RU2683073C2 - Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials - Google Patents

Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials Download PDF

Info

Publication number
RU2683073C2
RU2683073C2 RU2018119324A RU2018119324A RU2683073C2 RU 2683073 C2 RU2683073 C2 RU 2683073C2 RU 2018119324 A RU2018119324 A RU 2018119324A RU 2018119324 A RU2018119324 A RU 2018119324A RU 2683073 C2 RU2683073 C2 RU 2683073C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
pyrolysis
pyrolysis chamber
tray
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2018119324A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018119324A (en
RU2018119324A3 (en
Inventor
Игорь Иванович Зоткин
Original Assignee
Игорь Иванович Зоткин
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 Игорь Иванович Зоткин filed Critical Игорь Иванович Зоткин
Priority to RU2018119324A priority Critical patent/RU2683073C2/en
Publication of RU2018119324A publication Critical patent/RU2018119324A/en
Publication of RU2018119324A3 publication Critical patent/RU2018119324A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2683073C2 publication Critical patent/RU2683073C2/en
Priority to PCT/RU2019/050054 priority patent/WO2019226079A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20—Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C10B47/32—Other processes in ovens with mechanical conveying means
    • C10B47/44—Other processes in ovens with mechanical conveying means with conveyor-screws
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B7/00—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven
    • C10B7/10—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with conveyor-screws

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to destructive distillation of carbon-containing materials in reactors with screw conveyors. Continuous reactor comprises pyrolysis chamber 1, combustion chamber 2, multi-screw conveyor, burners for combustion of liquid and / or gaseous fuel 7 and supercharger to feed air 8 into combustion chamber 2, which covers the entire pyrolysis chamber 1, and pyrolysis chamber 1 in its lower part comprises open channel 9 for movement of material by multi-screw conveyor, wherein pyrolysis chamber 1 and combustion chamber 2 are made in form of regular quadrangular prisms, upper bases of which are connected to exhaust domes 10, 11, exhaust cupola 11 of combustion chamber 2 envelopes exhaust cupola 10 of pyrolysis chamber 1 with formation between them of annular channel 13 of flue gases, open channel 9 of the multi-screw conveyor is made in the form of a row of trays 14 filling the prismatic volume of pyrolysis chamber 1, each tray 14 of row is formed by vertical walls and connecting them with semi-cylindrical shell, semicylindrical shells of trays 14 form wavy bottom of pyrolysis chamber 1, for transfer of material from tray to tray end section of each tray is connected to initial section of next tray window, kinematic chain of multi-screw conveyor and direction of screw coils are made with possibility of multiple movement of raw material through pyrolysis chamber 1 in two opposite directions, successively along all channel trays. Reactor can be equipped with cylindrical supercharge chamber 22, which is located under combustion chamber 2, separated from it by grate 23 and comprises tangential air supply 24, which is connected with supercharger 8. Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials is characterized by lower than in analogues, material consumption, labor intensity, production and operational costs.EFFECT: reactor is characterized by mobility, higher efficiency and is adapted for operation on solid fuel.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к деструктивной перегонке углеродсодержащих материалов в реакторах с шнековыми конвейерами.The invention relates to the destructive distillation of carbon-containing materials in reactors with screw conveyors.

В тексте описания реактор непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов для краткости именуется термином - реактор.In the text of the description, a continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials for the sake of brevity is called the term - reactor.

Известна установка для переработки органических материалов в масла, топлива и неконденсируемые пары утилизацией в пиролизной камере (SYSTEM FOR CONVERTING ORGANICK MATERIALS INTO OIL, FUEL AND UNCONDENSED VAPORS UTILISING A PYROLYSIS CHAMBER. US2014130404A1, МПК B01J6/00. Приоритет: 04.10.2014 г.). A known installation for processing organic materials into oils, fuels and non-condensable vapors by disposal in a pyrolysis chamber (SYSTEM FOR CONVERTING ORGANICK MATERIALS INTO OIL, FUEL AND UNCONDENSED VAPORS UTILISING A PYROLYSIS CHAMBER. US2014130404A1, IPC B01J6 / 00. Priority 04: 04.04.2014 .

