RU2182684C2 - Plant and method for processing of organic raw materials into fuel components - Google Patents
Plant and method for processing of organic raw materials into fuel components Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182684C2 RU2182684C2 RU2000115972/03A RU2000115972A RU2182684C2 RU 2182684 C2 RU2182684 C2 RU 2182684C2 RU 2000115972/03 A RU2000115972/03 A RU 2000115972/03A RU 2000115972 A RU2000115972 A RU 2000115972A RU 2182684 C2 RU2182684 C2 RU 2182684C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrolysis
- chamber
- reactor
- gas
- raw materials
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к устройствам и способам для переработки органического сырья в топливные компоненты путем пиролиза и могут быть использованы для утилизации бытовых и коммунальных отходов, а также при переработке угля низкой степени углефикации и различной зольности, илов и т.п. The invention relates to devices and methods for processing organic raw materials into fuel components by pyrolysis and can be used for the disposal of domestic and municipal waste, as well as in the processing of coal with a low degree of coalification and various ash, silts, etc.
Известна установка для пиролиза бытовых и коммунальных отходов, содержащая приемную воронку, загрузочное устройство в виде вертикального стояка, снабженного дозирующим механизмом шиберноги типа, швельшахту, систему разделения газообразной смеси, включающую газоход с заслонкой и конденсатором для отвода горючих газов и жидкого топлива и газоход с заслонкой для отвода дымовых газов, включающий воздухоподогреватель, систему очистки газов и газоанализатор, и приспособление для отвода твердого остатка в виде летки с гидрозатвором. A known installation for the pyrolysis of household and municipal waste, containing a receiving funnel, a loading device in the form of a vertical riser equipped with a dosing mechanism type shibernogi type, shaft, a system for separating a gaseous mixture, including a duct with a damper and a condenser for the removal of combustible gases and liquid fuel and a duct with a damper for removal of flue gases, including an air heater, a gas purification system and a gas analyzer, and a device for removing solid residue in the form of a notch with a water seal.
Способ для переработки бытовых и коммунальных отходов, реализующийся в вышеописанной установке, включает загрузку исходного сырья, извлечение твердого остатка в виде шлака и разделение газообразной смеси на жидкую и газообразную составляющие пиролизных газов. Нагрев исходного сырья и реакцию пиролиза в конвертере осуществляют с помощью части дымовых газов, образующихся в результате пиролиза и перед возвращением в газогенератор дополнительно подогреваемых в воздухоподогревателе до 600oС, а другую часть отработанных дымовых газов пропускают через систему очистки газов и выбрасывают в атмосферу (авторское свидетельство СССР, 699287, кл. F 23 G 5/00, опубл. 1979).The method for processing household and municipal waste, implemented in the above installation, involves loading the feedstock, extracting a solid residue in the form of slag, and separating the gaseous mixture into liquid and gaseous components of the pyrolysis gases. The feedstock is heated and the pyrolysis reaction in the converter is carried out using part of the flue gases generated as a result of pyrolysis and before returning to the gas generator additionally heated up to 600 o C in the air heater, and another part of the exhaust flue gases is passed through a gas purification system and released into the atmosphere (copyright USSR certificate, 699287, class F 23
Однако вышеописанные установка и способ при утилизации бытовых и коммунальных отходов позволяют получить только жидкое и газообразное топливо и не обеспечивают возможности получения твердого горючего топлива. В данной установке процесс пиролиза протекает при явно избыточном содержании кислорода в зоне пиролиза, что ведет к излишнему окислению продуктов пиролиза и снижает качество и количество получаемых топливных компонентов. Известное устройство требует наличия системы очистки газов, что удорожает конструкцию в целом. Более того, получаемый по окончании пиролиза твердый остаток в виде шлака вывозится в отвалы, что не способствует решению экологической проблемы. However, the above installation and method for the disposal of household and municipal waste can only produce liquid and gaseous fuels and does not provide the possibility of obtaining solid combustible fuel. In this installation, the pyrolysis process proceeds with a clearly excessive oxygen content in the pyrolysis zone, which leads to excessive oxidation of the pyrolysis products and reduces the quality and quantity of the resulting fuel components. The known device requires a gas purification system, which increases the cost of the design as a whole. Moreover, the solid residue obtained at the end of pyrolysis in the form of slag is transported to dumps, which does not contribute to solving the environmental problem.
Известна установка для переработки древесных отходов, включающая сушилку, оснащенную винтовым конвейером, бункер для приема сырья после сушки, приспособление для подачи сырья, конвертер для пиролиза высушенного сырья. В верхней части конвертера размещен отвод для пиролизных газов, оснащенный приспособлением для впрыскивания топливной жидкости, обеспечивающей охлаждение пиролизных газов с целью предотвращения крекинга. Отвод соединен с системой разделения парогазообразной смеси, содержащей вытяжной эксгаустер, обеспечивающий регулирование давления в реакционной камере конвертера и направление потока газа, циклон, конденсатор с вращающимся каплеотстойником для полного удаления капель топливной жидкости. Конденсатор подсоединен к печи (дожигатель с завихрением) для сжигания несконденсированной части горючих газов. Печь в свою очередь связана с сушилкой для нагрева сырья. В нижней части конвертера оборудовано устройство для выгрузки углистого вещества, выполненное в виде горизонтального шнека, соединенного конвейером с герметичным приемником. A known installation for processing wood waste, including a dryer equipped with a screw conveyor, a hopper for receiving raw materials after drying, a device for supplying raw materials, a converter for pyrolysis of dried raw materials. In the upper part of the converter there is an outlet for pyrolysis gases, equipped with a device for injecting fuel liquid, which provides cooling of the pyrolysis gases in order to prevent cracking. The outlet is connected to a vapor-gas mixture separation system containing an exhaust exhauster that provides pressure control in the reaction chamber of the converter and the direction of gas flow, a cyclone, a condenser with a rotating droplet separator to completely remove droplets of fuel liquid. The condenser is connected to the furnace (afterburner with swirl) to burn the non-condensed part of the combustible gases. The furnace, in turn, is connected to a dryer for heating raw materials. At the bottom of the converter, a device for unloading carbonaceous matter is made in the form of a horizontal screw connected by a conveyor to a sealed receiver.
Способ работы данной установки заключается в следующем: предварительное измельчение древесных отходов до размеров частиц менее 25 мм, сушку измельченного сырья при температуре 55-315oС, загрузку высушенного сырья в реактор и противоточный пиролиз при 427-760oС. Образующийся в результате пиролиза поток парогазообразной смеси выпускают через верх конвертера, охлаждая на выходе топливной жидкостью, и направляют в систему разделения парогазообразной смеси, которая обеспечивает разделение топливной жидкости и пиролизных газов, часть из которых (обратный газ) сжигают для поддержания температуры процесса пиролиза, а полученный после сжигания поток газов направляют в сушилку, вторую часть пиролизных газов используют для других целей. Образовавшееся в результате пиролиза углистое вещество с помощью шнека выгружают в бункер (Биомасса как источник энергии, под редакцией С. Соуфера, О. Заборски, Москва, "Мир", 1985, с. 183-187).The method of operation of this installation is as follows: pre-grinding wood waste to particle sizes less than 25 mm, drying the crushed raw materials at a temperature of 55-315 o C, loading the dried raw materials into the reactor and countercurrent pyrolysis at 427-760 o C. The flow resulting from pyrolysis the vapor-gas mixture is discharged through the top of the converter, cooled at the outlet by the fuel liquid, and sent to the separation system of the vapor-gas mixture, which ensures the separation of the fuel liquid and pyrolysis gases, some of which (Reverse gas) is combusted to maintain the temperature of the pyrolysis process, and the resulting post-combustion gases flow fed into the dryer, the second part of the pyrolysis gases are used for other purposes. The carbonaceous substance formed as a result of pyrolysis is discharged into the hopper using a screw (Biomass as an energy source, edited by S. Soufer, O. Zaborski, Moscow, Mir, 1985, p. 183-187).
