RU2439129C1 - Solid organic material gasification plant - Google Patents
Solid organic material gasification plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2439129C1 RU2439129C1 RU2010120427/05A RU2010120427A RU2439129C1 RU 2439129 C1 RU2439129 C1 RU 2439129C1 RU 2010120427/05 A RU2010120427/05 A RU 2010120427/05A RU 2010120427 A RU2010120427 A RU 2010120427A RU 2439129 C1 RU2439129 C1 RU 2439129C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermochemical reactor
- ash
- reactor
- raw materials
- installation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Заявляемый объект относится к области газификации твердого органического сырья и может быть использован в коммунальном и сельском хозяйстве, в топливной, лесоперерабатывающей и металлургической промышленности для утилизации и газификации твердых углеродсодержащих отходов.The inventive object relates to the field of gasification of solid organic raw materials and can be used in utilities and agriculture, in the fuel, forest processing and metallurgical industries for the utilization and gasification of solid carbon-containing wastes.
Наиболее близкой по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранная в качестве прототипа установка для термохимической переработки сыпучих или жидких материалов. Эта установка содержит термохимический реактор с узлом загрузки перерабатываемого материала, узлом отвода продуктов переработки в жидкой фазе, устройство для нагревания реакционноспособной смеси, магистраль подачи подогретой реакционноспособной смеси с узлом ввода ее в термохимический реактор, коллектор отвода продуктов переработки в парогазовой фазе, который соединен магистралью с газоочистителем, основную магистраль отвода очищенного топливного газа и устройство для выгрузки золы. Кроме того, установка оборудована вихревым газоразделителем с входом, который соединен с основной магистралью отходящих очищенных газов, и двумя выходами, один из которых предназначен для отвода легких углеводородных газов, а другой - для оставшейся части горючих газов, ресиверами, соединенными с выходами газоразделителя. Установка также оборудована коллекторами жидкостного пара и воздуха, при этом регенеративный газонагреватель соединен с ресиверами, коллекторами жидкостного пара и воздуха, а устройство для нагревания реакционноспособной газообразной смеси выполнено в виде регенеративного газонагревателя (патент RU 2073348, МПК С01В 3/34, C10J 3/00, опубл. 10.02.97).The closest set of features to the claimed object is selected as a prototype installation for thermochemical processing of bulk or liquid materials. This installation contains a thermochemical reactor with a unit for loading the processed material, a unit for the removal of processed products in the liquid phase, a device for heating the reactive mixture, a line for supplying a heated reactive mixture with a unit for introducing it into the thermochemical reactor, a collector for removing products of processing in the vapor-gas phase, which is connected to gas scrubber, the main line for the removal of purified fuel gas and a device for unloading ash. In addition, the installation is equipped with a vortex gas separator with an inlet that is connected to the main line of the purified waste gas and two outlets, one of which is designed for the removal of light hydrocarbon gases, and the other for the remaining part of the combustible gases, with receivers connected to the outlet of the gas separator. The installation is also equipped with collectors of liquid steam and air, while the regenerative gas heater is connected to receivers, collectors of liquid steam and air, and the device for heating the reactive gaseous mixture is made in the form of a regenerative gas heater (patent RU 2073348, IPC С01В 3/34, C10J 3/00 publ. 02/10/97).
У заявляемого объекта и прототипа совпадают такие существенные признаки: установки содержат термохимический реактор, устройство для загрузки органического сырья, систему отвода топливного газа и устройство для выгрузки золы.The claimed object and the prototype coincide with such essential features: the plants contain a thermochemical reactor, a device for loading organic raw materials, a system for removing fuel gas and a device for unloading ash.
Эффективность газификации твердого органического сырья обусловлена содержанием диоксида углерода в топливном газе, потерями топливного газа при периодических загрузках сырья, теплотворной способностью топливного газа и зависит от многих факторов, в том числе от герметичности процесса загрузки сырья и выгрузки золы, возможности постоянной или периодической очистки внутренних поверхностей реактора от настилов, равномерности газопроницаемости слоя органического сырья в реакторе.The efficiency of gasification of solid organic raw materials is determined by the content of carbon dioxide in the fuel gas, losses of fuel gas during periodic loading of raw materials, the calorific value of fuel gas and depends on many factors, including the tightness of the process of loading raw materials and unloading ash, the possibility of constant or periodic cleaning of internal surfaces reactor from decking, uniformity of gas permeability of a layer of organic raw materials in the reactor.
Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют такие причины:Analysis of the technical properties of the prototype, due to its features, shows that the receipt of the expected technical result when using the prototype is impeded by the following reasons:
- недостаточная герметичность при загрузке исходного сырья в термохимический реактор приводит к утечкам топливного газа при периодических загрузках, а также к подсосу воздуха в процессе работы термохимического реактора, в результате чего увеличиваются потери топливного газа и снижается его теплотворная способность;- insufficient tightness when loading the feedstock into the thermochemical reactor leads to leakage of fuel gas during periodic downloads, as well as to suction of air during operation of the thermochemical reactor, resulting in increased loss of fuel gas and reduced its calorific value;
- недостаточная равномерность газопроницаемости слоя твердых органических отходов, что приводит к работе термохимического реактора в режиме «канального хода» газа и локальным прогарам сырья, в результате чего увеличивается содержание диоксида углерода в топливном газе и уменьшается его теплотворная способность;- insufficient uniformity of gas permeability of the solid organic waste layer, which leads to the operation of the thermochemical reactor in the "channel passage" of the gas and local burnout of raw materials, resulting in an increase in the content of carbon dioxide in the fuel gas and its calorific value decreases;
- недостаточная герметичность при выгрузке образующейся в процессе работы установки золы приводит к неконтролируемому подсосу воздуха в термохимический реактор, вследствие чего увеличивается содержание диоксида углерода в топливном газе и снижается его теплотворная способность;- insufficient tightness during unloading of the ash formed during the operation of the plant leads to uncontrolled suction of air into the thermochemical reactor, as a result of which the carbon dioxide content in the fuel gas increases and its calorific value decreases;
- уменьшение рабочего объема термохимического реактора при образовании настилов на внутренней поверхности термохимического реактора и необходимость остановки термохимического реактора для ручного удаления настилов приводит к снижению номинальной производительности установки.- reducing the working volume of the thermochemical reactor during the formation of flooring on the inner surface of the thermochemical reactor and the need to stop the thermochemical reactor for manual removal of flooring leads to a decrease in the nominal productivity of the installation.
В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такую установку для газификации твердого органического сырья, в которой усовершенствования путем введения новых элементов позволяют при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности газификации твердого органического сырья.The claimed object is based on the task of creating such an installation for the gasification of solid organic raw materials, in which improvements through the introduction of new elements make it possible to achieve a technical result when using the claimed object, which consists in increasing the efficiency of gasification of solid organic raw materials.
Заявляемая установка для газификации твердого органического сырья содержит термохимический реактор, устройство для загрузки органического сырья, систему отвода топливного газа и устройство для выгрузки золы. Отличительной особенностью является то, что устройство для загрузки органического сырья содержит конвейер, заключенный в герметичный корпус, который с одной стороны соединен с термохимическим реактором, а с другой стороны соединен с накопителем сырья, который оборудован жидкостным затвором. В нижней части термохимического реактора вмонтирован люк для поджигания сырья. Установка оборудована устройством для очистки внутренней поверхности термохимического реактора, который содержит скребки, установленные с возможностью вращения вокруг оси термохимического реактора. Устройство для выгрузки золы содержит накопитель золы и шнек для удаления золы из реактора, при этом накопитель золы оборудован жидкостным затвором. Кроме того, установка содержит винтовую колосниковую решетку, которая установлена над накопителем золы с возможностью вращения, и устройство для нагнетания воздуха, воздуховод которого соединен с внутренней полостью колосниковой решетки.The inventive installation for gasification of solid organic raw materials contains a thermochemical reactor, a device for loading organic raw materials, a system for removing fuel gas and a device for unloading ash. A distinctive feature is that the device for loading organic raw materials contains a conveyor enclosed in a sealed enclosure, which is connected on one side to a thermochemical reactor and, on the other hand, connected to a feed storage device, which is equipped with a liquid shutter. A hatch is mounted in the lower part of the thermochemical reactor for igniting the raw materials. The installation is equipped with a device for cleaning the inner surface of the thermochemical reactor, which contains scrapers mounted for rotation around the axis of the thermochemical reactor. A device for unloading ash contains an ash accumulator and a screw for removing ash from the reactor, while the ash accumulator is equipped with a liquid shutter. In addition, the installation comprises a spiral grate, which is mounted rotatably above the ash accumulator, and a device for pumping air, the duct of which is connected to the inner cavity of the grate.
В отдельных случаях использования заявляемый объект характеризуется тем, что:In some cases, the use of the claimed object is characterized in that:
- система отвода топливного газа содержит вентилятор, установленный между устройством для конденсации паров углеводородов и циклоном-каплеуловителем;- the fuel gas removal system comprises a fan installed between a device for condensing hydrocarbon vapor and a droplet eliminator cyclone;
- колосниковая решетка установлена с возможностью вращения при частичном погружении в воду жидкостного затвора;- the grate is rotatably mounted with partial immersion of a liquid shutter in water;
- установка оборудована устройством для подачи пара, выходной патрубок которого соединен с внутренней полостью колосниковой решетки, а теплообменный аппарат расположен на трубопроводе для топливного газа;- the installation is equipped with a device for supplying steam, the outlet of which is connected to the inner cavity of the grate, and the heat exchanger is located on the pipeline for fuel gas;
- термохимический реактор содержит кожух, при этом внутреннее пространство между поверхностью термохимического реактора и кожухом сверху сопряжено с патрубком для забора холодного воздуха, а снизу сопряжено с входным патрубком средства для нагнетания воздуха;- thermochemical reactor contains a casing, while the inner space between the surface of the thermochemical reactor and the casing is connected from above with a pipe for intake of cold air, and from the bottom is connected with the inlet pipe of means for pumping air;
- жидкостный затвор в накопителе сырья в качестве жидкости содержит отработанное моторное масло.- liquid shutter in the drive of raw materials as a liquid contains waste engine oil.
При использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности газификации твердого органического сырья.When using the inventive object, the achievement of a technical result is achieved, which consists in increasing the efficiency of gasification of solid organic raw materials.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь. Расположение конвейера в герметичном корпусе, который с одной стороны соединен с термохимическим реактором, а с другой стороны соединен с накопителем сырья, оборудованным жидкостным затвором из воды или отработанного моторного масла, позволяет обеспечить герметичность загрузки сырья в термохимический реактор. В результате чего отсутствуют потери топливного газа при периодических загрузках сырья в термохимический реактор, а также отсутствует подсос воздуха в процессе работы термохимического реактора из накопителя сырья через верхнюю часть термохимического реактора в систему отвода топливного газа, что, в свою очередь, способствует снижению содержания в топливном газе диоксида углерода и увеличению теплотворной способности топливного газа.Between the set of essential features of the claimed object and the achieved technical result there is such a causal relationship. The location of the conveyor in a sealed enclosure, which is connected to a thermochemical reactor on the one hand and connected to a feed storage device equipped with a liquid shutter from water or used engine oil, on the other hand, allows for tight loading of the feed into the thermochemical reactor. As a result, there is no loss of fuel gas during periodic loading of raw materials into the thermochemical reactor, and there is no air leakage during operation of the thermochemical reactor from the storage of raw materials through the top of the thermochemical reactor to the fuel gas removal system, which, in turn, helps to reduce the content in the fuel carbon dioxide gas and an increase in the calorific value of fuel gas.
Наличие скребков, установленных с возможностью вращения вокруг оси термохимического реактора, обеспечивает очистку его внутренней поверхности от настилов без остановок термохимического реактора в процессе его работы с одновременным перемешиванием органического сырья. Это препятствует уменьшению рабочего объема термохимического реактора из-за образования настилов, увеличивает номинальную производительность установки, повышает равномерность распределения сырья внутри термохимического реактора и соответственно равномерность газопроницаемости слоя твердых органических отходов, в результате чего минимизируются режимы «канального хода» и локальные прогары сырья. При этом в топливном газе уменьшается содержание диоксида углерода и увеличивается его теплотворная способность.The presence of scrapers installed with the possibility of rotation around the axis of the thermochemical reactor, provides cleaning of its inner surface from flooring without stopping the thermochemical reactor during its operation with simultaneous mixing of organic raw materials. This prevents a decrease in the working volume of the thermochemical reactor due to the formation of floorings, increases the nominal productivity of the installation, increases the uniformity of the distribution of raw materials inside the thermochemical reactor and, accordingly, the uniformity of the gas permeability of the solid organic waste layer, as a result of which the “channel passage” modes and local burnouts of the raw materials are minimized. At the same time, the content of carbon dioxide in the fuel gas decreases and its calorific value increases.
Наличие в конструкции установки устройства выгрузки золы с жидкостным затвором обеспечивает герметичность установки во время выгрузки золы и предотвращает подсос воздуха в термохимический реактор, за счет чего снижается содержание диоксида углерода в топливном газе и увеличивается его теплотворная способность.The presence in the design of the installation of the device for unloading ash with a liquid shutter ensures the tightness of the installation during unloading of ash and prevents air leakage into the thermochemical reactor, thereby reducing the carbon dioxide content in the fuel gas and increasing its calorific value.
Оборудование установки винтовой колосниковой решетки, которая установлена над накопителем золы с возможностью вращения, обеспечивает перемещение нагретой золы из нижней части термохимического реактора в накопитель золы через жидкостный затвор, в котором зола интенсивно охлаждается. Образующийся пар поступает в термохимический реактор, что позволяет увеличить калорийность топливного газа.The equipment for installing a spiral grate, which is mounted rotatably above the ash accumulator, allows heated ash to be transferred from the bottom of the thermochemical reactor to the ash accumulator through a liquid shutter in which the ash is intensively cooled. The resulting steam enters the thermochemical reactor, which allows to increase the calorific value of the fuel gas.
Выполнение в нижней части термохимического реактора люка для поджигания сырья и оборудование установки устройством для нагнетания воздуха, воздуховод которого соединен с внутренней полостью колосниковой решетки, обеспечивает возможность предварительного поджога органического сырья и получение необходимой реакционной температуры в термохимическом реакторе только за счет горения органического сырья без использования предварительно нагретых горячих газов.The execution of the hatch in the lower part of the thermochemical reactor for igniting the raw materials and the equipment of the installation with an air injection device, the air duct of which is connected to the internal cavity of the grate, provides the possibility of preliminary ignition of organic raw materials and obtaining the required reaction temperature in the thermochemical reactor only by burning organic raw materials without using preliminary heated hot gases.
Оборудование системы отвода топливного газа вентилятором, установленным между устройством для конденсации паров углеводородов и циклоном-каплеуловителем обеспечивает необходимые условия для интенсивного отвода из термохимического реактора высококалорийного топливного газа.The equipment of the fuel gas removal system with a fan installed between the device for condensing hydrocarbon vapors and the droplet eliminator cyclone provides the necessary conditions for intensive removal of high-calorific fuel gas from the thermochemical reactor.