Известная установка оснащена реактором непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов. Реактор содержит пиролизную камеру удлиненной формы, камеру нагрева, двойной шнековый конвейер, беспламенную горелку, газоход для выпуска парогазовой смеси и газоход для выпуска дымовых газов. Камера нагрева охватывает по существу всю пиролизную камеру. Стенки пиролизной камеры охватывают два шнека с образованием их общего закрытого канала для перемещения сырья. Беспламенная горелка установлена с возможностью подачи дымовых газов в камеру нагрева. Газоход для выпуска парогазовой смеси соединен с отверстием в стенке пиролизной камеры. Газоход для выпуска дымовых газов соединен с отверстием в стенке камеры нагрева.The known installation is equipped with a continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials. The reactor contains an elongated pyrolysis chamber, a heating chamber, a double screw conveyor, a flameless burner, a gas duct for discharging a gas-vapor mixture, and a gas duct for discharging flue gases. The heating chamber covers essentially the entire pyrolysis chamber. The walls of the pyrolysis chamber span two screws with the formation of their common closed channel for moving raw materials. A flameless burner is installed with the possibility of supplying flue gases to the heating chamber. The gas duct for the exhaust gas-vapor mixture is connected to the hole in the wall of the pyrolysis chamber. The flue gas duct is connected to an opening in the wall of the heating chamber.

Сырье поступает в приемную горловину двойного шнекового конвейера, который обеспечивает перемещение сырья через пиролизную камеру, перемешивание сырья, его равномерное прокаливание и транспортирование зольного остатка в отводящую горловину. Парогазовая смесь через отверстие в стенке пиролизной камеры и газоход для выпуска парогазовой смеси отводится в дистилляторы. Дымовые газы через отверстие в стенке камеры нагрева и газоход для выпуска дымовых газов отводятся в теплообменные устройства и в трубу. The raw material enters the inlet neck of a double screw conveyor, which ensures the movement of raw materials through the pyrolysis chamber, mixing of the raw material, its uniform calcination and transportation of the ash residue in the discharge neck. The vapor-gas mixture through the hole in the wall of the pyrolysis chamber and the gas duct for the release of the vapor-gas mixture is discharged to the distillers. Flue gases through a hole in the wall of the heating chamber and a flue for the exhaust of flue gases are discharged into heat exchangers and into the pipe.

Реактору известной установки присущи следующие недостатки.The reactor of the known installation has the following disadvantages.

Реактор не приспособлен к работе на продуктах пиролиза и требует значительных затрат на газо- и электроснабжение от внешних источников.The reactor is not adapted to work on pyrolysis products and requires significant costs for gas and electricity from external sources.

Реактор не приспособлен для работы на твердом топливе, что исключает его автономное применение вне сетей газо- и электроснабжения.The reactor is not suitable for operation on solid fuel, which excludes its autonomous use outside gas and electricity supply networks.

Аэродинамическое сопротивление газоходов для выпуска парогазовой смеси и дымовых газов повышает давление в пиролизной камере и камере сгорания. Процессы деструкции сырья и горения топлива замедляются, а производительность реактора уменьшается. The aerodynamic resistance of the gas ducts for the release of gas-vapor mixture and flue gases increases the pressure in the pyrolysis chamber and the combustion chamber. The processes of destruction of raw materials and fuel combustion are slowed down, and the performance of the reactor is reduced.

Двойной шнековый конвейер транспортирует сырье через пиролизную камеру однократно и в одном направлении. Производительность такого реактора зависит от длины канала двойного шнекового конвейера и скорости транспортирования сырья, которые обеспечивают необходимое время переработки. Полная переработка сырья требует большой длины двойного шнекового конвейера, пиролизной камеры, камеры нагрева и самого реактора. Реактор характеризуется высокой материалоемкостью и трудоемкостью изготовления, а его массогабаритные показатели затрудняют создание изделия в мобильном исполнении. A double screw conveyor transports raw materials through the pyrolysis chamber once and in one direction. The performance of such a reactor depends on the length of the channel of the twin screw conveyor and the speed of transportation of raw materials, which provide the necessary processing time. Complete processing of raw materials requires a large length of a double screw conveyor, a pyrolysis chamber, a heating chamber, and the reactor itself. The reactor is characterized by high material consumption and laboriousness of manufacture, and its overall dimensions make it difficult to create a product in a mobile version.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является реактор непрерывного действия для переработки органического сырья способом пиролиза (УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ СПОСОБОМ ПИРОЛИЗА. EA201690367A2 и WO2017007361A1. МПК C10B 47/44. Приоритет: 07.07.2015 г.). The closest technical solution adopted for the prototype is a continuous reactor for processing organic raw materials by the pyrolysis method (INSTALLATION FOR PROCESSING ORGANIC RAW MATERIALS BY THE PYROLYSIS METHOD. EA201690367A2 and WO2017007361A1. IPC C10B 47/44. Priority: 07.07.2015).

