RU2370520C1 - Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины - Google Patents
Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370520C1 RU2370520C1 RU2008119065/15A RU2008119065A RU2370520C1 RU 2370520 C1 RU2370520 C1 RU 2370520C1 RU 2008119065/15 A RU2008119065/15 A RU 2008119065/15A RU 2008119065 A RU2008119065 A RU 2008119065A RU 2370520 C1 RU2370520 C1 RU 2370520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- gas
- thermal processing
- pyrolysis
- reactor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Abstract
Изобретение может быть использовано для получения древесного угля. Измельченную древесину загружают через загрузочное устройство 2 в горизонтально расположенный реактор 1, при этом непрерывно осуществляют противоточную подачу теплоносителя из топки 8. Шнеком 3, расположенным в начале горизонтального канала реактора 1, непрерывно создают путем подпрессовки раздельные плотные, но газопроницаемые слои из древесных частиц. Пиролиз проводят последовательно в каждом из подпрессованных слоев при одновременном отводе и конденсации парогазов при фильтрации их в подпресованном слое. Изобретение позволяет повысить производительность способа непрерывной термической переработки измельченной древесины, повысить уровень утилизации отходов древесины, а также обеспечить требования экологической безопасности за счет отсутствия токсичных выбросов в окружающую среду, 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области термической переработки измельченной древесины и может быть использовано в способах непрерывной термической переработки измельченной древесины.
Известны способы термической переработки измельченной древесины в ретортах и газогенераторах шахтного типа. Недостатком известных способов является то, что процесс термической переработки протекает с малой относительной скоростью газового теплоносителя, т.к. при увеличении ее происходит механический унос частиц древесины из реторты вместе с летучими парогазовыми продуктами термолиза, кроме того, на газогенераторных установках не предусмотрено получение угля в качестве товарного продукта.
Известен способ термической переработки древесины (RU N 2083633, С10В 53/02, опуб. 24.11.1995). Способ включает предварительную сушку древесины и последующую термическую обработку в присутствии газообразного теплоносителя в непрерывном процессе с прохождением последовательно зон досушивания, пиролиза с образованием древесного угля, его прокалки и охлаждения при противоточной подаче охлаждающего агента, в качестве которого используют дымовые газы от полного сгорания топлива с содержанием в них кислорода 1,5-7,0%, при этом указанные газы после прохождения ими зоны охлаждения используют в качестве теплоносителя в зонах прокалки, пиролиза и подсушки.
Известный способ является низкопроизводительным и требует дополнительного топлива извне.
Известны способ производства древесного угля и установка для производства древесного угля (RU N 2166527, С10В 53/02, опуб. 02.01.2000 - прототип). Способ включает предварительную сушку сырья и последующую термическую обработку в присутствии газообразного теплоносителя в непрерывном процессе с прохождением последовательно зон сушки, пиролиза с образованием древесного угля и его последующей прокалки.
Известный способ также имеет низкую производительность.
Техническая задача изобретения - повышение производительности способа непрерывной термической переработки измельченной древесины путем интенсификации тепло- и массообмена за счет возможности увеличения скорости подачи газа-теплоносителя в перерабатываемую древесину, повышение уровня утилизации отходов древесины с получением высокопрокаленного древесного угля и пирогенной смолы (бионефти) с высокой энергетической плотностью, а также - обеспечение требований экологической безопасности за счет отсутствия токсичных выбросов в окружающую среду.
Поставленная задача достигается тем, что способ непрерывной термической переработки измельченной древесины, включающий загрузку измельченной древесины в реактор, пиролиз при противоточной подаче в перерабатываемую древесину газа-теплоносителя, отвод парогазов - осуществляют в расположенном горизонтально реакторе, при этом непрерывно создают путем подпрессовки раздельные плотные, но газопроницаемые слои из древесных частиц, пиролиз проводят последовательно в каждом из подпрессованных слоев при одновременном отводе и конденсации парогазов при фильтрации их в подпрессованном слое, причем в качестве теплоносителя используют смесь природного газа, например, пропана и части собственных неконденсирующихся газов пиролиза.
Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:
- способ осуществляют в расположенном горизонтально реакторе (т.е. процесс непрерывной термической переработки измельченной древесины ведут в горизонтальном направлении);
- при проведении способа непрерывно создают путем подпрессовки раздельные плотные, но газопроницаемые слои из древесных частиц;
- пиролиз проводят последовательно в каждом из подпрессованных слоев при одновременном отводе и конденсации парогазов при фильтрации их в подпрессованном слое;
- в качестве теплоносителя используют смесь природного газа, например, пропана и части собственных неконденсирующихся газов пиролиза.
Это позволит повысить производительность способа непрерывной термической переработки измельченной древесины путем интенсификации тепло- и массообмена за счет возможности увеличения скорости подачи газа-теплоносителя в перерабатываемую древесину, повысить уровень утилизации отходов древесины с получением высокопрокаленного древесного угля и пирогенной смолы (бионефти) с высокой энергетической плотностью, а также - обеспечить требование экологической безопасности за счет отсутствия токсичных выбросов в окружающую среду.
