RU2168676C2

RU2168676C2 - Pyrolysis installation

Info

Publication number: RU2168676C2
Application number: RU99113301A
Authority: RU
Inventors: А.И. Глушков
Original assignee: Глушков Александр Иванович
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2001-06-10

Abstract

FIELD: systems for processing hydrocarbon waste. SUBSTANCE: pyrolysis installation includes thermic reactor 1 with indirect heating, system for draining pyrolysis gases having condenser 5 and system for draining flue gases with scrubbing apparatus arranged after condenser 5. The last is in the form of cooler with flow-through water. Installation includes in addition liquid deposite settler 6, catalyst 7.1, hydraulic seal 7, catalyst 8,1; measuring hydraulic seal 8. System for draining flue gases includes hydraulic filter 21 having catalyst- provided inlet and joined with electric filter 22. Receivers 13 of liquid hydrocarbon of hydraulic lock 7,8 and of hydraulic filter 21 are connected through pumps with jet 17.1 arranged in reactor 1. Receiver of liquid deposit of settler 6 is connected through pump with jet 17.2 also arranged in reactor 1. The last includes in addition direct-heating electric heater 24. Due to use of positive feedback circuits for supplying additional reagents to thermic reactor, volume of fuel gas and respectively heat energy are increased in dependence upon charge of carbon biomass. EFFECT: enhanced efficiency of pyrolysis process, improved quality of scrubbing flue and fuel gases, complete transformation of processed solid, liquid and gaseous ingredients to fuel gas. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике переработки углеводородных отходов. The invention relates to techniques for processing hydrocarbon waste.

Известна установка, пат. СССР N 52087, C 10 J 3/84, 1935 г., содержащая газогенератор, в верхней части которого установлен электрофильтр для очистки дымовых газов и последующего выброса в атмосферу. Недостатками установки являются наличие электрофильтра внутри газогенератора, что требует снижения температуры газов перед электрофильтром, вследствие чего снижается эффективность пиролиза, низкое качество очистки дымовых газов, накапливание пиролизата в качестве отходов, низкое качество очистки топливных газов. Known installation, US Pat. USSR N 52087, C 10 J 3/84, 1935, containing a gas generator, in the upper part of which there is an electrostatic precipitator for cleaning flue gases and subsequent discharge into the atmosphere. The disadvantages of the installation are the presence of an electrostatic precipitator inside the gas generator, which requires lowering the temperature of the gases in front of the electrostatic precipitator, as a result of which the pyrolysis efficiency, the low quality of flue gas treatment, the accumulation of pyrolyzate as waste, and the low quality of fuel gas treatment are reduced.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является установка пиролиза отходов, а.с. N 69987, F 23 G 5/00, 1979 г., имеющая газоход горючих газов и дымовой газоход, с регулировкой заслонками газоанализатора в газоходах. Недостатками установки являются низкое качество очистки горючих газов, накопление пиролизата в отходах, низкое качество охлаждения и очистки дымовых газов. Closest to the proposed invention is the installation of pyrolysis of waste, and.with. N 69987, F 23 G 5/00, 1979, having a combustible gas duct and a flue gas duct, with adjustment of the gas analyzer flaps in the gas ducts. The disadvantages of the installation are the low quality of purification of combustible gases, the accumulation of pyrolyzate in the waste, the low quality of cooling and purification of flue gases.

Целью предлагаемого изобретения являются повышение эффективности процесса пиролиза, более качественная очистка топливных и дымовых газов и наиболее полная переработка твердых, жидких и газообразных составляющих процесса в топливный газ. The aim of the invention is to increase the efficiency of the pyrolysis process, better purification of fuel and flue gases and the most complete processing of solid, liquid and gaseous components of the process into fuel gas.

Цель достигается тем, что в пиролизной установке, содержащей термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки, в систему отвода пиролизных газов последовательно за конденсатором, выполненным в виде холодильника с проточной водой, включены отстойник жидких осадков, катализатор, гидрозатвор, катализатор, гидрозатвор измерительный, а приемники жидких углеводородов в гидрозатворах соединены насосом с форсункой, размещенной в термореакторе. Приемник жидких осадков отстойника соединен насосом с другой форсункой, размещенной в термореакторе. В систему отвода дымовых газов включен гидрофильтр с катализированным входом, соединенный с электрофильтром. The goal is achieved by the fact that in a pyrolysis installation containing a thermoreactor with indirect heating, a pyrolysis gas exhaust system including a condenser, as well as a flue gas exhaust system with a cleaning system, to the pyrolysis gas exhaust system sequentially behind a condenser made in the form of a refrigerator with running water, liquid sedimentation tank, a catalyst, a water trap, a catalyst, a measuring water trap are included, and liquid hydrocarbon receivers in the water traps are connected by a pump to the nozzle located in the thermal reactor. The liquid sedimentation tank of the sedimentation tank is connected by a pump to another nozzle located in the thermoreactor. The flue gas exhaust system includes a hydrofilter with a catalyzed inlet connected to an electrostatic precipitator.