Реактор-прототип содержит пиролизную камеру удлиненной формы, камеру сгорания, многошнековый конвейер, горелки для сжигания жидкого и/или газообразного топлива, нагнетатель для подачи воздуха в камеру сгорания, газоход для выпуска парогазовой смеси и газоход для выпуска дымовых газов. Камера сгорания охватывает по существу всю пиролизную камеру. Пиролизная камера в нижней своей части содержит открытый канал для перемещения сырья многошнековым конвейером. Канал выполнен в виде лотка, поперечное сечение которого соответствует форме группы шнеков многошнекового конвейера. Горелки установлены в камере сгорания. Газоход для выпуска парогазовой смеси соединен с отверстием в стенке пиролизной камеры. Газоход для выпуска дымовых газов соединен с отверстием в стенке камеры сгорания и оснащен дымососом.The prototype reactor contains an elongated pyrolysis chamber, a combustion chamber, a multi-screw conveyor, burners for burning liquid and / or gaseous fuel, a supercharger for supplying air to the combustion chamber, a gas duct for discharging a gas mixture and a flue for discharging flue gases. The combustion chamber covers essentially the entire pyrolysis chamber. The pyrolysis chamber in its lower part contains an open channel for conveying raw materials by a multi-screw conveyor. The channel is made in the form of a tray, the cross section of which corresponds to the shape of a group of screws of a multi-screw conveyor. Burners are installed in the combustion chamber. The gas duct for the exhaust gas-vapor mixture is connected to the hole in the wall of the pyrolysis chamber. The flue gas duct is connected to an opening in the wall of the combustion chamber and is equipped with a smoke exhaust.

Сырье поступает в приемную горловину многошнекового конвейера, который обеспечивают перемещение сырья через пиролизную камеру, перемешивание сырья, его равномерное прокаливание и транспортирование зольного остатка в отводящую горловину. The raw material enters the inlet neck of a multi-screw conveyor, which ensures the movement of raw materials through the pyrolysis chamber, mixing of the raw material, its uniform calcination, and transportation of the ash residue in the discharge neck.

Парогазовая смесь через отверстие в стенке пиролизной камеры и газоход для выпуска парогазовой смеси отводится в дистилляторы. Дымовые газы через отверстие в стенке камеры сгорания, газоход для выпуска дымовых газов и теплообменные устройства отводятся в трубу посредством дымососа. Часть продуктов пиролиза используется как жидкое и/или газообразное топливо в горелках камеры сгорания. The vapor-gas mixture through the hole in the wall of the pyrolysis chamber and the gas duct for the release of the vapor-gas mixture is discharged to the distillers. Flue gases through a hole in the wall of the combustion chamber, a flue for exhausting flue gases and heat exchangers are discharged into the pipe by means of a smoke exhauster. Part of the pyrolysis products is used as liquid and / or gaseous fuel in the burners of the combustion chamber.

Сжигание части продуктов пиролиза в камере сгорания реактора снижает потребление энергии от внешних источников, дымосос ускоряет процессы горения, а применение многошнекового конвейера позволяет наращивать производительность реактора увеличением числа шнеков. The burning of a part of the pyrolysis products in the combustion chamber of the reactor reduces the energy consumption from external sources, the smoke exhauster accelerates combustion processes, and the use of a multi-screw conveyor allows increasing the reactor productivity by increasing the number of screws.

Однако аэродинамическое сопротивление газоходов для выпуска парогазовой смеси повышает давление в пиролизной камере и замедляет процессы деструкции сырья, а применение дымососов требует дополнительных производственных и эксплуатационных затрат.However, the aerodynamic resistance of the flues for the release of a gas-vapor mixture increases the pressure in the pyrolysis chamber and slows down the degradation of raw materials, and the use of exhaust fans requires additional production and operating costs.