В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанными отличительными признаками.
Изобретение применимо и будет использовано в отрасли в 2008 г.
На чертеже изображена схема установки для проведения непрерывной термической переработки измельченной древесины.
В таблице представлены результаты пиролиза березовой древесины (щепы).
Способ непрерывной переработки измельченной древесины был проверен на крупнолабораторной установке производительностью до 40 кг/час, в результате чего была экспериментально подтверждена принципиальная возможность процесса скоростного пиролиза по заявленному способу.
Установка для непрерывной термической переработки измельченной древесины содержит горизонтальный реактор 1, загрузочное устройство 2, размещенный в начале реактора 1 шнек 3, конденсационную систему в виде кожухотрубного холодильника 4, центробежного смолоотделителя-газодувки 5 и каплеуловителя 6, сборник 7 для сбора смолы, топку 8, воздуходувку 9 для подачи воздуха на сжигание, шнек 10 для вывода из установки древесного угля.
Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины выполняют следующим образом.
Измельченную древесину загружают через загрузочное устройство 2 в горизонтально расположенный реактор 1, что обеспечивает проведение процесса в горизонтальном направлении, при этом непрерывно осуществляют противоточную подачу теплоносителя из топки 8. В качестве теплоносителя используют смесь природного газа, например, пропана и части собственных неконденсирующихся газов пиролиза. Шнеком 3, расположенным в начале горизонтального канала реактора 1, непрерывно создают путем подпрессовки раздельные плотные, но газопроницаемые слои из древесных частиц, пиролиз проводят последовательно в каждом из подпрессованных слоев при одновременном отводе и конденсации парогазов при фильтрации их в подпрессованном слое.
В подпрессованном слое коэффициент заполнения реакционной зоны перерабатываемым сырьем значительно выше, чем у насыпного, пиролизуемый материал теряет свойство случайности, т.е. отсутствует возможность свободного перемещения отдельных частиц измельченной древесины друг относительно друга и слой приобретает свойство крупнопористого твердого куска (тела), сквозь поры которого с большой скоростью фильтруются газотеплоноситель и парогазы. Применение подпрессованного слоя позволяет сократить время пиролиза измельченной древесины за счет интенсификации процессов тепло- и массообмена путем возможности увеличения скорости движения газового теплоносителя в слое пиролизуемого материала, а также - минимально сократить время пребывания парогазов в зоне реакционного пространства, что обеспечивает уменьшение вторичных реакций крекинга жидких продуктов в газовой фазе. Следует отметить также, что упрощается технологическая схема улавливания бионефти из парогазов термолиза за счет возможности фильтрации последних в подпрессованном, но газопроницаемом слое из сырья.
Парогазы, образующиеся в процессе разложения древесины, выходят из установки через коллектор, предварительно обеспыленные при фильтрации через подпрессованный слой древесины, и направляются в конденсационную систему. Часть неконденсируемых газов подается газодувкой на рециркуляцию для формирования теплоносителя пиролиза, избыток газовой фазы выводится из установки.
Образующийся в результате термического разложения древесный уголь выводится из установки шнеком 10. Смола, получившаяся при конденсации парогазов и из каплеуловителя 6, собирается в сборнике 7.
В процессе термической переработки измельченной древесины заявленным способом получены следующие результаты: выход конденсата составляет 70% (339 кг из 1 пл.м3 исходной древесины при влажности последней 20% отн.) и смолы 15,7% (75,5 кг из 1 пл.м3 исходной древесины), выход угля 29,6% (158 кг из 1 пл.м3 исходной древесины).
По предварительным подсчетам коэффициент заполнения древесины в реакторе установки достигает 0,65-0,70, т.е. увеличивается по сравнению со свободным заполнением в 1,5 раза. Температура в зоне горения составляла 1000-1500°С, на выходе из реактора 85-100°С, т.е. не отличается от температур в процессе газификации. Однако следует подчеркнуть, что такой перепад температур был получен на слое длиной всего 350-400 мм, что свидетельствует о наличии интенсивного тепло- и массообмена.
Таким образом, заявленное техническое решение позволит повысить производительность способа непрерывной термической переработки измельченной древесины путем интенсификации тепло- и массообмена за счет возможности увеличения скорости подачи газа-теплоносителя в перерабатываемую древесину, повысить уровень утилизации отходов древесины с получением высокопрокаленного древесного угля и пирогенной смолы (бионефти) с высокой энергетической плотностью, а также - обеспечить требование экологической безопасности за счет отсутствия токсичных выбросов в окружающую среду.