Несмотря на то, что данная установка позволяет перерабатывать отходы с получением топливной жидкости, горючих газов и твердого углистого вещества, она, как и установка по авторскому свидетельству СССР 699287, не лишена недостатков. К недостаткам следует отнести возможность переработки в данной установке только отходов древесного производства (коры, опилок) и кожуры ореха, и необходимость предварительного измельчения сырья до размеров частиц менее 25 мм. Кроме того, в этой установке процесс пиролиза протекает при явно избыточном содержании кислорода в зоне пиролиза, что ведет к излишнему окислению продуктов пиролиза и снижает качество и количество получаемых топливных компонентов. Despite the fact that this installation allows you to process waste to produce fuel fluid, combustible gases and solid carbonaceous matter, it, like the installation according to the USSR copyright certificate 699287, is not without drawbacks. The disadvantages include the possibility of processing in this installation only waste from wood production (bark, sawdust) and walnut peel, and the need for preliminary grinding of raw materials to particle sizes less than 25 mm. In addition, in this installation, the pyrolysis process proceeds with a clearly excessive oxygen content in the pyrolysis zone, which leads to excessive oxidation of the pyrolysis products and reduces the quality and quantity of the resulting fuel components.
Основной задачей, на решение которой направлены заявленные устройство и способ для переработки органического сырья в топливные компоненты, является увеличение эффективности процесса, при повышении надежности, и удешевление процесса. The main task, the claimed device and method for processing organic raw materials into fuel components are aimed at, is to increase the efficiency of the process, while increasing reliability, and cheaper the process.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является получение топливных компонентов в виде твердого, жидкого и газообразного топлива, обладающих повышенной теплотой сгорания и высокого качества, за счет полного исключения кислорода из зоны пиролиза. A single technical result achieved in the implementation of the claimed group of inventions is the production of fuel components in the form of solid, liquid and gaseous fuels with increased heat of combustion and high quality due to the complete exclusion of oxygen from the pyrolysis zone.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для переработки органического сырья, содержащей средство для подачи сырья, реактор для пиролиза с реакционной камерой, систему разделения парогазообразной смеси и средство для выгрузки, согласно изобретению, система разделения парогазообразной смеси выполнена в виде последовательно установленных циклона, каталитической насадки, конденсатора, массообменной колонны, центробежного активного циклона, центробежного вентилятора и шиберного регулятора; в качестве средства для выгрузки установлен шлюзовой дозатор выгрузки, выполненный в виде коробчатого корпуса, внутри которого закреплены верхняя и нижняя плиты с двумя цилиндрическими отверстиями и прямоугольный блок, имеющий цилиндрическую камеру в средней части и установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения между верхней и нижней плитами, при этом верхняя плита соединена через первое цилиндрическое отверстие с нижней частью реактора для пиролиза, а через второе цилиндрическое отверстие с паровой камерой, снабженной разбрызгивателем и крышкой, к которой прикреплен патрубок для отвода пара, а нижняя плита через второе цилиндрическое отверстие соединена с камерой гашения, снабженной откидной крышкой; реактор для пиролиза снабжен кольцевой топочной камерой, расположенной в нижней части вокруг его реакционной камеры. The specified technical result is achieved by the fact that in the known installation for the processing of organic raw materials containing means for supplying raw materials, a pyrolysis reactor with a reaction chamber, a vapor-gas mixture separation system and a discharge means, according to the invention, the vapor-gas mixture separation system is made in the form of sequentially installed cyclone , a catalytic nozzle, a condenser, a mass transfer column, a centrifugal active cyclone, a centrifugal fan and a slide valve; as a means for unloading, a gateway discharge dispenser is installed, made in the form of a box-shaped case, inside of which the upper and lower plates with two cylindrical holes are fixed and a rectangular block having a cylindrical chamber in the middle part and installed with the possibility of reciprocating movement between the upper and lower plates wherein the upper plate is connected through the first cylindrical hole to the bottom of the pyrolysis reactor, and through the second cylindrical hole to the steam chamber, bzhennoy spray and a lid to which is attached an outlet for removing vapor and the lower plate through the second cylindrical hole connected to the quench chamber fitted with a hinged lid; The pyrolysis reactor is equipped with an annular combustion chamber located in the lower part around its reaction chamber.
Снабжение установки системой разделения парообразной смеси, которую выполняют в виде последовательно установленных циклона, каталитической насадки, конденсатора, массообменной колонны, центробежного активного циклона, центробежного вентилятора и шиберного регулятора, позволяет выделить из парогазообразной смеси, выходящей из реактора, воду, взвешенные частицы углистого остатка (пыль), вредные примеси и получить топливные компоненты в виде топливной жидкости и пиролизного газа. Providing the installation with a vapor-mixture separation system, which is carried out in the form of a cyclically mounted cyclone, catalytic nozzle, condenser, mass transfer column, centrifugal active cyclone, centrifugal fan and gate valve, water, suspended particles of carbonaceous residue can be separated from the vapor-gas mixture leaving the reactor ( dust), harmful impurities and get fuel components in the form of fuel fluid and pyrolysis gas.
Частицы пыли и вредные примеси удаляются в циклоне. Включение в систему разделения парогазообразной смеси каталитической насадки способствует переведению газообразных углеводородов в жидкие углеводороды, повышая выход топливной жидкости, и дополнительно очищает парогазообразную смесь от вредных примесей. Dust particles and harmful impurities are removed in the cyclone. The inclusion of a catalytic nozzle in a gas-vapor mixture separation system facilitates the conversion of gaseous hydrocarbons to liquid hydrocarbons, increasing the yield of fuel liquid, and further purifies the vapor-gas mixture from harmful impurities.
В конденсаторе конденсируется до 90% воды, входящей в парогазообразную смесь, которая выводится из процесса и, пройдя через холодильник, собирается в сборнике конденсата. Up to 90% of the water entering the vapor-gas mixture is condensed in the condenser, which is removed from the process and, passing through the refrigerator, is collected in the condensate collector.
Введение в систему разделения парогазообразной смеси массообменной колонны позволяет отделить топливную жидкость от пиролизных газов. Подключение сборника топливной жидкости через холодильник к массообменной колонне позволяет собирать топливную жидкость и использовать ее в дальнейшем в качестве топливного компонента. Introduction to the separation system of the vapor-gas mixture of the mass transfer column allows you to separate the fuel fluid from the pyrolysis gases. Connecting the fuel fluid collector through the refrigerator to the mass transfer column allows you to collect fuel fluid and use it later as a fuel component.
Включение в систему разделения парогазообразной смеси центробежного активного циклона позволяет удалить остаточные капли топливной жидкости и получить очищенный пиролизный газ. The inclusion of a centrifugal active cyclone in the vapor-gas mixture separation system makes it possible to remove residual drops of fuel liquid and obtain purified pyrolysis gas.
Постановка в вышеупомянутую систему шиберного регулятора позволяет разделить полученный очищенный пиролизный газ на два потока, один из которых, так называемый обратный газ, возвращают в процесс. Обратный газ с помощью центробежного вентилятора направляют в кольцевую топочную камеру. Другой поток очищенного пиролизного газа направляют в теплогенератор на дожигание, который одним выходом соединен с сушилкой, а другим - через вентилятор с трубой выброса. The installation in the aforementioned system of a slide valve allows you to divide the resulting purified pyrolysis gas into two streams, one of which, the so-called reverse gas, is returned to the process. The return gas using a centrifugal fan is sent to the annular combustion chamber. Another stream of purified pyrolysis gas is sent to the heat generator for afterburning, which is connected to the dryer with one outlet and the other through a fan with an exhaust pipe.
Включение в систему разделения парогазообразной смеси теплогенератора позволяет не только избежать загрязнения окружающей среды (отсутствует выброс газов, содержащих недоокисленные продукты реакции, в атмосферу), но и повысить КПД заявляемой установки, т.к. тепло, образующее при сжигании части пиролизных газов, которое не нужно для обеспечения процесса пиролиза, используется для сушки исходного сырья, и только после этого полностью окисленные продукты горения отводятся вентилятором в трубу выброса. The inclusion of a steam-gas mixture of a heat generator in the separation system allows not only to avoid environmental pollution (there is no emission of gases containing unoxidized reaction products into the atmosphere), but also to increase the efficiency of the inventive installation, since the heat generated during the combustion of part of the pyrolysis gases, which is not necessary to ensure the pyrolysis process, is used to dry the feedstock, and only after that the completely oxidized combustion products are removed by the fan to the exhaust pipe.
Снабжение реактора для пиролиза шлюзовыми дозаторами загрузки и выгрузки позволяет проводить процесс пиролиза непрерывно, обеспечивать подачу сырья и выгрузку углистого твердого остатка, получаемого в ходе пиролиза в виде полукокса, определенными порциями и, тем самым, автоматизировать процесс и регулировать скорость и температуру процесса пиролиза. Providing the pyrolysis reactor with lock batchers of loading and unloading allows the pyrolysis process to be carried out continuously, to ensure the supply of raw materials and the carbonaceous solid residue obtained during the pyrolysis in the form of semi-coke, in certain portions, and thereby automate the process and control the speed and temperature of the pyrolysis process.