Многошнековый конвейер реактора-прототипа транспортирует сырье через пиролизную камеру однократно и в одном направлении. Производительность этого реактора также зависит от длины канала многошнекового конвейера и скорости транспортирования сырья, которые обеспечивают необходимое время переработки. Полная переработка сырья требует большой длины многошнекового конвейера, пиролизной камеры, камеры сгорания и самого реактора. Реактор-прототип, как и аналог, характеризуется высокой материалоемкостью и трудоемкостью изготовления, а его массогабаритные показатели затрудняют создание изделия в мобильном исполнении. Прототипу присущи и другие недостатки аналога. The multi-screw conveyor of the prototype reactor transports raw materials through the pyrolysis chamber once and in one direction. The performance of this reactor also depends on the channel length of the multi-screw conveyor and the speed of transportation of raw materials, which provide the necessary processing time. Complete processing of raw materials requires a large length of multi-screw conveyor, pyrolysis chamber, combustion chamber and the reactor itself. The prototype reactor, as well as the analogue, is characterized by high material consumption and laboriousness of manufacture, and its overall dimensions make it difficult to create a product in a mobile version. The prototype also has other disadvantages of the analogue.

Задача, решаемая изобретением - создание компактного, высокопроизводительного и приспособленного к работе на твердом топливе реактора непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов.The problem solved by the invention is the creation of a compact, high-performance and adapted to work on solid fuel continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials.

Технический результат от использования изобретения заключается в снижении материалоемкости, трудоемкости и затрат на производство и эксплуатацию высокопроизводительного реактора непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов.The technical result from the use of the invention is to reduce the material consumption, the complexity and the cost of production and operation of a high-performance continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials.

Предлагаемый реактор содержит пиролизную камеру, камеру сгорания, многошнековый конвейер, горелки для сжигания жидкого и/или газообразного топлива, нагнетатель для подачи воздуха в камеру сгорания. Камера сгорания охватывает по существу всю пиролизную камеру. Пиролизная камера в нижней своей части содержит открытый канал для перемещения сырья многошнековым конвейером. The proposed reactor contains a pyrolysis chamber, a combustion chamber, a multi-screw conveyor, burners for burning liquid and / or gaseous fuel, a supercharger for supplying air to the combustion chamber. The combustion chamber covers essentially the entire pyrolysis chamber. The pyrolysis chamber in its lower part contains an open channel for conveying raw materials by a multi-screw conveyor.

Для достижения указанного технического результата предусмотрено следующее.To achieve the specified technical result, the following is provided.

Пиролизная камера и камера сгорания выполнены по существу в форме правильных четырехугольных призм, верхние основания которых соединены с вытяжными куполами. Вытяжной купол камеры сгорания охватывает вытяжной купол пиролизной камеры с образованием между ними кольцевого канала дымовых газов. Открытый канал многошнекового конвейера выполнен в виде ряда лотков, заполняющих призматический объем пиролизной камеры. Каждый лоток ряда образован вертикальными стенками и соединяющей их полуцилиндрической оболочкой. Полуцилиндрические оболочки лотков образуют волнообразное днище пиролизной камеры. Для перегрузки сырья из лотка в лоток конечный участок каждого лотка соединен окном с начальным участком следующего лотка. Кинематическая цепь многошнекового конвейера и направление витков шнеков выполнены с возможностью многократного перемещения сырья через пиролизную камеру в двух противоположных направлениях, последовательно по всем лоткам канала. The pyrolysis chamber and the combustion chamber are made essentially in the form of regular quadrangular prisms, the upper bases of which are connected to the exhaust domes. The exhaust dome of the combustion chamber covers the exhaust dome of the pyrolysis chamber with the formation of an annular channel of flue gases between them. The open channel of the multi-screw conveyor is made in the form of a series of trays filling the prismatic volume of the pyrolysis chamber. Each row tray is formed by vertical walls and a semi-cylindrical shell connecting them. The semi-cylindrical shells of the trays form a wavy bottom of the pyrolysis chamber. To reload raw materials from the tray to the tray, the final section of each tray is connected by a window to the initial section of the next tray. The kinematic chain of the multi-screw conveyor and the direction of the turns of the screws are made with the possibility of multiple movement of raw materials through the pyrolysis chamber in two opposite directions, sequentially across all channel trays.

