RU2528262C2 - Method of processing poultry farm litter and device for its implementation - Google Patents
Method of processing poultry farm litter and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528262C2 RU2528262C2 RU2012146383/05A RU2012146383A RU2528262C2 RU 2528262 C2 RU2528262 C2 RU 2528262C2 RU 2012146383/05 A RU2012146383/05 A RU 2012146383/05A RU 2012146383 A RU2012146383 A RU 2012146383A RU 2528262 C2 RU2528262 C2 RU 2528262C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrolysis
- gas
- chamber
- drying
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Группа изобретений относится к области переработки подстилки птицефабрик в облагороженное топливо, в частности к технологии пиролитической конверсии органических веществ в твердое и жидкое топливо и устройству для его осуществления.The group of inventions relates to the field of processing litter of poultry farms in refined fuel, in particular to the technology of pyrolytic conversion of organic substances into solid and liquid fuel and a device for its implementation.
Уровень техникиState of the art
Известен способ термической переработки древесины (патент РФ №2083633, 24.11.1995, С10В 53/02). 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.A known method of thermal processing of wood (RF patent No. 2083633, 11.24.1995, СВВ 53/02). The method includes preliminary drying of wood and subsequent heat treatment in the presence of a gaseous coolant in a continuous process with successive passage through zones of drying, pyrolysis with the formation of charcoal, its calcination and cooling with countercurrent supply of a cooling agent, which uses flue gases from complete combustion of fuel containing oxygen in them is 1.5-7.0%, while these gases, after passing through the cooling zone, are used as a coolant in the calcination zones, pi Rolise and drying.
Описанные выше способы являются низко производительными, требуют дополнительного топлива и не позволяют перерабатывать древесину с влажностью выше 25%.The methods described above are low productivity, require additional fuel and do not allow the processing of wood with a moisture content above 25%.
Известна установка для пиролиза древесины - вертикальная непрерывно действующая реторта (Выродов В.А., Кислицын А.Н. Технология лесохимических производств. М.: Лесная промышленность, 1987, с.216-218). Она представляет собой стальную цилиндрическую камеру с внутренним обогревом, устанавливаемую вертикально и содержащую распределительные конуса для ввода теплоносителя и отбора парогазов, устройство для загрузки древесины и отбора угля, конденсационную систему для обработки парогазов. Камера по высоте условно разделена на три зоны: досушки древесины, пиролиза и прокалки угля, охлаждения угля. Парогазы пиролиза подвергаются обработке в конденсационной системе с целью удаления жидких продуктов пиролиза. Оставшиеся неконденсируемые газы, разбавленные теплоносителем (дымовыми газами), подаются в смеси с дополнительным топливом на сжигание и формирование теплоносителя для пиролиза в специальное топочное устройство. Недостатками установки являются: необходимость обработки парогазов, что усложняет ее эксплуатацию, потребность в дополнительном топливе, отсутствие возможности переработки древесины с влажностью выше 25%.A known installation for pyrolysis of wood is a vertical continuously operating retort (Vyrodov V.A., Kislitsyn A.N. Technology of wood chemical production. M: Forest industry, 1987, p.216-218). It is a steel cylindrical chamber with internal heating, mounted vertically and containing distribution cones for entering the coolant and the selection of steam and gas, a device for loading wood and coal, a condensation system for processing steam and gas. The height chamber is conditionally divided into three zones: wood drying, pyrolysis and calcining of coal, coal cooling. Pyrolysis steam gas is processed in a condensation system to remove liquid pyrolysis products. The remaining non-condensable gases diluted with the coolant (flue gas) are fed in a mixture with additional fuel for combustion and formation of the coolant for pyrolysis in a special furnace device. The disadvantages of the installation are: the need to process combined-cycle gases, which complicates its operation, the need for additional fuel, the lack of the possibility of processing wood with a humidity above 25%.