Установка колосниковой решетки с возможностью вращения при частичном погружении накопителя золы в воду жидкостного затвора обеспечивает интенсивное охлаждение застрявших в колосниковой решетке кусков золы, уменьшение их размера при охлаждении и их последующее выпадение в накопитель золы.The installation of the grate with the possibility of rotation with partial immersion of the ash accumulator in the liquid shutter water provides intensive cooling of pieces of ash stuck in the grate, reducing their size during cooling and their subsequent precipitation in the ash accumulator.
Оборудование установки устройством для подачи пара, выходной патрубок которого соединен с внутренней полостью колосниковой решетки, а теплообменный аппарат расположен на трубопроводе для топливного газа, в ряде случаев позволяет увеличить калорийность топливного газа. Кроме того, расположение теплообменного аппарата устройства для подачи пара на трубопроводе для топливного газа способствует его охлаждению и позволяет снизить расход тепла на получение пара.The installation equipment with a steam supply device, the outlet pipe of which is connected to the internal cavity of the grate, and the heat exchanger is located on the fuel gas pipeline, in some cases can increase the calorific value of fuel gas. In addition, the location of the heat exchanger apparatus for supplying steam to the pipeline for fuel gas contributes to its cooling and reduces heat consumption for steam production.
Оборудование термохимического реактора кожухом таким образом, что внутреннее пространство между поверхностью термохимического реактора и кожухом сверху соединено с патрубком для забора холодного воздуха, а снизу соединено с входным патрубком средства для нагнетания воздуха, позволяет уменьшить потери теплоты от внешней поверхности термохимического реактора и предварительно подогреть нагнетаемый в него воздух для активизации процесса горения органического сырья.The equipment of the thermochemical reactor with a casing in such a way that the inner space between the surface of the thermochemical reactor and the casing is connected from above to a pipe for intake of cold air, and from below connected to an inlet pipe of means for pumping air, allows to reduce heat loss from the outer surface of the thermochemical reactor and preheat air to activate the combustion process of organic raw materials.
Использование в жидкостном затворе накопителя сырья в качестве жидкости отработанного моторного масла позволяет обеспечить герметичность загрузки сырья в термохимический реактор без повышения влажности сырья при одновременной утилизации отработанного моторного масла.The use of a raw material storage medium as a liquid of used engine oil in a liquid shutter allows to ensure the tightness of the raw material loading into a thermochemical reactor without increasing the moisture content of the raw material while disposing of used engine oil.
Сущность заявляемого объекта поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема установки для газификации твердого органического сырья.The essence of the claimed object is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of an installation for the gasification of solid organic raw materials.
На графических материалах проставлены такие обозначения:The following symbols are affixed to graphic materials:
1 - термохимический реактор;1 - thermochemical reactor;
2 - ленточный конвейер;2 - belt conveyor;
3 - герметичный корпус;3 - sealed housing;
4 - накопитель сырья;4 - storage of raw materials;
5 - жидкостный затвор;5 - liquid shutter;
6 - скребки;6 - scrapers;
7 - вал;7 - shaft;
8 - люк для поджигания сырья;8 - hatch for setting fire to raw materials;
9 - накопитель золы;9 - ash storage;
10 - шнек;10 - auger;
11 - жидкостный затвор;11 - liquid shutter;
12 - датчик уровня воды;12 - water level sensor;
13 - патрубок для заливки воды;13 - pipe for pouring water;
14 - вентиль;14 - valve;
15 - колосниковая решетка;15 - grate;
16 - вентилятор;16 - fan;
17 - воздуховод;17 - duct;
18 - устройство для конденсации паров углеводородов;18 - a device for condensation of hydrocarbon vapor;
19 - трубопровод для слива жидких углеводородов;19 - pipeline for draining liquid hydrocarbons;
20 - циклон-каплеуловитель;20 - cyclone droplet eliminator;
21 - трубопровод для слива жидких углеводородов;21 - pipeline for draining liquid hydrocarbons;
22 - трубопровод для топливного газа;22 - pipeline for fuel gas;
23 - вентилятор;23 - fan;
24 - выходной патрубок для подачи пара;24 - output pipe for supplying steam;
25 - теплообменный аппарат;25 - heat exchanger;
26 - кожух;26 - a casing;
27 - патрубок для забора холодного воздуха;27 - pipe for intake of cold air;
28 - входной патрубок вентилятора;28 - inlet pipe of the fan;
29 - опоры.29 - supports.