Парогазовая смесь собирается вытяжным куполом пиролизной камеры и отводится в дистилляторы. Дымовые газы собираются вытяжным куполом камеры сгорания и через кольцевой канал дымовых газов между вытяжными куполами отводятся в трубу. The gas-vapor mixture is collected by the exhaust dome of the pyrolysis chamber and discharged to distillers. Flue gases are collected by the exhaust dome of the combustion chamber and through the annular channel of the flue gases between the exhaust domes are discharged into the pipe.

Реактор непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов может быть оснащен цилиндрической камерой наддува, которая размещена под камерой сгорания, отделена от нее колосниковой решеткой и содержит тангенциальный подвод воздуха, который соединен с нагнетателем.The continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials can be equipped with a cylindrical pressurization chamber, which is located under the combustion chamber, separated from it by a grate and contains a tangential air supply, which is connected to the supercharger.

При одинаковых длинах открытых каналов реактор с пиролизной камерой по существу в форме правильной четырехугольной призмы имеет меньшую наружную поверхность, размеры, материалоемкость и трудоемкость изготовления относительно реактора с удлиненной пиролизной камерой. With the same lengths of open channels, a reactor with a pyrolysis chamber essentially in the form of a regular quadrangular prism has a smaller outer surface, dimensions, material consumption and laboriousness of manufacture relative to a reactor with an extended pyrolysis chamber.

Указанный эффект следует из геометрических свойств квадратных оснований правильной четырехугольной призмы. Квадрат среди прямоугольников равной площади отличается наименьшим периметром, см. диаграмму на фиг. 5. Диаграмма показывает график зависимости периметра прямоугольника площадью 1 м2 от длины одной из его смежных сторон. Для построения зависимости использовано соотношение:The indicated effect follows from the geometric properties of the square bases of a regular quadrangular prism. The square among rectangles of equal area is characterized by the smallest perimeter, see the diagram in FIG. 5. The diagram shows a graph of the dependence of the perimeter of a rectangle of 1 m 2 on the length of one of its adjacent sides. To build the relationship used the ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

где: P - периметр прямоугольника, м; where: P is the perimeter of the rectangle, m;

S - площадь прямоугольника, м2;S is the area of the rectangle, m 2 ;

l - длина одной из смежных сторон прямоугольника, м.          l is the length of one of the adjacent sides of the rectangle, m

Из диаграммы следует, что периметр прямоугольника имеет минимальной значение у квадрата со стороной 1 м. From the diagram it follows that the perimeter of the rectangle has a minimum value for a square with a side of 1 m.

График позволяет в первом приближении оценить соотношение материалоемкости боковых стенок реактора при переходе от удлиненной формы пиролизной камеры с размером в плане 4×0.25 м к пиролизной камере в форме правильной четырехугольной призмы с размером в плане 1×1 м. Соотношение составляет 2:1 и подтверждает положительный эффект предлагаемого технического решения. The graph allows a first approximation to assess the ratio of the material consumption of the side walls of the reactor when moving from an elongated pyrolysis chamber with a size of 4 × 0.25 m to a pyrolysis chamber in the form of a regular quadrangular prism with a size of 1 × 1 m in plan. The ratio is 2: 1 and confirms the positive effect of the proposed technical solution.

Вытяжные купола обеспечивают вывод из реактора парогазовой смеси и дымовых газов с минимальным аэродинамическим сопротивлением, что ускоряет процессы деструкции сырья и сгорания топлива. Ускоренные процессы горения и деструкции обеспечивают большую производительность предлагаемого реактора относительно аналогов.Exhaust domes provide the conclusion of the gas-vapor mixture and flue gases from the reactor with minimal aerodynamic drag, which accelerates the processes of destruction of raw materials and fuel combustion. Accelerated combustion and destruction processes provide greater productivity of the proposed reactor relative to analogues.

Волнообразное днище пиролизной камеры и стенки лотков обеспечивают большую, чем у аналогов, поверхность нагрева и ускоренный разогрев реактора. The wavy bottom of the pyrolysis chamber and the walls of the trays provide a larger heating surface than accelerated counterparts and accelerated heating of the reactor.