Шлюзовой дозатор загрузки выполнен в виде коробчатого корпуса, внутри которого закреплены верхняя и нижняя плиты с цилиндрическими отверстиями, между которыми установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения прямоугольный блок с цилиндрической камерой в средней части, при этом цилиндрические отверстия верхней и нижней плит и цилиндрическая камера прямоугольного блока имеют одинаковый диаметр. The lock loading batcher is made in the form of a box-shaped case, inside of which the upper and lower plates with cylindrical holes are fixed, between which a rectangular block with a cylindrical chamber in the middle part is mounted with the possibility of reciprocating movement, while the cylindrical openings of the upper and lower plates and a cylindrical rectangular chamber the blocks have the same diameter.
Предлагаемая конструкция шлюзового дозатора загрузки и выполнение цилиндрических отверстий в верхней и нижней плитах диаметром, совпадающим с диаметром цилиндрической камеры прямоугольного блока, не только обеспечивают герметичность шлюзового дозатора загрузки, но и препятствуют при возвратно-поступательном движении прямоугольного блока, т.е. при загрузке сырья, попаданию воздуха в реакционную камеру реактора для пиролиза, предотвращая возможность прохождения окислительных процессов во время пиролиза. Снабжение шлюзового дозатора загрузки приводом позволяет автоматизировать процесс загрузки сырья, подключив его к электронному блоку управления. The proposed design of the loading gateway dispenser and the making of cylindrical holes in the upper and lower plates with a diameter matching the diameter of the cylindrical chamber of the rectangular block not only ensure the tightness of the loading gateway dispenser, but also prevent the rectangular block from reciprocating, i.e. when loading raw materials, air entering the reaction chamber of the pyrolysis reactor, preventing the possibility of oxidation processes during pyrolysis. The supply of a gateway loading batcher with a drive makes it possible to automate the process of loading raw materials by connecting it to an electronic control unit.
Кольцевая топочная камера имеет тангенциальные подводы для введения топливных компонентов: обратного газа, представляющего собой часть очищенного пиролизного газа, возвращаемого в процесс, и воздуха. Вход кольцевой топочной камеры оборудован горелкой с приспособлением для ионизации и дугового воспламенения вводимых топливных компонентов, известным в литературе, в частности, как "плазматрон", а выходы выполнены радиальными и размещены по периметру реакционной камеры реактора для пиролиза, именно, через эти выходы топочный газ, образующийся после сжигания в кольцевой топочной камере топливных компонентов, поступает в реакционную камеру для пиролиза. The annular combustion chamber has tangential inlets for introducing fuel components: reverse gas, which is part of the purified pyrolysis gas returned to the process, and air. The inlet of the annular combustion chamber is equipped with a burner with a device for ionization and arc ignition of the introduced fuel components, known in the literature, in particular, as a “plasma torch", and the outlets are made radial and placed around the perimeter of the reaction chamber of the pyrolysis reactor, namely, through these outlets the flue gas formed after burning in the annular combustion chamber of the fuel components enters the reaction chamber for pyrolysis.
Размещение кольцевой топочной камеры непосредственно в реакторе для пиролиза, в нижней его части, ведет не только к повышению эффективности процесса, но и к компактности установки в целом. Снабжение реактора тангенциальными подводами топливных компонентов обеспечивает равномерную температуру по периметру кольцевой топочной камеры, что способствует полному сжиганию топливных компонентов с получением топочного газа, свободного от кислорода, который может отрицательно влиять на процесс пиролиза сырья. Подача топочного газа, образовавшегося после сжигания топливных компонентов в кольцевой топочной камере, в реактор для пиролиза через радиальные выходы, размещенные по периметру реакционной камеры реактора для пиролиза, обеспечивает равномерный прогрев сырья и интенсифицирует процесс пиролиза. Размещение на входе в кольцевую топочную камеру горелки с плазматроном ведет к активизации процесса горения и позволяет полностью сжигать кислород воздуха в смеси с обратным газом, с получением топочного газа, с высокой температурой. Placing the annular combustion chamber directly in the pyrolysis reactor, in its lower part, leads not only to an increase in the efficiency of the process, but also to the compactness of the installation as a whole. Providing the reactor with tangential feeds of fuel components ensures a uniform temperature around the perimeter of the annular combustion chamber, which contributes to the complete combustion of fuel components to produce flue gas, free of oxygen, which can adversely affect the pyrolysis of raw materials. The supply of flue gas generated after the combustion of the fuel components in the annular combustion chamber to the pyrolysis reactor through radial outlets located around the perimeter of the pyrolysis reactor reaction chamber ensures uniform heating of the feed and intensifies the pyrolysis process. Placing a burner with a plasmatron at the entrance to the annular combustion chamber leads to the activation of the combustion process and allows you to completely burn air oxygen in a mixture with reverse gas, to produce flue gas with a high temperature.
Шлюзовой дозатор выгрузки выполняют в виде коробчатого корпуса, внутри которого закреплены верхняя и нижняя плиты с двумя цилиндрическими отверстиями. Прямоугольный блок, имеющий цилиндрическую камеру в средней части, устанавливают с возможностью возвратно-поступательного перемещения между верхней и нижней плитами. Первое цилиндрическое отверстие верхней плиты соединяют через патрубок с нижней частью реактора для пиролиза, а ее второе цилиндрическое отверстие соединяют с паровой камерой, снабженной разбрызгивателем и крышкой, к которой крепится патрубок для отвода пара; нижнюю плиту через второе цилиндрическое отверстие соединяют с камерой гашения, снабженной откидной крышкой. The lock discharge dispenser is made in the form of a box-shaped case, inside of which the upper and lower plates with two cylindrical openings are fixed. A rectangular block having a cylindrical chamber in the middle part is mounted with the possibility of reciprocating movement between the upper and lower plates. The first cylindrical hole of the upper plate is connected through a pipe to the lower part of the pyrolysis reactor, and its second cylindrical hole is connected to a steam chamber equipped with a sprayer and a lid, to which a pipe for venting steam is attached; the lower plate is connected through a second cylindrical hole to the quenching chamber provided with a hinged lid.
Цилиндрические отверстия в верхней и нижней плитах и цилиндрическую камеру прямоугольного блока в шлюзовом модуле выгрузки, так же как и в шлюзовом модуле загрузки, выполняют одинакового диаметра. Первое цилиндрическое отверстие нижней плиты снабжают заглушкой для аварийной разгрузки реактора для пиролиза и ревизии внутренней полости реакционной камеры. The cylindrical holes in the upper and lower plates and the cylindrical chamber of the rectangular block in the airlock discharge module, as well as in the airlock loading module, perform the same diameter. The first cylindrical hole of the bottom plate is equipped with a plug for emergency discharge of the reactor for pyrolysis and revision of the internal cavity of the reaction chamber.
Выполнение цилиндрических отверстий равного диаметра и верхней и нижней плитах и цилиндрической камере прямоугольного блока, перемещающегося возвратно-поступательно, обеспечивает герметичность реакционной камере реактора для пиролиза и предотвращает попадание воздуха в реакционную камеру при выгрузке твердого углистого остатка (полукокса). Подсоединение ко второму цилиндрическому отверстию верхней плиты паровой камеры с разбрызгивателем и крышкой, а камеры гашения с откидной крышкой ко второму цилиндрическому отверстию нижней плиты позволяют автоматизировать процесс охлаждения и выгрузки твердого углистого остатка из реактора для пиролиза, вести охлаждение дозированным количеством воды, что обеспечивает получение твердого углистого остатка с низким содержанием влаги. The implementation of cylindrical holes of equal diameter and the upper and lower plates and the cylindrical chamber of a rectangular block, moving reciprocating, ensures the tightness of the reaction chamber of the pyrolysis reactor and prevents air from entering the reaction chamber when unloading a solid carbonaceous residue (semi-coke). The connection to the second cylindrical hole of the upper plate of the steam chamber with a sprayer and a lid, and the quenching chambers with a hinged lid to the second cylindrical hole of the lower plate make it possible to automate the process of cooling and unloading the carbonaceous solid residue from the pyrolysis reactor, to cool with a dosed amount of water, which ensures the production of carbon residue with low moisture content.
