackets 16, 17, 18 represent the corresponding cavities enveloping the inclined reaction chamber 1, the vertical accumulator of solid residue 3 and the cover 4 of the vertical accumulator of solid residue 3, respectively, in which any type of known cooling agent can circulate, for example, water, air, freon etc.

Рубашки охлаждения 16, 17, 18 посредством соответствующих патрубков 19 ввода и вывода охлаждающего реагента соединены с системой охлаждения (на чертеже не показана).The cooling jackets 16, 17, 18 are connected to the cooling system (not shown in the drawing) by means of the corresponding branch pipes 19 of the inlet and outlet of the cooling agent.

Рубашки охлаждения 16, 17, 18 могут быть соединены друг с другом. Однако, данное раскрытие должно рассматриваться как иллюстрация примерного варианта компоновки рубашек охлаждения 16, 17, 18 и не предназначено для ограничения сущности заявленной полезной модели, описанной здесь. Изменения в компоновке рубашек охлаждения 16, 17, 18, в количестве упомянутых патрубков 19 ив типе охлаждающего реагента могут быть выполнены без отклонения от сущности или объема правовой охраны по формуле заявленной полезной модели, изложенной здесь.Cooling jackets 16, 17, 18 can be connected to each other. However, this disclosure is to be considered as an illustration of an exemplary arrangement of cooling jackets 16, 17, 18 and is not intended to limit the spirit of the claimed utility model described herein. Changes in the layout of cooling jackets 16, 17, 18, in the number of said pipes 19 and in the type of cooling agent can be made without deviating from the essence or scope of legal protection according to the claimed utility model formula set forth here.

Устройство для термической переработки углеродсодержащего материала работает следующим образом.The device for thermal processing of carbonaceous material operates as follows.

Углеродсодержащий материал через загрузочный узел 15 загружают внутрь наклонного шнекового питателя 2. При вращении шнека И с упомянутым полым валом 13, приводимого во вращательное движение посредством соответствующего приводного механизма 12, загруженный углеродсодержащий материал транспортируется внутри цилиндрического корпуса 10 наклонного шнекового питателя 2 к отверстию в верхнем торце наклонной реакционной камеры 1. Далее загруженный углеродсодержащий материал посредством вращающегося шнека 11 с упомянутым полым валом 13 поднимается вверх внутри наклонной реакционной камеры 1 к отверстию в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка 3. После чего вращение шнека 11 с упомянутым полым валом 13 останавливают для проведения розжига и ввода заявленного устройства в режим воздушной газификации углеродсодержащего материала.Carbon-containing material through the loading unit 15 is loaded inside the inclined screw feeder 2. When the screw And with the mentioned hollow shaft 13 rotated, driven in rotary motion by means of the corresponding drive mechanism 12, the loaded carbon-containing material is transported inside the cylindrical body 10 of the inclined screw feeder 2 to the hole in the upper end inclined reaction chamber 1. Next, the loaded carbon-containing material by means of the rotating screw 11 with the said hollow shaft 13 rises upward inside the inclined reaction chamber 1 to the opening in the upper part of the housing of the vertical accumulator of solid residue 3. Then the rotation of the screw 11 with the said hollow shaft 13 is stopped to carry out ignition and putting the claimed device into the mode of air gasification of carbon-containing material.

Включают воздушно-дутьевой узел и дутьевой воздух через воздуховод 14 поступает в канал подачи дутьевого воздуха, образованный внутри упомянутого полого вала 13, и затем в наклонную реакционную камеру 1.The air-blowing unit is switched on and the blowing air through the air duct 14 enters the blowing air supply channel formed inside the said hollow shaft 13, and then into the inclined reaction chamber 1.

Через предварительно открытый люк 5 углеродсодержащий материал, находящийся внутри наклонной реакционной камеры 1, сверху смачивают дизельным топливом и поджигают факелом. После розжига углеродсодержащего материала открытый люк 8 быстро закрывают крышкой 6.Through the previously opened hatch 5, the carbon-containing material inside the inclined reaction chamber 1 is moistened with diesel fuel from above and ignited with a torch. After ignition of the carbonaceous material, the open hatch 8 is quickly closed with a cover 6.