Известна установка для пиролиза древесины - реторта фирмы Ламбиотт (Выродов В.А., Кислицын А.Н. Технология лесохимических производств. М.: Лесная промышленность, 1987, с.218-220). Она представляет собой цилиндрическую камеру, устанавливаемую вертикально, с переходом в нижней части в конус. Условно реторту по высоте можно разделить на 3 части: верхнюю, предназначенную для сушки древесины, среднюю (расширенную), где происходит пиролиз и прокалка угля, нижнюю - зону охлаждения угля. В промежутке между верхней и средней зонами располагается топочное устройство, куда при помощи газодувки через специальные штуцера подают горячие парогазы пиролиза, отбираемые с низа средней части реторты (зоны пиролиза), а также воздух для горения парогазов. В верхней части установка снабжена устройством для загрузки древесины, в нижней - устройством для выгрузки угля. Таким образом в реторте "Ламбиотт" исключается необходимость применения конденсационной системы для улавливания жидких продуктов. Тепло от сжигания необработанных парогазов достаточно для обеспечения теплового режима сушки и пиролиза древесины с влажностью до 35% и в этом случае дополнительного топлива не требуется.A well-known installation for pyrolysis of wood is a retort of the company Lambibit (Vyrodov V.A., Kislitsyn A.N. Technology of chemical production. M: Forest industry, 1987, p.218-220). It is a cylindrical chamber mounted vertically, with the transition in the lower part into a cone. Conditionally, the height retort can be divided into 3 parts: the upper one, intended for drying wood, the middle (extended), where pyrolysis and calcination of coal takes place, the lower one - the coal cooling zone. In the interval between the upper and middle zones there is a furnace device, where hot pyrolysis steam gas, taken from the bottom of the middle part of the retort (pyrolysis zone), and also air for burning gas and vapor are supplied through special fittings using gas blowers. In the upper part, the installation is equipped with a device for loading wood, in the lower - a device for unloading coal. Thus, the retort “Lambibit” eliminates the need for a condensation system to trap liquid products. The heat from burning raw steam and gas is sufficient to ensure the thermal regime of drying and pyrolysis of wood with a moisture content of up to 35%, in which case additional fuel is not required.
Недостатком реторты "Ламбиотт" является расположение топочного устройства в промежутке между зоной пиролиза и зоной сушки древесины. Частично сгоревшие парогазы из топочного устройства подаются в реторту на слой древесины, прогретый лишь до 100°С, что исключает продолжение горения и приводит к погасанию факела. Температура в зоне пиролиза реторты поэтому не превышает 500°С, что снижает производительность установки, не позволяет получить качественный уголь из-за недостаточного его прокаливания и исключает возможность переработки древесины с влажностью выше 35%. Отходящий из зоны сушки теплоноситель содержит несгоревшую смолу и другие трудносгораемые ингредиенты, что приводит к безвозвратным потерям тепла и выбросу в атмосферу рабочей зоны. Распределение газовых потоков в реторте "Ламбиотт" не поддается регулированию.The disadvantage of the retort "Lambit" is the location of the combustion device in the gap between the pyrolysis zone and the drying zone of wood. Partially burnt gas-vapor from the combustion device is fed to a retort on a wood layer heated only to 100 ° C, which excludes continued combustion and leads to the extinction of the torch. The temperature in the pyrolysis zone of the retort therefore does not exceed 500 ° C, which reduces the productivity of the installation, does not allow to obtain high-quality coal due to insufficient calcination, and excludes the possibility of processing wood with a humidity above 35%. The coolant leaving the drying zone contains unburned resin and other hardly combustible ingredients, which leads to irretrievable heat losses and the emission to the atmosphere of the working area. The distribution of gas flows in the retort "Lambibit" is not regulated.
Известен способ производства древесного угля и установка для производства древесного угля (патент РФ №2166527, 02.01.2000, С10В 53/02). 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 прокалки. Применение газового теплоносителя в зоне пиролиза резко снижает концентрацию древесно-смоляных продуктов в парогазах термического разложения сырья, повышает их температуру и усложняет конденсационную систему выделения биомасел.A known method for the production of charcoal and a plant for the production of charcoal (RF patent No. 2166527, 02.01.2000, CB 53/02). The method includes preliminary drying of the raw material and subsequent heat treatment in the presence of a gaseous coolant in a continuous process with successive passage of the drying, pyrolysis zones with the formation of charcoal and its calcination. The use of a gas coolant in the pyrolysis zone dramatically reduces the concentration of wood-tar products in combined cycle thermal decomposition of raw materials, increases their temperature and complicates the condensation system for the separation of bio-oils.
Известен способ термической переработки органосодержащего сырья в газообразное и жидкое топливо (патент РФ №2395559, 27.07.2010, С10В 57/10), путем нагрева сначала в камере сушки, которая представляет собой бункер, сушильным агентом температурой 160-200°С, полученным смешением топочных газов, прошедших рубашку камеры пиролиза, с воздухом, а затем без доступа воздуха в камере пиролиза с переводом продуктов пиролиза в уголь и газообразное топливо - парогазовую смесь с последующей конденсацией части парогазовой смеси в жидкое топливо, причем часть несконденсированной парогазовой смеси после предварительного подогрева до температуры 450-520°С подается в камеру пиролиза в количестве, обеспечивающем время пребывания продуктов пиролиза в камере пиролиза не более 2 секунд и избыточное давление в камере пиролиза на уровне 500-1000 Па. Известный способ принят в качестве прототипа.There is a method of thermal processing of organo-containing raw materials into gaseous and liquid fuels (RF patent No. 2395559, 07.27.2010, СВВ 57/10), by heating first in a drying chamber, which is a hopper, with a drying agent at a temperature of 160-200 ° C, obtained by mixing flue gases passing through the jacket of the pyrolysis chamber, with air, and then without air in the pyrolysis chamber with the conversion of the pyrolysis products into coal and gaseous fuel - a gas-vapor mixture with subsequent condensation of part of the gas-vapor mixture into liquid fuel, and part ensirovannoy gas mixture after preheating to a temperature of 450-520 ° C is fed into the pyrolysis chamber in an amount providing a residence time in the pyrolysis chamber of the pyrolysis products of not more than 2 seconds, and the pressure in the pyrolysis chamber at 500-1000 Pa. The known method is adopted as a prototype.
