RU2342599C1 - Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling - Google Patents
Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2342599C1 RU2342599C1 RU2007107243/03A RU2007107243A RU2342599C1 RU 2342599 C1 RU2342599 C1 RU 2342599C1 RU 2007107243/03 A RU2007107243/03 A RU 2007107243/03A RU 2007107243 A RU2007107243 A RU 2007107243A RU 2342599 C1 RU2342599 C1 RU 2342599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gasifier
- gasification
- waste
- temperature
- sections
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к переработке бытовых и промышленных углеродсодержащих отходов и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для утилизации мусора с получением полезных продуктов, таких как жидкие топливные и масляные фракции.The invention relates to the processing of household and industrial carbon-containing wastes and can be used in municipal services for waste disposal to obtain useful products, such as liquid fuel and oil fractions.
В настоящее время вследствие ужесточающихся требований закона об охране окружающей среды и все увеличивающегося количества отходов как промышленных, так и бытовых, проблема их утилизации приобрела особую важность.Currently, due to the stricter requirements of the law on environmental protection and the ever-increasing amount of waste, both industrial and domestic, the problem of their disposal has become particularly important.
Из современного уровня техники известны установки различного типа, в которых используется газификация углеродсодержащих отходов при определенных температурных условиях с последующим использованием соответствующих способов переработки полученных газов. Термин газификация означает процесс частичного некаталитического окисления твердого, жидкого или газообразного вещества, конечной целью которого является получение газообразного топлива, состоящего главным образом из смеси СО и H2 (синтез-газ). В качестве окисляющих агентов могут использоваться вода и диоксид углерода.Various types of installations are known from the state of the art, in which gasification of carbon-containing wastes is used under certain temperature conditions, followed by the use of appropriate methods for processing the resulting gases. The term gasification means the process of partial non-catalytic oxidation of a solid, liquid or gaseous substance, the ultimate goal of which is to obtain gaseous fuel, consisting mainly of a mixture of CO and H 2 (synthesis gas). Water and carbon dioxide can be used as oxidizing agents.
Известны способ и устройство для газификации отходов с получением пригодных для использования продуктов. Согласно этому изобретению обработка отходов ведется при температуре, по меньшей мере, 1600°С в отсутствие воздуха с получением горючего газа, состоящего в основном из Н2 и СО, негорючих и инертных газов, которые затем резко охлаждают до температуры 1200°С и пропускают через угольную насадку, см. пат. ЕР-В1-0292987.A known method and device for gasification of waste to produce suitable products. According to this invention, waste treatment is carried out at a temperature of at least 1600 ° C in the absence of air to produce a combustible gas consisting mainly of H 2 and CO, non-combustible and inert gases, which are then rapidly cooled to a temperature of 1200 ° C and passed through carbon nozzle, see US Pat. EP-B1-0292987.
Однако этим способом не обеспечивается полная газификация, т.к. значительна доля угольного остатка и высокое количество несгоревших веществ. Кроме того, срок службы газификатора незначителен и составляет не более двух лет. Также вследствие отсутствия защиты угольной насадки от засорения несгоревшими остатками угольной фракции происходят частые аварийные остановки процесса газификации.However, this method does not provide complete gasification, as a significant proportion of coal residue and a high amount of unburned substances. In addition, the life of the gasifier is negligible and is no more than two years. Also, due to the lack of protection of the coal nozzle from clogging with unburned residues of the coal fraction, frequent emergency stops of the gasification process occur.
В части способа наиболее близким аналогом, принятым за прототип изобретения, является способ пиролиза и газификации отходов по патенту RU №2227251, F23G 5/027, 2004 г.In terms of the method, the closest analogue adopted for the prototype of the invention is the method of pyrolysis and gasification of waste according to patent RU No. 2227251, F23G 5/027, 2004
Указанный способ включает газификацию, плавление и остекловывание шлаков, при этом газификацию ведут при температуре 1300-1500°С и плавят в течение 5-30 мин с получением смеси горючих, негорючих и инертных газов. В процессе газификации температура сохраняется постоянной за счет, по меньшей мере, одного тангенциального теплового копья. Смесь полученных горючих и негорючих газов подвергают очистке и утилизируют. Неорганические составляющие переводят в остеклованное состояние.The specified method includes gasification, melting and vitrification of slag, while gasification is carried out at a temperature of 1300-1500 ° C and melted for 5-30 minutes to obtain a mixture of combustible, non-combustible and inert gases. During the gasification process, the temperature is kept constant due to at least one tangential thermal spear. The mixture of combustible and non-combustible gases obtained is subjected to purification and disposed of. Inorganic components are converted to vitrified state.