В результате внутри наклонной реакционной камеры 1 зона газификации загруженного углеродсодержащего материала смещается вниз навстречу потоку дутьевого воздуха, при этом за зоной газификацией углеродсодержащего материала внутри наклонной реакционной камеры 1 образуется горячие твердый остаток и горючий газ.As a result, inside the inclined reaction chamber 1, the gasification zone of the loaded carbon-containing material is displaced downward towards the flow of the blast air, while behind the zone of gasification of the carbon-containing material, a hot solid residue and a combustible gas are formed inside the inclined reaction chamber 1.

В режиме воздушной газификации углеродсодержащего материала при поступлении в наклонную реакционную камеру 1 дутьевого воздуха, являющегося окислителем загруженного углеродсодержащего материала, внутри нее образуется подзона окисления зоны газификации загруженного углеродсодержащего материала. При этом за подзоной окисления зоны газификации углеродсодержащего материала внутри наклонной реакционной камеры 1 образуется подзона восстановления загруженного углеродсодержащего материала, в которую поступают газообразные продукты горения углеродсодержащего материала из подзоны окисления газификации загруженного углеродсодержащего материала. В подзоне восстановления зоны газификации загруженного углеродсодержащего материала при взаимодействии между газообразными продуктами окисления углеродсодержащего материала и продуктами неполного горения углеродсодержащего материала происходит образование горячих горючего газа и твердого остатка.In the mode of air gasification of carbon-containing material, when blowing air enters the inclined reaction chamber 1, which is an oxidizer of the loaded carbon-containing material, a subzone of oxidation of the gasification zone of the loaded carbon-containing material is formed inside it. In this case, behind the oxidation subzone of the carbon-containing material gasification zone, inside the inclined reaction chamber 1, a reduction sub-zone of the loaded carbon-containing material is formed, into which the gaseous combustion products of the carbon-containing material are supplied from the gasification oxidation sub-zone of the loaded carbon-containing material. In the subzone of the reduction of the gasification zone of the loaded carbon-containing material, the formation of hot combustible gas and solid residue occurs during the interaction between the gaseous products of oxidation of the carbon-containing material and the products of incomplete combustion of the carbon-containing material.

При этом при коэффициенте избытка дутьевого воздуха α=0.4÷0.6, установленного посредством любого типа известной запорно-регулирующей трубопроводной арматуры для регулирования расхода дутьевого воздуха, подаваемого внутрь наклонной реакционной камеры 1, например воздушной заслонки, в подзоне восстановления загруженного углеродсодержащего материала образуется твердый остаток с низким содержанием высокомолекулярных углеводородов.In this case, with a blowing air excess factor α = 0.4 ÷ 0.6, installed by means of any type of known shut-off and control pipeline valves to control the flow rate of blast air supplied to the inside of the inclined reaction chamber 1, for example, an air damper, a solid residue with low content of high molecular weight hydrocarbons.

Через 0,5 часа внутри наклонной реакционной камеры 1 сверху формируется слой раскаленного твердого углеродсодержащего остатка высотой (0,2÷0,3) м. После чего включают соответствующий приводной механизм 12 и запускают вращение шнека 11 с упомянутым полым валом 13.After 0.5 hours, inside the inclined reaction chamber 1, a layer of incandescent solid carbon-containing residue with a height of (0.2 ÷ 0.3) m is formed on top. After that, the corresponding drive mechanism 12 is turned on and the screw 11 with the mentioned hollow shaft 13 is started to rotate.

Раскаленный твердый остаток посредством вращения шнека 11 с упомянутым полым валом 13 поднимается вверх внутри наклонной реакционной камеры 1 к отверстию в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка 3, в котором охлаждается посредством рубашки охлаждения 17. Охлажденный твердый остаток выгружается из вертикального накопителя твердого остатка 3 снизу через механизм выгрузки 9.The incandescent solid residue by means of rotation of the screw 11 with the mentioned hollow shaft 13 rises upward inside the inclined reaction chamber 1 to the opening in the upper part of the housing of the vertical solid residue storage 3, in which it is cooled by means of the cooling jacket 17. The cooled solid residue is discharged from the vertical solid residue storage 3 from the bottom through the unloading mechanism 9.

Твердый остаток, полученный в заявленном устройстве в результате воздушной газификации углеродсодержащего материала, может представлять собой кокс, полукокс или сорбент в зависимости от режима воздушной газификации, в частности от коэффициента избытка воздуха и скорости вращения шнека 11 с упомянутым полым валом 13, регулируемой соответствующим устройством регулировки скорости вращения.The solid residue obtained in the claimed device as a result of air gasification of carbon-containing material can be coke, semi-coke or sorbent, depending on the air gasification mode, in particular on the excess air ratio and the rotation speed of the screw 11 with the mentioned hollow shaft 13, which is controlled by the appropriate control device rotation speed.