Известный способ является не достаточно эффективным с точки зрения получения на выходе полезного продукта, т.к. твердого остаток сжигается, что также делает способ недостаточно экологичным.The known method is not sufficiently effective in terms of obtaining the output of a useful product, because solid residue is burned, which also makes the method not environmentally friendly.
Известен способ переработки биомассы дерева в виде топливной щепы с получением биомасел и древесного угля и сушильно-ретортный модуль для его осуществления (патент РФ №2338770, С10В 53/02, С10В 1/04, 20.11.2008). Сушильно-ретортный модуль содержит вертикально установленный корпус, разделенный пережимами на камеру сушки, камеру пиролиза биомассы дерева, смонтированные в верхней и нижней частях корпуса устройства для загрузки сырья и выгрузки угля, топочную камеру, узел отбора биомасел и первый газовый контур в виде газохода с газодувкой для подачи парогазов из камеры пиролиза биомассы дерева и прокалки угля в топочную камеру, расположенную в зоне пиролиза биомассы дерева и прокалки угля, при этом модуль дополнительно снабжен камерой смешения для формирования теплоносителя сушки, связанной через газовый контур с топочной камерой, вторым газовым контуром в виде газохода с регулирующей заслонкой для подачи дымовых газов из топочной камеры в нижнюю часть зоны сушки биомассы дерева, и третьим газовым контуром в виде газохода с регулирующей заслонкой и газодувкой для рециркуляции дымовых газов, отходящих из верхней части зоны сушки в ее нижнюю часть для реверсивно-противоточного-поперечного процесса подготовки сырья с целью производства биомасел и угля из биомассы дерева. Недостатком известного устройства является не достаточный выход полезного продукта из перерабатываемого сырья.There is a method of processing wood biomass in the form of wood chips to produce biomasses and charcoal and a drying-retort module for its implementation (RF patent No. 2338770, СВВ 53/02, СВВ 1/04, 11/20/2008). The drying-retort module contains a vertically mounted housing separated by clamps on the drying chamber, a tree biomass pyrolysis chamber mounted on the upper and lower parts of the housing for loading and unloading coal, a combustion chamber, a bio-oil extraction unit, and a first gas circuit in the form of a gas duct with a gas blower for supplying gas and vapor from the pyrolysis chamber of wood biomass and calcining coal into a combustion chamber located in the zone of pyrolysis of wood biomass and calcining coal, the module is additionally equipped with a mixing chamber for forming a heat transfer fluid connected through a gas circuit to the combustion chamber, a second gas circuit in the form of a gas duct with a control flap for supplying flue gases from the combustion chamber to the lower part of the wood biomass drying zone, and a third gas circuit in the form of a gas duct with a control flap and a gas blower for recirculation flue gases from the upper part of the drying zone to its lower part for the reverse-counter-current-transverse process of preparation of raw materials with the aim of producing bio-oils and coal from wood biomass. A disadvantage of the known device is the insufficient yield of a useful product from processed raw materials.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является увеличение выхода полезного продукта при сохранении экологической безопасности способа.The objective of the present invention is to increase the yield of a useful product while maintaining the environmental safety of the method.
Для решения данной задачи предложен способ переработки подстилки птицефабрики, в котором осуществляют сушку влагосодержащего перерабатываемого сырья, а затем нагревают в камере пиролиза без доступа воздуха с переводом продуктов пиролиза в твердый продукт и парогазов с их последующей частичной конденсацией в жидкое топливо. Отличием заявленного способа является то, что перед сушкой влажное сырье гранулируют, полученные гранулы сушат при температуре 150°С, а нагревание в камере пиролиза производят при температуре 550°С в присутствии газового теплоносителя.To solve this problem, a method for processing poultry bedding is proposed, in which the moisture-containing processed raw materials are dried, and then heated in a pyrolysis chamber without air access with the conversion of the pyrolysis products into a solid product and combined-cycle gases with their subsequent partial condensation into liquid fuel. The difference of the claimed method is that before drying the wet raw materials are granulated, the obtained granules are dried at a temperature of 150 ° C, and heating in the pyrolysis chamber is carried out at a temperature of 550 ° C in the presence of a gas coolant.
