RU2682253C1 - Aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing raw material - Google Patents

Aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2682253C1
RU2682253C1 RU2018111232A RU2018111232A RU2682253C1 RU 2682253 C1 RU2682253 C1 RU 2682253C1 RU 2018111232 A RU2018111232 A RU 2018111232A RU 2018111232 A RU2018111232 A RU 2018111232A RU 2682253 C1 RU2682253 C1 RU 2682253C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
gas
gasification reactor
outlet
raw material
Prior art date
Application number
RU2018111232A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Лурий
Александр Николаевич Панкратов
Original Assignee
Валерий Григорьевич Лурий
Александр Николаевич Панкратов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Григорьевич Лурий, Александр Николаевич Панкратов filed Critical Валерий Григорьевич Лурий
Priority to RU2018111232A priority Critical patent/RU2682253C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2682253C1 publication Critical patent/RU2682253C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/48Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on industrial residues and waste materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry.SUBSTANCE: aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing material, having a raw material pyrolysis reactor, equipped with devices for loading raw material into pyrolysis reactor and unloading obtained pyrocarbon, as well as a gas outlet for discharging the obtained steam-gas, a gasification reactor, intended for obtaining generator gas, equipped with a device for loading raw material and a gas outlet for discharging the obtained generator gas, wherein gasification reactor housing accommodates air manifolds communicated with blower outlet, swirlers are connected with manifolds, introduced tangentially into the cavity of the gasification reactor, as well as a device for separating the steam genesis obtained in the reactor, to the gas outlet of which is connected a smoke exhauster, characterized by that the unit is equipped with a generator gas purification from the solid phase obtained in the gasification reactor, the input associated with the output of the gasification reactor, and by the outlet to the pyrolysis reactor cavity, the gas outlet of which by means of the gas duct is connected to the inlet of the apparatus for separating vapor-gases obtained in the pyrolysis reactor, wherein on the gas duct there are first and second heat exchangers, the working space of the first of which is connected to the air blower and to the pipelines, connected to the gasification reactor manifolds, and the second one – to the pyrolysis reactor raw material reservoir, and by means of distributing pipelines with swirlers, introduced into the pyrolysis reactor cavity, wherein the gasification reactor is arranged horizontally and is made of two sections – receiving and dispensing sections, each of which is made in the form of a shell, the sections with their ends are mated with each other, input for loading of raw material is located in receiving section, and outlet for outlet of generator gas – in output, wherein gasification reactor is equipped with turbulence promoter, made in the form of a plate and installed in the receiving section of the gasification reactor in the area of its joint with the output section across the longitudinal axis of the gasification reactor.EFFECT: obtaining a large range of end products of high quality owing to high degree of processing raw material and qualitative separation into fractions of pyrolysis vapor gases obtained in the reactor.3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к средствам переработки углеродсодержащего сырья и может быть использовано в сельском, коммунальном хозяйствах, в горнодобывающей, нефтехимической, деревоперерабатывающей отраслях для получения газообразных, жидких и твердых энергоносителей, моторных топлив, масел и других продуктов.The invention relates to means for processing carbon-containing raw materials and can be used in agriculture, utilities, mining, petrochemical, wood processing industries to produce gaseous, liquid and solid energy, motor fuels, oils and other products.

Известна установка термохимической генерации энергетических газов из твердого топлива, включающая вертикально установленный реактор, состоящей из трех состыкованных секций - верхней, средней, нижней, нижняя секция выполнена конической формы и имеет выход для отвода золы из реактора, к которому пристыковано устройство для отвода золы. Установка также содержит устройство для загрузки топлива в реактор, газоход, предназначенный для отвода из реактора энергетического газа, пропущенный через теплообменник, предназначенный для подогрева окислителя, подаваемого через воздуховоды в установленные на корпусе реактора первый и второй коллекторы, оснащенные завихрителями и регулируемыми задвижками. Верхняя секция реактора имеет форму цилиндра, сопряженного торцами с большими основаниями частей, имеющих форму усеченных конусов, к нижней части верхней секции подведен первый коллектор, а газоход пристыкован к верхней части верхней секции, на верхней секции также имеется патрубок для ввода реагентных добавок, устройство для загрузки топлива в реактор подведено к нижней части средней секции, а второй коллектор подсоединен к нижней секции реактора. Установка оснащена третьим коллектором, а также состыкованными друг с другом дополнительной реакционной секцией и циклоном, полости которых сообщены друг с другом, вход циклона связан с газоходом реактора, а выходной газоход дополнительной реакционной камеры пропущен через теплообменник, причем нижняя часть циклона имеет коническую форму и выход, состыкованный с устройством отвода золы от циклона, а третий коллектор установлен на дополнительной реакционной секции и оснащен завихрителями, введенными в полость данной секции, (см. патент РФ на полезную модель №144018 кл. F23G 5/027, 2014 г.).A known installation of thermochemical generation of energy gases from solid fuels, including a vertically mounted reactor, consisting of three docked sections - the upper, middle, lower, lower section is made in a conical shape and has an outlet for removing ash from the reactor, to which a device for removing ash is docked. The installation also includes a device for loading fuel into the reactor, a gas duct designed to divert energy gas from the reactor, passed through a heat exchanger designed to heat the oxidizer supplied through the air ducts to the first and second collectors installed on the reactor body, equipped with swirls and adjustable valves. The upper section of the reactor is in the form of a cylinder, mated with large bases of parts having the shape of truncated cones, the first collector is connected to the lower part of the upper section, and the gas duct is docked to the upper part of the upper section, the upper section also has a pipe for introducing reagent additives, a device for fuel loading into the reactor is brought to the lower part of the middle section, and the second collector is connected to the lower section of the reactor. The installation is equipped with a third collector, as well as an additional reaction section and a cyclone joined together, the cavities of which are connected to each other, the inlet of the cyclone is connected to the reactor duct, and the outlet duct of the additional reaction chamber is passed through a heat exchanger, the lower part of the cyclone having a conical shape and exit coupled to the device for removing ash from the cyclone, and the third collector is mounted on an additional reaction section and is equipped with swirlers inserted into the cavity of this section (see patent RF for utility model No. 144018 class F23G 5/027, 2014).

В результате анализа известной установки следует отметить, что вертикальное расположение газогенератора требует проведения большого объема работ по подготовке сырья к газификации, так как из-за ограниченного времени нахождения в реакторе, необходимо тонко измельчать и обезвоживать сырье, однако, как показала практика, при использовании и такого подготовленного сырья, в золе остается значительное количество непрореагировавших частиц топлива, что обуславливает увеличение объема зольных остатков и потери тепла системы при выгрузке золы. Кроме того, на известной установке невозможно перерабатывать твердое топливо и отходы, которые плавятся при низких температурах, так как в этом случае данное топливо и отходы теряют способность сыпучести и начинают комковаться уже в устройствах загрузки, что исключает из переработки большую номенклатуру топлив и отходов, а, следовательно, ограничивает технологические возможности установки.As a result of the analysis of the known installation, it should be noted that the vertical location of the gas generator requires a large amount of work to prepare the raw materials for gasification, since due to the limited time spent in the reactor, it is necessary to finely grind and dehydrate the raw materials, however, as practice has shown, when using and of such prepared raw materials, a significant amount of unreacted fuel particles remains in the ash, which causes an increase in the volume of ash residues and heat loss of the system during unloading of ashes s. In addition, it is impossible to process solid fuels and wastes that melt at low temperatures in a well-known installation, since in this case this fuel and wastes lose their flowability and begin to clump in loading devices, which excludes a large range of fuels and wastes from processing, and , therefore, limits the technological capabilities of the installation.