В конкретном примере выполнения установка для газификации твердого органического сырья содержит цилиндрический термохимический реактор 1 с огнеупорной футеровкой в нижней части. Устройство для загрузки органического сырья содержит наклонный ленточный конвейер 2, заключенный в герметичный корпус 3, который с одной стороны соединен с верхней частью термохимического реактора 1, а с другой стороны соединен с накопителем сырья 4, который оборудован жидкостным, например водным, затвором 5. Установка оборудована устройством для очистки внутренней поверхности термохимического реактора, который содержит скребки 6, установленные на валу 7 с возможностью вращения вокруг оси термохимического реактора 1. В нижней части термохимического реактора 1 выполнен люк для поджигания сырья 8. Устройство для выгрузки золы содержит накопитель золы 9 и шнек 10. В накопителе золы 9 установлен жидкостный затвор 11. Для определения уровня воды в жидкостном затворе 11 используется датчик уровня воды 12, который работает по принципу сообщающихся сосудов. Для пополнения воды в жидкостном затворе 11 установлен патрубок для заливки воды 13 с вентилем 14.In a specific embodiment, the installation for gasification of solid organic raw materials contains a cylindrical thermochemical reactor 1 with a refractory lining in the lower part. The device for loading organic raw materials contains an inclined belt conveyor 2, enclosed in a sealed housing 3, which is on the one hand connected to the upper part of the thermochemical reactor 1, and on the other hand is connected to the storage of raw materials 4, which is equipped with a liquid, such as water, shutter 5. Installation equipped with a device for cleaning the inner surface of the thermochemical reactor, which contains scrapers 6 mounted on the shaft 7 with the possibility of rotation around the axis of the thermochemical reactor 1. In the lower part of the thermochemistry the reactor 1 has a hatch for igniting the raw material 8. The device for unloading ash contains an ash accumulator 9 and a screw 10. A liquid shutter 11 is installed in the ash accumulator 9. A water level sensor 12 is used to determine the water level in the liquid shutter 11, which works according to the principle of communicating vessels. To replenish water in the liquid shutter 11, a pipe for filling water 13 with a valve 14 is installed.
Для уменьшения выноса воды из жидкостного затвора 11 (при выгрузке золы шнеком 10 из накопителя золы 9) шнек 10 установлен наклонно, и его верхний конец расположен выше уровня воды в жидкостном затворе 11 в накопителе золы 9.To reduce the removal of water from the liquid shutter 11 (when unloading the ash with the screw 10 from the ash storage 9), the screw 10 is installed obliquely, and its upper end is located above the water level in the liquid shutter 11 in the ash storage 9.
Кроме того, установка оборудована винтовой колосниковой решеткой 15, которая установлена над накопителем золы 9 с возможностью вращения. Винтовые колосниковые решетки 15 выполнены, например, в виде двух барабанов, установленных с возможностью вращения в противоположных направлениях и выполненных с винтовой поверхностью из навитых полос жаропрочной стали. Концы полосы, из которой навит каждый барабан, согнуты таким образом, что совпадают с осью барабана. Один конец полосы закреплен в стенке термохимического реактора 1 в подшипнике скольжения с упором на торец, а другой конец полосы опирается на подшипник и соединен с приводом вращения за пределами термохимического реактора. В отдельном случае выполнения колосниковая решетка 15 установлена с возможностью вращения при частичном погружении барабанов в воду жидкостного затвора 11 накопителя золы 9.In addition, the installation is equipped with a spiral grate 15, which is mounted above the ash drive 9 with the possibility of rotation. Spiral grate 15 is made, for example, in the form of two drums mounted for rotation in opposite directions and made with a helical surface of wound strips of heat-resistant steel. The ends of the strip from which each drum is wound are bent so that they coincide with the axis of the drum. One end of the strip is fixed in the wall of the thermochemical reactor 1 in a sliding bearing with an emphasis on the end, and the other end of the strip rests on the bearing and is connected to the rotation drive outside the thermochemical reactor. In a particular case, the grate 15 is mounted to rotate when the drums are partially immersed in the water of the liquid shutter 11 of the ash accumulator 9.
Установка оборудована устройством для нагнетания воздуха, который содержит вентилятор 16 и воздуховод 17, соединенный с внутренней полостью цилиндрической колосниковой решетки 15.The installation is equipped with a device for pumping air, which contains a fan 16 and an air duct 17 connected to the inner cavity of the cylindrical grate 15.
Система отвода топливного газа содержит устройство для конденсации паров углеводородов 18 с трубопроводом для слива жидких углеводородов 19 и циклон-каплеуловитель 20 с трубопроводом для слива жидких углеводородов 21 и трубопроводом для топливного газа 22. Между устройством для конденсации паров углеводородов 18 и циклоном-каплеуловителем 20 установлен вентилятор 23.The fuel gas removal system comprises a device for condensing hydrocarbon vapors 18 with a pipeline for draining liquid hydrocarbons 19 and a cyclone droplet separator 20 with a pipe for draining liquid hydrocarbons 21 and a pipeline for fuel gas 22. Between the device for condensing vapor of hydrocarbons 18 and the cyclone droplet separator 20 is installed fan 23.
В отдельном случае выполнения установка оборудована устройством для подачи пара, выходной патрубок для подачи пара 24 которого соединен с внутренней полостью колосниковой решетки 15, а теплообменный аппарат 25 расположен на трубопроводе для топливного газа 22.In a separate implementation case, the installation is equipped with a steam supply device, the steam outlet 24 of which is connected to the internal cavity of the grate 15 and the heat exchanger 25 is located on the fuel gas pipe 22.
