RU2320699C1 - Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels - Google Patents
Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320699C1 RU2320699C1 RU2006142946/04A RU2006142946A RU2320699C1 RU 2320699 C1 RU2320699 C1 RU 2320699C1 RU 2006142946/04 A RU2006142946/04 A RU 2006142946/04A RU 2006142946 A RU2006142946 A RU 2006142946A RU 2320699 C1 RU2320699 C1 RU 2320699C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solid
- pyrolysis
- hydrocarbon
- mixture
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термической переработке высокозольных и/или низкосортных топлив, в т.ч. горючих сланцев, бурых углей и может быть применено в сланцеперерабатывающей, углеперерабатывающей, нефтехимической промышленностях, а также в энергетике при энерготехнологическом использовании высокозольных и других низкокалорийных (низкосортных) топлив на электростанциях.The invention relates to the thermal processing of high-ash and / or low-grade fuels, including oil shale, brown coal and can be used in oil shale processing, coal processing, petrochemical industries, as well as in the energy sector with the energy technology use of high-ash and other low-calorie (low-grade) fuels in power plants.
Известен способ термической переработки бурых углей, включающий дробление и сушку угля, его пиролиз твердым теплоносителем с получением парогазовой смеси и твердого углеродного остатка. Парогазовую смесь очищают и конденсируют по фракциям жидких продуктов. Твердый углеродный остаток сжигают с получением теплоносителя, возвращаемого на стадию пиролиза (см. А.И.Андрющенко, А.И.Попов «Основы проектирования энерготехнологических установок электростанций. М.: Высшая школа, 1986 г., с.191-194).A known method for the thermal processing of brown coals, including crushing and drying coal, its pyrolysis with a solid heat carrier to obtain a vapor-gas mixture and a solid carbon residue. The gas-vapor mixture is purified and condensed by fractions of liquid products. The solid carbon residue is burned to produce a coolant returned to the pyrolysis stage (see A.I. Andryushchenko, A.I. Popov, “Fundamentals of the design of energy-technological installations of power plants. M: Higher School, 1986, p. 191-194).
Недостатком указанного способа является недостаточный выход ценных жидких и газообразных фракций, так как в качестве исходного сырья используют только низкосортные виды топлив.The disadvantage of this method is the insufficient yield of valuable liquid and gaseous fractions, since only low-grade fuels are used as feedstock.
Известен способ термической переработки сланцев, включающий его измельчение, смешение с тяжелыми нефтяными остатками и крекинг смеси с получением ценных жидких продуктов (патент РФ №2178448, опубл. 20.01.2002 г., кл. С10G 9/00).A known method of thermal processing of oil shale, including its grinding, mixing with heavy oil residues and cracking mixtures to produce valuable liquid products (RF patent No. 2178448, publ. 01.20.2002, class. C10G 9/00).
Недостатком в данном процессе является то, что сланец используют не как основное сырье, а как органоминеральную добавку, стимулирующую увеличение выхода жидких продуктов при крекинге тяжелых нефтяных остатков.The disadvantage in this process is that oil shale is not used as the main raw material, but as an organomineral additive that stimulates an increase in the yield of liquid products during cracking of heavy oil residues.
Известен способ и установка для термической переработки высокозольных топлив, например горючих сланцев, включающий пиролиз, осуществляемый с помощью циркулирующего твердого теплоносителя с образованием парогазовых продуктов и коксозольного остатка, сжигание последнего с образованием газовзвеси, постадийное разделение последней на циркулирующий твердый теплоноситель, возвращаемый на стадию пиролиза, и газообразный сушильный агент; при этом часть дымовых газов после сушки рециркулирует путем изменения расходов подаваемой на охлаждение золодымовой смеси, находящуюся в ней органику дожигают совместно с отработанным сушильным агентом перед сбросом в атмосферу (патент № РФ 2118979, опубл. 20.09.98, кл. С10В 53/06, 49/18).A known method and installation for the thermal processing of high-ash fuels, for example oil shale, including pyrolysis using circulating solid heat carrier with the formation of gas-vapor products and coke-ash residue, burning the latter with the formation of gas suspensions, stepwise separation of the latter into a circulating solid coolant returned to the pyrolysis stage, and a gaseous drying agent; in this case, part of the flue gas after drying is recirculated by changing the flow rate of the zolodym mixture supplied for cooling, the organics contained in it are burned together with the spent drying agent before being discharged into the atmosphere (Patent No. RF 2118979, publ. 20.09.98, class С10В 53/06, 49/18).
Недостатком упомянутого способа является отсутствие рекомендаций и режимных параметров, позволяющих осуществлять переработку гудронов, битумов и тяжелых остатков нефтеперерабатывающих производств совместно с пиролизуемыми топливами (сланцами, углями), а также трудности связывания серы как в газах пиролиза, так и в дымовых газах перед сбросом их в атмосферу, требующих использования дорогостоящей аппаратуры сероочистки от N2S и SO2.The disadvantage of this method is the lack of recommendations and operating parameters that allow the processing of tars, bitumen and heavy residues of oil refineries together with pyrolyzable fuels (shale, coal), as well as the difficulty of binding sulfur in both pyrolysis gases and flue gases before dumping them into atmosphere requiring the use of expensive desulfurization equipment from N 2 S and SO 2 .