Недостатками прототипа являются: недостаточная поверхность взаимодействия горячих газов с твердыми и расплавленными материалами отходов; ограниченные возможности регулирования состава продуктов газификации при изменении теплотворности загруженных материалов; невозможность управления свойствами расплава, в т.ч. его вязкостью, а также потребительскими характеристиками продуктов; не обеспечивается время пребывания отходов в камерах, необходимое для их полной газификации.The disadvantages of the prototype are: insufficient surface interaction of hot gases with solid and molten waste materials; limited possibilities for regulating the composition of gasification products when changing the calorific value of the loaded materials; the impossibility of controlling the properties of the melt, including its viscosity, as well as consumer characteristics of the products; the waste residence time in the chambers, necessary for their complete gasification, is not provided.
В части устройства наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является газификатор установки обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащий цилиндрический корпус с герметизированным рекционным пространством, загрузочный узел, расположенный в верхней части корпуса, камеры сжигания для подачи высокотемпературных газифицирующих агентов в рекционное пространство, коническую выпускную часть корпуса в виде плавильной камеры, оборудованную средством вывода продуктов газификации, см. RU №2282788, F23G 5/027, 2006 г.In terms of the device, the closest analogue adopted for the prototype is a gasifier for a solid waste disposal and destruction unit containing a cylindrical body with a sealed river space, a loading unit located in the upper part of the body, a combustion chamber for supplying high-temperature gasification agents to the river space, a conical outlet part of the body in the form of a melting chamber, equipped with a means of outputting gasification products, see RU No. 2282788, F23G 5/027, 2006
Недостатком этого газификатора является низкая эффективность, обусловленная спеканием обрабатываемых отходов и малой поверхностью их взаимодействия с горячими газами (газифицирующих агентов), ограниченные возможности регулирования состава продуктов газификации при изменении теплотворности обрабатываемых отходов, невозможность управления свойствами расплава, в т.ч. его вязкостью, а также потребительскими характеристиками продуктов. Спекание обрабатываемых отходов резко снижает эффективность газификации.The disadvantage of this gasifier is its low efficiency due to sintering of the processed waste and the small surface of their interaction with hot gases (gasification agents), limited possibilities for regulating the composition of gasification products when the heat value of the processed waste changes, and the inability to control the properties of the melt, including its viscosity, as well as the consumer characteristics of the products. Sintering of processed waste dramatically reduces the efficiency of gasification.
Основной проблемой вышеприведенных способов и устройств для газификации отходов является спекание отходов и необходимость расплавления их твердого остатка. Вследствие этого возникает проблема управления свойствами шлакового расплава. Кроме того, процесс газификации спеченного материала сравнительно малоэффективен и энергоемок.The main problem of the above methods and devices for gasification of waste is the sintering of waste and the need to melt its solid residue. As a result of this, the problem of controlling the properties of slag melt arises. In addition, the process of gasification of sintered material is relatively inefficient and energy intensive.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности газификации углеродсодержащих отходов за счет исключения их спекания.The problem solved by the invention is to increase the efficiency of gasification of carbon-containing waste by eliminating their sintering.