В отдельном случае выполнения термохимический реактор оборудован кожухом 26. При этом внутреннее пространство между поверхностью реактора 1 и кожухом 26 сопряжено сверху с патрубком забора холодного воздуха 27 и сопряжено снизу с входным патрубком 28 вентилятора 16.In a separate case, the thermochemical reactor is equipped with a casing 26. In this case, the inner space between the surface of the reactor 1 and the casing 26 is connected from above with a cold air intake pipe 27 and connected from below with an inlet pipe 28 of the fan 16.
Установка для газификации твердого органического сырья установлена на опорах 29.Installation for gasification of solid organic raw materials is installed on supports 29.
В конкретном примере заявляемая установка для газификации твердого органического сырья работает так. В качестве первичного органического сырья могут использоваться твердые производственные и бытовые отходы, изношенные автопокрышки, шелуха подсолнечника, промасленная ветошь, отходы деревообрабатывающей промышленности, каменный и бурый уголь и др. В накопитель сырья 4 и в накопитель золы 9 заливают воду для формирования жидкостных затворов 5 и 11. Первичное сырье засыпается в накопитель сырья 4 и через жидкостный затвор 5 с помощью наклонного ленточного конвейера 2 (скорость конвейера - 1,0 м/мин), размещенного в герметичном корпусе 3, подается в термохимический реактор 1. При этом часть жидкости стекает с поверхности сырья на нижнюю часть герметичного корпуса 3 и самотеком возвращается в накопитель сырья 4. Необходимый уровень жидкости в накопителе сырья 4 контролируется в процессе работы установки визуально и поддерживается путем периодического добавления воды. После заполнения сырьем всего объема термохимического реактора 1 через люк для поджигания органического сырья 8 заливают 1-2 литра мазута, дизельного топлива или бензина и производят поджог этого топлива факелом вручную. Вентилятором 16 через воздуховод 17, который соединен с внутренней полостью цилиндрических колосниковых решеток 15, в термохимический реактор 1 нагнетают воздух, обеспечивающий интенсивное горение органического сырья над колосниковыми решетками 15 в нижней части термохимического реактора 1. При горении выделяется тепло, за счет которого прогреваются и подсушиваются верхние слои органического сырья. Далее горит уже подсушенное первичное сырье, которое опускается под действием силы тяжести на место сгоревшего. Периодически включая ленточный конвейер 2, загружают дополнительное органическое сырье в термохимический реактор 1. Образующаяся зола накапливается на колосниковых решетках 15. При вращении колосниковых решеток 15 зола поступает через жидкостный затвор 11 в накопитель золы 9, в котором остывает и далее удаляется шнеком 10. Образующийся пар через колосниковые решетки 15 поступает в термохимический реактор 1. Уровень воды в накопителе золы 9 определяется визуально с помощью датчика уровня воды 12, работающего по принципу сообщающихся сосудов. Необходимое количество воды для поддержки заданного уровня жидкостного затвора 11 в накопителе золы 9 доливается через патрубок для заливки воды 13.In a specific example, the inventive installation for gasification of solid organic raw materials works like this. Solid industrial and household waste, worn tires, sunflower husks, oily rags, waste from the woodworking industry, coal and lignite, etc. can be used as primary organic raw materials. Water is added to the raw material storage 4 and the ash storage 9 to form liquid gates 5 and 11. The primary raw material is poured into the storage of raw materials 4 and through the liquid shutter 5 using an inclined belt conveyor 2 (conveyor speed - 1.0 m / min), placed in a sealed enclosure 3, is fed to the thermochemical reactor 1. At the same time, part of the liquid flows from the surface of the raw material to the lower part of the sealed housing 3 and by gravity returns to the raw material storage 4. The required liquid level in the raw material storage 4 is visually monitored during operation of the installation and is maintained by periodically adding water. After filling the entire volume of the thermochemical reactor 1 with raw materials, 1-2 liters of fuel oil, diesel fuel or gasoline are poured through the hatch for igniting organic raw materials 8 and manually ignite this fuel with a torch. The fan 16 through the duct 17, which is connected to the inner cavity of the cylindrical grate 15, injects air into the thermochemical reactor 1, which provides intensive combustion of organic raw materials above the grate 15 in the lower part of the thermochemical reactor 1. During combustion, heat is released, due to which it is heated and dried top layers of organic raw materials. Next, the already dried up primary raw material burns, which is lowered by gravity to the burned place. Periodically including the belt conveyor 2, additional organic raw materials are loaded into the thermochemical reactor 1. The resulting ash accumulates on the grate 15. As the grate 15 rotates, the ash flows through the liquid shutter 11 to the ash accumulator 9, in which it cools and then is removed by the screw 10. The resulting steam through the grate 15 enters the thermochemical reactor 1. The water level in the ash accumulator 9 is determined visually using a water level sensor 12, working on the principle of communicating vessels. The required amount of water to maintain a given level of the liquid shutter 11 in the ash accumulator 9 is added through the pipe for filling water 13.