Наиболее близким техническим решением, относящемся к способу, является способ термической утилизации органических отходов, содержащих серу. В качестве твердого топлива для пиролиза применяют мелкозернистый горючий сланец, а в качестве органических отходов используют твердые частицы автопокрышек, подаваемые в количестве до 10 мас.% от исходного сланца и грунты, пески, загрязненные до 40% углеводородными составами, подаваемыми в количестве до 40% от исходного сланца (патент № РФ 2117688, опубл. 20.08.98, кл. С10В 53/06).The closest technical solution related to the method is a method for thermal utilization of organic waste containing sulfur. As a solid fuel for pyrolysis, fine-grained oil shale is used, and solid particles of tire tires supplied in an amount of up to 10 wt.% From the initial shale and soils, sands contaminated up to 40% with hydrocarbon compositions supplied in an amount of up to 40% are used as organic waste. from the initial shale (patent No. RF 2117688, publ. 08.20.98, CL 10/53).
По этому способу термическая переработка сланца осуществляется по схеме УТТ в барабанном вращающем реакторе, куда поступает из смесителя поток дисперсных частиц, состоящий из смеси подсушенного в аэрофонтанной сушилке топливных частиц и зольного нагретого в аэрофонтанной топке теплоносителя, разделяемого после аэрофонтанной топки на поток твердого теплоносителя, поступающего через смеситель в реактор на пиролиз, выводимый зольный остаток, и дымовые газы, направляемые в аэрофонтанную сушилку и выводимые через сепараторы, и электрофильтр в атмосферу, а также способ предусматривает сухую очистку парогазовой смеси после реактора в пылеосадительной камере, снабженной встроенными циклонами, дальнейшую конденсацию парогазовой смеси с получением жидких фракций смолы, высококалорийного газа, фенолосодержащей воды пиролиза.According to this method, thermal processing of oil shale is carried out according to the UTT scheme in a drum rotary reactor, where a stream of dispersed particles is supplied from the mixer, consisting of a mixture of fuel particles dried in an aero-fountain dryer and an ash coolant heated after an aero-fountain furnace, which is separated into a solid heat carrier flow through the mixer into the reactor for pyrolysis, the ash residue removed, and flue gases sent to the airborne dryer and discharged through separators, and electrophys tr into the atmosphere, and the method includes dry cleaning gas mixture into the reactor chamber pyleosaditelnoy provided with built-cyclones, the further condensation of the gas-vapor mixture to obtain a liquid resin fractions, high-calorie gas, pyrolysis of phenol-water.
Недостатком упомянутого способа является то, что он предусматривает пиролиз твердых органических отходов, грунтов, дробленых покрышек совместно с исходным сланцем, которые подают на переработку на стадии топливоподготовки до сушки. Подача жидких углеводородов до сушки исключается, т.к. возможен преждевременный термолиз, пиролиз, спекание с исходным топливом и т.п. и потеря части углеводородов при выбросе после сушки с дымовыми газами.The disadvantage of this method is that it provides for the pyrolysis of solid organic waste, soil, crushed tires in conjunction with the initial shale, which are fed for processing at the stage of fuel preparation before drying. The supply of liquid hydrocarbons before drying is excluded, because possible premature thermolysis, pyrolysis, sintering with the original fuel, etc. and the loss of part of the hydrocarbons from the release after drying with flue gases.
Наиболее близким техническим решением, относящимся к установке, является установка для термической переработки сланцев с твердым теплоносителем (патент РФ №2182588, опубл. 20.05.2002, кл. С10В 53/06).The closest technical solution related to the installation is an installation for the thermal processing of oil shale with a solid coolant (RF patent No. 2182588, publ. 05.20.2002, class C10B 53/06).
Известная установка содержит последовательно установленные средство для измельчения сланца, аэрофонтанную сушилку, реактор пиролиза и технологическую топку. Реактор пиролиза подключен к системам очистки и конденсации парогазовой смеси. Технологическая топка дополнительно соединена через циклон твердого теплоносителя с реактором пиролиза.The known installation contains sequentially installed means for grinding shale, aero-dryer, a pyrolysis reactor and a process furnace. The pyrolysis reactor is connected to systems for purification and condensation of a gas-vapor mixture. The technological furnace is additionally connected via a cyclone of solid heat carrier to a pyrolysis reactor.
Упомянутая установка для термической переработки сланца с твердым теплоносителем, на которой осуществлена термическая переработка горючих сланцев (пиролиз), включает стадию сушки мелкозернистого топлива в аэрофонтанной сушилке, частичное смешение в камере подготовки сырья с циркулирующим горячим твердым теплоносителем (золой), поступающим из аэрофонтанной технологической топки, стадию пиролиза (полукоксования) в барабанном вращающемся реакторе с образованием парогазовой смеси, дожиг коксозольного остатка пиролиза, направляемого из реактора в аэрофонтанную топку, стадию очистки дымовых газов после аэрофонтанной сушилки, стадию сухой очистки парогазовой смеси в пылеосадительной камере с последующей фракционной конденсацией парогазовой смеси с выделением фракций смолы, газа пиролиза, фенолосодержащей воды пиролиза.The mentioned installation for the thermal processing of oil shale with a solid heat carrier, which was used for the thermal processing of oil shale (pyrolysis), includes the step of drying fine-grained fuel in an aerofoil dryer, partial mixing in the preparation chamber of raw materials with a circulating hot solid heat carrier (ash) coming from an aerofont technological top , the stage of pyrolysis (semi-coking) in a drum rotating reactor with the formation of a vapor-gas mixture, afterburning of the coke-ash residue of pyrolysis directed and air-fountain in the reactor furnace, the flue gas cleaning step after air-fountain dryer step of dry cleaning the gas-vapor mixture in the chamber pyleosaditelnoy followed by fractional condensation of the vapor-gas mixture with release resin fractions, pyrolysis gas, pyrolysis of phenol-containing water.