Реактор для пиролиза снабжают уровнемером контактного типа, включающим датчик-щуп, сигнализирующее приспособление и привод. Данное устройство определяет наличие сырья в реакторе для пиролиза и в случае отсутствия подает сигнал на привод шлюзового дозатора загрузки сырья. The pyrolysis reactor is equipped with a contact type level gauge, including a probe, a signaling device and a drive. This device determines the presence of raw materials in the reactor for pyrolysis and, in the absence, sends a signal to the drive of the gateway dispenser loading raw materials.
Уровнемер контактного типа позволяет контролировать уровень сырья в реакционной камере и автоматизировать процесс загрузки сырья и повысить не только эффективность заявляемой установки, но и ее надежность. The contact type level gauge allows you to control the level of raw materials in the reaction chamber and automate the process of loading raw materials and increase not only the efficiency of the inventive installation, but also its reliability.
Указанный технический результат достигается также тем, что в известном способе переработки органического сырья, включающем загрузку сырья в реакционную камеру реактора для пиролиза, противоточный низкотемпературный пиролиз, осуществляемый под небольшим разрежением в потоке топочного газа, выгрузку углистого твердого остатка и разделение парогазообразной смеси, согласно изобретению, разделение парогазообразной смеси ведут пропусканием парогазообразной смеси через циклон, каталитическую насадку в конденсатор, где конденсируют и удаляют из нее воду, которую охлаждают и выводят из процесса, освобожденную от воды газообразную смесь подают на массообменную колонну для отделения топливной жидкости, которую затем охлаждают и выводят из процесса, а пиролизный газ направляют в центробежный активный циклон, где освобождают от остаточных капель топливной жидкости, после чего очищенный пиролизный газ с помощью шиберного регулятора разделяют на два потока: первый из них - обратный газ, направляют в кольцевую топочную камеру реактора для пиролиза, а другой - в теплогенератор на дожигание, полученные в теплогенераторе продукты горения направляют на сушку сырья. Подсушенное сырье загружают в реактор для пиролиза через шлюзовой дозатор загрузки. The specified technical result is also achieved by the fact that in the known method of processing organic raw materials, including loading the raw materials into the reaction chamber of the pyrolysis reactor, countercurrent low-temperature pyrolysis carried out under a small pressure in the flue gas stream, unloading the carbonaceous solid residue and separating the vapor-gas mixture, according to the invention, the separation of the vapor-gas mixture is carried out by passing the vapor-gas mixture through a cyclone, a catalytic nozzle into a condenser, where water is removed from it, which is cooled and removed from the process, the gaseous mixture freed from water is fed to a mass transfer column to separate the fuel liquid, which is then cooled and removed from the process, and the pyrolysis gas is sent to a centrifugal active cyclone, where they are freed from residual drops of fuel liquid then the purified pyrolysis gas is divided into two streams with the help of a slider regulator: the first of them is return gas, it is sent to the annular combustion chamber of the pyrolysis reactor, and the other to the heat generator and afterburning, the combustion products obtained in the heat generator are sent to the drying of raw materials. The dried feed is loaded into the pyrolysis reactor through a sluice loading batcher.
Создание в реакционной камере реактора для пиролиза небольшого разрежения (давление немного ниже атмосферного) исключает выход парогазообразной смеси при возвратно-поступательном движении прямоугольных блоков шлюзовых модулей загрузки и выгрузки, снижая тем самым взрыво-пожароопасность установки. Экспериментально установлена целесообразность проведения пиролиза при температурах не выше 650oС, что способствует большему выходу топливных компонентов, а также получению твердого углистого остатка в виде полукокса, который может быть использован в дальнейшем как полноценное топливо.The creation of a small rarefaction pyrolysis reactor in the reaction chamber (pressure slightly lower than atmospheric) eliminates the vapor-gas mixture during the reciprocating movement of the rectangular blocks of the gateway loading and unloading modules, thereby reducing the explosion and fire hazard of the installation. The expediency of pyrolysis at temperatures not exceeding 650 o C has been experimentally established, which contributes to a greater yield of fuel components, as well as the production of a solid carbonaceous residue in the form of semicoke, which can be used in the future as a full fuel.
Предлагаемая последовательность разделения парогазообразной смеси позволяет не только получить качественные топливные компоненты - полукокс, пиролизный газ и топливную жидкость, обеспечивая при этом больший выход жидких компонентов, но и предотвратить загрязнение окружающей среды вредными примесями. The proposed sequence for the separation of a vapor-gas mixture allows not only to obtain high-quality fuel components - semi-coke, pyrolysis gas and fuel liquid, while providing a greater yield of liquid components, but also to prevent environmental pollution by harmful impurities.
Обратный газ и воздух подают в кольцевую топочную камеру тангенциально, при этом обратный газ подают в повышенной концентрации по отношению к воздуху, чтобы обеспечить полное сгорание кислорода, содержащегося в воздухе. Полученный в результате сгорания топочный газ, не содержащий кислорода, состоит в основном из азота, не участвующего в горении, но являющегося основным теплоносителем, остатков пиролизного газа, углекислого газа и других продуктов горения. The return gas and air are fed tangentially into the annular combustion chamber, while the return gas is supplied in an increased concentration with respect to air to ensure complete combustion of the oxygen contained in the air. The flue gas obtained as a result of combustion, which does not contain oxygen, consists mainly of nitrogen, which is not involved in combustion but is the main heat carrier, residues of pyrolysis gas, carbon dioxide and other combustion products.
Движение исходного сырья и топочного газа, нагревающего сырье, осуществляется противоточно. Топочный газ поступает в реактор для пиролиза снизу через радиальные выходы, расположенные по периметру кольцевой топочной камеры, омывает поступающее сверху через шлюзовой дозатор загрузки сырье, обеспечивая его равномерный прогрев до температуры возгонки летучих компонентов. The movement of the feedstock and flue gas heating the feedstock is countercurrent. The flue gas enters the bottom pyrolysis reactor through radial outlets located around the perimeter of the annular combustion chamber, washes the feed coming from above through the airlock feed batcher, ensuring its uniform heating to the sublimation temperature of volatile components.
Осуществление загрузки исходного сырья через шлюзовой дозатор загрузки, а выгрузки через шлюзовой дозатор выгрузки позволяют автоматизировать процесс переработки органического сырья, повысить его эффективность, одновременно повышая надежность процесса, поддерживать температуру процесса пиролиза и давления, приближенные к природным процессам, и избежать тем самым взрывоопасных ситуаций. The loading of raw materials through the gateway dispenser of loading, and unloading through the gateway dispenser of unloading allows you to automate the processing of organic raw materials, increase its efficiency, while increasing process reliability, maintain the temperature of the pyrolysis process and pressure close to natural processes, and thereby avoid explosive situations.
Сырье через шлюзовой дозатор загрузки загружают в реакционную камеру реактора для пиролиза порциями. Срабатывание привода шлюзового дозатора загрузки совершается по сигналу уровнемера контактного типа. Совершая периодические возвратно-поступательные движения, датчик-щуп уровнемера контактного типа упирается в плотное сырье при его наличии, либо проваливается при его отсутствии. При проваливании датчик-щупа сигнализирующее приспособление уровнемера контактного типа вырабатывает сигнал, приводящий в действие шлюзовой дозатор загрузки через его привод, и происходит загрузка в реакционную камеру реактора для пиролиза следующей порции сырья. Raw materials through a sluice loading batcher are loaded into the reaction chamber of the reactor for pyrolysis in batches. The operation of the drive of the loading gateway dispenser is performed by the signal of a contact type level gauge. Performing periodic reciprocating movements, the probe sensor of a contact type level gauge abuts against dense raw materials when available, or fails when it is absent. When the probe probe fails, the signaling device of the contact type level gauge generates a signal that drives the load gateway batcher through its drive, and the next portion of the feed is loaded into the reaction chamber of the reactor for pyrolysis.
Углистый твердый остаток выгружают автоматически через шлюзовой дозатор выгрузки с одновременным охлаждением, в пропорциональной зависимости от работы шлюзового дозатора загрузки. Срабатывание привода шлюзового дозатора выгрузки зависит от работы шлюзового дозатора загрузки и контролируется простейшим программатором, воспринимающим сигналы от срабатывания привода шлюзового дозатора загрузки при заданных количествах тактов движения шлюзового дозатора загрузки. Автоматизация процессов загрузки и выгрузки сырья позволяет снизить обслуживающий персонал установки и увеличить ее безопасность. The carbonaceous solid residue is discharged automatically through the discharge gateway dispenser while cooling, in proportion to the operation of the load gateway dispenser. The operation of the drive of the discharge gateway dispenser depends on the operation of the load gateway dispenser and is controlled by a simple programmer that receives signals from the operation of the drive gateway dispenser at a given number of clock cycles of the load gateway dispenser. Automation of the processes of loading and unloading of raw materials can reduce the staff of the installation and increase its safety.