В части устройства решение указанной задачи обеспечено тем, что газификатор для термической переработки углеродсодержащих отходов, содержащий цилиндрический корпус с герметизированным реакционным пространством, загрузочный узел, расположенный в верхней части корпуса, камеры сжигания для подачи высокотемпературных газифицирующих агентов в зону газификации реакционного пространства, коническую выпускную часть корпуса, оборудованную средством вывода продуктов газификации, согласно изобретению одна из камер сжигания установлена во входной части газификатора с возможностью воздействия истекающей из нее струи высокотемпературного газифицирующего агента на отходы, поступающие из загрузочного узла, по высоте зоны газификации реакционного пространства установлены проточные секции, образованные дефлекторами в виде последовательно чередующихся центральных тарельчатых и периферийных кольцевых экранов, из которых центральные тарельчатые экраны закреплены на общем для всех секций и соосно расположенном центральном теле, а кольцевые экраны закреплены на внутренней поверхности газификатора с образованием между тарельчатыми и кольцевыми экранами проходных зазоров, при этом на внешней поверхности корпуса, в области расположения проточных секций закреплен коллектор с камерами сжигания, сообщенный посредством тангенциальных сопел с проточными секциями, а под конической выпускной частью газификатора выполнен полуоткрытый канал, который подключен к средству вывода продуктов газификации в виде скруббера Вентури и дымососа, причем на глухом торце полуоткрытого канала установлена камера сжигания для эжекции продуктов газификации из выпускной части газификатора и подачи их в скруббер Вентури. В предпочтительных вариантах выполнения дефлектор выполнен из стали и защищен огнеупорным покрытием; во входной части корпуса газификатора установлены форсунки для подачи аэро- или водоугольной смеси; сопла выполнены в виде струйных генераторов колебаний.In terms of the device, the solution of this problem is ensured by the fact that a gasifier for the thermal processing of carbon-containing waste, containing a cylindrical body with a sealed reaction space, a loading unit located in the upper part of the body, a combustion chamber for supplying high-temperature gasification agents to the gasification zone of the reaction space, a conical outlet housing equipped with means for outputting gasification products, according to the invention, one of the combustion chambers is installed in the inlet part of the gasifier with the possibility of a jet of a high-temperature gasification agent flowing out from it on the waste coming from the loading unit, flow sections are installed along the height of the gasification zone of the reaction space, formed by deflectors in the form of sequentially alternating central disk and peripheral ring screens, from which the central disk screens are fixed on the common for all sections and coaxially located central body, and ring screens are fixed on the inner the surface of the gasifier with the formation of passage gaps between the disk and ring screens, while on the outer surface of the housing, in the area of the flow sections, a collector with combustion chambers is fixed, communicated through tangential nozzles with flow sections, and a half-open channel is made under the conical outlet of the gasifier, which is connected to the means of output of gasification products in the form of a Venturi scrubber and a smoke exhaust, and a burning chamber is installed on the blind end of the half-open channel zhektsii gasification products from the outlet portion of the gasifier, and supply them to the venturi scrubber. In preferred embodiments, the deflector is made of steel and is protected by a refractory coating; nozzles for supplying an aero- or water-coal mixture are installed in the input part of the gasifier body; nozzles are made in the form of jet oscillation generators.
В части способа решение указанной задачи обеспечивается тем, что способ термической переработки углеродсодержащих отходов в газификаторе, в зоне газификации реакционного пространства которого создают вихревые потоки смеси газифицируемых отходов с высокотемпературными газифицирующими агентами, в которых диспергируют обугливающиеся частицы твердого остатка отходов, при этом вихревые потоки указанной смеси создают по высоте зоны газификации, в которой поддерживают температуру ниже температуры плавления твердого остатка, а в выпускной части газификатора поддерживают температуру выше температуры плавления твердого остатка, при этом поток смеси высокотемпературного газифицирующего агента с каплями расплава твердого остатка направляют в выпускное средство, в котором осуществляют закалку синтез-газа с отводом на полезное использование и охлаждение капель расплава, который в виде твердого шлака выводят на утилизацию. В предпочтительном варианте способа для повышения степени диспергирования обугливающихся отходов и интенсификации газификации в высокотемпературные вихревые потоки газифицирующих агентов передают ультразвуковые колебания.In terms of the method, the solution of this problem is provided by the fact that the method of thermal processing of carbon-containing waste in a gasifier, in the gasification zone of the reaction space of which create vortex flows of a mixture of gasified waste with high-temperature gasification agents, in which carbonized particles of the solid residue of the waste are dispersed, while the vortex flows of this mixture create the height of the gasification zone, in which the temperature is maintained below the melting point of the solid residue, and in the outlet part of the gasifier is maintained at a temperature above the melting point of the solid residue, while the flow of the mixture of the high-temperature gasification agent with drops of the solid residue melt is sent to the outlet means, in which the synthesis gas is quenched with a tap for useful use and cooling of the drops of melt, which is in the form of solid slag output for disposal. In a preferred embodiment of the method, ultrasonic vibrations are transmitted to high-temperature vortex flows of gasifying agents to increase the degree of dispersion of carbonized waste and intensify gasification.