Многократное перемещение сырья через пиролизную камеру в двух противоположных направлениях последовательно по всем лоткам канала обеспечивает ускоренную переработку сырья и увеличение производительности при минимальных размерах реактора. Multiple movement of raw materials through the pyrolysis chamber in two opposite directions sequentially across all channel trays provides accelerated processing of raw materials and an increase in productivity with minimal reactor sizes.

Цилиндрическая камера наддува с тангенциальным подводом воздуха от нагнетателя, обеспечивает автономную эксплуатацию мобильного реактора на твердом топливе без затрат на газо- и электроснабжение от внешних источников.A cylindrical charging chamber with a tangential air supply from the supercharger provides autonomous operation of a mobile solid fuel reactor without the cost of gas and electricity from external sources.

Общий вид предпочтительной конструкции реактора непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов показан на фиг. 1, на фиг. 2 - разрез А-А на фигуре 1, на фиг. 3 - пиролизная камера, на фиг. 4 - кинематическая схема многошнекового механизма, на фиг. 5 - диаграмма с графиком зависимости периметра прямоугольника площадью 1 м2 от длины одной из его смежных сторон.A general view of a preferred design of a continuous reactor for the pyrolysis of carbonaceous materials is shown in FIG. 1, in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1, in FIG. 3 - pyrolysis chamber, in FIG. 4 is a kinematic diagram of a multi-screw mechanism; FIG. 5 is a diagram with a graph of the dependence of the perimeter of a rectangle of 1 m 2 on the length of one of its adjacent sides.

Реактор непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов содержит пиролизную камеру 1, камеру сгорания 2, многошнековый конвейер со шнеками 3, 4, 5, привод 6 многошнекового конвейера, горелку 7 для сжигания жидкого и/или газообразного топлива, нагнетатель 8 для подачи воздуха в камеру сгорания. Камера сгорания 2 охватывает по существу всю пиролизную камеру 1. Пиролизная камера в нижней своей части содержит открытый канал 9 для перемещения сырья шнеками. The continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials contains a pyrolysis chamber 1, a combustion chamber 2, a multi-screw conveyor with screws 3, 4, 5, a drive 6 of the multi-screw conveyor, a burner 7 for burning liquid and / or gaseous fuel, a supercharger 8 for supplying air to the combustion chamber . The combustion chamber 2 covers essentially the entire pyrolysis chamber 1. The pyrolysis chamber in its lower part contains an open channel 9 for moving raw materials by screws.

Пиролизная камера 1 и камера сгорания 2 выполнены по существу в форме правильных четырехугольных призм, верхние основания которых соединены с вытяжными куполами 10 и 11. Камера сгорания 2 и ее вытяжной купол 11 изнутри покрыты футеровочным материалом 12. Вытяжной купол 11 камеры сгорания охватывает вытяжной купол 10 пиролизной камеры с образованием между ними кольцевого канала 13 для дымовых газов.The pyrolysis chamber 1 and the combustion chamber 2 are made essentially in the form of regular quadrangular prisms, the upper bases of which are connected to the exhaust domes 10 and 11. The combustion chamber 2 and its exhaust dome 11 are internally covered with lining material 12. The exhaust dome 11 of the combustion chamber covers the exhaust dome 10 pyrolysis chamber with the formation between them of an annular channel 13 for flue gases.

Открытый канал 9 многошнекового конвейера выполнен в виде ряда лотков 14, заполняющих призматический объем пиролизной камеры. Каждый лоток образован вертикальными стенками и соединяющей их полуцилиндрической оболочкой. Полуцилиндрические оболочки лотков образуют волнообразное днище пиролизной камеры.The open channel 9 of the multi-screw conveyor is made in the form of a series of trays 14 filling the prismatic volume of the pyrolysis chamber. Each tray is formed by vertical walls and a semi-cylindrical shell connecting them. The semi-cylindrical shells of the trays form a wavy bottom of the pyrolysis chamber.

Торцы лотков перекрыты стенками пиролизной камеры с отверстиями 15 под шнеки. Крайние лотки 3 и 5 соединены с горловинами 16, 17 для ввода сырья и вывода зольного остатка.The ends of the trays are blocked by the walls of the pyrolysis chamber with holes 15 for screws. The extreme trays 3 and 5 are connected with the necks 16, 17 for the input of raw materials and output ash residue.