Приемник жидких углеводородов гидрофильтра соединен с форсункой, размещенной в термореакторе. Кроме того, в термореакторе расположен электронагреватель непосредственного нагрева. Hydraulic filter liquid hydrocarbon receiver is connected to a nozzle located in a thermoreactor. In addition, a direct heating electric heater is located in the thermoreactor.

В предложенной установке за счет введения обратных положительных связей подачи дополнительных реагентов в термореактор получение топливного газа из углеводородной биомассы происходит не только за счет ее возгонки, но и за счет образования жидких углеводородов и их пиролиза, а также за счет реакции получения топливных газов из кислотно-органических фракций. Процессы переработки-биомассы в термореакторе значительно ускоряет применение комбинированного (косвенного и непосредственного) режима нагрева. In the proposed installation, due to the introduction of positive feedback of supplying additional reagents to the thermoreactor, the production of fuel gas from hydrocarbon biomass occurs not only due to its sublimation, but also due to the formation of liquid hydrocarbons and their pyrolysis, as well as due to the reaction of obtaining fuel gases from acid organic fractions. Processing-biomass processes in a thermoreactor significantly accelerates the use of a combined (indirect and direct) heating mode.

Пиролизная установка приведена на чертеже. The pyrolysis installation is shown in the drawing.

Установка содержит термореактор 1 с герметично закрывающейся крышкой 2, установленный в печи 3, внутри которой размещен нагреватель 4. Термореактор 1 соединен с конденсатором 5, выполненным в виде холодильника с проточной водой и соединенным с отстойником 6 для жидких осадков. Отстойник 6 соединен с катализатором 7.1 гидрозатвора 7, соединенного с катализатором 8,1 измерительного гидрозатвора 8. Гидрозатвор 8 соединен с компрессором 9, который соединен с ресивером 10. Ресивер 10 соединен с вентилем 11, через который подается газ потребителю. Ресивер 10 через вентиль 12 соединен с нагревателем (горелкой) 4 печи 3. Приемники 13 жидких углеводородов 14 гидрозатворов 7, 8 через насос 15 соединены с форсункой 17.1, расположенной в термореакторе 1. Приемник отстойника 6 для жидких осадков через насос 16 соединен с форсункой 17.2. В печи 3 установлена дымовая труба 18, соединенная последовательно через центробежный насос 19, катализатор 20, гидрофильтр 21, электрофильтр 22 с выпускным трактом 23. Приемник 13 жидких углеводородов 14 гидрофильтра 21 соединен с форсункой 17.1. Внутри термореактора 1 размещен электронагреватель 24, на который подается напряжение через выключатель 25. The installation comprises a thermoreactor 1 with a hermetically sealed lid 2 installed in the furnace 3, inside of which a heater 4 is placed. The thermoreactor 1 is connected to a condenser 5 made in the form of a refrigerator with running water and connected to a sedimentation tank 6 for liquid precipitation. The sump 6 is connected to the catalyst 7.1 of the water trap 7, connected to the catalyst 8.1 of the measuring water trap 8. The water trap 8 is connected to the compressor 9, which is connected to the receiver 10. The receiver 10 is connected to the valve 11, through which gas is supplied to the consumer. The receiver 10 through the valve 12 is connected to the heater (burner) 4 of the furnace 3. The receivers 13 of liquid hydrocarbons 14 hydraulic locks 7, 8 through the pump 15 are connected to the nozzle 17.1 located in the thermoreactor 1. The receiver of the settler 6 for liquid sediment through the pump 16 is connected to the nozzle 17.2 . A chimney 18 is installed in the furnace 3, connected in series through a centrifugal pump 19, a catalyst 20, a hydrofilter 21, an electrostatic precipitator 22 with an exhaust path 23. A receiver 13 of liquid hydrocarbons 14 of the hydrofilter 21 is connected to the nozzle 17.1. Inside the thermoreactor 1, an electric heater 24 is placed, to which voltage is supplied through a switch 25.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