Заявляемым способом можно перерабатывать различные виды органического сырья, например, бытовые и коммунальные отходы, угли низкой степени углефикации и различной зольности, илы и т.п., в брикетной и комкообразной форме крупностью от 30 до 50 мм. The inventive method can process various types of organic raw materials, for example, household and municipal waste, coals of low degree of coalification and various ash, silt, etc., in a briquette and lumpy form with a grain size of 30 to 50 mm.
Изобретения иллюстрируются следующими чертежами. На фиг.1 - установка для переработки органического сырья, общая схема; на фиг.2 - то же, схема шлюзового дозатора загрузки; на фиг. 3 - то же, схема шлюзового дозатора выгрузки; на фиг.4 - то же, сечение кольцевой топочной камеры. The invention is illustrated by the following drawings. Figure 1 - installation for the processing of organic raw materials, the General scheme; figure 2 is the same diagram of the gateway dispenser download; in FIG. 3 - the same, the scheme of the gateway dispenser discharge; figure 4 is the same, the cross section of the annular combustion chamber.
Установка для переработки органического сырья содержит приемный бункер 1 для сырья, подаваемого в реактор для пиролиза, состоящий из корпуса 2 реактора для пиролиза с размещенной внутри реакционной камерой 3, загрузочной камеры 4 и зольной камеры 5. В верхней части корпуса 2 реактора для пиролиза установлен шлюзовой дозатор 6 загрузки, снабженный приводом 7. Шлюзовой дозатор 6 загрузки имеет следующую конструкцию: внутри коробчатого корпуса 8 закреплены верхняя плита 9 и нижняя плита 10 с цилиндрическими отверстиями 11 и 12. Между верхней плитой 9 и нижней плитой 10 размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения прямоугольный блок 13, имеющий цилиндрическую камеру 14 в средней части. Диаметры цилиндрических отверстий 11 в верхней плите 9 и 12, в нижней плите 10 и цилиндрической камеры 14 прямоугольного блока 13 одинаковы. Нижняя плита 10 жестко закреплена в коробчатом корпусе 8 и имеет ровную поверхность для скольжения по ней прямоугольного блока 13. От цилиндрического отверстия 12 нижней плиты 10 отходит патрубок 15 (диаметр патрубка равен диаметру цилиндрических отверстий) с фланцем (на чертеже не обозначен), который подсоединен к загрузочной камере 4 реактора для пиролиза. Верхняя плита 9 прикреплена к коробчатому корпусу 8 регулировочными винтами (на чертеже не показаны), предназначенными для регулирования плотности между плитами 9, 10 и прямоугольным блоком 13. К цилиндрическому отверстию 11 верхней плиты 9 подсоединен приемный бункер 1 для сырья, через патрубок 15 на фланце (на чертеже не обозначен), имеющий одинаковый диаметр с цилиндрическим отверстием 11 верхней плиты 9. Прямоугольный блок 13 снабжен на торце шарнирно прикрепленной тягой (или винтовым штоком) (на чертеже не обозначена), посредством которой прямоугольному блоку 13 сообщается возвратно-поступательное движение от привода 7 (гидравлического или винтового типа). На коробчатом корпусе 8 шлюзового дозатора 6 загрузки в крайних позициях прямоугольного блока 13 установлены концевые выключатели (на чертеже не обозначены) привода 7. В верхней части реакционной камеры 3 реактора для пиролиза размещен уровнемер 16 контактного типа, включающий датчик-щуп, привод и сигнализирующее устройство (на чертеже не показаны). К нижней части зольной камеры 5 прикреплено средство для выгрузки сырья в виде шлюзового дозатора 17 выгрузки, снабженного приводом 18. Шлюзовой дозатор 17 выгрузки имеет следующую конструкцию: внутри коробчатого корпуса 19 закреплены верхняя плита 20 и нижняя плита 21, имеющие по два цилиндрических отверстия. Цилиндрические отверстия 22 и 23 в верхней плите 20 и цилиндрические отверстия 24 и 25 в нижней плите 21. Между верхней плитой 20 и нижней плитой 21 размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения прямоугольный блок 26, снабженный цилиндрической камерой 27 в средней части. Диаметры цилиндрических отверстий 22, 23, 24 и 25 в плитах 20 и 21 и цилиндрической камеры 27 прямоугольного блока 26 одинаковы. Верхняя плита 20 жестко закреплена в коробчатом корпусе 19 и имеет ровную поверхность для скольжения по ней прямоугольного блока 26. К цилиндрическому отверстию 22 верхней плиты 20 прикреплен патрубок 28 (с диаметром, равным диаметру цилиндрического отверстия 22) с фланцем (на чертеже не обозначен), через который он соединен с зольной камерой 5 реактора для пиролиза. К цилиндрическому отверстию 23 верхней плиты 20 подсоединена цилиндрическая паровая камера 29 с разбрызгивателем 30 воды и патрубком отвода пара (на чертеже показан), расположенными в крышке 31 цилиндрической паровой камеры 29. Нижняя плита 21 также имеет ровную поверхность для скольжения по ней прямоугольного блока 26 и прикреплена к коробчатому корпусу 19 регулировочными винтами (на чертеже не обозначены), предназначенными для регулирования плотности между плитами 20, 21 и прямоугольным блоком 26. Цилиндрическое отверстие 24 нижней плиты 21 снабжено съемной заглушкой 32 для аварийной разгрузки реактора для пиролиза. К цилиндрическому отверстию 25 нижней плиты 21 прикреплена камера 33 гашения с откидной крышкой 34. Откидная крышка 34 имеет в шарнирном соединении рычаг 35. Прямоугольный блок 26 имеет в торце шарнирно прикрепленную тягу (или винтовой шток) (на чертеже не обозначена), посредством которой прямоугольному блоку 26 сообщаются возвратно-поступательные движения от привода 18 (гидравлического или винтового типа). На коробчатом корпусе 19 шлюзового дозатора 17 выгрузки в крайних позициях прямоугольного блока 26 закреплены концевые выключатели (на чертеже не обозначены) привода 18 и концевые выключатели (на чертеже не обозначены) подачи воды на разбрызгиватель 30 воды. В нижней части корпуса 2 реактора для пиролиза, перед зольной камерой 5, вокруг его реакционной камеры 3 установлена кольцевая топочная камера 36, сообщающаяся с реакционной камерой 3 радиальными выходами 37. Кольцевая топочная камера 36 снабжена тангенциальным подводом обратного газа 38 и тангенциальным подводом воздуха 39 через горелку 40, установленную на входе (на чертеже не обозначена) в кольцевую топочную камеру 36 и оборудованную плазматроном (на чертеже не показан). Для визуального наблюдения за процессом горения кольцевая топочная камера 36 снабжена смотровым люком 41. В верхней части корпуса 2 реактора для пиролиза имеется отвод 42, предназначенный для отвода парогазообразной смеси, образующейся в процессе термического разложения сырья. Отвод 42 подсоединен к системе разделения парогазообразной смеси, включающей: последовательно установленные циклон 43, каталитическую насадку 44, конденсатор 45 для отделения воды, массообменную колонну 46 для отделения топливной жидкости, центробежный активный циклон 47 с приводом 48. Движения летучих компонентов в установке для переработки органического сырья осуществляется вентилятором 49, подключенным к центробежному активному циклону 47. На выходе вентилятора 49 установлен шиберный регулятор 50, осуществляющий разделение пиролизного газа на два потока: один из которых - обратный газ - направляют на тангенциальный подвод 38 обратного газа для обеспечения процесса пиролиза сырья, а другой поток отводят в теплогенератор 51. Теплогенератор 51 через шиберный регулятор 52 сообщен одновременно с сушилкой 53 сырья и с вентилятором 54, который соединен с трубой выброса 55. Для отвода и сбора жидких составляющих парогазообразной смеси из установки для переработки органического сырья предусмотрено следующее: к конденсатору 45 для сбора воды подсоединен через холодильник 56 сборник 57 конденсата с насосом 58, к массообменной колонне 46 через холодильник 59 подсоединен сборник 60 топливной жидкости, снабженный необходимой запорно-регулирующей арматурой (на чертеже не обозначена) и насосами 61, 62. Installation for processing organic raw materials contains a receiving hopper 1 for raw materials supplied to the pyrolysis reactor, consisting of a housing 2 of the pyrolysis reactor with a