Газ, полученный в заявленном устройстве в результате воздушной газификации углеродсодержащего материала, выходит с низким содержанием паров высокомолекулярных углеводородов из вертикального накопителя твердого остатка 3 сверху через патрубок выхода полученного газа 7.The gas obtained in the claimed device as a result of the air gasification of the carbon-containing material comes out with a low content of high-molecular hydrocarbon vapors from the vertical storage of solid residue 3 from above through the outlet of the obtained gas 7.

Рубашка охлаждения 16 наклонной реакционной камеры 1 предотвращает прогорание корпуса наклонной реакционной камеры 1, рубашка охлаждения 17 вертикального накопителя твердого остатка 3 предотвращает прогорание его корпуса, а рубашка охлаждения 18 крышки 4 предотвращает прогорание ее, а также предотвращает прогорание упомянутого люка 5 с соответствующей крышкой 6.The cooling jacket 16 of the inclined reaction chamber 1 prevents the combustion of the body of the inclined reaction chamber 1, the cooling jacket 17 of the vertical storage of solid residue 3 prevents the combustion of its body, and the cooling jacket 18 of the cover 4 prevents it from burning out, and also prevents the burnout of the mentioned hatch 5 with the corresponding cover 6.

Claims (2)

1. Устройство для термической переработки углеродсодержащего материала, содержащее реакционную камеру, соединенную с наклонным шнековым питателем и вертикальным накопителем твердого остатка, люк для розжига углеродсодержащего материала, патрубок выхода полученного газа, соединенный с выпускным отверстием, при этом нижний торец вертикального накопителя твердого остатка соединен с механизмом выгрузки твердого остатка, отличающееся тем, что верхний торец наклонной реакционной камеры, которая нижним торцом соосно состыкована с наклонным шнековым питателем, присоединен под острым углом к верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка, при этом наклонный шнековый питатель содержит шнек с полым валом для подачи дутьевого воздуха в наклонную реакционную камеру, кинематически связанным с соответствующим приводным механизмом, на крышке вертикального накопителя твердого остатка, оснащенной соответствующей рубашкой охлаждения, установлен люк для розжига углеродсодержащего материала в наклонной реакционной камере, а в верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка выполнено выпускное отверстие, соединенное с патрубком выхода полученного газа, причем наклонная реакционная камера и вертикальный накопитель твердого остатка оснащены соответствующими рубашками охлаждения.1. A device for thermal processing of carbon-containing material, containing a reaction chamber connected to an inclined screw feeder and a vertical storage of solid residue, a hatch for ignition of carbon-containing material, a branch pipe for the outlet of the produced gas connected to the outlet, while the lower end of the vertical storage of solid residue is connected to a mechanism for unloading the solid residue, characterized in that the upper end of the inclined reaction chamber, which is coaxially docked with the lower end with the inclined screw feeder, is attached at an acute angle to the upper part of the body of the vertical accumulator of solid residue, while the inclined screw feeder contains a screw with a hollow shaft for feeding blowing air into the inclined reaction chamber, kinematically connected with the corresponding drive mechanism, a hatch for ignition of carbon-containing material is installed on the cover of the vertical accumulator of solid residue, equipped with a suitable cooling jacket and in the inclined reaction chamber, and in the upper part of the body of the vertical storage of solid residue, an outlet is made connected to the outlet of the produced gas, and the inclined reaction chamber and the vertical storage of solid residue are equipped with corresponding cooling jackets. 2. Устройство для термической переработки углеродсодержащего материала по п. 1, отличающееся тем, что верхний торец наклонной реакционной камеры присоединен под острым углом величиной (10÷80)° к верхней части корпуса вертикального накопителя твердого остатка.2. A device for thermal processing of carbon-containing material according to claim 1, characterized in that the upper end of the inclined reaction chamber is connected at an acute angle of (10 ÷ 80) ° to the upper part of the body of the vertical storage of solid residue.
RU2021124600U 2021-08-18 2021-08-18 DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING MATERIAL RU208051U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124600U RU208051U1 (en) 2021-08-18 2021-08-18 DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING MATERIAL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124600U RU208051U1 (en) 2021-08-18 2021-08-18 DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING MATERIAL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU208051U1 true RU208051U1 (en) 2021-11-30