Выполнение газификатора с проточными секциями позволяет реализовать процесс вихревой высокотемпературной газификации отходов и аэро- или водоугольной смеси с образованием гарниссажа. При этом обеспечивается большая интенсивность процесса, высокая удельная производительность, обусловленная высокими температурами в диапазоне 1250-2200°С.The implementation of the gasifier with flow sections allows you to implement the process of vortex high-temperature gasification of waste and airborne or coal-water mixture with the formation of a skull. This ensures a high intensity of the process, high specific productivity due to high temperatures in the range of 1250-2200 ° C.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично показан общий вид реактора (продольный разрез); на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 schematically shows a General view of the reactor (longitudinal section); figure 2 is a section aa of figure 1.
Пример осуществления заявленного способа приводится при описании работы газификатора.An example implementation of the inventive method is given in the description of the gasifier.
Газификатор содержит цилиндрический корпус 1, в верхней части которого он имеет наклонную часть 1а, врезанную в вертикальную часть 1б. В наклонной части корпуса 1 установлен загрузочный бункер 2, соединенный с шлюзовым устройством с шлюзовыми элементами 3а и 3б и питательным шнеком 4. В вертикальной части корпуса 1б, под шнеком 4 закреплена наклонная решетка 5, установленная с перекрытием пространства вертикальной части корпуса, и множество ударных штырей 6, расположенных под решеткой с перекрытие внутреннего пространства этой части корпуса 1. Газификатор также снабжен камерами сжигания 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14. Камера сжигания 7 расположена на торце верхней вертикальной части 1б. Камеры сжигания 8, 9 тангенциально расположены на выходе из вертикальной части корпуса над входом в проточные секции 15. Камеры сжигания 10, 11, расположены на коллекторе 16, который может быть снабжен охлаждающей рубашкой (условно не показана). Камеры сжигания 12, 13 тангенциально расположены на выходе из проточных секций 15 и над входом в коническую выпускную часть 17 корпуса 1. Камера сжигания 14 расположена на торце полуоткрытого канала 18, который подключен к скрубберу Вентури 19. Скруббер Вентури тангенциально подключен к сепаратору 20, верх которого подключен к дымососу 21, а низ снабжен гидрозатвором. Секции 15 образованы дефлекторами 22 и 23, выполненным, например, из стали, ошипованной и покрытой огнеупорной обмазкой, что также касается и всех других огневых поверхностей. Дефлекторы 22 выполнены в виде кольцевых экранов, закрепленных на внутренней поверхности газификатора. Дефлекторы 23 выполнены в виде центральных тарельчатых экранов, закрепленных на общем для всех секций и соосно расположенном центральном теле 24, закрепленном по оси цилиндрической части корпуса 1. Между дефлекторами 22 и 23 образованы проходные зазоры, величина которых должна обеспечивать свободное прохождение через них обрабатываемого материала. Коллектор 16 сообщен с реакционным пространством секций 15 посредством тангенциальных сопел 25, расположенных по высоте на уровнях этих секций и спутно по отношению к направлению закрутки вихревого потока. Для интенсификации диспергирования сопла 25 могут быть выполнены в виде струйных генераторов колебаний типа сопел Гартмана. (Для сведения, струйные генераторы ультразвуковых волн нашли широкое применение в технике, см., например, книгу «Применение пульсирующего дутья при производстве стали», Москва, Металлургия 1885 г., с 113.)The gasifier contains a cylindrical body 1, in the upper part of which it has an inclined part 1a, embedded in the vertical part 1b. In the inclined part of the housing 1, a loading hopper 2 is installed, connected to the gateway device with the gateway elements 3a and 3b and the feeding screw 4. In the vertical part of the housing 1b, under the screw 4, an inclined grill 5 is installed, installed with overlapping space of the vertical part of the housing, and many percussion pins 6 located under the grill with overlapping the internal space of this part of the housing 1. The gasifier is also equipped with combustion chambers 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14. The combustion chamber 7 is located at the end of the upper vertical part 1b. The combustion chambers 8, 9 are tangentially located at the exit from