Для регулировки и управления приводами 7 и 18 соответственно шлюзового дозатора 6 загрузки и шлюзового дозатора 17 выгрузки, и уровнемера контактного типа предусмотрен электронный блок управления (на чертеже не обозначен). Контроль температуры процесса пиролиза осуществляется термометрами Т1 и Т2, размещенными в средней части корпуса 2 реактора и на отводе 42. To adjust and control the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Сырье, спрессованное в брикеты или комкообразное и высушенное в сушилке 53, с помощью загрузочного приспособления (на чертеже не обозначено) подают в приемный бункер 1 для сырья. Из приемного бункера 1 для сырья через цилиндрическое отверстие 11 в верхней плите 9 шлюзового дозатора 6 загрузки сырье поступает в цилиндрическую камеру 14 прямоугольного блока 13, заполняя его полностью. Приводом 7 прямоугольного блоку 13 через тягу сообщается движение в сторону цилиндрического отверстия 12, расположенного в нижней плите 10. При достижении цилиндрической камеры 14 цилиндрического отверстия 12 порция сырья, находящаяся в цилиндрической камере 14, начинает поступать в загрузочную камеру 4 реактора для пиролиза. По достижении прямоугольным блоком 13 крайнего положения, до полного совмещения цилиндрической камеры 14 с сырьем и цилиндрического отверстия 12 в нижней плите 10, срабатывает концевой выключатель, и прямоугольный блок 13 останавливается, при этом сырье из цилиндрической камеры 14 полностью высыпается в загрузочную камеру 4 реактора для пиролиза. Затем привод 7 начинает движение в обратном направлении, перемещая прямоугольный блок 13 к исходной точке - к цилиндрическому отверстию 11 в верхней плите 9 под приемным бункером 1 сырья. Raw materials, compressed into briquettes or lumpy and dried in dryer 53, are fed into the receiving hopper 1 for raw materials using a loading device (not indicated in the drawing). From the receiving hopper 1 for raw materials through a
Уровень сырья в реакторе для пиролиза контролируют уровнемером 16 контактного типа, который приводится в действие приводом 7, в частности, от электромагнитного устройства. При перемещении датчик-щупа (на чертеже не обозначен) уровнемера 16 внутрь полости реактора для пиролиза происходит контакт датчик-щупа (или его отсутствие) с имеющимся сырьем: если щуп не упирается в сырье и проваливается во внутрь (что означает отсутствие сырья), то срабатывает концевой выключатель датчик-щупа, и сигнализирующее приспособление уровнемера 16 контактного типа подает сигнал на привод 7 шлюзового дозатора 6 загрузки, и автоматически начинается процесс загрузки сырья как описано выше. Возвратно-поступательные движения уровнемера 16 контактного типа осуществляются с помощью электронного блока управления (на чертеже не обозначено) через заданные интервалы времени. The raw material level in the pyrolysis reactor is controlled by a contact type level gauge 16, which is driven by a drive 7, in particular from an electromagnetic device. When the probe probe (not indicated in the drawing) is moved by the level gauge 16 inside the reactor cavity for pyrolysis, the probe probe (or its absence) comes into contact with the available raw materials: if the probe does not rest against the raw materials and falls into the interior (which means the absence of raw materials), then the limit switch of the probe sensor is activated, and the signaling device of the contact type level gauge 16 supplies a signal to the drive 7 of the loading gateway dispenser 6, and the raw material loading process automatically starts as described above. The reciprocating motion of the contact type level gauge 16 is carried out using an electronic control unit (not indicated in the drawing) at predetermined time intervals.
Сырье, поступающее в реакционную камеру 3 и опускающееся вниз под действием силы собственной тяжести, продвигается вниз реакционной камеры 3 и прогревается движущимся навстречу топочным газом, который образуется в результате сгорания в кольцевой топочной камере 36 обратного газа и воздуха, подаваемого в топочную камеру 36 тангенциальным подводом 39 воздуха. При этом обратный газ подают через тангенциальный подвод 38 обратного газа в повышенной концентрации для обеспечения полного сжигания кислорода, содержащегося в подаваемом воздухе. Поступающие обратный газ и воздух попадают на горелку 40, размещенную на входе в кольцевую топочную камеру 36 и оборудованную плазматроном, который активизирует топливные компоненты (обратный газ и воздух), обеспечивая тем самым процесс горения и образования топочного газа, свободного от кислорода. Полученный топочный газ с высокой температурой омывает сырье, находящееся в реакционной камере 3 реактора для пиролиза, при этом происходит пиролиз сырья. В результате пиролиза из сырья возгоняются летучие компоненты в виде парогазообразной смеси, а углистый твердый остаток (полукокс), остающийся после удаления летучих компонентов, поступает в зольную камеру 5 реактора для пиролиза, а затем поступает в цилиндрическую камеру 27 прямоугольного блока 26 шлюзового дозатора 17 выгрузки. Приводом 18 прямоугольному блоку 26 через тягу сообщается движение в сторону цилиндрического отверстия 25, расположенного в нижней плите 21. При движении прямоугольного блока 26 от исходного положения (от зольной камеры 4), поворачивается рычаг 35 и откидная крышка 34 закрывает камеру 33 гашения. Порция горячего полукокса, находящаяся в цилиндрическом отверстии 27 прямоугольного блока 26, перемещается к камере 33 гашения и высыпается на закрытую откидную крышку 34. По достижении прямоугольным блоком 26 положения, в котором горячий полукокс уже почти удален из него, приводится в действие тяга задвижки (на чертеже не обозначена), подающая воду на разбрызгиватель 30 воды. Порция воды охлаждает горячий полукокс, находящийся на откидной крышке 34 камеры гашения 33, а образовавшийся при гашении пар удаляется из цилиндрической паровой камеры 29 через патрубок отвода пара (на чертеже не обозначен), размещенный на ее крышке 31. Когда прямоугольный блок 26 достигает полного совмещения его цилиндрической камеры 27 с камерой гашения 33, полукокс полностью выгружается на откидную крышку 34, срабатывает концевой выключатель и прямоугольный блок 26 начинает движение в обратном направлении, при этом тяга задвижки подачи воды для гашения полукокса приводится тоже в обратное действие и закрывает подачу воды на разбрызгиватель 30. Привод 18 шлюзового дозатора 17 выгрузки, работая в обратном направлении, перемещает прямоугольный блок 26 к исходной точке - под зольную камеру 4. The raw material entering the
Парогазообразная смесь, образовавшаяся в результате пиролиза через отвод 42 в верхней части корпуса 2 реактора для пиролиза, поступает в циклон 43, где освобождается от взвешенных частиц, затем, пройдя каталитическую насадку 44, парогазообразная смесь попадает в конденсатор 45 для отделения воды. В конденсаторе 45 для отделения воды происходит охлаждение парогазообразной смеси и конденсация жидкой, преимущественно водной, фракции, которая удаляется через выходной патрубок (на чертеже не показан) и холодильник 56 в сборник 57 конденсата, откуда, по мере накопления, отводится насосом 58 по назначению. Далее освобожденная от воды газообразная смесь поступает в нижнюю часть массообменной колонны 46, поднимаясь вверх по колонне, она вступает в контакт с орошаемой жидкостью, в качестве которой используют охлажденную топливную жидкость, которая поглощает основную массу жидких топливных компонентов из газовой смеси, и отводится из нижней части массообменной колонны 46 через холодильник 59 в сборник 60 топливной жидкости, откуда частично охлажденная топливная жидкость забирается насосом 61 и подается на орошение массообменной колонны 46, а ее основная часть по мере накопления топливной жидкости в сборнике 60 топливной жидкости удаляется на склад (на чертеже не обозначен) насосом 62. The vapor-gas mixture formed as a result of pyrolysis through the outlet 42 in the upper part of the body 2 of the pyrolysis reactor enters the cyclone 43, where it is freed from suspended particles, then, having passed through the catalytic nozzle 44, the vapor-gas mixture enters the condenser 45 to separate the water. In the condenser 45 for water separation, the vapor-gas mixture is cooled and the liquid, mainly water, fraction is condensed, which is removed through the outlet pipe (not shown in the drawing) and the cooler 56 into the condensate collector 57, from where, as it accumulates, it is diverted by the pump 58 to the destination. Then, the gaseous mixture freed from water enters the lower part of the mass transfer column 46, rising up the column, it comes into contact with the irrigated liquid, which is used as a cooled fuel liquid, which absorbs the bulk of the liquid fuel components from the gas mixture, and is discharged from the bottom part of the mass transfer column 46 through the cooler 59 to the fuel liquid collector 60, from where the partially cooled fuel liquid is taken by the pump 61 and fed to the irrigation of the mass transfer column 46, and its about main part of the accumulation of liquid fuel in the collection liquid fuel 60 is removed to storage (not indicated in the figure) pump 62.