Известна установка термохимической переработки углеродсодержащего сырья, включающая вертикально установленный вихревой газогенератор, оснащенный устройствами загрузки сырья и выдачи золы, а также соединенную с ним воздушным каналом воздуходувку для подачи окислителя (воздуха) в полость газогенератора.A known installation for thermochemical processing of carbon-containing raw materials, including a vertically mounted vortex gas generator, equipped with devices for loading raw materials and the issuance of ash, as well as a blower connected to it by an air channel for supplying oxidizer (air) to the cavity of the gas generator.

Воздуходувка соединена с кольцевыми коллекторами, расположенными на корпусе газогенератора и оснащенными распределительными трубками, подведенными к верхней и нижней зонам рабочей полости газогенератора.The blower is connected to annular collectors located on the body of the gas generator and equipped with distribution tubes connected to the upper and lower zones of the working cavity of the gas generator.

Газовый выход газогенератора, расположенный в верхней части корпуса, связан трубопроводом с полостью реактора пиролиза.The gas outlet of the gas generator located in the upper part of the housing is connected by a pipeline to the cavity of the pyrolysis reactor.

Реактор пиролиза имеет входы - для приема газообразного носителя (горячего генераторного газа) от газогенератора, углеродсодержащего сырья и технологических добавок, и выходы - для выдачи пироугля и парогазов. В корпусе реактора по его высоте установлены полки, выполненные из сетки, каждая из полок наклонена вниз от стенки реактора, к которой она прикреплена, к его центру. Таких полок, в зависимости от высоты корпуса реактора, устанавливают от 2 до 5.The pyrolysis reactor has inputs for receiving a gaseous carrier (hot generator gas) from a gas generator, carbon-containing raw materials and processing aids, and outputs for issuing pyrocoal and combined gases. Shelves made of mesh are installed in the reactor vessel by its height; each of the shelves is tilted down from the wall of the reactor to which it is attached to its center. Such shelves, depending on the height of the reactor vessel, are installed from 2 to 5.

Газовый выход реактора пиролиза связан с устройством очистки парогазов от твердой фазы, выход которого связан с аппаратом для разделения очищенных от твердых частиц парогазов, который может быть выполнен в виде ректификационной колонны с отводами разделенных компонентов парогазов, в частности, жидких фракций топлива, воды и неконденсируемого пиролизного газа, удаляемого из аппарата дымососом.The gas outlet of the pyrolysis reactor is associated with a solid phase vapor-gas purification device, the output of which is connected to an apparatus for separating gas-vapor-free cleaned solid particles, which can be made in the form of a distillation column with taps of the separated components of gas-vapor, in particular, liquid fractions of fuel, water and non-condensable pyrolysis gas removed from the apparatus by a smoke exhaust.

Для работы установки загружают сырьем газогенератор. Полученный в газогенераторе теплоноситель - горячий генераторный газ подают в полость реактора пиролиза. В полость реактора пиролиза генераторный газ поступает через распределительное устройство, распределяясь равномерно по сечению корпуса реактора. В полость реактора также подают углеродсодержащее сырье для проведения его термохимической обработки.For the operation of the installation, the gas generator is loaded with raw materials. The heat carrier obtained in the gas generator — hot generator gas — is supplied to the cavity of the pyrolysis reactor. Generator gas enters the cavity of the pyrolysis reactor through a distribution device, distributed evenly over the cross section of the reactor vessel. Carbon-containing raw materials are also fed into the reactor cavity for thermochemical treatment.

Поступая в реактор, сырье попадает на верхнюю полку и, постепенно, под действием собственного веса, перемещается по полке и сползает с вышележащей полки вниз на нижележащую полку, не препятствуя движению теплоносителя снизу вверх к выходу парогазов из реактора. Такое движение сырья и теплоносителя разрыхляет сырье и увеличивает время нахождения сырья в реакционной зоне, тем самым, обеспечивая полноту термохимической деструкции сырья и повышение качества получаемой продукции, чему также в немалой степени способствует то, что полки выполнены из сетчатого материала. При этом в противотоке сырья и генераторного газа происходит термохимическая деструкция сырья, в результате которой образуются пироуголь и парогазы.Entering the reactor, the raw material enters the upper shelf and, gradually, under the influence of its own weight, moves along the shelf and slides from the overlying shelf down to the underlying shelf, without preventing the coolant from moving from bottom to top to the exit of the gas and vapor from the reactor. This movement of raw materials and coolant loosens the raw materials and increases the residence time of the raw materials in the reaction zone, thereby ensuring the completeness of thermochemical degradation of the raw materials and improving the quality of the products obtained, which is also greatly facilitated by the fact that the shelves are made of mesh material. At the same time, in the countercurrent of raw materials and generator gas, thermochemical destruction of the raw materials takes place, as a result of which pyrocoal and combined gases are formed.

Пироуголь отводится из корпуса реактора посредством устройства выгрузки, а парогазы поступают в устройство очистки и далее - в аппарат их разделения на жидкие и газообразные фазы.Pyrocarbon is discharged from the reactor vessel by means of an unloading device, and combined-cycle gases enter the purification device and then into the apparatus for separating them into liquid and gaseous phases.

(см. патент РФ №2632812 кл. C10L 5/48, 2017 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent No. 2632812 class. C10L 5/48, 2017) is the closest analogue.

В результате анализа известной установки необходимо отметить, что, в отличие от приведенной выше, в ней предусмотрено увеличение времени нахождения сырья в реакторе пиролиза, что позволяет увеличить выход целевого продукта, однако для ее эффективной работы, как и для установки, приведенной выше, необходимо использование для подачи в реактор тонкоизмельченного сырья, с низким содержанием влаги, смолистых и легкоплавких материалов, что в значительной степени ограничивает спектр используемого сырья, значительно увеличивает затраты на его подготовку к переработке и снижает качество целевого продукта.As a result of the analysis of the known installation, it should be noted that, in contrast to the above, it provides for an increase in the residence time of the raw material in the pyrolysis reactor, which allows to increase the yield of the target product, however, for its effective operation, as well as for the installation described above, it is necessary to use for feeding finely ground raw materials with low moisture content, resinous and fusible materials to the reactor, which significantly limits the range of raw materials used, significantly increases the cost of it preparation for processing and reduces the quality of the target product.