the vertical part of the housing above the entrance to the flow sections 15. The combustion chambers 10, 11 are located on the manifold 16, which can be equipped with a cooling jacket (not shown conditionally). The combustion chambers 12, 13 are tangentially located at the outlet of the flow sections 15 and above the entrance to the conical outlet part 17 of the housing 1. The combustion chamber 14 is located at the end of the half-open channel 18, which is connected to the Venturi scrubber 19. The Venturi scrubber is tangentially connected to the separator 20, top which is connected to the exhaust fan 21, and the bottom is equipped with a water seal. Sections 15 are formed by deflectors 22 and 23, made, for example, of steel, studded and coated with a refractory coating, which also applies to all other fire surfaces. The deflectors 22 are made in the form of annular screens mounted on the inner surface of the gasifier. The deflectors 23 are made in the form of central disk shields fixed on a common to all sections and coaxially located central body 24, fixed along the axis of the cylindrical part of the housing 1. Between the deflectors 22 and 23, passage gaps are formed, the size of which should ensure the free passage of the processed material through them. The collector 16 is in communication with the reaction space of the sections 15 by means of
В верней части корпуса 1 расположены форсунки 26 для подачи аэро или водоугольной смеси и патрубок 27 для ввода пара.In the upper part of the housing 1 there are nozzles 26 for supplying an aero or water-coal mixture and a nozzle 27 for introducing steam.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Нагретое до 1250°С дутье из камер сжигания 7-13 под избыточным давлением поступает во внутреннее пространство газификатора. Подготовленные отходы с максимальным размером до 30 мм подаются в бункер 2, проходят шлюз при вертикальных возвратно-поступательных движениях шлюзовых элементов 3а и 3б и шнеком 4 вываливаются на крупную решетку 5 в зону действия струи высокотемпературного газифицирующего агента, поступающего из камеры сжигания 7 со скоростью до 100 м/сек и температурой до 1250°С, т.е. максимально возможной температурой, при которой процесс газификации протекает с исключением плавления зольной и минеральной составляющих газифицируемых отходов. На решетке 5 слипшиеся агрегаты отходов разбиваются и совместно с мелкими фрагментами отходов проходят сквозь эту решетку. В случае если некоторые фрагменты задерживаются на решетке, то они сгорают с уменьшением в размерах и также проваливаются вниз. По мере движения вниз частицы обугливающихся отходов обдуваются и ускоряются в струе высокотемпературного газифицирующего агента и попадают в зону расположения множества ударных штырей 6, при обтекании которых струйный поток турбулизируется, при этом обугливающиеся частицы отходов частично разрушаются при ударах о стержни 6. В этой части реактора выделяющаяся из отходов жидкая фаза сразу переходит в газообразное состояние за счет высокой температуры газифицирующего агента. (Следует отметить, что в процессе газификации углеродсодержащий материал отходов коксуется и переходит в твердое состояние с соответствующим охрупчиванием, при этом твердый остаток газифицированных отходов обычно составляет около 7% от исходной массы.) По мере прохождения зоны расположения штырей 6 обугливающиеся частицы отходов поступают в зону действия тангенциальных камер сжигания 8, 9, захватываются в вихревой поток высокотемпературного газифицирующего агента, формируемым струями, истекающими из этих камер, и поступают в секции 15. В этой части реакционного пространства газификатора, также как и во входной части, поддерживается температура до 1250°С для исключения плавления зольной и минеральной составляющих газифицируемых отходов. Газифицирующий агент от камер сжигания 10, 11 поступает в секции 15 через тангенциальные сопла 25. При движении с большой скоростью в секциях 15 и перетекании через проходные зазоры между дефлекторами обугливающиеся частицы отходов движутся по спиральным траекториям и отбрасываются центробежной силой на стенки секций с образованием из этих частиц постоянно возобновляемого слоя гарниссажа с диспергированием частиц за счет интенсивного истирания в этом слое. Диспергирование обугливающихся частиц твердого остатка сопровождается постоянным обновлением поверхности частиц, что ускоряет их газификацию. Интенсивность вращения вихревого потока в секциях 