Пиролиз предпочтительно производят при атмосферном давлении.Pyrolysis is preferably carried out at atmospheric pressure.
Влажное сырье предпочтительно предварительно гранулируют до размера гранулы от 5 до 6 мм в диаметре и от 20 до 35 мм длиной.Wet raw materials are preferably pre-granulated to a granule size of 5 to 6 mm in diameter and 20 to 35 mm in length.
В предпочтительном варианте жидкое топливо в виде биомазута получают из парогазов пиролиза посредством дробной конденсации.In a preferred embodiment, the liquid fuel in the form of biomass is obtained from the pyrolysis steam-gas by fractional condensation.
В другом предпочтительном варианте полученные в результате дробной конденсации обессмоленные парогазы подают на сжигание для формирования газового теплоносителя пиролиза и сушки перерабатываемого сырья.In another preferred embodiment, the resin-free steam-gases obtained as a result of fractional condensation are fed for combustion to form a gas coolant for pyrolysis and drying of the processed raw materials.
Отработанный сушильный агент предпочтительно сбрасывают в атмосферу.The spent drying agent is preferably discharged into the atmosphere.
Прокаленный остаток гранул предпочтительно охлаждают до температуры 150-200°С и отбирают в виде твердого углеродно-минерального продукта.The calcined remainder of the granules is preferably cooled to a temperature of 150-200 ° C and selected in the form of a solid carbon-mineral product.
В другом аспекте изобретения предложено устройство переработки подстилки птицефабрики, содержащее вертикально установленный корпус, включающий в себя камеру сушки и камеру пиролиза, узел загрузки сырья, узел выгрузки углеродно-минерального продукта, топочную камеру, по меньшей мере, один узел отбора жидкого биотоплива, камеру смешения для формирования теплоносителя сушки, связанную через первый газовый контур с топочной камерой, первый газовый контур, выполненный в виде газохода с газодувкой, второй газовый контур и третий газовый контур, выполненный в виде газохода с газодувкой. В отличие от прототипа устройство дополнительно снабжено гранулятором сырья, размещенным в узле загрузки сырья, при этом первый газовый контур выполнен с возможностью подачи отработанного сушильного агента и топочных газов в камеру смешения для формирования теплоносителя пиролиза для обеспечения внешнего нагрева камеры пиролиза с получением отработанного теплоносителя пиролиза, второй газовый контур газохода газодувкой с возможностью подачи отработанного сушильного агента и отработанного теплоносителя пиролиза в камеру смешения для формирования теплоносителя сушки и обеспечения сушки гранул с получением высушенных гранул и отработанного сушильного агента, а третий газовый контур выполнен с возможностью подачи отработанного сушильного агента и топочных газов, формируемых за счет сжигания обессмоленных парогазов, получаемых в результате дробной конденсации парогазов пиролиза, для формирования теплоносителя пиролиза и обеспечения внутреннего нагрева камеры пиролиза.In another aspect of the invention, there is provided a device for processing a litter of a poultry farm, comprising a vertically mounted housing including a drying chamber and a pyrolysis chamber, a feed loading unit, a carbon-mineral product discharge unit, a combustion chamber, at least one liquid biofuel extraction unit, a mixing chamber for forming a heat transfer fluid connected through a first gas circuit with a combustion chamber, a first gas circuit made in the form of a gas duct with a gas blower, a second gas circuit and a third gas circuit a tour made in the form of a gas duct with a gas blower. In contrast to the prototype, the device is additionally equipped with a raw material granulator located in the feed loading unit, the first gas circuit being configured to supply the spent drying agent and flue gases to the mixing chamber to form the pyrolysis coolant to provide external heating of the pyrolysis chamber to obtain the spent pyrolysis coolant, the second gas circuit of the gas duct by gas blowing with the possibility of feeding the spent drying agent and the spent pyrolysis coolant into the mixing chamber to form a drying coolant and ensure drying of the granules to obtain dried granules and spent drying agent, and the third gas circuit is configured to supply the spent drying agent and flue gases generated by burning tar-free gas-vapor resulting from fractional condensation of pyrolysis vapor-gases to form a heat-transfer agent pyrolysis and providing internal heating of the pyrolysis chamber.
Предпочтительно узел отбора жидкого биотоплива включает в себя конденсатор-холодильник, центробежный смолоотделитель и каплеулавливатель жидкого биотоплива.Preferably, the liquid biofuel extraction unit includes a condenser cooler, a centrifugal resin separator, and a liquid biofuel dropper.