При появлении в перерабатываемом сырье под действием температуры вязких компонентов, на сетках полок реактора образовываются и постепенно нарастают пробки из сырья, что, кроме ухудшения качества получаемых продуктов пиролиза, приводит к необходимости периодической остановки реактора для его чистки, что существенно снижает его производительность. Использование для подогрева нагнетаемого в газогенератор воздуха тепла от выгруженного из реактора пироугля неэффективно, так как такой уголь уже имеет невысокую температуру. Кроме того подаваемое в реактор пиролиза сырье предварительно не подогревается, что снижает интенсивность деструкции сырья и качество получаемых продуктов пиролиза. В вертикальном реакторе газификации время нахождения сравнительно крупных частиц сырья чаще всего бывает недостаточным для осуществления полного процесса газификации, что увеличивает количество не прореагировавшего углерода в золе и пироугле.When viscous components appear in the processed raw materials under the influence of temperature, plugs from raw materials form and gradually grow on the grids of the reactor shelves, which, in addition to the deterioration in the quality of the obtained pyrolysis products, necessitates periodic shutdown of the reactor for cleaning, which significantly reduces its productivity. The use of heat from the pyro-coal discharged from the reactor to heat the air injected into the gas generator is inefficient, since such coal already has a low temperature. In addition, the feed to the pyrolysis reactor is not preheated, which reduces the intensity of the degradation of the feed and the quality of the resulting pyrolysis products. In a vertical gasification reactor, the residence time of relatively large particles of raw materials is often insufficient to complete the gasification process, which increases the amount of unreacted carbon in ash and pyrochrome.

Все это не позволяет обеспечить полную переработку всей массы сырья, остатки которого, вместе с пироуглем, выводятся из реактора, значительно снижая качество получаемых продуктов.All this does not allow for the complete processing of the entire mass of raw materials, the remnants of which, together with pyrocarbon, are removed from the reactor, significantly reducing the quality of the products obtained.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка агрегата, характеризующегося универсальностью, за счет обеспечения переработки широкого спектра сырья, как жидкого, так и твердого, в том числе, крупноизмельченного, с высокой степенью влаги и примесей, высокой производительностью, за счет создания оптимальных условий для загрузки сырья, его переработки в течение всего времени нахождения в реакторах, а также получение большой номенклатуры целевых продуктов высокого качества за счет высокой степени переработки сырья и качественного разделения на фракции полученных в реакторе пиролиза парогазов.The technical result of the present invention is the development of an aggregate characterized by versatility by ensuring the processing of a wide range of raw materials, both liquid and solid, including coarse, with a high degree of moisture and impurities, high productivity, by creating optimal conditions for loading raw materials , its processing during the entire time spent in the reactors, as well as obtaining a large range of high-quality target products due to the high degree of processing of raw materials and high-quality separation into fractions obtained in the pyrolysis reactor of combined-cycle gases.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в агрегате термохимической переработки углеродсодержащего сырья, содержащем реактор пиролиза сырья, оснащенный устройствами для загрузки в реактор подлежащего пиролизу сырья и выгрузки полученного пироугля, а также газовым выходом для отвода полученных парогазов, реактор газификации, предназначенный для получения генераторного газа, оснащенный устройством загрузки сырья и газовым выходом для отвода полученного генераторного газа, причем на корпусе реактора газификации установлены воздушные коллекторы, имеющие возможность соединения с выходом воздуходувки, коллекторы оснащены завихрителями, введенными тангенциально в полость реактора газификации, а также аппарат разделения полученных в реакторе пиролиза парогазов, к газовому выходу которого подсоединен дымосос, новым является то, что агрегат оснащен устройством очистки от твердой фазы полученного в реакторе газификации генераторного газа, входом связанного с выходом реактора газификации, а выходом - с полостью реактора пиролиза, газовый выход которого посредством газохода подсоединен к входу аппарата разделения полученных в реакторе пиролиза парогазов, причем на газоходе образованы первый и второй теплообменники, рабочее пространство первого из которых соединено с воздуходувкой и с трубопроводами, подсоединенными к коллекторам реактора газификации, а второго - с емкостью для сырья реактора пиролиза, и посредством распределительных трубопроводов с завихрителями, введенными в полость реактора пиролиза, при этом реактор газификации расположен горизонтально, и выполнен из двух секций - принимающей и выдающей, каждая из которых выполнена в виде обечайки, секции торцами состыкованы друг с другом, вход для загрузки сырья распложен в принимающей секции, а газовый выход- в выдающей, при этом газовый выход выдающей секции состыкован с устройством очистки газа от твердых частиц, который имеет выход для удаления золы и газовый выход, который связан с газовым входом реактора пиролиза, причем реактор газификации оснащен турбулизатором, выполненным в виде полумесяца и установленным в принимающей секции перпендикулярно продольной оси реактора газификации в области ее стыка с выдающей секцией, турбулизизатор перекрывает 20-30% площади поперечного сечения выдающей секции реактора газификации, при этом, первый из коллекторов расположен на принимающей секции реактора газификации между ее торцом и входом загрузки сырья, второй - между входом загрузки сырья и стыком секций, а третий - на выдающей секции.The specified technical result is ensured by the fact that in the thermochemical processing unit of carbon-containing raw materials containing a pyrolysis reactor of raw materials, equipped with devices for loading raw materials to be pyrolyzed in the reactor and unloading the obtained pyrochol, as well as a gas outlet for exhausting the combined steam and gas, a gasification reactor designed to produce generator gas equipped with a raw material loading device and a gas outlet for discharging the produced generator gas, moreover, a gasification reactor is installed on the body air collectors with the ability to connect to the outlet of the blower are included, the collectors are equipped with swirls introduced tangentially into the cavity of the gasification reactor, as well as a separation apparatus for the vapor and gas gases obtained in the pyrolysis reactor, the smoke outlet of which is connected to the gas outlet, the phases of the generator gas obtained in the gasification reactor, the inlet associated with the outlet of the gasification reactor, and the outlet with the cavity of the pyrolysis reactor, the gas outlet of which by means of a gas duct, it is connected to the input of the separation apparatus for the vapor and gas obtained in the pyrolysis reactor, and the first and second heat exchangers are formed on the gas duct, the working space of the first of which is connected to the blower and to pipelines connected to the collectors of the gasification reactor, and the second to the capacity for the raw material of the pyrolysis reactor, and through distribution pipelines with swirls introduced into the cavity of the pyrolysis reactor, while the gasification reactor is located horizontally, and is made of two sections - receiving and issuing, each of which is made in the form of a shell, the ends are docked with each other, the input for loading raw materials is located in the receiving section, and the gas outlet is in the issuing, while the gas outlet of the issuing section is docked with a device for cleaning gas from solid particles which has an outlet for removing ash and a gas outlet that is connected to the gas inlet of the pyrolysis reactor, and the gasification reactor is equipped with a crescent-shaped turbulizer and mounted in the receiving section perpendicularly longitudinally th axis of the gasification reactor in the area of its junction with the issuing section, the turbulizer covers 20-30% of the cross-sectional area of the issuing section of the gasification reactor, while the first of the collectors is located on the receiving section of the gasification reactor between its end and the feed inlet, the second between the inlet loading of raw materials and joint sections, and the third - on the issuing section.

Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed invention is illustrated by graphic materials on which:

на фиг. 1 - схема агрегата термохимической переработки углеродсодержащего сырья, вид в плане;in FIG. 1 is a diagram of an aggregate of thermochemical processing of carbon-containing raw materials, plan view;

- на фиг. 2 - схема агрегата термохимической переработки углеродсодержащего сырья, вид сверху;- in FIG. 2 is a schematic diagram of an aggregate of thermochemical processing of carbon-containing raw materials, top view;

- на фиг. 3 - схема реактора газификации, состыкованного с устройством загрузки сырья.- in FIG. 3 is a diagram of a gasification reactor docked with a feed device.