Недостатком данной установки является отсутствие в ее аппаратурном оформлении оборудования для подготовки к пиролизу жидких добавляемых к сланцу битумов, гудронов и нефтяных остатков, а также реагентов для связывания серы к сланцам с низким содержанием окислов кальция. Кроме того отсутствует конструктивное оформление камеры первичного контакта с подсушенным сланцем жидких добавляемых углеводородов, позволяющее избежать закоксовывание камеры при неуправляемом контакте с высокотемпературным твердым теплоносителем.The disadvantage of this installation is the lack of equipment for preparing for pyrolysis of liquid bitumen, tars and oil residues added to the shale, as well as reagents for binding sulfur to shale with a low content of calcium oxides. In addition, there is no constructive design of the primary contact chamber with the dried shale of liquid added hydrocarbons, which avoids coking of the chamber during uncontrolled contact with a high-temperature solid coolant.
Целью изобретения (способа и установки) является увеличение выхода качественных малосернистых углеводородных, в т.ч. моторных топлив за счет дополнительного пиролиза природных битумов, отходов нефтепереработки: гудронов, высокосернистых нефтяных остатков, совместно с основными пиролизуемыми топливами, а также обеспечение утилизации упомянутых отходов для защиты окружающей среды; ликвидации захоронений, уменьшение затрат, связанных со строительством традиционных очистных установок и сооружений или установок по сжиганию отходов.The aim of the invention (method and installation) is to increase the yield of high-quality low-sulfur hydrocarbon, including motor fuels due to the additional pyrolysis of natural bitumen, oil refining wastes: tar, sour oil residues, together with the main pyrolyzable fuels, as well as ensuring the disposal of these wastes to protect the environment; liquidation of burial sites, reduction of costs associated with the construction of traditional treatment plants and facilities or waste incinerators.
При этом десульфуризация осуществляется как за счет свободной окиси кальция, содержащейся в минеральном остатке - золе сланцев, или при подаче дополнительной окиси кальция в стехиометрическом соотношении для связывания серы исходного топлива.In this case, desulfurization is carried out either due to the free calcium oxide contained in the mineral residue - shale ash, or when additional calcium oxide is supplied in a stoichiometric ratio to bind the sulfur of the initial fuel.
Для устранения отмеченных недостатков и достижения технических результатов в предлагаемом способе термической переработки низкосортных твердых топлив, например сланцев и бурых углей, их измельчают, сушат, пиролизуют твердым теплоносителем совместно с добавляемыми углеводородными отходами с получением парогазовой смеси и твердого углеродного остатка, очищают и конденсируют парогазовую смесь с получением ценных жидких и газообразных продуктов, сжигают твердый углеродный остаток с образованием смеси твердого теплоносителя и дымовых газов и отделяют твердый теплоноситель от дымовых газов; при этом в качестве углеводородных отходов используют жидкие углеводороды и нефтяные отходы, которые предварительно добавляют после стадии сушки к высушенному твердому теплоносителю в контактную камеру перед реактором и полученную смесь подают на стадию пиролиза в реактор.To eliminate the noted drawbacks and achieve technical results in the proposed method for the thermal processing of low-grade solid fuels, such as shale and brown coal, they are crushed, dried, pyrolyzed with a solid heat carrier together with the added hydrocarbon waste to produce a gas-vapor mixture and a solid carbon residue, the gas-vapor mixture is purified and condensed to obtain valuable liquid and gaseous products, a solid carbon residue is burned with the formation of a mixture of solid coolant and flue gases and separate the solid coolant from the flue gases; in this case, liquid hydrocarbons and oil wastes are used as hydrocarbon wastes, which are preliminarily added after the drying step to the dried solid heat carrier in the contact chamber in front of the reactor, and the resulting mixture is fed to the reactor for pyrolysis.
В качестве углеводородных отходов используют природный битум, нагретый до 60-90°С, с добавлением растворителя и подаваемый на смешение в количестве до 10-15 вес.% от перерабатываемого твердого топлива.As hydrocarbon waste, natural bitumen is used, heated to 60-90 ° C, with the addition of solvent and fed to the mixing in an amount of up to 10-15 wt.% Of the processed solid fuel.
В качестве углеводородных отходов используют гудрон, нагретый до 50-70°С, с добавлением растворителя и подаваемый на смешение в количестве до 10-40 вес.% от перерабатываемого твердого топлива.As hydrocarbon waste, tar is used, heated to 50-70 ° C, with the addition of solvent and fed to the mixing in an amount of up to 10-40 wt.% Of the processed solid fuel.
В качестве тяжелых нефтяных отходов используют тяжелые нефтяные остатки с добавлением растворителя, подаваемые на смешение в количестве до 50 вес.% от перерабатываемого твердого топлива.As heavy oil wastes, heavy oil residues with the addition of solvent are used, fed to the mixing in an amount of up to 50 wt.% Of the processed solid fuel.