Изобретение позволяет увеличить выход жидкого топлива из органического вещества до 31,6%, снизить содержание в нем воды до 5%, повысить теплоту сгорания на 15-20% и снизить энергозатраты на 1 кг получаемого твердого и жидкого топлива, а также позовляет получать на выходе твердый углеродно-минеральный продукт, который может использоваться и как топливо, и как удобрение. При этом обеспечивается экологическая безопасность процесса ввиду сжигания токсичных летучих веществ в топочной камере и отсутствия сжигания получаемого твердого топлива (углеродного минерального продукта).The invention allows to increase the yield of liquid fuel from organic matter up to 31.6%, reduce the water content in it to 5%, increase the heat of combustion by 15-20% and reduce energy consumption per 1 kg of the resulting solid and liquid fuel, and also calls to receive output solid carbon-mineral product that can be used both as fuel and as fertilizer. This ensures the environmental safety of the process due to the burning of toxic volatile substances in the combustion chamber and the absence of burning of the resulting solid fuel (carbon mineral product).
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность изобретений поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг.1 представлена принципиальная схема способа переработки подстилки птицефабрики.Figure 1 presents a schematic diagram of a method of processing litter poultry.
На Фиг.2 представлена принципиальная схема устройства, вид спереди.Figure 2 presents a schematic diagram of a device, front view.
На Фиг.3 представлена принципиальная схема устройства, вид сверху.Figure 3 presents a schematic diagram of a device, a top view.
На Фиг.4 представлена принципиальная схема устройства, вид сбоку.Figure 4 presents a schematic diagram of a device, side view.
На Фиг.5 представлена схема первого газового контура.Figure 5 presents a diagram of a first gas circuit.
На Фиг.6 представлена схема второго газового контура.Figure 6 presents a diagram of a second gas circuit.
На Фиг.7 представлена схема третьего газового контура.7 is a diagram of a third gas circuit.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Согласно схеме на Фиг.1, влажное сырье предварительно гранулируют предпочтительно до размера гранулы от 5 до 6 мм в диаметре и от 20 до 35 мм длиной, затем осуществляют сушку гранул при температуре 150°С, а затем нагревают в камере пиролиза без доступа воздуха при температуре 550°С при атмосферном давлении в присутствии газового теплоносителя. Продукты пиролиза переводят в твердый продукт и парогазы. Парогазы пиролиза подвергают дробной конденсации, в результате которой получают жидкое топливо в виде биомазута. Полученные в результате дробной конденсации обессмоленные парогазы пиролиза подают на сжигание для формирования газового теплоносителя пиролиза и сушки перерабатываемого сырья. Отработанный сушильный агент сбрасывают в атмосферу. Прокаленный остаток гранул охлаждают до температуры 150-200°С и отбирают в виде твердого углеродно-минерального продукта.According to the scheme in FIG. 1, wet raw materials are pre-granulated, preferably to a granule size of 5 to 6 mm in diameter and 20 to 35 mm in length, then the granules are dried at a temperature of 150 ° C, and then heated in a pyrolysis chamber without air at temperature 550 ° С at atmospheric pressure in the presence of a gas coolant. The pyrolysis products are converted to solid product and combined cycle gases. The pyrolysis steam gas is subjected to fractional condensation, as a result of which liquid fuel is obtained in the form of biomass. Resin-free pyrolysis steam-gas obtained as a result of fractional condensation is fed for combustion to form a gas coolant for pyrolysis and drying the processed raw materials. The spent drying agent is discharged into the atmosphere. The calcined pellet residue is cooled to a temperature of 150-200 ° C and selected in the form of a solid carbon-mineral product.