Агрегат термохимической переработки углеродсодержащего сырья содержит расположенный горизонтально реактор газификации 1, оснащенный устройством 2 загрузки сырья (например, твердого) в реактор. Реактор 1 и устройство 2 смонтированы на раме 3. Устройство 2 загрузки выполнено известным образом, например, в виде корытообразного бункера (позицией не обозначен), внутри которого установлены две мешалки (позициями не обозначены), а ниже мешалок в бункере расположен шнек (позицией не обозначен), предназначенный для подачи сырья из бункера в реактор газогенератора 1 через его загрузочный вход, или в виде бункера конусной формы с мешалкой в полости бункера, при этом бункер своим выходом пристыкован к загрузочному входу реактора газификации.The thermochemical processing unit of carbon-containing raw materials contains a horizontally mounted gasification reactor 1, equipped with a device 2 for loading raw materials (for example, solid) into the reactor. The reactor 1 and the device 2 are mounted on the frame 3. The loading device 2 is made in a known manner, for example, in the form of a trough-shaped hopper (not indicated by), inside which two mixers are installed (not indicated by positions), and a screw is located below the mixers in the hopper (not indicated by marked), designed to supply raw materials from the hopper to the reactor of the gas generator 1 through its loading inlet, or in the form of a cone-shaped hopper with a stirrer in the cavity of the hopper, while the hopper is docked with its outlet to the loading inlet of the gasification reactor.

Реактор газификации 1 состоит из двух выполненных в виде обечаек и состыкованных торцами секций - принимающей и выдающей. Свободные торцы обечаек секций закрыты крышками (позициями не обозначены). Загрузочный вход (позицией не обозначен) выполнен в верхней части принимающей секции и к нему пристыкован выход устройства 2 загрузки сырья.The gasification reactor 1 consists of two sections made in the form of shells and joined by the ends - receiving and issuing. The free ends of the shells of the sections are closed with covers (positions are not indicated). The loading input (not indicated by the position) is made in the upper part of the receiving section and the output of the raw material loading device 2 is docked to it.

Выдающая секция имеет выход для выдачи целевого продукта газификации сырья - генераторного газа.The issuing section has an outlet for issuing the target product of gasification of raw materials - generator gas.

В полости принимающей секции реактора газификации 1, у ее стыка с выдающей секцией, размещен турбулизатор 4, который представляет собой пластину, установленную поперек продольной оси реактора газификации и перекрывающую 20-30% площади сечения выдающей секции.In the cavity of the receiving section of the gasification reactor 1, at its junction with the issuing section, a turbulator 4 is placed, which is a plate mounted across the longitudinal axis of the gasification reactor and covering 20-30% of the cross-sectional area of the issuing section.

На наружной поверхности реактора газификации 1 установлены коллекторы 5. К коллекторам подсоединены подводящие трубки с завихрителями (не показаны), введенные тангенциально в полости секций газогенератора 1 для подачи окислителя (воздуха). Завихрители выполнены известным образом, например, в виде форсунок или щелевых отверстий на концах подводящих трубок, подающих от коллектора воздух в реактор газификации. Трубки наиболее целесообразно устанавливать попарно и располагать на корпусе реактора диаметрально противоположно, что обеспечивает образование в полости реактора 1 вихревых потоков смеси воздуха и сырья, в которых и проходит реакция газификации сырья.On the outer surface of the gasification reactor 1, collectors 5 are installed. To the collectors are connected supply tubes with swirlers (not shown) introduced tangentially into the cavity of the sections of the gas generator 1 to supply the oxidizing agent (air). The swirlers are made in a known manner, for example, in the form of nozzles or slotted holes at the ends of the supply tubes supplying air from the collector to the gasification reactor. It is most expedient to install the tubes in pairs and place them diametrically opposite on the reactor vessel, which ensures the formation of vortex flows of a mixture of air and raw materials in the reactor cavity 1, in which the gasification reaction of the raw materials takes place.

Два коллектора 5 установлены на принимающей секции реактора газификации, причем наиболее целесообразно, чтобы один из них был расположен между торцевой крышкой принимающей секции и загрузочным входом принимающей секции, второй - ближе к стыку с выдающей секцией, а третий - на выдающей секции, примерно на одной трети длины от стыка с принимающей секцией. Именно такое расположение коллекторов 5 позволяет в принимающей и выдающей секциях расположенного горизонтально реактора газификации 1 создать и поддерживать вихревые потоки из смеси воздуха и сырья достаточное для осуществления полного процесса газификации сырья время и осуществить их подвод к выходу из реактора с минимальной степенью закрутки, так как установленный на выдающей секции коллектор значительно удален от выхода реактора газификации, выполненного на принимающей секции.Two collectors 5 are installed on the receiving section of the gasification reactor, and it is most advisable that one of them is located between the end cover of the receiving section and the loading inlet of the receiving section, the second is closer to the junction with the issuing section, and the third is on the issuing section, about one one third of the length from the junction with the receiving section. It is this arrangement of the collectors 5 that makes it possible to create and maintain vortex flows from a mixture of air and raw materials in the receiving and issuing sections of the gasification reactor 1 horizontally that are sufficient for the complete gasification of the raw materials to take place and bring them to the exit from the reactor with a minimum degree of twist, since the installed on the issuing section, the collector is significantly removed from the outlet of the gasification reactor made on the receiving section.

К входам коллекторов 5 подведены трубопроводы 6, подсоединенные к выходу первого теплообменника 7, с входом которого соединена воздуходувка 8. Это позволяет подавать в реактор газификации разогретый воздух-окислитель, что значительно сокращает время термохимической деструкции сырья в реакторе газификации и обеспечивает практически полную его переработку.Pipelines 6 are connected to the inputs of the collectors 5, connected to the outlet of the first heat exchanger 7, the blower 8 is connected to its input. This allows the heated air-oxidizer to be fed into the gasification reactor, which significantly reduces the time of thermochemical degradation of raw materials in the gasification reactor and ensures its almost complete processing.

Выход (позицией не обозначен) выдающей секции реактора газификации, предназначенный для отвода полученного в реакторе 1 генераторного газа, подсоединен к входу устройства 9 очистки полученного в реакторе генераторного газа от золы и других твердых механических примесей. Данное устройство выполнено известным образом, например, в виде стандартного циклона.The output (not indicated by the position) of the output section of the gasification reactor, designed to discharge the generator gas obtained in the reactor 1, is connected to the input of the device 9 for cleaning ash and other solid solids obtained in the reactor gas generator. This device is made in a known manner, for example, in the form of a standard cyclone.

К нижней части устройства 9 пристыкован механизм 10 удаления из его рабочего объема сепарированных из генераторного газа золы и твердых механических примесей, который также является стандартным.A mechanism 10 is attached to the lower part of the device 9 for removing ash and solid mechanical impurities separated from the generator gas from its working volume, which is also standard.

В верхней части устройства 9 имеется газовый отводной патрубок 11, к которому подсоединен трубопровод 12 для подвода очищенного горячего генераторного газа в рабочий объем реактора пиролиза 13. В нижней части реактора пиролиза 13 имеется сборник 14 пироугля, имеющий, как правило, коническую форму, выход которого подсоединен к устройству 15 для отвода полученного в реакторе пиролиза пироугля. Устройство 15 является стандартным.In the upper part of the device 9 there is a gas outlet pipe 11 to which a pipe 12 is connected for supplying the cleaned hot generator gas to the working volume of the pyrolysis reactor 13. At the bottom of the pyrolysis reactor 13 there is a pyrolytic collector 14, which, as a rule, has a conical shape, the outlet of which connected to the device 15 for removal of the pyrochol obtained in the pyrolysis reactor. Device 15 is standard.