15 (и температура) поддерживается за счет энергии тангенциальных струй высокотемпературного газифицирующего агента, поступающего в секции из сопел 25, при этом резко интенсифицируются тепло- и массообменные и физико-химические процессы газификации, что особенно характерно в случае использования сопел Гартмана. Слой гарниссажа выполняет роль тепловой изоляции и защитного слоя от механического абразивного износа дефлекторов 23.Heated to 1250 ° C blast from the combustion chambers 7-13 under excess pressure enters the interior of the gasifier. Prepared wastes with a maximum size of up to 30 mm are fed into hopper 2, pass through the airlock during vertical reciprocating movements of the airlock elements 3a and 3b and the auger 4 fall out onto a large grate 5 into the zone of action of the jet of a high-temperature gasification agent coming from combustion chamber 7 at a speed of 100 m / s and temperatures up to 1250 ° С, i.e. the maximum possible temperature at which the gasification process proceeds with the exception of the melting of the ash and mineral components of gasified waste. On grate 5, the coalesced waste aggregates break up and pass through this grate together with small fragments of waste. If some fragments linger on the lattice, then they burn out with a decrease in size and also fall down. As they move downward, the particles of carbonized waste are blown and accelerated in the jet of a high-temperature gasification agent and fall into the zone of location of many shock pins 6, when flowing around which the jet stream is turbulized, while the carbonized waste particles are partially destroyed by impacts on the rods 6. In this part of the reactor, From the waste, the liquid phase immediately passes into a gaseous state due to the high temperature of the gasifying agent. (It should be noted that during the gasification process, the carbon-containing waste material is coked and becomes solid with the corresponding embrittlement, while the solid residue of gasified waste usually makes up about 7% of the initial mass.) As the zone of pins 6 passes, carbonized waste particles enter the zone the actions of the tangential combustion chambers 8, 9 are captured in the vortex flow of a high-temperature gasification agent, formed by the jets flowing from these chambers, and enter section 15. B This part of the reaction space of the gasifier, as well as in the inlet part, is maintained at a temperature of up to 1250 ° C to prevent melting of the ash and mineral components of gasified waste. The gasifying agent from the combustion chambers 10, 11 enters the sections 15 through the
На выходе из секций 15 продукты газификации в виде смеси синтез-газа с недоразложившимися газами и диспергированнным твердым остатком в виде шламового порошка с частицами разного размера попадают в вихревой поток, формируемый камерами сжигания 12, 13, посредством которых в этой зоне (плавления) поддерживается температура выше температуры плавления зольной и минеральной составляющих газифицируемых отходов. В зоне плавления не полностью разложившиеся газы доразлагаются, а диспергированный шлам расплавляется. В этой зоне целесообразно поддерживать температуру до 2200°С (Если обрабатываемые отходы содержат в своем составе значительную долю трудно разлагаемых компонентов, например типа дибензо-n-диоксина, которые даже при нагреве в 1200°С разлагаются за время более 5 с, то возможна замена камер сжигания 12, 13 на плазмотроны (условно не показаны)). Капли расплава шлака частично оседают на конической поверхности 17 выпускной части газификатора и стекают в канал 18, куда также эжектируется смесь газа с каплями расплава. При поступлении в канал 18 стекающий по конической поверхности 17 расплав распыливается в потоке струи газифицирующего агента из камеры сжигания 14. Расположение камеры сжигания 14 на глухом торце канала 18 обеспечивает эжекцию и направление потока, поступающего из зоны плавления выпускной части газификатора в скруббер Вентури 19 и далее в сепаратор 20, где осуществляется закалка синтез-газа, частичная его очистка и перевод капель расплава в твердый гранулированный шлак. Шлак выводится из сепаратора 20 через гидрозатвор, а охлажденный и частично очищенный синтез-газ засасывается дымососом 21 и подается на дальнейшую очистку и переработку.At the outlet of sections 15, gasification products in the form of a mixture of synthesis gas with undecomposed gases and a dispersed solid residue in the form