Устройство переработки подстилки птицефабрики (Фиг.2-4) содержит две дымовые трубы 1, бункер 2 сырья, узел 3 загрузки/гранулятор сырья, газоходы 4, газодувки 5, газовые каналы 6 для рециркуляции отработанного сушильного агента, жалюзи 7, камеру 8 сушки, центробежные смолоотделители 9, каплеулавливатели 10 биомазута, конденсаторы-холодильники 11, камеру 12 пиролиза, топочную камеру 13, воздуходувки 14, узел 15 выгрузки углеродно-минерального продукта, пережимы 16, камеру 17 смешения, патрубок 18 отбора парогазов, площадки 19 обслуживания, регулирующие заслонки 20, горелки 21, газовый канал 22 ввода теплоносителя.The device for processing the litter of the poultry farm (Figure 2-4) contains two chimneys 1, a
Корпус устройства включает в себя две вертикально расположенные камеры, которые условно делят его на зону реверсивно-поперечно-противоточной сушки сырья - камера 8, зону пиролиза сырья - камера 12, узел отбора жидкого биотоплива, состоящий из конденсаторов-холодильников 11, центробежных смолоотделителей 9, каплеулавливателей 10 биомазута. Камеры разделены пережимами 16, которые представляют собой усеченный конус. В нижней части устройства в средней зоне пиролиза сырья установлена топочная камера 13, снабженная дымоходами с регулирующими заслонками 20 для подачи теплоносителя пиролиза для обогрева внешних стенок и внутреннего нагрева.The housing of the device includes two vertically arranged chambers that conditionally divide it into a zone of reverse-transverse-countercurrent drying of raw materials —
Внутри установки используются три контура (Фиг.5-7) циркуляции парогазовых потоков, массные расходы которых регулируются заданными режимными факторами по давлениям и температурам:Inside the installation, three circuits are used (Figs. 5-7) for the circulation of combined-gas flows, the mass flow rates of which are regulated by the set operating factors for pressure and temperature:
- первый контур (Фиг.5) предназначен для подачи отработанного сушильного агента и топочных газов в камеру смешения для формирования теплоносителя пиролиза для обеспечения внешнего нагрева камеры пиролиза с получением отработанного теплоносителя пиролиза;- the first circuit (Figure 5) is designed to supply the spent drying agent and flue gases to the mixing chamber to form a pyrolysis coolant to provide external heating of the pyrolysis chamber to obtain the spent pyrolysis coolant;
- второй контур (Фиг.6) предназначен для подачи отработанного сушильного агента и отработанного теплоносителя пиролиза в камеру смешения для формирования теплоносителя сушки для обеспечения сушки гранул с получением высушенных гранул и отработанного сушильного агента;- the second circuit (Fig.6) is designed to supply the spent drying agent and the spent pyrolysis coolant to the mixing chamber to form a drying coolant to ensure drying of the granules to obtain dried granules and spent drying agent;
- третий контур (Фиг.7) для подачи отработанного сушильного агента и топочных газов, формируемых за счет сжигания обессмоленных парогазов, получаемых при дробной конденсации парогазов пиролиза, для формирования теплоносителя пиролиза для обеспечения внутреннего нагрева камеры пиролиза.- a third circuit (Fig. 7) for supplying the spent drying agent and flue gases generated by burning the tarless combined-cycle gases obtained by fractional condensation of the pyrolysis steam gas to form a pyrolysis coolant to provide internal heating of the pyrolysis chamber.
Это позволяет регулировать объемы газовых потоков, установленным режимом давлений в зонах установки, и поддерживать тем самым необходимый температурный режим.This allows you to adjust the volume of gas flows, set the pressure mode in the installation areas, and thereby maintain the necessary temperature conditions.
Устройство работает следующим образом. Из бункера 2 сырья через узел 3 загрузки/гранулятор сырья сырье поступает в устройство, где последовательно проходит камеру 8 сушки и камеру 12 пиролиза. Получаемый углеродно-минеральный продукт частично охлаждается и через узел 15 выгрузки угля выводится из устройства.The device operates as follows. From the
Узел 15 выгрузки углеродно-минерального продукта выполнен в виде шнекового привода с внешним охлаждением.The
При работе устройства образующиеся парогазы пиролиза и отработанный газовый теплоноситель пиролиза отводят из зоны активного термического разложения сырья, отработанный газовый теплоноситель пиролиза через пережимы 16 подают на формирование сушильного агента, а парогазы пиролиза через патрубок 18, конденсаторы-холодильники 11 воздушного охлаждения, центробежные смолоотделители 9, каплеулавливатели 10 жидкого биотоплива и горелки 21 подают в топочную камеру 13. Туда же при помощи воздуходувок 14 нагнетают атмосферный воздух для сжигания обессмоленных парогазов. Образовавшиеся при горении топочные газы вначале обогревают стенки камеры 12 пиролиза, затем частично направляются вовнутрь камеры пиролиза, а в основном после обогрева камеры 12 в камеру 17 смешения для формирования теплоносителя сушки, и через жалюзи 7 теплоноситель сушки в поперечном направлении контактирует с сырьем. Жидкое биотопливо отбирается из конденсаторов-холодильников 11 и каплеулавливателей 10 узла отбора жидкого биотоплива.When the device is operating, the resulting pyrolysis vapor and gas pyrolysis coolant are removed from the active thermal decomposition zone of the raw materials, the spent pyrolysis gas coolant is fed through the
Отделение жидких биотоплив из парогазов пиролиза с комбинированным внешним и внутренним нагревом необходимо с целью снижения их жаропроизводительности, т.е. температура топочных газов должна составлять не выше 900-950°С, так как температура горения необессмоленных парогазов может достигать 1300-1450°С, а это резко усложнило бы эксплуатацию установки и потребовало бы применения дорогостоящих материалов в топочном узле и камеры пиролиза.The separation of liquid biofuels from combined cycle pyrolysis gas with combined external and internal heating is necessary in order to reduce their heat output, i.e. the temperature of the flue gases should be no higher than 900-950 ° C, since the combustion temperature of non-tarred combined-cycle gases can reach 1300-1450 ° C, and this would greatly complicate the operation of the installation and would require the use of expensive materials in the furnace unit and the pyrolysis chamber.