Для перегрузки сырья из лотка в лоток конечный участок каждого лотка соединен окнами 18 с начальным участком следующего лотка. To reload raw materials from the tray to the tray, the final section of each tray is connected by windows 18 to the initial section of the next tray.

Кинематическая цепь многошнекового конвейера и направление витков шнеков выполнены с возможностью многократного перемещения сырья через пиролизную камеру в двух противоположных направлениях, последовательно по всем лоткам канала. Пример кинематической цепи показан на кинематической схеме фиг.4. Согласно кинематической схеме правому вращению мотор-редуктора 19 и валов цепных передач 20 и 21 соответствует правое направление витков шнеков 3 и 5 и левое направление витков шнека 4. Движение сырья в канале 9 на схеме показано стрелками.The kinematic chain of the multi-screw conveyor and the direction of the turns of the screws are made with the possibility of multiple movement of raw materials through the pyrolysis chamber in two opposite directions, sequentially across all channel trays. An example of a kinematic chain is shown in the kinematic diagram of FIG. 4. According to the kinematic diagram, the right rotation of the screw turns 3 and 5 and the left direction of the screw turns 4 correspond to the right rotation of the gear motor 19 and the shafts of the chain drives 20 and 21. The movement of raw materials in the channel 9 in the diagram is shown by arrows.

Реактор оснащен цилиндрической камерой наддува 22, которая размещена под камерой сгорания, отделена от нее колосниковой решеткой 23 и содержит тангенциальный подвод воздуха 24, который соединен с нагнетателем 8. В камере наддува установлена дверка 25 для естественной тяги воздуха в камеру сгорания и уборки остатков твердого топлива. Камера сгорания оснащена дверкой 26 для закладки твердого топлива. На вытяжных куполах установлены трубы 27 и 28. Часть продуктов пиролиза используется как жидкое и/или газообразное топливо в горелке 7 камеры сгорания.The reactor is equipped with a cylindrical boost chamber 22, which is located under the combustion chamber, separated from it by a grate 23 and contains a tangential air supply 24, which is connected to the supercharger 8. A door 25 is installed in the boost chamber for natural draft of air into the combustion chamber and removal of solid fuel residues . The combustion chamber is equipped with a door 26 for filling solid fuel. Pipes 27 and 28 are installed on the exhaust domes. Some of the pyrolysis products are used as liquid and / or gaseous fuel in the burner 7 of the combustion chamber.

Реактор непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов работает следующим образом.The continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials works as follows.

Реактор разогревается на жидком, газообразном или твердом топливе. Нагнетатель 8 подает воздух в цилиндрическую камеру наддува 22, через тангенциальный подвод 24. В камере наддува формируется вихревой поток воздуха, который через колосниковую решетку 23 поступает в камеру сгорания. По достижении температур деструкции сырья включается мотор-редуктор 19 привода 6 многошнекового конвейера. Шнеки 3, 4, 5 вращаются в одном направлении по часовой стрелке. Вал шнека 3 вращается мотор-редуктором 19, а валы шнеков 4 и 5 цепными передачами 21 и 22. The reactor is heated with liquid, gaseous or solid fuel. The supercharger 8 supplies air to the cylindrical chamber of the boost 22, through the tangential inlet 24. In the boost chamber, a vortex air flow is formed, which through the grate 23 enters the combustion chamber. Upon reaching the temperatures of the destruction of raw materials, the gear motor 19 of the drive 6 of the multi-screw conveyor is turned on. Screws 3, 4, 5 rotate in one direction clockwise. The shaft of the screw 3 is rotated by a gear motor 19, and the shafts of the screws 4 and 5 with chain gears 21 and 22.

Сырье подается в приемную горловину 16 лотка крайнего шнека 3 с правым наклоном витков. Шнеком 3 сырье вводится в пиролизную камеру, перемещается в сторону привода 6, перемешивается, прокаливается и подвергается деструкции.The raw material is fed into the receiving neck 16 of the tray of the auger 3 with a right tilt of the turns. Screw 3 feed is introduced into the pyrolysis chamber, moves towards the drive 6, mixes, calcines and undergoes destruction.