К газовому выходу реактора пиролиза 13, расположенному в верхней его части, пристыкован газоход 16, являющийся конструктивным элементом первого теплообменника 7 и второго теплообменника 17.The gas outlet 16, which is a structural element of the first heat exchanger 7 and the second heat exchanger 17, is docked to the gas outlet of the pyrolysis reactor 13, located in its upper part.

Выход газохода 16 соединен с входом аппарата 18 очистки и разделения полученных в реакторе пиролиза 13 парогазов, у которого имеются выход для слива жидкой фракции (позицией не обозначен) и выход для газовой фазы (позицией не обозначен), который соединен с входом дымососа 19, обеспечивающего движение парогазов от реактора пиролиза 13 через газоход 16 и аппарат 18. Аппарат 18 очистки и разделения парогазов может быть выполнен различным известным образом, например, в виде ректификационной колонны, которая разделяет парогазы по температуре кипения фракций, при этом могут быть получены следующие продукты: неконденсируемый газ; бензиновая фракция; дизельная фракция; мазутная фракция. Аппарат 18 может быть выполнен в виде нескольких теплообменников с конденсаторами, обеспечивающими получение следующих продуктов: неконденсируемый газ; легкое моторное топливо; тяжелое печное топливо.The outlet of the gas duct 16 is connected to the input of the apparatus 18 for cleaning and separating the vapor-gas obtained in the pyrolysis reactor 13, which has an outlet for draining the liquid fraction (not indicated by) and an outlet for the gas phase (not indicated by), which is connected to the inlet of the smoke exhauster 19, which provides the movement of gas and vapor from the pyrolysis reactor 13 through the gas duct 16 and apparatus 18. The device 18 for cleaning and separating gas and vapor can be made in various known ways, for example, in the form of a distillation column that separates the gas from the boiling point f shares, the following products can be prepared: noncondensable gas; gasoline fraction; diesel fraction; fuel oil fraction. The apparatus 18 can be made in the form of several heat exchangers with condensers, providing the following products: non-condensable gas; light motor fuel; heavy heating oil.

Агрегат содержит емкость 20 для углеродсодержащего сырья (например, жидкого), оснащенную насосом 21. К выходу емкости 20 подсоединен трубопровод 22, соединенный с входом второго теплообменника 17. К выходу теплообменника 17 подсоединены (например, посредством коллектора) распределительные трубопроводы 23, подсоединенные к завихрителям 24, установленным тангенциально в корпусе реактора пиролиза 13.The unit contains a tank 20 for carbon-containing raw materials (for example, liquid), equipped with a pump 21. A pipe 22 connected to the input of the second heat exchanger 17 is connected to the output of the tank 20. Distribution pipelines 23 connected to the swirlers are connected (for example, via a collector) to the output of the heat exchanger 17 24 mounted tangentially in the pyrolysis reactor vessel 13.

Теплообменники 7 и 17 выполнены известным образом, по принципу «труба в трубе». По внутренней трубе, которая конструктивно реализована в виде газохода 16, отводятся от реактора пиролиза 13 парогазы, которые выполняют функцию теплоносителя для разогрева подаваемого в реактор газификации воздуха и подаваемого в реактор пиролиза углеродсодержащего сырья, которые пропускаются через теплообменное пространство теплообменников 7 и 17, образованное наружной поверхностью газохода 16 и внутренней поверхностью охватывающей его трубы (позицией не обозначена), нагреваясь до заданной температуры.The heat exchangers 7 and 17 are made in a known manner, according to the principle of "pipe in pipe". Steam gas is discharged from the pyrolysis reactor 13 through an inner pipe, which is structurally implemented as a gas duct 16, which serve as a heat carrier for heating the air supplied to the gasification reactor and the carbon-containing raw material supplied to the pyrolysis reactor, which are passed through the heat exchange space of heat exchangers 7 and 17 formed by the outer the surface of the gas duct 16 and the inner surface of the pipe enclosing it (the position is not indicated), heating to a predetermined temperature.

Детали и узлы агрегата, конструкция которых не раскрыта в настоящем описании, являются известными, используются по прямому назначению и не являются предметом патентной охраны.Parts and components of the unit, the design of which is not disclosed in the present description, are known, are used for their intended purpose and are not subject to patent protection.

Управление работой агрегата может быть осуществлено в ручном или автоматизированном режимах. Для работы в автоматизированном режиме агрегат оснащают системой управления (не показана), обеспечивающей оптимальные параметры его работы.The operation of the unit can be carried out in manual or automated modes. To work in an automated mode, the unit is equipped with a control system (not shown) that provides optimal parameters for its operation.

Агрегат термохимической переработки углеродсодержащего сырья работает следующим образом.Unit thermochemical processing of carbon-containing raw materials is as follows.

Для запуска реакторов газификации 1 и пиролиза 13 к розжиговым лючкам (не показаны) подсоединяют розжиговые горелки (не показаны), при этом ни воздух ни сырье в реакторы не подают.To start the gasification reactors 1 and pyrolysis 13, ignition burners (not shown) are connected to ignition hatches (not shown), while neither air nor raw materials are supplied to the reactors.

Включают в работу розжиговые горелки и дымосос 19, причем дымосос будет работать постоянно, в течение всего времени работы агрегата, а розжиговые горелки сохраняют в работе до тех пор, пока температура в реакторах 1 и 13 не достигнет величины, необходимой для осуществления в них термохимических реакций.The ignition burners and the exhaust fan 19 are included in the operation, the exhaust fan will operate continuously throughout the entire operation of the unit, and the ignition burners will remain in operation until the temperature in reactors 1 and 13 reaches the value necessary for thermochemical reactions in them .

При достижении в реакторах 1 и 13 необходимой для осуществления термохимических реакций температуры, включают устройство 2 загрузки и воздуходувку 8, в результате чего сырье через загрузочный вход поступает в принимающую секцию реактора газификации 1, а воздух от воздуходувки 8 через теплообменник 7, где осуществляется его разогрев, по трубопроводам 6 поступает под давлением в коллекторы 5, из которых нагнетается в подводящие трубки и через их завихрители, в которых, за счет резкого изменения формы и площади проходного сечения, значительно увеличивается его скорость, под давлением тангенциально поступает в полость реактора газификации 1, образуя вихревые потоки, направленные от загрузочного входа принимающей секции газогенератора к выходу его выдающей секции.Upon reaching the temperature required for carrying out thermochemical reactions in reactors 1 and 13, they include a loading device 2 and a blower 8, as a result of which the raw material through the loading inlet enters the receiving section of gasification reactor 1, and air from the blower 8 through the heat exchanger 7, where it is heated , through pipelines 6 it flows under pressure into the collectors 5, from which it is pumped into the supply tubes and through their swirlers, in which, due to a sharp change in the shape and area of the passage section, its speed increases, under pressure it tangentially enters the cavity of the gasification reactor 1, forming vortex flows directed from the loading inlet of the receiving section of the gas generator to the output of its issuing section.