Для достижения поставленной задачи установка термической переработки низкосортных твердых топлив содержит устройство для измельчения сырого топлива, сушилку, реактор пиролиза, подключенный к системам очистки и конденсации парогазовой смеси, технологическую топку, соединенную с реактором пиролиза и снабженную циклоном твердого теплоносителя, и контактную камеру, подключенную входом к сушилке и к выводу твердого теплоносителя из циклона, а выходом - к реактору пиролиза, а также установка дополнительно содержит технологические узлы подготовки углеводородных отходов, соединенные с входом в контактную камеру перед реактором.To achieve this goal, the thermal processing plant for low-grade solid fuels contains a device for grinding crude fuel, a dryer, a pyrolysis reactor connected to purification and condensation systems of a gas-vapor mixture, a technological furnace connected to a pyrolysis reactor and equipped with a solid heat carrier cyclone, and a contact chamber connected to the input to the dryer and to the conclusion of the solid coolant from the cyclone, and the output to the pyrolysis reactor, and the installation additionally contains technological units for cooking hydrocarbon wastes connected to the input in the contact chamber before the reactor.
Контактная камера перед реактором для предварительной подготовки пиролизуемого сырья с подсушенным топливом имеет вводы жидких обрабатываемых углеводородов и подача подготовленного жидкого сырья осуществляется на движущийся слой подсушенного топлива на высоте 1,75 Д по образующей цилиндрической камеры с диаметром Д.The contact chamber in front of the reactor for preliminary preparation of the pyrolyzable raw material with dried fuel has inputs of liquid processed hydrocarbons and the prepared liquid raw material is supplied to the moving layer of dried fuel at a height of 1.75 D along the generatrix of a cylindrical chamber with a diameter D.
На фиг.1 представлена схема установки, реализующей способ.Figure 1 presents a diagram of an installation that implements the method.
Установка содержит устройство для измельчения 1 с бункером 4 сырого топлива и емкостью 2 тонкодисперсной окиси кальция (СаО), соединенное с сушилкой 3. Контактная камера 9 подсоединена ко входу в реактор 13 и подключена к сушилке 3 через циклон 7 и герметизирующий шнек 8.The installation contains a device for grinding 1 with a hopper 4 of crude fuel and a capacity of 2 finely dispersed calcium oxide (CaO) connected to a dryer 3. The contact chamber 9 is connected to the inlet of the reactor 13 and connected to the dryer 3 through a cyclone 7 and a sealing screw 8.
Технологические узлы подготовки углеводородов 20 (битум), 22 (гудрон) и 24 (нефтяные отходы) соединены выходами в подготовительную камеру контакта с подаваемыми подсушенными из 7-8 и нагретым твердым теплоносителем из циклона 10 топливом. Из емкостей 21, 23, 25 подают для разжижения растворитель, который смешивают в аппаратах 26, 27 (в случае битумов и гудронов) и далее смеси поступают в накопительные емкости 28 и 29, откуда насосами Н1 и Н2 направляют в камеру 9.Technological units for the preparation of hydrocarbons 20 (bitumen), 22 (tar) and 24 (oil waste) are connected by exits to the preparatory contact chamber with the supplied dried fuel from 7-8 and heated solid heat carrier from cyclone 10 fuel. From the containers 21, 23, 25, a solvent is supplied for dilution, which is mixed in the apparatuses 26, 27 (in the case of bitumen and tar) and then the mixtures enter the storage tanks 28 and 29, from where they are sent to the chamber 9 by pumps Н1 and Н2.
Реактор пиролиза 13 подключен к выходу из контактной камеры 9 и к системе очистки, состоящей из пылеосадительной камеры 11 и встроенных циклонов 12. Система пылеочистки через выход из встроенных циклонов соединена с конденсационным отделением 30. Технологическая топка 14 соединена с реактором пиролиза 13 через циклон твердого теплоносителя 10, который выводом твердого теплоносителя подключен к входу в контактную камеру 9 перед реактором 13 через циклон 10. Выход коксозольного остатка из пылевой камеры 11 с помощью шнека горячего полукокса 8 соединен с технологической топкой 14. Из технологической топки 14 пылегазовую смесь с температурой 750-800°С через делитель потока (байпас) 15 направляют в зольные циклоны 16, откуда уловленная мелкая зола поступает в зольный теплообменник 17, а дымовые газы в котел-утилизатор 18. Байпас 15 соединен с циклонами теплоносителя 10, улавливающими крупную золу-теплоноситель, а дымовые газы из 10 смешивают с дымовыми газами после котла утилизатора 18 и поступают в сушилку 3.The pyrolysis reactor 13 is connected to the outlet of the contact chamber 9 and to a cleaning system consisting of a dust collecting chamber 11 and built-in cyclones 12. The dust cleaning system through the outlet of the built-in cyclones is connected to the condensation compartment 30. The process furnace 14 is connected to the pyrolysis reactor 13 through a solid heat carrier cyclone 10, which is connected to the entrance to the contact chamber 9 in front of the reactor 13 through the cyclone 10 by the output of the solid heat carrier. The coke ash residue is left from the dust chamber 11 by means of the hot semi-coke screw 8 en with a technological furnace 14. From a technological furnace 14, a dust-gas mixture with a temperature of 750-800 ° C is sent through a flow divider (bypass) 15 to ash cyclones 16, from where the collected fine ash enters the ash heat exchanger 17, and the flue gases to the waste heat boiler 18 The bypass 15 is connected to the heat carrier cyclones 10, which capture the large heat-transfer ash, and the flue gases of 10 are mixed with the flue gases after the waste heat boiler 18 and enter the dryer 3.