В процессе сжигания органического сырья в термохимическом реакторе 1 образуется зона сушки, которая расположена в верхней части реактора, зона термохимической деструкции, которая расположена в средней части реактора, и окислительная зона, которая расположена в нижней части реактора. Скребками 6, вращающимися вокруг оси термохимического реактора 1, осуществляется очистка его внутренней поверхности от настилов в процессе его работы с одновременным перемешиванием органического сырья. Загруженное в термохимический реактор 1 органическое сырье при перемешивании последовательно проходит зону сушки (температура 20÷200°С), в которой происходит испарение влаги и нагревание сырья, зону термохимической деструкции (температура 200÷900°С), в которой происходит выделение летучих компонентов, восстановление CO2 до СО, термохимическая деструкция твердого органического сырья с выделением парогазовой смеси углеводородов под воздействием теплоты продуктов горения, и окислительную зону (температура 900÷1200°С), в результате чего первичное сырье газифицируется. В окислительной зоне происходит процесс окисления (горение) углерода кислородом воздуха с выделением СО2 и СО. Зола с неорганическими включениями (металл, стекло, керамика, строительный мусор) удаляется из зоны окисления с помощью вращающихся колосниковых решеток 15 и ссыпается в заполненный водой накопитель золы 9. Нижние части колосниковых решеток 15 постоянно погружены в воду жидкостного затвора, за счет чего и происходит их охлаждение. При попадании горячей золы в воду жидкостного затвора, а также при охлаждении колосниковых решеток 15 происходит испарение воды. Пары воды поступают через колосниковые решетки 15 в зону окисления. При контакте в окислительной зоне горячего углерода с парами воды происходит химическая реакция с образованием СО и Н2, в результате чего повышается теплотворная способность топливного газа. Зола из накопителя золы 9 удаляется с помощью шнека 10. Парогазовая смесь углеводородов, образующихся в результате процессов сушки, термохимической деструкции и окисления углерода, с помощью вентилятора 23 отводится из термохимического реактора 1 в устройство для конденсации паров углеводородов 18 и далее в циклон-каплеуловитель 20. В устройстве для конденсации паров углеводородов 18 происходит конденсация жидких фракций углеводородов, которые удаляются через трубопровод для слива жидких углеводородов 19. В циклоне-каплеуловителе 20 происходит очистка топливного газа от капель жидких углеводородов. Смесь жидких углеводородов, которые накапливаются в циклоне-каплеуловителе 20, в процессе работы установки удаляется через трубопровод для слива жидких углеводородов 21. Из циклона-каплеуловителя 20 очищенный топливный газ поступает в трубопровод для топливного газа 22, откуда направляется к потребителю. Таким образом, установка выходит на заданный режим газификации твердого органического сырья.In the process of burning organic raw materials in the thermochemical reactor 1, a drying zone is formed, which is located in the upper part of the reactor, a thermochemical destruction zone, which is located in the middle of the reactor, and an oxidizing zone, which is located in the lower part of the reactor. Scrapers 6, rotating around the axis of the thermochemical reactor 1, carry out the cleaning of its internal surface from flooring in the process of its operation with the simultaneous mixing of organic raw materials. The organic raw materials loaded into the thermochemical reactor 1 pass through the drying zone in series (with a temperature of 20 ÷ 200 ° С), during which moisture is evaporated and the raw materials are heated, a thermochemical destruction zone (temperature of 200 ÷ 900 ° С), in which volatile components are released, recovery of CO 2 to CO, thermochemical degradation of the solid organic feedstock with separation of hydrocarbon vapor mixture under heat of the combustion products and the oxidation zone (temperature of 900 ÷ 1200 ° C), whereby the primary raw material is gasified. In the oxidation zone, the process of oxidation (combustion) of carbon by atmospheric oxygen occurs with the release of CO 2 and CO. Ash with inorganic inclusions (metal, glass, ceramics, construction debris) is removed from the oxidation zone with the help of rotating grate 15 and poured into the ash-filled drive filled with water 9. The lower parts of the grate 15 are constantly immersed in the water of the liquid trap, due to which their cooling. When hot ash enters the liquid shutter water, as well as when cooling the grate 15, water evaporates. Water vapor enters through the grate 15 to the oxidation zone. Upon contact in the oxidation zone of hot carbon with water vapor, a chemical reaction occurs with the formation of CO and H 2 , resulting in an increase in the calorific value of the fuel gas. The ash from the ash accumulator 9 is removed using the screw 10. The vapor-gas mixture of hydrocarbons resulting from drying, thermochemical degradation and carbon oxidation is removed from the thermochemical reactor 1 to a condensation unit of hydrocarbons 18 from a thermochemical reactor 1 and then to a cyclone droplet separator 20 In the device for condensing hydrocarbon vapors 18, condensation of liquid fractions of hydrocarbons takes place, which are removed through a pipeline for draining liquid hydrocarbons 19. In the cyclone droplet eliminator 20, um cleaning fuel gas from the liquid hydrocarbon droplets. The mixture of liquid hydrocarbons that accumulate in the cyclone droplet eliminator 20 is removed during installation operation through a pipeline for draining liquid hydrocarbons 21. From the cyclone droplet eliminator 20, the purified fuel gas enters the pipeline for fuel gas 22, from where it is sent to the consumer. Thus, the installation reaches the specified mode of gasification of solid organic raw materials.