Family

ID=79174695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021124600U RU208051U1 (en) 2021-08-18 2021-08-18 DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING MATERIAL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU208051U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308103A (en) * 1980-06-02 1981-12-29 Energy Recovery Research Group, Inc. Apparatus for the pyrolysis of comminuted solid carbonizable materials
US20100193344A1 (en) * 2007-09-26 2010-08-05 Antal Jr Michael J Novel process for ignition of biomass flash carbonization
RU128517U1 (en) * 2012-06-20 2013-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение РГ Инновации" (ООО "НПО РГ Инновации") FAST PYROLYSIS REACTOR FOR SOLID MATERIALS
WO2017007361A1 (en) * 2015-07-07 2017-01-12 Константин Владимирович ЛАДЫГИН Plant for processing organic raw material using pyrolysis method
RU169695U1 (en) * 2016-07-27 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" (ТвГУ) LABORATORY DEVICE FOR QUICK PYROLYSIS OF CARBON-CONTAINING WASTE OF PLANT ORIGIN
RU182327U1 (en) * 2018-05-31 2018-08-14 Игорь Иванович Зоткин REACTOR FOR THE PYROLYSIS OF CARBON-CONTAINING MATERIALS

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308103A (en) * 1980-06-02 1981-12-29 Energy Recovery Research Group, Inc. Apparatus for the pyrolysis of comminuted solid carbonizable materials
US20100193344A1 (en) * 2007-09-26 2010-08-05 Antal Jr Michael J Novel process for ignition of biomass flash carbonization
RU128517U1 (en) * 2012-06-20 2013-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение РГ Инновации" (ООО "НПО РГ Инновации") FAST PYROLYSIS REACTOR FOR SOLID MATERIALS
WO2017007361A1 (en) * 2015-07-07 2017-01-12 Константин Владимирович ЛАДЫГИН Plant for processing organic raw material using pyrolysis method
RU169695U1 (en) * 2016-07-27 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" (ТвГУ) LABORATORY DEVICE FOR QUICK PYROLYSIS OF CARBON-CONTAINING WASTE OF PLANT ORIGIN
RU182327U1 (en) * 2018-05-31 2018-08-14 Игорь Иванович Зоткин REACTOR FOR THE PYROLYSIS OF CARBON-CONTAINING MATERIALS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102188473B1 (en) Carbonizing furnace
CN103060013A (en) Continuous gasifying and cracking multi-effect furnace for plastic recycling
CN102876387B (en) Straw gasification furnace capable of continuously producing gas
RU2646917C1 (en) Method of thermochemical conversion of organic containing raw material and the complex of thermochemical conversion including the rejector of conjugated heating for its implementation
RU2359011C1 (en) Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions)
CN102249225B (en) System using biomass for heat supply for producing activated carbon by fly ash
RU208051U1 (en) DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING MATERIAL
KR102495636B1 (en) Continuous biomass carbonization device
RU2545199C1 (en) Gasifier of solid domestic waste and solid fuel
US11168272B2 (en) Mechanical power source with burner
CN109506228B (en) Biomass combustion furnace with multiple discharging pipes
PL227338B1 (en) Method of processing biomasses to renewable fuel and a device for processing biomasses to renewable fuel
CN203048877U (en) Plastic recycling continuous gasification and cracking multi-effect furnace
CN106350118A (en) Biomass gasification equipment and method
JP3607636B2 (en) Carbonization furnace
CN202116507U (en) Production system for double activated carbon
CN105180646B (en) A kind of rotary gasified combustion apparatus and gasification, and combustion technique
CN206755188U (en) A kind of Oil Paint Slag innocent treatment equipment
SU1548601A1 (en) Method of pyrolysis of solid domestic refuse
RU74918U1 (en) SOLID FUEL CONVERSION INSTALLATION (OPTIONS)
CN112920824A (en) Rotary kiln type pyrolysis reactor and coal pyrolysis method
CN205974423U (en) Biomass gasification facility
JP2003253273A (en) Method and apparatus for gasification of solid fuel and organic substance
JP7200703B2 (en) carbonization furnace
CN109852405A (en) One kind pyrolysis system of solid waste containing organic matter and its production technology