В верхнюю часть камеры 9 подают твердый теплоноситель из циклона теплоносителя 10, а также подсушенное топливо из 8 и подготовленные жидкие углеводороды из 28 и 29 с помощью насосов Н1 и Н2, а также в случае необходимости тяжелые остатки пиролиза из конденсационного отделения 30 (XVII).A solid heat carrier from a heat carrier cyclone 10, as well as dried fuel from 8 and prepared liquid hydrocarbons from 28 and 29 with the help of pumps Н1 and Н2, and, if necessary, heavy pyrolysis residues from the condensation compartment 30 (XVII), are supplied to the upper part of the chamber 9.
Контактная камера перед реактором (фиг.2) представляет собой цилиндрический сосуд, футерованный огнеупорными материалами (Д - диаметр, высота 3,5 Д), в среднюю часть которого по цилиндрической образующей 1,25 Д, подают подсушенное топливо с помощью транспортно-герметизирующего шнека. На подсушенное топливо подают жидкое углеводородное добавочное сырье из узлов подготовки сырья 20-29. Подача дополнительного углеводородного сырья должна осуществляться в зону, где температура 100-120°С, т.е. после стадии сушки на движущийся поток подсушенного топлива.The contact chamber in front of the reactor (figure 2) is a cylindrical vessel lined with refractory materials (D - diameter, height 3.5 D), in the middle part of which along the cylindrical generatrix 1.25 D, dried fuel is fed using a transport-sealing screw . The dried fuel is supplied with liquid hydrocarbon feedstock from feed preparation units 20-29. The supply of additional hydrocarbon raw materials should be carried out in an area where the temperature is 100-120 ° C, i.e. after the drying stage to a moving stream of dried fuel.
Установка работает следующим образом. Потоки обозначены римскими цифрами.Installation works as follows. Streams are indicated by Roman numerals.
Топливо (сланец) 1 (I) и мелкодисперсную окись кальция 2 (II) через дробилку и промежуточный бункер 4 с помощью шнека транспортера 8, снабженного весами 5, подают в аэрофонтанную сушилку 3, где его подсушивают до температуры 110-130°С дымовыми газами с температурой 600-700°С и через циклон сухого сланца 7 направляют в камеру 9.Fuel (shale) 1 (I) and finely divided calcium oxide 2 (II) through a crusher and an intermediate hopper 4 using a conveyor screw 8, equipped with weights 5, is fed into an air fountain dryer 3, where it is dried to a temperature of 110-130 ° C with flue gases with a temperature of 600-700 ° C and through a dry shale cyclone 7 is sent to the chamber 9.
Через технологические узлы подготовки подают в жидком состоянии гудрон (VI) или битум (IV), или тяжелые нефтяные остатки (VII) в камеру контакта 9. После циклона 7 дымовые газы (VIII) через электрофильтр 6 выбрасывают в атмосферу. Из камеры 9 смесь поступает в реактор 13 (например, в барабанный вращающийся), где осуществляется пиролиз при 400-500°С. Из реактора 13 через пылеосадительную камеру 11, снабженную встроенными циклонами 12, с помощью шнека 8 полукокс направляется в аэрофонтанную технологическую топку (АФТ) 14, где температура газопылевой смеси достигает 700-850°С. В АФТ 14 подают воздух (III) через топку розжига 19.Tar (VI) or bitumen (IV), or heavy oil residues (VII), are fed into the contact chamber 9 in a liquid state through the preparation processing units. After cyclone 7, flue gases (VIII) are discharged through the electrostatic precipitator 6 into the atmosphere. From the chamber 9, the mixture enters the reactor 13 (for example, into a rotary drum), where pyrolysis is carried out at 400-500 ° C. From the reactor 13 through the dust precipitation chamber 11, equipped with built-in cyclones 12, with the help of the screw 8, the semicoke is sent to the airborne technological furnace (AFT) 14, where the temperature of the gas-dust mixture reaches 700-850 ° C. AFT 14 is supplied with air (III) through the ignition chamber 19.
Парогазовая смесь (ПГС) после пылеосадительной камеры поступает в конденсационное отделение 30. Из конденсационного отделения 30 после фракционной конденсации ПГС ректификации, сепарации, жидких продуктов выводят: конденсат тяжелой фракции (XIII), среднюю фракцию (XIV), легкую фракцию (XV), бензиновую фракцию (XVI), полукоксовый высококалорийный газ (XVII), фенольную воду, полукоксования (XVIII). Предусмотрено также подсоединение части собственной тяжелой фракции (фусов) к подготовленным нефтяным остаткам (V), подаваемым в камеру первичного контакта.The gas-vapor mixture (ASG) after the dust collection chamber enters the condensation compartment 30. From the condensation compartment 30 after fractional condensation of the ASG rectification, separation, liquid products, the condensate is heavy fraction (XIII), middle fraction (XIV), light fraction (XV), gasoline fraction (XVI), semi-coke high-calorie gas (XVII), phenolic water, semi-coking (XVIII). It is also envisaged to connect part of its own heavy fraction (fus) to the prepared oil residue (V) supplied to the primary contact chamber.