В отдельном случае использования установки для дальнейшего увеличения калорийности топливного газа осуществляется подача дополнительного количества пара в термохимический реактор 1 от теплообменного аппарата 25, который расположен на горячем трубопроводе для топливного газа 22, через выходной патрубок для подачи пара 24, который соединен с внутренней полостью цилиндрических колосниковых решеток 15.In a separate case of using the installation to further increase the calorific value of fuel gas, an additional amount of steam is supplied to the thermochemical reactor 1 from the heat exchanger 25, which is located on the hot pipeline for fuel gas 22, through an outlet pipe for supplying steam 24, which is connected to the inner cavity of the cylindrical grate gratings 15.
В отдельном случае для активизации процесса горения органического сырья осуществляется подогревание воздуха, нагнетаемого в термохимический реактор 1. Для этого воздух сначала через патрубок забора холодного воздуха 27 поступает во внутреннее пространство между поверхностью реактора 1 и кожухом 26, где нагревается до 50÷100°С, и только тогда через входной патрубок 28 и вентилятор 16 направляется в термохимический реактор 1.In a separate case, to activate the combustion process of organic raw materials, the air is injected into the thermochemical reactor 1. To do this, the air first enters through the intake pipe of cold air 27 into the inner space between the surface of the reactor 1 and the casing 26, where it is heated to 50 ÷ 100 ° C, and only then, through the inlet pipe 28 and fan 16 is sent to the thermochemical reactor 1.
Таким образом, при использовании заявляемого объекта обеспечивается повышение эффективности газификации твердого органического сырья.Thus, when using the proposed facility provides an increase in the efficiency of gasification of solid organic raw materials.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200905276 | 2009-05-27 | ||
| UAA200905276A UA92973C2 (en) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | Installation for gasification of solid organic raw material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2439129C1 true RU2439129C1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010120427/05A RU2439129C1 (en) | 2009-05-27 | 2010-05-20 | Solid organic material gasification plant |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2439129C1 (en) |
| UA (1) | UA92973C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2631294C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Экологическое природопользование" | Device for disposal of bulk organic wastes |
| CN109321275A (en) * | 2018-09-11 | 2019-02-12 | 浙江工业职业技术学院 | A kind of fuel cell hydrogen production equipment being convenient to clean ash |
-
2009
- 2009-05-27 UA UAA200905276A patent/UA92973C2/en unknown
-
2010
- 2010-05-20 RU RU2010120427/05A patent/RU2439129C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2631294C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Экологическое природопользование" | Device for disposal of bulk organic wastes |
| CN109321275A (en) * | 2018-09-11 | 2019-02-12 | 浙江工业职业技术学院 | A kind of fuel cell hydrogen production equipment being convenient to clean ash |
| CN109321275B (en) * | 2018-09-11 | 2021-01-15 | 浙江工业职业技术学院 | Hydrogen manufacturing equipment for fuel cell convenient to clear up surplus ash |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA92973C2 (en) | 2010-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2470990C2 (en) | Gasification method of solid fuel, and once-through gas generator | |
| US11192080B2 (en) | Pyrolysis plant | |
| RU2353590C2 (en) | Method and system for waste thermal utilisation and their use for processing waste with high watercontent | |
| EA030255B1 (en) | Plant for processing organic raw material using pyrolysis method | |
| RU2561793C2 (en) | Power plant with gasificator and waste processing | |
| US8372166B2 (en) | Plasma assisted gasification system | |
| RU2621107C2 (en) | Method for processing carbon-containing substances through steam thermolysis | |
| RU2405025C1 (en) | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide | |
| RU2439129C1 (en) | Solid organic material gasification plant | |
| WO2018097757A1 (en) | Device for processing scrap rubber | |
| US8372167B2 (en) | Plasma assisted gasification system with agitator drive assembly in reactor vessel | |
| US8747500B2 (en) | Plasma assisted gasification system with internal syngas heater | |
| RU2408819C1 (en) | Installation for processing solid organic waste | |
| US8747499B2 (en) | Modular plasma assisted gasification system | |
| WO2016036278A2 (en) | Device for processing petroleum waste | |
| US9074151B2 (en) | Plasma assisted gasification system with an indirect vacuum system | |
| RU2627784C1 (en) | Device for oil wastes recycling | |
| CN106675592A (en) | Energy-efficient indirect thermal desorption carbonization device and treatment method thereof | |
| RU2502596C2 (en) | Method of rubber wastes processing | |
| RU2304251C1 (en) | Method of and device for combustion of solid hydrocarbon fuels in burner-furnace devices | |
| US10760016B2 (en) | Inclined rotary gasifier waste to energy system | |
| RU2416053C2 (en) | Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes | |
| RU2743702C1 (en) | Unit for thermochemical processing of carbon-containing raw materials (versions) | |
| US9546760B2 (en) | Sealing system for a continuous feed system of a gasifier | |
| RU2672363C1 (en) | Waste pyrolysis plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150521 |