Через устройство 2 в реактор газификации 1 возможна загрузка реагентов, катализирующих реакции газификации сырья, а также реагентов, снижающих количество вредных веществ в генераторных газах и парогазах.Through the device 2 into the gasification reactor 1, it is possible to load reagents that catalyze the gasification reaction of raw materials, as well as reagents that reduce the amount of harmful substances in the generator gases and combined cycle gases.

Сырье в принимающую секцию реактора газификации устройством 2 загрузки подается сверху вниз и при попадании в полость принимающей секции подхватывается вихревыми потоками воздуха от завихрителей коллектора 5, расположенного между крышкой принимающей секции и загрузочным входом сырья в принимающую секцию.Raw materials are fed into the receiving section of the gasification reactor by the loading device 2 from top to bottom and, when it enters the cavity of the receiving section, is picked up by swirling air flows from the swirls of the collector 5 located between the cover of the receiving section and the feed inlet of the raw material into the receiving section.

Для обеспечения направленного вихревого движения щели завихрителей направлены по касательной к корпусу реактора и наклонены под углом 10-15 градусов от продольной оси корпуса реактора газогенератора в сторону выхода газа.To ensure directed vortex movement, the slots of the swirls are directed tangentially to the reactor vessel and are inclined at an angle of 10-15 degrees from the longitudinal axis of the reactor vessel of the gas generator towards the gas outlet.

В результате сырье перемешивается с воздухом, образуя поток газосырьевой смеси, который постепенно перемещается к выходу выдающей секции.As a result, the raw material is mixed with air, forming a stream of gas-raw material mixture, which gradually moves to the outlet of the delivery section.

Завихривание сырья совместно с окислителем-воздухом необходимо для того, чтобы постоянно поддерживать сырье в полости реактора газификации во взвешенном состоянии и избежать осаждения сырья на нижнюю поверхность секций реактора газификации в процессе его переработки. Весьма существенно, и то, что в вихревом потоке обеспечивается качественное перемешивание сырья и окислителя, что создает оптимальные условия для его термохимической переработки.The swirling of the raw materials together with the oxidizing agent-air is necessary in order to constantly maintain the raw materials in the cavity of the gasification reactor in suspension and to avoid the deposition of raw materials on the lower surface of the sections of the gasification reactor during its processing. It is also very important that high-quality mixing of the raw material and the oxidizing agent is ensured in the vortex flow, which creates optimal conditions for its thermochemical processing.

В процессе перемещения газо-сырьевой смеси в полости принимающей секции действие вихревых сил от завихрителей первого коллектора постепенно уменьшается, однако оно восстанавливается при попадании ее в зону действия завихрителей второго коллектора, от которого завихрителями тангенциально вводится дополнительная порция разогретого окислителя-воздуха, которая восстанавливает степень закрутки потока газо-сырьевой смеси, а дополнительная порция окислителя активизирует процесс деструкции сырья. Аналогичные процессы проходят и в зоне действия третьего коллектора.In the process of moving the gas-raw material mixture in the cavity of the receiving section, the action of the vortex forces from the swirls of the first collector gradually decreases, however, it is restored when it falls into the swirling zone of the second collector, from which an additional portion of the heated oxidizer-air is tangentially introduced, which restores the degree of swirl the flow of the gas-raw material mixture, and an additional portion of the oxidizing agent activates the process of destruction of the raw material. Similar processes take place in the area of the third collector.

Горизонтальное расположение реактора газификации и, соответственно, горизонтально-вихревое продвижение газо-сырьевой массы в нем, требует меньшего давления продвигающего воздуха чем, например, при вертикальном расположении секций реактора газификации, а также обеспечивает переработку широкого спектра сырья, как жидкого, так и твердого, в том числе, крупноизмельченного, с высокой степенью влаги и примесей, высокой производительностью за счет создания оптимальных условий для его переработки в течение всего времени нахождения в реакторе, а также за счет большего времени его нахождения в реакторе газификации.The horizontal arrangement of the gasification reactor and, accordingly, the horizontal swirling of the gas-raw material mass in it, requires less pressure of the propelling air than, for example, when the sections of the gasification reactor are vertically arranged, and also provides the processing of a wide range of raw materials, both liquid and solid, including coarsely ground, with a high degree of moisture and impurities, high productivity due to the creation of optimal conditions for its processing during the entire time spent in the reactor And also due to a greater residence time within the gasification reactor.

Турбулизатор 4 при этом создает дополнительный вихрь за счет задержки нижней части общего потока газо-сырьевой смеси с отбрасыванием ее вверх и в сторону движения общего потока, что и создает дополнительный вихрь, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси секций реактора газификации, что позволяет полученным дополнительным вихрем поднять осевшие на нижнюю часть корпуса принимающей секции в районе турбулизатора 4 крупные частицы сырья и перенести их в зону действия вихревого потока в выдающей секции реактора газификации 1, что снижает количество не прореагировавшего сырья и повышает интенсивность процесса газификации. Как показали эксперименты, перекрытие турбулизатором именно 20-30% нижней части поперечного сечения реактора газификации позволяет создать достаточной силы дополнительный вихрь с поперечной осью, который поднимает и совместно с продольным потоком переносит крупные частицы сырья в зону действия вихревого потока в выдающей секции реактора газификации. В тоже время перекрытие турбулизатором 20-30% площади поперечного сечения секции реактора газификации увеличивает скорость продольного движения вихревого потока в месте установки турбулизатора.In this case, the turbulator 4 creates an additional vortex due to the delay of the lower part of the total flow of the gas-raw material mixture, dropping it up and towards the movement of the general flow, which creates an additional vortex, the longitudinal axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the gasification reactor sections, which allows the obtained additional vortex raise large particles of raw materials settled on the lower part of the housing of the receiving section in the region of the turbulator 4 and transfer them to the swirl flow zone in the issuing section of the gasification reactor 1, which reduces the amount of unreacted raw materials and increases the intensity of the gasification process. As experiments have shown, the turbulizer overlapping exactly 20-30% of the lower part of the cross section of the gasification reactor allows creating an additional vortex with a transverse axis of sufficient strength, which raises and together with the longitudinal flow transfers large particles of raw materials to the vortex flow action zone in the outflow section of the gasification reactor. At the same time, the turbulizer overlapping 20-30% of the cross-sectional area of the gasification reactor section increases the longitudinal velocity of the vortex flow at the turbulator installation site.

Таким образом, наличие в реакторе газификации 1 завихрителей и турбулизатора, а также указанные в описании места их расположения, обеспечивает практически полную газификацию сырья в реакторе 1.Thus, the presence of swirlers and a turbulizer in the gasification reactor 1, as well as the locations indicated in the description, provides almost complete gasification of the feedstock in the reactor 1.

Вырабатываемый в реакторе газификации 1 генераторный газ поступает в устройство 9, в котором из генераторного газа отделяются твердые примеси, они накапливаются в нижней части устройства и периодически удаляются устройством 10, а очищенный горячий генераторный газ поступает по трубопроводу 12 в реактор пиролиза 13.The generator gas generated in the gasification reactor 1 enters the device 9, in which solid impurities are separated, they accumulate in the lower part of the device and are periodically removed by the device 10, and the cleaned hot generator gas flows through a pipe 12 to the pyrolysis reactor 13.