| Пиролиз березовой древесины /щепа/ в реторте | |||||
| Режимные показатели | N опытов | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1. Производительность реторты, кг/ч | 47,6 | 51,6 | 60,6 | 57,2 | 48,4 |
| 2. Температурный режим реторты, °С: | |||||
| 2.1. Теплоносителя, вход | 1100 | 1100 | 1100 | 950 | 950 |
| 2.2. Парогазов из реторты | 120 | 125 | 120 | 96 | 115 |
| 3. Гидравлический режим реторты, кПа: | |||||
| 3.1. Теплоносителя, вход | 5,28 | 6,66 | 9,31 | 110,7 | 12,45 |
| 3.2. Парогазов из реторты | 0,17 | 0,2 | 0,63 | 0,7 | 0,73 |
| 3.3. Сопротивление слоя | 5,11 | 6,46 | 8,68 | 10,37 | 11,72 |
| 4. Расход газового теплоносителя, м3/ч | 37,7 | 40,8 | 47,0 | 55,7 | 64,8 |
| 5. Время пребывания щепы в реторте, с | 75 | 70 | 60 | 76 | 75 |
| , | |||||
| 6. Скорость парогазов по сечению реторты, м/с | 2,56 | 2,79 | 3,20 | 4,09 | 4,26 |
| 7. Удельная производительность реторты, т/м3 ч | 15,2 | 16,4 | 19,3 | 15,0 | 15,3 |
| 8. Выход угля от а.с.д., % | 20,9 | 21,3 | 21,6 | 29,6 | 28,4 |
Claims (2)
1. Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины, включающий загрузку измельченной древесины в реактор, пиролиз при противоточной подаче в перерабатываемую древесину газа-теплоносителя, отвод парогазов, отличающийся тем, что способ осуществляют в расположенном горизонтально реакторе, при этом непрерывно создают путем подпрессовки раздельные плотные, но газопроницаемые слои из древесных частиц, пиролиз проводят последовательно в каждом из подпрессованных слоев при одновременном отводе и конденсации парогазов при фильтрации их в подпресованном слое.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют смесь природного газа, например пропана, и части собственных неконденсирующихся газов пиролиза.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008119065/15A RU2370520C1 (ru) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008119065/15A RU2370520C1 (ru) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2370520C1 true RU2370520C1 (ru) | 2009-10-20 |
Family
ID=41262941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008119065/15A RU2370520C1 (ru) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2370520C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573034C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Способ термической переработки органосодержащего сырья |
| US11753591B2 (en) | 2021-03-08 | 2023-09-12 | Extiel AP, LLC | Device for pyrolysis of carbonaceous materials and method |
-
2008
- 2008-05-15 RU RU2008119065/15A patent/RU2370520C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АРТОБОЛЕВСКИЙ И.И. Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1976, с.298. КАСАТКИН А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973, с.106-107. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573034C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Способ термической переработки органосодержащего сырья |
| US11753591B2 (en) | 2021-03-08 | 2023-09-12 | Extiel AP, LLC | Device for pyrolysis of carbonaceous materials and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101818080B (zh) | 一种通过热解将生物质制造合成气的工艺方法及系统 | |
| CN1039653C (zh) | 用于气化具有高含湿量的颗粒固体碳质燃料的方法和装置 | |
| CN101818081B (zh) | 一种通过炭化将生物质制造合成气的工艺方法及系统 | |
| CN102583373B (zh) | 一种用煤制备活性炭的方法 | |
| US9347005B2 (en) | Methods and apparatuses for rapid thermal processing of carbonaceous material | |
| CN101544901A (zh) | 生物质热裂解制取生物油的方法及装置 | |
| CN101395254A (zh) | 从废料制备合成气的方法和设备 | |
| CN102417822A (zh) | 利用自返料回转炉对煤进行固体热载体热解的方法 | |
| RU2464295C2 (ru) | Способ термохимической переработки биомассы для получения синтез-газа | |
| CN104164244A (zh) | 煤气循环煤炭全粒径分级热解耦合活性焦制备工艺及系统 | |
| RU2649446C1 (ru) | Способ и устройство переработки углеродсодержащих отходов | |
| RU140672U1 (ru) | Установка для переработки органического сырья в топливо | |
| CN105861080A (zh) | 生物质下行床快速催化热解系统和热解生物质的方法 | |
| US3436314A (en) | Technique for converting bagasse and other moist plant substances into charcoal | |
| RU2370520C1 (ru) | Способ непрерывной термической переработки измельченной древесины | |
| CN87102450A (zh) | 并流煤气化工艺及设备 | |
| RU2340651C1 (ru) | Способ и установка для комплексной термической переработки твердого топлива | |
| CN102504850B (zh) | 一种油砂固体热载体低温干馏工艺 | |
| CN107022368B (zh) | 一种不干胶废弃物热解转化利用系统及方法 | |
| CN103450914A (zh) | 一种由固体有机物快速热解制取液体燃料的方法 | |
| CN108504372B (zh) | 煤矸石和废塑料共热解方法 | |
| JP2018506637A (ja) | 半炭化バイオマスの冷却方法 | |
| RU2490207C2 (ru) | Способ получения активированного угля | |
| RU84375U1 (ru) | Устройство пиролизной переработки органических веществ | |
| RU2359007C1 (ru) | Способ получения углеводородного топлива, технического водорода и углеродных материалов из биомассы |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100516 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120920 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20121114 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200516 |