Переработка битумов, гудронов и тяжелых нефтяных остатков в предлагаемом способе достигается включением в технологическую схему дополнительных стадий подготовки к пиролизу битумов, гудронов, нефтяных остатков.The processing of bitumen, tar and heavy oil residues in the proposed method is achieved by the inclusion in the technological scheme of additional stages of preparation for the pyrolysis of bitumen, tar, oil residue.
Растворитель (бензин «галоша» или бензин для промышленных целей) из емкости 21 (V3) и подогретый до 70-80°С природный или нефтяной битум 20 (IV) подают в емкость 26, где их перемешивают и направляют в сборную емкость 29, откуда насосом Н2 направляют в подготовленную контактную камеру 9 пиролизного отделения - перед реактором.The solvent (galosh gasoline or gasoline for industrial purposes) from the tank 21 (V 3 ) and natural or petroleum bitumen 20 (IV) heated to 70-80 ° C is fed into the tank 26, where they are mixed and sent to the collection tank 29, from where the pump H2 is sent to the prepared contact chamber 9 of the pyrolysis compartment in front of the reactor.
Аналогично для гудронов: растворитель 23 (V2) с добавлением нейтрализующих серную кислоту стехиометрических добавок смешивают с подогретым до 90°С гудроном 22 (VI) и через смесительную емкость 27 направляют в сборную емкость 29, откуда насосом Н2 подают в камеру 9 после стадии сушки топлива. Узел 24, 25, 28 предназначен для подачи тяжелых нефтяных серосодержащих остатков (НСО) на пиролиз. Растворитель 25 (V1) НСО с добавлением химических компонентов, нейтрализующих серу, например тонкодисперсного СаО, направляют в сборную емкость 28, откуда насосом Н1 подают в камеру 9 после стадии сушки топлива.Similarly for tars: solvent 23 (V 2 ) with the addition of sulfuric acid neutralizing stoichiometric additives is mixed with tar 22 (VI) heated to 90 ° C and sent through a mixing tank 27 to a collecting tank 29, from where it is pumped into the chamber 9 after the drying stage by pump H2 fuel. Node 24, 25, 28 is designed to supply heavy petroleum sulfur-containing residues (NSO) for pyrolysis. The solvent 25 (V 1 ) HCO with the addition of sulfur neutralizing chemical components, for example finely dispersed CaO, is sent to the collecting tank 28, from where it is fed to the chamber 9 by the pump Н1 after the fuel drying stage.
К НСО возможно добавление части тяжелой фракции (XIII), получаемой в конденсационном отделении 30 с целью повышения выхода моторных топлив.It is possible to add to the NSO part of the heavy fraction (XIII) obtained in the condensation compartment 30 in order to increase the yield of motor fuels.
Примеры конкретного осуществления заявленного способа.Examples of specific implementation of the claimed method.
Пример 1.Example 1
В качестве объекта для осуществления способа взята установка УТТ-3000, пропускной способностью по сланцу 3000 т/сутки (125 т/ч).As an object for the implementation of the method, the UTT-3000 installation was taken with a shale throughput of 3000 t / day (125 t / h).
К сухому сланцу с температурой 120-130°С с характеристиками, вес.%:To dry shale with a temperature of 120-130 ° C with characteristics, wt.%:
Аc=46,76; (CO2)c=22,4; Oc=28,65; Sc=2,24; Wp=10-12%; Q=2240 ккал/кг (938 МДж/кг) добавляют в камеру смешения 25 т/ч нагретого до 70°С битума (смешивается 70% битума и 30% растворителя) и подают 250-300 т/ч твердого теплоносителя (золы) при температуре 750°С.A c = 46.76; (CO 2 ) c = 22.4; O c = 28.65; S c = 2,24; W p = 10-12%; Q = 2240 kcal / kg (938 MJ / kg) is added to the mixing chamber of 25 t / h of bitumen heated to 70 ° C (70% of bitumen and 30% of solvent are mixed) and 250-300 t / h of solid heat carrier (ash) are supplied at temperature 750 ° С.
Смесь поступает в реактор, где при температуре 450-500°С происходит пиролиз с выделением парогазовой смеси (ПГС) и образованием полукокса. Зола сланца содержит свободную окись кальция (СаО) в количестве >10%, которая связывает органическую серу в сульфиты (сульфаты), переходящие в золу.The mixture enters the reactor, where at a temperature of 450-500 ° C, pyrolysis occurs with the release of the vapor-gas mixture (ASG) and the formation of semicoke. Shale ash contains free calcium oxide (CaO) in an amount of> 10%, which binds organic sulfur to sulphites (sulphates), which are converted to ash.
При добавке битума количество сланцевого масла суммарно увеличилось на 17,5%, со 125 л/т до 146,8 л/т (на рабочий сланец) или с 17,5 т/ч до 20,5 т/ч. Количество серы в сланцевом масле при этом менее 0,5%.With the addition of bitumen, the amount of shale oil in total increased by 17.5%, from 125 l / t to 146.8 l / t (for working shale) or from 17.5 t / h to 20.5 t / h. The amount of sulfur in shale oil is less than 0.5%.
Количество полукоксового газа увеличилось на 50%.The amount of semi-coke gas increased by 50%.