Параллельно в реактор пиролиза 13 осуществляется загрузка углеродсодержащего сырья. Загрузка сырья осуществляется из емкости 20 по трубопроводу 22 насосом 21 через второй теплообменник 17, где осуществляется разогрев сырья, через распределительные трубопроводы 23 и завихрители 24, в которых возрастает скорость завихряющего потока сырья поступающего в реактор пиролиза 13.In parallel, the carbon-containing feed is loaded into the pyrolysis reactor 13. The feed is loaded from the tank 20 through the pipe 22 by the pump 21 through the second heat exchanger 17, where the feed is heated, through the distribution pipelines 23 and swirlers 24, in which the speed of the swirling flow of raw materials entering the pyrolysis reactor 13 increases.

Ввод горячего генераторного газа в реактор пиролиза 13 осуществляется тангенциально, что обеспечивает интенсивное перемешивание сырья и газа-теплоносителя и обуславливает высокоэффективный процесс скоростного пиролиза.The introduction of hot generator gas into the pyrolysis reactor 13 is carried out tangentially, which provides intensive mixing of raw materials and heat carrier gas and leads to a highly efficient high-speed pyrolysis process.

В реакторе пиролиза 13 происходит пиролиз сырья за счет тепла, вносимого в реактор пиролиза горячим генераторным газом, поступающим из реактора газификации 1 через устройство 9 и подогрева сырья при проходе его через второй теплообменник 17. Собственно, сам процесс пиролиза известен, подробно описан в литературе и нет необходимости подробно приводить его в данной заявке.In the pyrolysis reactor 13, the raw material is pyrolyzed due to the heat introduced into the pyrolysis reactor by the hot generator gas coming from the gasification reactor 1 through the device 9 and heating the raw material when it passes through the second heat exchanger 17. Actually, the pyrolysis process itself is known, described in detail in the literature and there is no need to give it in detail in this application.

В процессе работы реактора пиролиза 13, где сырье поддерживается внутри реактора определенное время за счет созданного вихревого движения сырья, происходит деструкция (разложение) сырья на пироуголь и парогазы.In the process of operation of the pyrolysis reactor 13, where the raw material is maintained inside the reactor for a certain time due to the created vortex motion of the raw material, the destruction (decomposition) of the raw material into pyrocarbon and steam and gas occurs.

Пироуголь накапливается в сборнике 14, откуда периодически удаляется устройством 15 в бункер охлаждения (не показан) из которого направляется на хранение или отгружается потребителю. Пироуголь может быть использован, в частности, как топливо, сорбент или углеродный восстановитель.Pyrocarbon is accumulated in the collector 14, from where it is periodically removed by the device 15 into the cooling hopper (not shown) from which it is sent for storage or shipped to the consumer. Pyrocarbon can be used, in particular, as a fuel, sorbent or carbon reducing agent.

Полученные в реакторе пиролиза 13 парогазы по газоходу 16 поступают в аппарат 18 их очистки и разделения. В качестве такого аппарата может быть использована ректификационная колонна, на которой из парогазов выделяются неконденсируемый газ, удаляемый дымососом 19 и несколько (например, две) фракций жидкого топлива. В качестве аппарата может быть использована широкая гамма оборудования. Применение того или иного аппарата диктуется видами перерабатываемого сырья и технологическими особенностями его переработки, или необходимостью получения конкретной гаммы продуктов. В любом случае для разделения парогазов на компоненты используется известное оборудование, которое не является предметом патентной охраны. Так, например, при использовании в качестве аппарата ректификационной колонны, из парогазов получают неконденсируемый газ, который может быть использован для получения тепла и электроэнергии, легкую фракцию жидкого топлива, близкую по свойствам к бензину, дизельному топливу, мазуту, которые могут использоваться для транспортных двигателей или турбин, более тяжелую фракцию жидкого топлива, близкую по свойствам к печному топливу, которая может использоваться в топках котельных.The combined-cycle gases obtained in the pyrolysis reactor 13 through a gas duct 16 enter the apparatus 18 for their purification and separation. As such an apparatus, a distillation column can be used, on which non-condensable gas is removed from the vapor gas, removed by the exhaust fan 19 and several (for example, two) fractions of liquid fuel. A wide range of equipment can be used as an apparatus. The use of a particular device is dictated by the types of processed raw materials and the technological features of its processing, or by the need to obtain a specific range of products. In any case, the well-known equipment that is not subject to patent protection is used to separate the combined cycle gases into components. So, for example, when using a distillation column as an apparatus, non-condensable gas is obtained from combined cycle gas, which can be used to generate heat and electricity, a light fraction of liquid fuel, similar in properties to gasoline, diesel fuel, fuel oil, which can be used for transport engines or turbines, a heavier fraction of liquid fuel, similar in properties to furnace fuel, which can be used in boiler furnaces.

Апробация агрегата осуществлялась на различных видах подаваемого в реактор газификации твердого топлива (опилки, измельченное и подсушенное топливо из помета, твердых бытовых отходов) и подаваемого в реактор пиролиза жидкого топлива (нефтешламы, активный ил очистных сооружений, отработанные масла) и показала высокую производительность и качество получаемых продуктов, а также низкие значения недожога сырья в процессе работы агрегата.The unit was tested on various types of solid fuel supplied to the gasification reactor (sawdust, crushed and dried fuel from litter, solid domestic waste) and liquid fuel supplied to the pyrolysis reactor (oil sludge, activated sludge from sewage treatment plants, and used oils) and showed high performance and quality the resulting products, as well as low values of raw materials burn during the operation of the unit.

Claims (3)