of a slurry powder with particles of different sizes fall into the vortex stream formed by combustion chambers 12, 13, by means of which the temperature is maintained in this zone (melting) higher than the melting temperature of the ash and mineral components of gasified waste. In the melting zone, not completely decomposed gases are decomposed, and the dispersed sludge is melted. In this zone, it is advisable to maintain a temperature of up to 2200 ° С (If the treated waste contains a significant proportion of difficultly decomposable components, for example, dibenzo-n-dioxin, which even decompose after heating at 1200 ° С for more than 5 s, then replacement is possible combustion chambers 12, 13 on plasmatrons (not shown conditionally)). Drops of slag melt partially settle on the conical surface 17 of the outlet part of the gasifier and flow into channel 18, where a mixture of gas with drops of melt is also ejected. Upon entering the channel 18, the melt flowing down on the conical surface 17 is sprayed in the stream of the gasifying agent from the combustion chamber 14. The location of the combustion chamber 14 on the blind end of the channel 18 provides ejection and flow direction from the melting zone of the outlet part of the gasifier to the Venturi scrubber 19 and beyond in the separator 20, where the synthesis gas is quenched, partially purified, and the melt drops are transferred to solid granular slag. Slag is removed from the separator 20 through a water trap, and the cooled and partially purified synthesis gas is sucked in by the exhaust fan 21 and fed for further cleaning and processing.
В процессе газификации внутри газификатора поддерживается определенный состав атмосферы. Если влажность отходов превышает 10%, то дополнительной подачи пара не требуется, если меньше - пар подается через патрубок 27. Необходимый состав атмосферы и температура в газификаторе поддерживаются за счет регулирования соотношения подачи газа и окислителя в камеры сжигания. При переработке отходов с низким содержанием углерода в газификатор может дополнительно подаваться аэро- или водоугольная смесь через форсунки 26 (для повышения равномерности ввода целесообразно, чтобы угольных форсунок было, по крайней мере, две).During the gasification process, a certain atmospheric composition is maintained inside the gasifier. If the humidity of the waste exceeds 10%, then an additional steam supply is not required, if less, the steam is supplied through the pipe 27. The necessary atmosphere composition and temperature in the gasifier are maintained by adjusting the ratio of gas and oxidizer to the combustion chambers. When processing waste with a low carbon content, an aero- or water-coal mixture can be additionally fed into the gasifier through nozzles 26 (to increase the uniformity of input, it is advisable that there are at least two coal nozzles).
При запуске газификатора используют газ от внешнего источника; после запуска используются очищенные газы пиролиза и газификации, получаемые на установке в процессе переработки отходов.When starting the gasifier use gas from an external source; after start-up, purified pyrolysis and gasification gases are used, obtained at the facility during waste processing.
Пример. Городской мусор после предварительной подготовки подают в газификатор, где он газифицируется. В реакционном пространстве газификатора от входа до зоны плавления поддерживалась температура до 1250°С, а в выпускной части газификатора температуру поддерживали на уровне 1600°С. При этом достигнуто 100% разложение органических соединений на СО и H2. В качестве газифицирующих агентов использовали водяной пар и газообразные продукты от сжигания кислорода и метана, которые подавали в камеры сжигания. Твердый остаток отходов выводился в виде гранулированного шлака, не содержащего углерода.Example. City waste after preliminary preparation is fed to the gasifier, where it is gasified. In the reaction space of the gasifier from the inlet to the melting zone, the temperature was maintained up to 1250 ° C, and in the outlet part of the gasifier the temperature was maintained at 1600 ° C. At the same time, 100% decomposition of organic compounds into CO and H 2 was achieved. Water vapor and gaseous products from the combustion of oxygen and methane, which were supplied to the combustion chambers, were used as gasification agents. The solid waste residue was discharged in the form of granular carbon-free slag.
Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает повышение эффективности газификации углеродсодержащих отходов за счет исключения их спекания и создания условий для интенсификации газификации.Thus, the proposed invention provides an increase in the efficiency of gasification of carbon-containing wastes by eliminating their sintering and creating conditions for the intensification of gasification.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107243/03A RU2342599C1 (en) | 2007-02-27 | 2007-02-27 | Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107243/03A RU2342599C1 (en) | 2007-02-27 | 2007-02-27 | Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007107243A RU2007107243A (en) | 2008-09-10 |
| RU2342599C1 true RU2342599C1 (en) | 2008-12-27 |
Family
ID=39866368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007107243/03A RU2342599C1 (en) | 2007-02-27 | 2007-02-27 | Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2342599C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451715C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-27 | Николай Васильевич Столбов | Method and plant for plasma thermal processing of carbon-containing industrial and agricultural wastes for production of plasmagas |
| RU2473669C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ" | Method to gasify solid fuel |
| RU2677177C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method for thermochemical processing and disposal of solid milled substances containing hydrocarbon and installation for its implementation |
-
2007
- 2007-02-27 RU RU2007107243/03A patent/RU2342599C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451715C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-27 | Николай Васильевич Столбов | Method and plant for plasma thermal processing of carbon-containing industrial and agricultural wastes for production of plasmagas |
| RU2473669C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ" | Method to gasify solid fuel |
| RU2677177C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method for thermochemical processing and disposal of solid milled substances containing hydrocarbon and installation for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007107243A (en) | 2008-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2342598C1 (en) | Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling | |
| JP5890440B2 (en) | Waste treatment method and apparatus | |
| JP4454045B2 (en) | Swivel melting furnace and two-stage gasifier | |
| US20120210645A1 (en) | Multi-ring Plasma Pyrolysis Chamber | |
| JPH0613718B2 (en) | Reactor for producing generator gas | |
| EP2285939B1 (en) | Method for multistage gasification | |
| EP2193099B1 (en) | Device for the treatment of a syngas | |
| CN109237490B (en) | Gasification plasma waste treatment system | |
| RU2342599C1 (en) | Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling | |
| US5114122A (en) | Apparatus for heat processing glass batch materials | |
| JPH10246416A (en) | Method and apparatus and thermally treating fly dust originating in grate-firing equipment | |
| RU67581U1 (en) | GASIFICATOR OF CARBON-CONTAINING RAW MATERIALS | |
| RU2316696C1 (en) | Installation for processing of combustible solid wastes | |
| JP2008520785A (en) | Gasification method of carbonaceous material and apparatus for carrying out this method | |
| JP2005029728A (en) | Gasification apparatus | |
| HUT72158A (en) | Method and apparatus for the yield of heat energy from waste materials, mainly from refuse | |
| CN109237492B (en) | Ash conveying mechanism and gasification plasma waste melting furnace | |
| JP6016196B2 (en) | Waste gasification and melting apparatus and waste gasification and melting method | |
| KR100340263B1 (en) | Apparatus and method for the treatment of mixed wastes with high liquid fraction by plasma pyrolysis/gasfication and melting | |
| JP5974950B2 (en) | Mixed gas blowing device, waste gasification and melting furnace having the same, mixed gas blowing method, and waste gasification and melting method using the same | |
| JP6066454B2 (en) | Mixed gas blowing device, waste gasification and melting furnace having the same, mixed gas blowing method, and waste gasification and melting method using the same | |
| JP6098804B2 (en) | Mixed gas blowing device, waste gasification and melting furnace having the same, mixed gas blowing method, and waste gasification and melting method using the same | |
| RU2229060C2 (en) | Oil-slime heat treatment installation | |
| CN212537850U (en) | Plasma gasification melting furnace | |
| JPH1135949A (en) | Apparatus for gasifying treatment of waste products and process for self-coating of furnace wall |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100228 |