Пиролизные газы, вышедшие из массообменной колонны 46, поступают в центробежный активный циклон 47, где под действием центробежных сил вращающейся полой крыльчатки оставшиеся капли топливной жидкости отбрасываются к стенкам центробежного активного циклона 47 и стекают вниз, с последующим удалением в сборник 60 топливной жидкости. Очищенный пиролизный газ, освобожденный от воды и топливной жидкости, всасывается центробежным вентилятором 49 и подается на шиберный регулятор 50, где разделяется на 2 потока: один направляется к горелке 40 кольцевой топочной камеры 36 через тангенциальный подвод 38 обратного газа для обеспечения работы реактора для пиролиза, другой - отводится на полное дожигание в теплогенератор 51, а затем продукты горения поступают на сушку сырья в сушилку 53 сырья. Продукты горения, полностью окисленные в теплогенераторе 51 и обогащенные влагой в сушилке 53 сырья, отводят вентилятором 54 в трубу 55 выброса и выбрасывают в атмосферу. В случаях, когда сушилка 53 сырья выключена, продукты горения из теплогенератора 51 направляют через шиберный регулятор 52 непосредственно в трубу 55 выброса. The pyrolysis gases leaving the mass transfer column 46 enter the centrifugal active cyclone 47, where, under the action of the centrifugal forces of the rotating hollow impeller, the remaining droplets of the fuel liquid are discarded to the walls of the centrifugal active cyclone 47 and flow down, with subsequent removal of the fuel liquid into the collector 60. The purified pyrolysis gas, freed from water and fuel fluid, is sucked in by a centrifugal fan 49 and is fed to a slide valve 50, where it is divided into 2 flows: one is directed to the
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Пример 1. Example 1
Предварительно брикетированный (размер брикетов 30х50 мм) и высушенный до влажности 15% ил с помощью загрузочного приспособления подают в приемный бункер, из которого затем сырье порциями через шлюзовой дозатор загрузки поступает в реактор для пиролиза. Для полной первоначальной загрузки в реактор загружают 406 кг ила. Для первоначального разогрева реактора в кольцевую топочную камеру подают следующие топливные компоненты: примерно 3 объема обратного газа и 1 объем воздуха, чтобы обеспечить полное сжигание кислорода, присутствующего в воздухе, и небольшое количество топливной жидкости для ускорения разогрева реактора для пиролиза. Топливную жидкость подают только на первоначальной стадии пиролиза. Обратный газ и воздух попадают на горелку, где активизируются плазматроном, что способствует лучшему процессу горения топливных компонентов в кольцевой топочной камере. Образующийся в процессе горения топочный газ, имеющий высокую температуру, через радиальные выходы, расположенные по периметру реакционной камеры реактора, поступает в реакционную камеру. Топочный газ, включающий в качестве основного теплоносителя азот, равномерно омывает брикеты ила и нагревает их до температуры 450oС, при этом в реакционной камере начинается разложение сырья с выделением летучих компонентов, в виде парогазообразной смеси. Парогазообразная смесь поднимается вверх реактора для пиролиза, дополнительно осушая свежее сырье в брикетах, находящееся в верхней части реактора, что также способствует лучшему процессу пиролиза сырья. Во избежание попадания воздуха в реактор для пиролиза при возвратно-поступательном действии шлюзовых дозаторов загрузки и выгрузки давление в реакторе для пиролиза поддерживают ниже атмосферного, около 650-700 мм рт. ст., что обеспечивается отсасывающим действием вентилятора, установленного в системе разделения парогазообразной смеси. Шлюзовой дозатор выгрузки настраивают на режим: 1 такт выгрузки на 2 такта работы шлюзового дозатора загрузки. Образовавшаяся парогазообразная смесь из реакционной камеры поступает в циклон, где освобождается от пыли и вредных примесей и, пройдя каталитическую насадку, поступает в конденсатор. В конденсаторе парогазообразная смесь освобождается от воды, которая в виде конденсата с примесью топливной жидкости (до 10%) отводится из конденсатора через холодильник в сборник конденсата. Газовая смесь, освобожденная от воды, направляется в нижнюю часть массообменной колонны, поднимаясь вверх по колонне, она вступает в контакт с орошаемой жидкостью, в качестве которой используют охлажденную топливную жидкость. Охлажденная топливная жидкость поглощает основную массу жидких топливных компонентов из газовой смеси, становится более насыщенной и отводится из нижней части массообменной колонны через холодильник в сборник топливной жидкости, откуда часть охлажденной топливной жидкости забирается насосом и подается на орошение массообменной колонны, по мере накопления топливная жидкость из сборника топливной жидкости удаляется на склад насосом. Пиролизный газ, вышедший из массообменной колонны, поступает в центробежный активный циклон, где под действием центробежных сил вращающейся полой крыльчатки оставшиеся капли топливной жидкости отбрасываются к стенкам центробежного активного циклона и стекают вниз, с последующим удалением в сборник топливной жидкости. Пиролизный газ, освобожденный от воды и топливной жидкости, всасывается центробежным вентилятором и подается на шиберный регулятор, где разделяется на два потока: один из которых направляют к горелке кольцевой топочной камеры через тангенциальный подвод обратного газа для обеспечения работы реактора для пиролиза, другой - отводят на полное дожигание в теплогенератор, а затем продукты горения поступают на сушку сырья в сушилке сырья. Продукты горения полностью окисляются в теплогенераторе, обогащаются влагой в сушилке сырья и затем отводятся вентилятором в трубу выброса и удаляются в атмосферу.Pre-briquetted (briquette size 30x50 mm) and dried to a moisture content of 15% sludge is fed into a hopper using a loading device, from which raw materials are then fed into the pyrolysis reactor in portions through the airlock feed batcher. For a complete initial charge, 406 kg of sludge are charged to the reactor. For initial heating of the reactor, the following fuel components are fed into the annular combustion chamber: approximately 3 volumes of return gas and 1 volume of air to ensure complete combustion of oxygen present in the air and a small amount of fuel liquid to accelerate the heating of the pyrolysis reactor. The fuel liquid is supplied only at the initial stage of pyrolysis. The return gas and air enter the burner, where the plasmatron is activated, which contributes to a better combustion process of the fuel components in the annular combustion chamber. The flue gas generated during the combustion process, which has a high temperature, enters the reaction chamber through radial outlets located around the perimeter of the reaction chamber of the reactor. The flue gas, including nitrogen as the main heat carrier, uniformly washes the sludge briquettes and heats them to a temperature of 450 o С, while the decomposition of raw materials begins in the reaction chamber with the release of volatile components in the form of a vapor-gas mixture. The vapor-gas mixture rises up the pyrolysis reactor, additionally draining the fresh briquette raw materials located in the upper part of the reactor, which also contributes to a better pyrolysis of the raw material. In order to prevent air from entering the pyrolysis reactor during the reciprocating action of the gateway loading and unloading batchers, the pressure in the pyrolysis reactor is kept below atmospheric pressure, about 650-700 mm Hg. Art., which is provided by the suction action of the fan installed in the separation system of the vapor-gas mixture. The discharge gateway dispenser is set to the mode: 1 discharge cycle per 2 cycles of the loading gateway dispenser. The resulting vapor-gas mixture from the reaction chamber enters the cyclone, where it is freed from dust and harmful impurities and, having passed the catalytic nozzle, enters the condenser. In the condenser, the vapor-gas mixture is freed from water, which in the form of condensate with an admixture of fuel liquid (up to 10%) is discharged from the condenser through the refrigerator to the condensate collector. The gas mixture freed from water is sent to the lower part of the mass transfer column, rising up the column, it comes into contact with the irrigated liquid, which is used as a cooled fuel liquid. The cooled fuel liquid absorbs the bulk of the liquid fuel components from the gas mixture, becomes more saturated and is discharged from the bottom of the mass transfer column through the refrigerator to the fuel liquid collector, from where a part of the cooled fuel liquid is taken by the pump and fed to the mass transfer column to be irrigated, as the fuel liquid from the fuel fluid reservoir is removed to the warehouse by the pump. The pyrolysis gas leaving the mass transfer column enters a centrifugal active cyclone, where, under the action of centrifugal forces of a rotating hollow impeller, the remaining droplets of fuel liquid are discarded to the walls of the centrifugal active cyclone and flow down, with subsequent removal of fuel liquid into the collector. Pyrolysis gas, freed from water and fuel fluid, is sucked in by a centrifugal fan and fed to a gate valve, where it is divided into two flows: one of which is directed to the burner of the annular combustion chamber through a tangential inlet of the return gas to ensure the operation of the pyrolysis reactor, and the other is diverted to complete afterburning to the heat generator, and then the combustion products are fed to the drying of raw materials in the raw material dryer. The combustion products are completely oxidized in the heat generator, enriched with moisture in the raw material dryer, and then vented by the fan into the exhaust pipe and discharged into the atmosphere.