Пример 2.Example 2
К сланцу с упомянутыми выше характеристиками добавляют в камеру смешения (КС) 30 т/ч жидкого, нагретого до 60°С серосодержащего (до 7%) гудрона (смесь 85% гудрона, 15% растворителя), и падают в КС 250-300 т/ч твердого теплоносителя при температуре 800°С. Смесь поступает на пиролиз в реактор, где находится 20-24 минуты, откуда озоленный полукокс направляют в технологическую топку (коксонагреватель).To the shale with the above characteristics, 30 t / h of liquid, heated to 60 ° С sulfur-containing (up to 7%) tar (a mixture of 85% tar, 15% solvent) are added to the mixing chamber (KS), and 250-300 t fall into the KS / h solid heat carrier at a temperature of 800 ° C. The mixture is fed to the reactor for pyrolysis, where it remains for 20-24 minutes, from where the ashed semi-coke is sent to the technological furnace (coke heater).
В результате после конденсации из ПГС получают 170 кг/т сланцевого масла и 80 кг/т ПКГ, т.е. увеличение выхода сланцевого масла с 17,5 т/ч до 21,25 т/ч, или на 21% и увеличение выхода ПКГ на 100%. Содержание серы в жидком продукте не превышает 0,4%.As a result, after condensation, 170 kg / t of shale oil and 80 kg / t of PCG, i.e. an increase in the output of shale oil from 17.5 t / h to 21.25 t / h, or by 21%, and an increase in the yield of PCG by 100%. The sulfur content in the liquid product does not exceed 0.4%.
Пример 3.Example 3
К сухому сланцу с температурой 130°С упомянутого состава добавляют в КС тяжелые нефтяные серосодержащие остатки в количестве 35 т/ч (30 т/ч остатки и 5 т/ч растворитель), а также 2 т/ч дисперсной окиси кальция (<0,5 мм). В результате пиролиза и последующей конденсации получают 250 кг/т сухого сланца жидких продуктов и удвоение ПКГ.To the oil shale with a temperature of 130 ° C of the aforementioned composition, heavy petroleum sulfur-containing residues are added to the COP in the amount of 35 t / h (30 t / h residues and 5 t / h solvent), as well as 2 t / h of dispersed calcium oxide (<0, 5 mm). As a result of pyrolysis and subsequent condensation, 250 kg / t of dry shale of liquid products and a doubling of PCG are obtained.
Таким образом, увеличение жидких продуктов составит с 125 до 250 кг/ч или с 15,6 т/ч до 31,2 т/ч.Thus, the increase in liquid products will be from 125 to 250 kg / h or from 15.6 t / h to 31.2 t / h.
Перечень оборудованияEquipment list
1. Бункер пиролизного топлива1. Pyrolysis fuel bin
2. Емкость тонкодисперсной СаО2. The capacity of finely dispersed CaO
3. Аэрофонтанная сушилка3. Aerial dryer
4. Промежуточный бункер и дробилка4. Intermediate hopper and crusher
5. Транспорт топлива с весами5. Fuel transport with scales
6. Электрофильтр дымовых газов6. Flue gas filter
7. Циклоны сухого топлива7. Dry fuel cyclones
8. Шнеки сырого, сухого топлива и полукокса8. Screws for raw, dry fuel and semi-coke
9. Камера смешения подсушенного топлива, теплоносителя, углеводородных отходов и добавок9. A chamber for mixing dried fuel, coolant, hydrocarbon waste and additives
10. Циклоны теплоносителя10. Heat carrier cyclones
11. Пылеосадительная камера (ПК)11. Dust collecting chamber (PC)
12. Встроенные в ПК циклоны12. Built-in PC cyclones
13. Реактор барабанный или с кипящим слоем (КС)13. The drum or fluidized bed reactor (COP)
14. Технологическая топка АФТ или коксонагреватель КС14. Technological furnace AFT or coke heater KS
15. Делитель потока (байпас)15. Flow divider (bypass)
16. Зольные циклоны16. Ash cyclones
17. Зольный теплообменник17. Ash heat exchanger
18. Котел-утилизатор18. Heat recovery boiler
19. Топка розжига19. Ignition chamber
20. Емкости битума20. Bitumen tanks
21. 23, 25. Емкости для растворителя21. 23, 25. Tanks for solvent
22. Емкости гудрона22. Tar Tanks
24. Емкости тяжелых нефтяных остатков24. Tanks of heavy oil residues
26. Промежуточная емкость для смешения нефтяных остатков с растворителем26. The intermediate tank for mixing oil residues with solvent
27, 28. Смесительные емкости дополнительного сырья27, 28. Mixing tanks for additional raw materials
29, 30. Емкости подготовленного сырья29, 30. Tanks of prepared raw materials
31. Конденсационное отделение31. Condensation unit
Н1, Н2 - насосыН1, Н2 - pumps
Материальные потокиMaterial flows
I. Топливо пиролизуемоеI. Pyrolyzable fuel
II. Окись кальция (дисперсная)II. Calcium Oxide (Dispersed)
III. ВоздухIII. Air
IV. БитумIV. Bitumen
V. Растворитель (V1, V2, V3)V. Solvent (V 1 , V 2 , V 3 )
VI. ГудронVI. Tar
VII. Нефтяные тяжелые остаткиVII. Oil heavy residues
VIII. Дымовые газыViii. Flue gas
IX. Зола после ТТ или кокс после КСIX. Ash after TT or coke after COP
X. Зола провала после топки разжигаX. Failure ash after firing furnace
XI. Зола после зольного теплообменникаXi. Ash after ash heat exchanger
XII. Зола после К-УXII. Ash after KU
XIII. Конденсат тяжелой фракцииXiii. Heavy condensate
XIV. Средняя фракцияXiv. Middle fraction
XV. Легкая фракцияXv. Light fraction
XVI. Бензиновая фракцияXvi. Gasoline fraction
XVII. Полукоксовый газXvii. Semicoke gas
XVIII. Фенольная вода пиролизаXviii. Phenolic Pyrolysis Water
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006142946/04A RU2320699C1 (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006142946/04A RU2320699C1 (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2320699C1 true RU2320699C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006142946/04A RU2320699C1 (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2320699C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502783C1 (en) * | 2012-10-10 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Thermochemical processing method of oil slurries or acid tars in mixtures with solid natural fuel to obtain liquid products and solid residues |