После разогрева установки и выхода на рабочий режим количество тепла, получаемого от сжигания обессмоленных парогазов, достаточно для обеспечения замкнутого теплового баланса сушки и пиролиза при влажности исходного сырья до 55 отн. %.After heating the unit and entering the operating mode, the amount of heat received from burning the tarless combined-cycle gases is sufficient to ensure a closed heat balance of drying and pyrolysis at a moisture content of the feedstock up to 55 rel. %
Высокая температура дымовых газов, поступающих на сушку и пиролиз, резко (в 4-6 раз) ускоряет процесс термопереработки сырья в виде гранул и увеличивает удельную производительность установки, что позволяет разработать транспортабельную мобильную установку до 2 т/ч по абсолютно сухому сырью (а.с.с.).The high temperature of the flue gases entering the drying and pyrolysis sharply (4-6 times) accelerates the process of thermal processing of raw materials in the form of granules and increases the specific productivity of the installation, which allows us to develop a portable mobile installation up to 2 t / h using absolutely dry raw materials (a. ss).
Так как обессмоленные парогазы пиролиза полностью сгорают, выброс их в атмосферу исключается, что не нарушает экологию местности.Since the tarred pyrolysis combined cycle gases completely burn out, their emission into the atmosphere is excluded, which does not violate the ecology of the area.
ПримерыExamples
Для подтверждения эффективности заявленного способа были проведены экспериментальные исследования процесса и общие анализы твердых и жидких продуктов ультраоксипиролиза, получаемых в результате переработки подстилки птицефабрики согласно предлагаемому способу.To confirm the effectiveness of the claimed method, experimental studies of the process and general analyzes of solid and liquid ultraoxypyrolysis products obtained by processing the litter of the poultry farm according to the proposed method were carried out.
В Таблице 1 приведены усредненные данные по выходу продуктов ультраоксипиролиза из подстилки птицефабрики. Влажность отходов сырья 54%. Содержание минеральных веществ в сырье 22,38% от а.с.с. Эксперимент производился при температуре сушки 150°С и температуре пиролиза 550°С.Table 1 shows the averaged data on the yield of ultraoxypyrolysis products from the litter of the poultry farm. Humidity of raw waste 54%. The mineral content of raw materials is 22.38% of a.s. The experiment was carried out at a drying temperature of 150 ° C and a pyrolysis temperature of 550 ° C.
В Таблице 2 приведены данные по характеристике углеродно-минерального продукта, получаемого в результате ультраоксипиролиза.Table 2 shows the characteristics of the carbon-mineral product obtained by ultraoxypyrolysis.
В Таблице 3 приведены усредненные данные по выходу биомазута из пиролизатов и усредненные данные по обезвоживанию жидкого пиролизата, полученного при балансовых опытах ультраоксипиролиза.Table 3 shows the averaged data on the output of biomass from pyrolysates and the averaged data on the dehydration of liquid pyrolyzate obtained from the balance experiments of ultraoxypyrolysis.
В Таблице 4 приведены данные по теплотворной способности получаемого жидкого и твердого топлив (биомазута и биоугля).Table 4 shows the calorific value of the resulting liquid and solid fuels (biomass and biochar).
В Таблице 5 приведены данные по химическому составу получаемого углеродно-минерального продукта (биоугля).Table 5 shows the chemical composition of the resulting carbon-mineral product (biochar).
Как видно из вышеприведенных таблиц, предлагаемые изобретения могут найти применение при производстве жидких биотоплив с энергоемкостью до ~28 МДж/кг и твердого биотоплива с энергоемкостью до ~15,7 МДж/кг. Кроме того, получаемый углеродно-минеральный продукт при должной сертификации может использоваться в качестве удобрения с необходимым содержанием макро- и микроэлементов из подстилки птицефабрик в виду наличия в нем таких минеральных элементов, как натрий, калий, кальций, фосфор и других.As can be seen from the above tables, the proposed invention can be used in the production of liquid biofuels with an energy intensity of up to ~ 28 MJ / kg and solid biofuels with an energy intensity of up to ~ 15.7 MJ / kg. In addition, the resulting carbon-mineral product with proper certification can be used as a fertilizer with the necessary content of macro- and microelements from the litter of poultry farms due to the presence of such mineral elements as sodium, potassium, calcium, phosphorus and others.