Углистый твердый остаток после удаления летучих компонентов перемещается к зольной камере реактора для пиролиза, откуда выгружается порциями шлюзовым дозатором выгрузки. Шлюзовой дозатор выгрузки приводится в действие приводом, который получает сигнал от электронного блока управления: 1 такт выгрузки на 2 такта загрузки. При выгрузке углистый твердый остаток одновременно охлаждается водой в строго дозированном количестве (достаточном для охлаждения). В результате получают углистый твердый остаток в виде охлажденного брикетированного полукокса с минимальным содержанием влаги, который, кроме того, обладает большой калорийностью и может использоваться в дальнейшем как топливо. Брикетированный полукокс для дальнейшего использования является предпочтительным. При работе установки в течение 6 часов переработана 1 т (1000 кг/м3) брикетированного ила с первоначальной влажностью 15%, т.е. вес абсолютно-сухого сырья составлял 850 кг, и в результате получены данные, представленные в табл. 1.After removal of the volatile components, the carbonaceous solid residue is transferred to the ash chamber of the pyrolysis reactor, from where it is discharged in portions by a lock discharge dispenser. The gateway discharge dispenser is driven by a drive that receives a signal from the electronic control unit: 1 discharge cycle per 2 loading cycles. During unloading, the carbonaceous solid residue is simultaneously cooled by water in a strictly dosed amount (sufficient for cooling). The result is a carbonaceous solid residue in the form of a chilled briquetted semicoke with a minimum moisture content, which, in addition, has a high calorie content and can be used in the future as fuel. Briquetted semi-coke for future use is preferred. During the operation of the plant, 1 ton (1000 kg / m 3 ) of briquetted sludge with an initial moisture content of 15%, i.e. the weight of absolutely dry raw materials was 850 kg, and as a result, the data presented in table. 1.
Пример 2. Example 2
Осуществляют аналогично примеру 1, в качестве органического сырья берут 1 т брикетов из торфа с содержанием влаги 12%, в пересчете на абсолютно сухой вес, при этом вес сырья равен 880 кг. В результате переработки получены данные, представленные в табл. 2. Carried out analogously to example 1, 1 ton of peat briquettes with a moisture content of 12%, in terms of absolutely dry weight, is taken as organic raw material, while the weight of the raw material is 880 kg. As a result of processing, the data presented in table. 2.
Заявляемые установка и способ переработки органического сырья позволяют с минимальными затратами получать из бросового сырья ценные топливные компоненты высокого качества: топливную жидкость, полукокс и пиролизный газ. The inventive installation and method of processing organic raw materials allow, at minimal cost, to obtain valuable fuel components of high quality from waste raw materials: fuel liquid, semi-coke and pyrolysis gas.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000115972/03A RU2182684C2 (en) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Plant and method for processing of organic raw materials into fuel components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000115972/03A RU2182684C2 (en) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Plant and method for processing of organic raw materials into fuel components |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000115972A RU2000115972A (en) | 2002-04-27 |
| RU2182684C2 true RU2182684C2 (en) | 2002-05-20 |
Family
ID=20236474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000115972/03A RU2182684C2 (en) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Plant and method for processing of organic raw materials into fuel components |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2182684C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT5679B (en) | 2009-09-03 | 2010-08-25 | Uab "Pe Sap-Energy" | Process and device for thermal recycling of organic waste |
| RU2451880C2 (en) * | 2009-09-18 | 2012-05-27 | Владимир Александрович Котельников | Method to process carbon-containing solid substances by method of quick pyrolysis (versions) |
| EP2546294A1 (en) | 2011-07-14 | 2013-01-16 | NCT GmbH | Method and assembly for converting old rubber tyres to reusable fluid materials |
| US8691053B2 (en) | 2008-02-22 | 2014-04-08 | Zakrytoe Aktsionernoye Obschestvo Finansovo-Promyshlennaya Gruppa “Tezaurum” | Method for processing domestic and industrial organic waste |
| RU2511098C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Экопир" | Carbon-containing solid waste incinerator |
| EP3363877A1 (en) | 2017-02-21 | 2018-08-22 | Valerii Lurii | Duplex process for rapid thermochemical conversion of carbonaceous raw materials |
-
2000
- 2000-06-16 RU RU2000115972/03A patent/RU2182684C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БЕРНАДИНЕР М.Н., ШУРЫГИН А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. - М.: Химия, 1990, с.199, 201- 227. * |
| Биомасса как источник энергии./Под ред. Соуфера С., Заборски О. - М.: Мир, 1985, с.183-187, 109-112. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8691053B2 (en) | 2008-02-22 | 2014-04-08 | Zakrytoe Aktsionernoye Obschestvo Finansovo-Promyshlennaya Gruppa “Tezaurum” | Method for processing domestic and industrial organic waste |
| US9440214B2 (en) | 2008-02-22 | 2016-09-13 | Zakrytoe Aktsionernoye Obschestvo “Finansovo-Promyshlennaya Gruppa ‘Tezaurum’” | Device for processing domestic and industrial organic waste |
| LT5679B (en) | 2009-09-03 | 2010-08-25 | Uab "Pe Sap-Energy" | Process and device for thermal recycling of organic waste |
| RU2451880C2 (en) * | 2009-09-18 | 2012-05-27 | Владимир Александрович Котельников | Method to process carbon-containing solid substances by method of quick pyrolysis (versions) |
| EP2546294A1 (en) | 2011-07-14 | 2013-01-16 | NCT GmbH | Method and assembly for converting old rubber tyres to reusable fluid materials |
| RU2511098C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Экопир" | Carbon-containing solid waste incinerator |
| EP3363877A1 (en) | 2017-02-21 | 2018-08-22 | Valerii Lurii | Duplex process for rapid thermochemical conversion of carbonaceous raw materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4028068A (en) | Process and apparatus for the production of combustible gas | |
| Bridgwater et al. | A review of biomass pyrolysis and pyrolysis technologies | |
| US7214252B1 (en) | Method and device for pyrolyzing and gasifying organic substances or substance mixtures | |
| US4142867A (en) | Apparatus for the production of combustible gas | |
| EP0108317B1 (en) | Process and apparatus for the gasification of ligno-cellulosic products | |
| RU2353590C2 (en) | Method and system for waste thermal utilisation and their use for processing waste with high watercontent | |
| JP2003504454A5 (en) | ||
| WO2007081296A1 (en) | Downdraft/updraft gasifier for syngas production from solid waste | |
| RU2749040C2 (en) | Method and device for biomass gasification | |
| CN205316329U (en) | Portable rural garbage pyrolytic gasification equipment | |
| WO2019050431A1 (en) | Method for utilizing solid carbon-containing waste by pyrolysis and waste processing complex for implementing same | |
| WO2015115942A1 (en) | Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products and reactor for the implementation thereof | |
| RU2359011C1 (en) | Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions) | |
| RU2182684C2 (en) | Plant and method for processing of organic raw materials into fuel components | |
| RU2124547C1 (en) | Method of thermally processing biomass | |
| RU2632812C2 (en) | Plant for thermochemical processing of carbonaceous raw material | |
| CN207646043U (en) | Municipal sludge desiccation pyrolytic gasification is controlled oneself incineration system | |
| RU2335700C2 (en) | Method of recycling of organic-containing solid wastes contaminated with radioactive components | |
| RU2721695C1 (en) | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type | |
| RU2408820C1 (en) | Installation for multi-phase pyrolysis of organic raw material | |
| RU104672U1 (en) | SOLID WASTE PROCESSING PLANT | |
| RU106246U1 (en) | ORGANIC RAW MATERIAL PROCESSING PLANT | |
| WO2011014094A1 (en) | Method and device for recycling moist waste matter comprising organic materials | |
| RU96572U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL MATERIALS | |
| RU2688990C1 (en) | Method of utilization of solid hydrocarbon wastes (including medical and biological wastes) and installation for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030617 |