RU2524605C2 (en) * | 2012-07-17 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products |
CN105062530A (en) * | 2015-09-22 | 2015-11-18 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | Lignite upgrading method |
RU2574411C1 (en) * | 2014-09-03 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственостью "ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ" | Device for oil wastes recycling |
WO2016036278A3 (en) * | 2014-09-03 | 2016-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ" | Device for processing petroleum waste |
US10421911B2 (en) | 2012-02-15 | 2019-09-24 | Vadxx Energy LLC | Dual stage, zone-delineated pyrolysis apparatus |
US10731081B2 (en) | 2012-02-09 | 2020-08-04 | Vadxx Energy LLC | Zone-delineated pyrolysis apparatus for conversion of polymer waste |
-
2006
- 2006-12-05 RU RU2006142946/04A patent/RU2320699C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10731081B2 (en) | 2012-02-09 | 2020-08-04 | Vadxx Energy LLC | Zone-delineated pyrolysis apparatus for conversion of polymer waste |
US10421911B2 (en) | 2012-02-15 | 2019-09-24 | Vadxx Energy LLC | Dual stage, zone-delineated pyrolysis apparatus |
RU2524605C2 (en) * | 2012-07-17 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Recovery of solid fuel pyrolysis chemical products |
RU2502783C1 (en) * | 2012-10-10 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Thermochemical processing method of oil slurries or acid tars in mixtures with solid natural fuel to obtain liquid products and solid residues |
RU2574411C1 (en) * | 2014-09-03 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственостью "ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ" | Device for oil wastes recycling |
WO2016036278A3 (en) * | 2014-09-03 | 2016-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ" | Device for processing petroleum waste |
CN105062530A (en) * | 2015-09-22 | 2015-11-18 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | Lignite upgrading method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110451754B (en) | Harmless treatment method for oil sludge pyrolysis | |
Golubev | Solid oil shale heat carrier technology for oil shale retorting | |
US10655070B2 (en) | Hybrid thermal process to separate and transform contaminated or uncontaminated hydrocarbon materials into useful products, uses of the process, manufacturing of the corresponding system and plant | |
US5423891A (en) | Method for direct gasification of solid waste materials | |
US9828553B2 (en) | Thermal process to transform contaminated or uncontaminated feed materials into useful oily products | |
US20150368564A1 (en) | Mobile plant for thermally treating a contaminated or uncontaminated feed stream, processes thereof and uses of products thereof | |
RU2320699C1 (en) | Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels | |
US20210348072A1 (en) | Process of Treating Carbonaceous Material and Apparatus Therefor | |
RU2339673C1 (en) | Method for thermal processing of slate coal with production of liquid and gaseous fuel and also cement clinker and facility for its employing | |
CA2750129A1 (en) | Thermal process to transform contaminated or uncontaminated feed materials into useful products, uses of the process, products thereby obtained and uses thereof, manufacturing of the corresponding plant | |
WO2014017955A2 (en) | Method for processing combustible carbon-containing and/or hydrocarbon-containing products, reactor for implementing same (variants) and apparatus for processing combustible carbon-containing and/or hydrocarbon-containing products | |
RU2649446C1 (en) | Method and device for processing carbon-containing waste | |
CN111692593B (en) | Method for cooperatively treating organic hazardous waste in cement kiln | |
NZ582322A (en) | Process and plant for refining oil-containing solids | |
BRPI0811510B1 (en) | method for mold production | |
CN104789249A (en) | Harmless recycling treatment method and special device for oil sand | |
RU127380U1 (en) | INSTALLATION OF JOINT THERMOCHEMICAL PROCESSING OF OIL Sludge Or Acidic Tar And Solid Natural Fuel | |
WO2010150272A1 (en) | System and method for material recycling and resource recovery | |
CN204625560U (en) | Oil-sand harmless resource utilization device | |
CN105647552B (en) | A kind of dry distillation of coal and coal catalytic cracking combination process | |
RU2329292C1 (en) | Method and facuility for thermal processing of hihc-ash and low-calorig solid fuel | |
CA3005593A1 (en) | Compact thermal processing equipment for treating a feed material, methods for manufacturing the equipments, thermal processes for producing liquid fuels using the equipment and uses of the liquid fuels thereby produced | |
CA2757061A1 (en) | Mobile plant for thermally treating a contaminated or uncontaminated feed stream, processes thereof and uses of products thereof | |
RU2378317C2 (en) | Method of non-waste thermal processing of heavy oil residues mixed with solid fuel | |
RU96572U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL MATERIALS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081206 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100128 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140516 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140822 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161206 |