В термореактор 1 загружают углеводородные отходы и герметично закрывают его крышкой 2. В нагреватель (горелку) 4 поступает газ. Сгорая в печи 3, газ нагревает термореактор 1 от 700 до 800 градусов Цельсия. Внутри реактора происходит пиролиз загруженной биомассы. В результате деструкции биомассы в термореакторе 1 остается один угольный остаток, а газовая составляющая уходит через конденсатор 5. Охлаждаясь и конденсируясь, кислотные и масляные составляющие попадают в отстойник 6 для жидких осадков. Более легкие топливные фракции газа, проходя через катализатор 7.1 и гидрозатвор 7, очищаются, образуют жидкие углеводороды 14 и поступают через катализатор 8.1 в гидрозатвор 8 измерительный, где также образуют слой жидких углеводородов 14. Охлажденный и очищенный топливный газ компрессором 9 закачивается в ресивер 10, откуда подается потребителю через вентиль 11 или через вентиль 12 подается в нагреватель (горелку) своей печи 3. Полученные жидкие углеводороды 14 через приемники 13 насосом 15 подаются в форсунку 17.1, затем процесс повторяется. Кислотно-органические фракции из отстойника 6 насосом 16 подаются в форсунку 17.2 и распыляются над раскаленным углем. При этом реагентами, подаваемыми через форсунки 17.1 и 17.2, осуществляется ворошение биомассы и пирокарбона. Углерод, отбирая кислород у кислотно-органических фракций, превращает их в топливные газы. Поверхность угля увеличивается, он становится более активным. Затем процесс повторяется. Hydrocarbon waste is loaded into the thermoreactor 1 and hermetically closed with a lid 2. Gas enters the heater (burner) 4. Burning in the furnace 3, the gas heats the thermoreactor 1 from 700 to 800 degrees Celsius. Inside the reactor, pyrolysis of the loaded biomass takes place. As a result of the destruction of biomass, one coal residue remains in the thermoreactor 1, and the gas component leaves through the condenser 5. When cooling and condensing, the acid and oil components enter the sump 6 for liquid sediments. The lighter fuel gas fractions, passing through the catalyst 7.1 and the water trap 7, are cleaned, form liquid hydrocarbons 14 and pass through the catalyst 8.1 into the measuring water trap 8, where they also form a layer of liquid hydrocarbons 14. The cooled and purified fuel gas is pumped into the receiver 10 by the compressor 9, from where it is supplied to the consumer through the valve 11 or through the valve 12 it is supplied to the heater (burner) of its furnace 3. The resulting liquid hydrocarbons 14 through the receivers 13 are pumped to the nozzle 17.1 by the pump 15, then the process is repeated. Organic acid fractions from the sump 6 are pumped to the nozzle 17.2 by a pump 16 and sprayed over the hot coal. In this case, the reagents supplied through the nozzles 17.1 and 17.2 carry out the tedding of biomass and pyrocarbon. Carbon, taking oxygen from acid-organic fractions, turns them into fuel gases. The surface of coal increases, it becomes more active. Then the process repeats.

Газы, полученные в процессе сгорания, из печи 3 через дымовую трубу 18 откачиваются центробежным насосом 19 и подаются через катализатор 20 в гидрофильтр 21, где очищаются и охлаждаются, затем, проходя через электрофильтр 22, подаются в выпускной тракт 23. Жидкие углеводороды 14 через приемник 13 поступают в форсунку 17.1. The gases obtained in the combustion process from the furnace 3 through a chimney 18 are pumped out by a centrifugal pump 19 and fed through a catalyst 20 to a hydrofilter 21, where they are cleaned and cooled, then, passing through an electrostatic precipitator 22, are fed into the exhaust path 23. Liquid hydrocarbons 14 through the receiver 13 enter the nozzle 17.1.

Кроме режима косвенного нагрева в установке существует режим непосредственного нагрева углеводородной массы в термореакторе 1, осуществляемый подачей напряжения через выключатель 25 на электронагреватель 24, размещенный внутри термореактора 1. Этот режим позволяет перерабатывать биомассу в топливный газ наиболее чистым в отношении экологии способом и сокращает количество тепловой энергии, необходимой для пиролиза углеводородов. Комбинированный режим, при котором используются оба вида нагрева, значительно ускоряет процесс переработки биомассы. In addition to the indirect heating mode in the installation, there is a mode of direct heating of the hydrocarbon mass in the thermoreactor 1, carried out by supplying voltage through a switch 25 to an electric heater 24 located inside the thermoreactor 1. This mode allows the biomass to be processed into fuel gas in the most environmentally friendly way and reduces the amount of thermal energy necessary for the pyrolysis of hydrocarbons. The combined mode, in which both types of heating are used, significantly speeds up the process of processing biomass.

Предложенная установка позволяет увеличить объем топливного газа и, соответственно, тепловой энергии от загрузки углеводородной биомассы. The proposed installation allows to increase the volume of fuel gas and, accordingly, thermal energy from the loading of hydrocarbon biomass.

Claims

A pyrolysis installation comprising an indirectly heated thermoreactor, a pyrolysis gas exhaust system including a condenser, and a flue gas exhaust system with a cleaning system, characterized in that a settling tank is included in the pyrolysis gas exhaust system in series behind the condenser made in the form of a refrigerator with running water liquid precipitation, a catalyst, a water trap, a catalyst, a measuring water trap, and a hydrofilter with a catalyzed inlet connected to an electrostatic precipitator is included in the flue gas removal system In this case, liquid hydrocarbon trap and hydraulic filter receivers, as well as a liquid sedimentation tank of the sedimentation tank, are connected through pumps to the corresponding nozzles located in a thermoreactor in which a direct heating electric heater is located.