Заявленные способ и устройство позволяют увеличить выход жидкого топлива из органического вещества почти до 31,6% при снижении в нем содержания воды до 5%, повысить теплоту сгорания на 15-20% и снизить энергозатраты на 1 кг получаемого твердого и жидкого топлива. Способ также позволяет получать твердый углеродно-минеральный продукт с выходом до 15%, который может быть использован как топливо, а также как удобрение. При этом обеспечивается экологическая безопасность способа ввиду отсутствия сжигания твердого топлива.The claimed method and device can increase the yield of liquid fuel from organic matter up to almost 31.6% while reducing the water content in it to 5%, increase the heat of combustion by 15-20% and reduce energy consumption per 1 kg of solid and liquid fuel. The method also allows to obtain a solid carbon-mineral product with a yield of up to 15%, which can be used as fuel, as well as fertilizer. This ensures the environmental safety of the method due to the absence of burning solid fuel.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146383/05A RU2528262C2 (en) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | Method of processing poultry farm litter and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146383/05A RU2528262C2 (en) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | Method of processing poultry farm litter and device for its implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012146383A RU2012146383A (en) | 2014-05-10 |
RU2528262C2 true RU2528262C2 (en) | 2014-09-10 |
Family
ID=50629302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012146383/05A RU2528262C2 (en) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | Method of processing poultry farm litter and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528262C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106433706B (en) * | 2016-11-22 | 2020-04-10 | 刘艳 | Distillation carbonization device resistant to high-temperature water vapor environment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2337901C2 (en) * | 2006-11-15 | 2008-11-10 | Юрий Алексеевич Колпаков | Method of poultry manure processing |
RU2338770C1 (en) * | 2007-04-18 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АРС Группа" | Treatment method of wood biomass in form of combustive chips with receiving of bio-oil and wood coal and drying-retort module for treatment of wood biomass in form of combustive chips with receiving of bio-oil and wood coal |
RU2395559C1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоЛесПром" | Method for thermal processing material containing organic substances |
-
2012
- 2012-10-30 RU RU2012146383/05A patent/RU2528262C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2337901C2 (en) * | 2006-11-15 | 2008-11-10 | Юрий Алексеевич Колпаков | Method of poultry manure processing |
RU2338770C1 (en) * | 2007-04-18 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АРС Группа" | Treatment method of wood biomass in form of combustive chips with receiving of bio-oil and wood coal and drying-retort module for treatment of wood biomass in form of combustive chips with receiving of bio-oil and wood coal |
RU2395559C1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоЛесПром" | Method for thermal processing material containing organic substances |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АЛЕКСАНЯН И.Ю. и др., Исследование процессов сушки гранулированных продуктов растительного происхождения, Вестник АГТУ, 2004, N.1, с.215 - 224. КАСАТКИН А.Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, Москва, Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1950, с.469-473 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012146383A (en) | 2014-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101319737B1 (en) | Method for producing biomass charcoal and device for producing biomass charcoal to be used therefor | |
RU2395559C1 (en) | Method for thermal processing material containing organic substances | |
JP5501644B2 (en) | Biomass coal production method and biomass coal production apparatus used therefor | |
AU2010295138B2 (en) | External combustion and internal heating type coal retort furnace | |
CN102732274A (en) | Brown coal dry-distillation method using coal hot air furnace to supply heat | |
AU2012265423A1 (en) | Apparatus and system for manufacturing quality coal products | |
CN103242869A (en) | Device and method for pyrolyzing and carbonizing biomass at low temperature by utilizing boiler flue gas | |
CN104211271B (en) | A kind of two-period form mud gasification processing method and treating apparatus | |
JP5316948B2 (en) | Biomass pyrolysis equipment | |
JP2010242035A (en) | Manufacturing process of biomass charcoal | |
JP5464355B2 (en) | Biomass carbonization apparatus and biomass carbonization method | |
JP5501643B2 (en) | Biomass coal production method and biomass coal production apparatus used therefor | |
RU2338770C1 (en) | Treatment method of wood biomass in form of combustive chips with receiving of bio-oil and wood coal and drying-retort module for treatment of wood biomass in form of combustive chips with receiving of bio-oil and wood coal | |
US10023803B2 (en) | Method for performing pyrolysis and a pyrolysis apparatus | |
RU2528262C2 (en) | Method of processing poultry farm litter and device for its implementation | |
JP2012224677A (en) | System and method for carbonizing wet biomass | |
CN101691492A (en) | Coal carbonization technology | |
CN204125311U (en) | A kind of two-section type mud gasification treatment unit | |
CN201520746U (en) | External-combustion internal-heating-type coal dry distillation furnace | |
CN102732275A (en) | Lignite dry distillation device using fire coal hot air furnace as heat supply | |
EA039334B1 (en) | Industrial complex for the production of charcoal | |
ES2854730T3 (en) | Apparatus and process for continuous carbonization of wood chips or waste and other charred organic materials | |
CN109355069A (en) | Biomass and coal copyrolysis reactor | |
JP2010254749A (en) | Method for producing biomass charcoal and apparatus for producing biomass charcoal used in the same | |
RU2463331C1 (en) | Method of charcoal production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151031 |