1. Агрегат термохимической переработки углеродсодержащего сырья, содержащий реактор пиролиза сырья, оснащенный устройствами загрузки в реактор подлежащего пиролизу сырья и выгрузки полученного пироугля, а также газовым выходом для отвода полученных парогазов, реактор газификации, предназначенный для получения генераторного газа, оснащенный устройством загрузки сырья и газовым выходом для отвода полученного генераторного газа, причем на корпусе реактора газификации установлены воздушные коллекторы, имеющие возможность соединения с выходом воздуходувки, с коллекторами связаны завихрители, введенные тангенциально в полость реактора газификации, а также аппарат разделения полученных в реакторе приролиза парогазов, к газовому выходу которого подсоединен дымосос, отличающийся тем, что агрегат оснащен устройством очистки от твердой фазы полученного в реакторе газификации генераторного газа, входом связанного с выходом реактора газификации, а выходом - с полостью реактора пиролиза, газовый выход которого посредством газохода подсоединен к входу аппарата разделения полученных в реакторе пиролиза парогазов, причем на газоходе образованы первый и второй теплообменники, рабочее пространство первого из которых соединено с воздуходувкой и с трубопроводами, подсоединенными к коллекторам реактора газификации, а второго - с емкостью для сырья реактора пиролиза, и посредством распределительных трубопроводов с завихрителями, введенными в полость реактора пиролиза, при этом реактор газификации расположен горизонтально и выполнен из двух секций - принимающей и выдающей, каждая из которых выполнена в виде обечайки, секции торцами состыкованы друг с другом, вход для загрузки сырья распложен в принимающей секции, а выход для отвода генераторного газа - в выдающей, причем реактор газификации оснащен турбулизатором, выполненным в виде пластины и установленным в принимающей секции реактора газификации в области ее стыка с выдающей секцией поперек продольной оси реактора газификации.1. The thermochemical processing unit of carbon-containing raw materials containing a raw material pyrolysis reactor equipped with devices for loading the raw material to be pyrolyzed in the reactor and unloading the obtained pyrochol, as well as a gas outlet for exhausting the combined steam and gas, a gasification reactor designed to produce generator gas, equipped with a raw material and gas loading device an outlet for discharging the produced generator gas, moreover, air collectors are installed on the gasification reactor body, which can be connected to by the blower outlet, swirls connected tangentially into the cavity of the gasification reactor, as well as a separation apparatus for the steam and gas obtained in the trolley reactor, are connected to the collectors, a smoke exhaust is connected to the gas outlet, characterized in that the unit is equipped with a device for cleaning the solid phase of the generator gas obtained in the gasification reactor, the inlet associated with the outlet of the gasification reactor, and the outlet with the cavity of the pyrolysis reactor, the gas outlet of which is connected through the gas duct to the inlet of the separation apparatus combined steam and gas gases obtained in the pyrolysis reactor, the first and second heat exchangers being formed on the gas duct, the working space of the first of which is connected to the blower and pipelines connected to the collectors of the gasification reactor, and the second to the capacity for the raw material of the pyrolysis reactor, and through distribution pipelines with swirls, introduced into the cavity of the pyrolysis reactor, while the gasification reactor is located horizontally and is made of two sections - receiving and issuing, each of which is made in the form of the seagulls, the ends of the sections are docked to each other, the input for loading the raw materials is located in the receiving section, and the outlet for removing the generator gas is in the issuing section, and the gasification reactor is equipped with a turbulator made in the form of a plate and installed in the receiving section of the gasification reactor in the area of its junction with the issuing section across the longitudinal axis of the gasification reactor. 2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что турбулизизатор перекрывает 20-30% площади поперечного сечения выдающей секции реактора газификации.2. The unit according to claim 1, characterized in that the turbulizer covers 20-30% of the cross-sectional area of the issuing section of the gasification reactor. 3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что первый из коллекторов расположен на принимающей секции реактора газификации между ее торцом и загрузочным входом, второй - на принимающей секции между загрузочным входом и стыком секций, а третий - на выдающей секции.3. The unit according to claim 1, characterized in that the first of the collectors is located on the receiving section of the gasification reactor between its end and the loading inlet, the second on the receiving section between the loading inlet and the junction of the sections, and the third on the issuing section.
RU2018111232A 2018-03-29 2018-03-29 Aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing raw material RU2682253C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111232A RU2682253C1 (en) 2018-03-29 2018-03-29 Aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111232A RU2682253C1 (en) 2018-03-29 2018-03-29 Aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing raw material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682253C1 true RU2682253C1 (en) 2019-03-18

Family

ID=65805944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018111232A RU2682253C1 (en) 2018-03-29 2018-03-29 Aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing raw material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682253C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779260C1 (en) * 2021-10-06 2022-09-05 Валерий Григорьевич Лурий Unit of thermochemical processing of carbon-containing raw materials (options)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124547C1 (en) * 1997-10-24 1999-01-10 Антоненко Владимир Федорович Method of thermally processing biomass
RU104672U1 (en) * 2010-12-14 2011-05-20 Валерий Григорьевич Лурий SOLID WASTE PROCESSING PLANT
WO2011140401A2 (en) * 2010-05-05 2011-11-10 Eci Research Development Company Method and apparatus for continuous production of carbonaceous pyrolysis by-products
RU125305U1 (en) * 2012-09-21 2013-02-27 Валерий Григорьевич Лурий INSTALLATION FOR GASIFICATION OF SOLID FUEL
RU144018U1 (en) * 2014-03-28 2014-08-10 Валерий Григорьевич Лурий INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL GENERATION OF ENERGY GASES FROM SOLID FUEL (OPTIONS)
US20160024389A1 (en) * 2013-04-10 2016-01-28 Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Co., Ltd. Biomass pyrolysis apparatus, and power generation system
RU2015151724A (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Валерий Григорьевич Лурий INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING RAW MATERIALS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124547C1 (en) * 1997-10-24 1999-01-10 Антоненко Владимир Федорович Method of thermally processing biomass
WO2011140401A2 (en) * 2010-05-05 2011-11-10 Eci Research Development Company Method and apparatus for continuous production of carbonaceous pyrolysis by-products
RU104672U1 (en) * 2010-12-14 2011-05-20 Валерий Григорьевич Лурий SOLID WASTE PROCESSING PLANT
RU125305U1 (en) * 2012-09-21 2013-02-27 Валерий Григорьевич Лурий INSTALLATION FOR GASIFICATION OF SOLID FUEL
US20160024389A1 (en) * 2013-04-10 2016-01-28 Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Co., Ltd. Biomass pyrolysis apparatus, and power generation system
RU144018U1 (en) * 2014-03-28 2014-08-10 Валерий Григорьевич Лурий INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL GENERATION OF ENERGY GASES FROM SOLID FUEL (OPTIONS)
RU2015151724A (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Валерий Григорьевич Лурий INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL PROCESSING OF CARBON-CONTAINING RAW MATERIALS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779260C1 (en) * 2021-10-06 2022-09-05 Валерий Григорьевич Лурий Unit of thermochemical processing of carbon-containing raw materials (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qureshi et al. A technical review on semi-continuous and continuous pyrolysis process of biomass to bio-oil
RU2392543C2 (en) Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes
CN1255515C (en) Polyhedral gasifier and relative method
US7638070B2 (en) Methods and apparatus for solid carbonaceous materials synthesis gas generation
RU2393200C2 (en) Method of thermal treatment of solid organic wastes and plant to this end
CN105602586A (en) System for urban sludge flue gas drying middle-temperature pyrolysis carbonization
US10428277B2 (en) Device for processing scrap rubber
US20180237699A1 (en) Duplex process for rapid thermochemical conversion of carbonaceous raw materials
RU2275416C1 (en) Thermochemical processing method of organic raw material to fuel components, plant for preforming the same
RU2627865C1 (en) Production method of synthetic gas from low-calorial brown coals with high-ash and device for its implementation
RU2632812C2 (en) Plant for thermochemical processing of carbonaceous raw material
RU139640U1 (en) HIGH SPEED PYROLYSIS REACTOR
RU2666559C1 (en) Installation for thermal processing of waste
RU2441053C2 (en) Pyrolysis furnace
RU2725434C1 (en) Method for thermal decomposition of loose organic matter in a vertical gasification reactor
RU2682253C1 (en) Aggregate for thermochemical treatment of carbon-containing raw material
RU104672U1 (en) SOLID WASTE PROCESSING PLANT
RU130312U1 (en) COMPLEX FOR PROCESSING BROWN COAL AND COAL WASTE
CA3005593A1 (en) Compact thermal processing equipment for treating a feed material, methods for manufacturing the equipments, thermal processes for producing liquid fuels using the equipment and uses of the liquid fuels thereby produced
RU2721695C1 (en) Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type
RU96572U1 (en) INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL MATERIALS
RU61844U1 (en) COMPLEX FOR THE PROCESSING OF SOLID DOMESTIC WASTE
RU106246U1 (en) ORGANIC RAW MATERIAL PROCESSING PLANT
RU114685U1 (en) INSTALLATION FOR GASIFICATION OF FUELABLE MATERIALS
RU74918U1 (en) SOLID FUEL CONVERSION INSTALLATION (OPTIONS)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210330