На конечном участке лотка 3 частично переработанное сырье через окно 18 перегружается в лоток шнека 4 с левым наклоном витков. Шнеком 4 сырье перемещается в противоположную сторону от привода 6. В лотке шнека 4 продолжается переработка сырья. На конечном участке лотка сырье и образовавшийся зольный остаток через второе окно 18 перегружаются в лоток шнека 5 с правым наклоном витков. Шнеком 5 остатки сырья и зольный остаток перемещаются повторно в сторону привода 6. Процессы деструкции сырья завершаются полной переработкой сырья в парогазовую смесь и зольный остаток, который направляется шнеком 5 в горловину 17 вывода зольного остатка. Парогазовая смесь собирается вытяжным куполом 10 и через трубу 27 направляется в дистилляторы. Часть продуктов пиролиза используется как жидкое и/или газообразное топливо в горелке 7 камеры сгорания. In the final section of the tray 3, partially processed raw materials are reloaded through the window 18 into the tray of the screw 4 with a left tilt of the turns. The screw 4 feed moves in the opposite direction from the drive 6. In the tray screw 4 continues processing of raw materials. In the final section of the tray, the raw materials and the ash residue formed are transferred through the second window 18 into the screw tray 5 with the right-hand inclination of the turns. With screw 5, the residues of the raw materials and the ash residue are moved repeatedly to the side of the drive 6. The processes of destruction of the raw materials are completed by the complete processing of the raw materials into the gas-vapor mixture and the ash residue, which is sent by screw 5 to the neck 17 of the ash residue outlet. The gas-vapor mixture is collected by the exhaust dome 10 and sent through the pipe 27 to the distillers. A part of the pyrolysis products is used as liquid and / or gaseous fuel in the burner 7 of the combustion chamber.

Наружные стенки, днище и вытяжной купол пиролизной камеры нагреваются дымовыми газами, которые собираются вытяжным куполом 11 и направляются в трубу 28.The outer walls, the bottom and the exhaust dome of the pyrolysis chamber are heated by flue gases, which are collected by the exhaust dome 11 and sent to the pipe 28.

Компактный реактор непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов характеризуется меньшей, чем у аналогов, материалоемкостью, трудоемкостью, производственными и эксплуатационными затратами. Реактор отличается большей производительностью и приспособлен к работе на твердом топливе. A compact continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials is characterized by less material consumption, laboriousness, production and operating costs than analogues. The reactor is characterized by greater productivity and is adapted to work on solid fuel.

Производство реактора непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов реализовано в условиях металлообрабатывающего завода. The production of a continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials was implemented in a metal processing plant.

Эксплуатационная надежность и промышленная применимость предлагаемого изобретения подтверждена стендовыми испытаниями и эксплуатацией опытного образца.The operational reliability and industrial applicability of the invention is confirmed by bench tests and the operation of a prototype.

Claims (2)

1. Реактор непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов, содержащий пиролизную камеру, камеру сгорания, многошнековый конвейер, горелки для сжигания жидкого и/или газообразного топлива и нагнетатель для подачи воздуха в камеру сгорания, которая охватывает по существу всю пиролизную камеру, а пиролизная камера в нижней своей части содержит открытый канал для перемещения сырья многошнековым конвейером, отличающийся тем, что пиролизная камера и камера сгорания выполнены по существу в форме правильных четырехугольных призм, верхние основания которых соединены с вытяжными куполами, вытяжной купол камеры сгорания охватывает вытяжной купол пиролизной камеры с образованием между ними кольцевого канала дымовых газов, открытый канал многошнекового конвейера выполнен в виде ряда лотков, заполняющих призматический объем пиролизной камеры, каждый лоток образован вертикальными стенками и соединяющей их полуцилиндрической оболочкой, полуцилиндрические оболочки лотков образуют волнообразное днище пиролизной камеры, для перегрузки сырья из лотка в лоток конечный участок каждого лотка соединен окном с начальным участком следующего лотка, кинематическая цепь многошнекового конвейера и направление витков шнеков выполнены с возможностью многократного перемещения сырья через пиролизную камеру в двух противоположных направлениях последовательно по всем лоткам канала.1. A continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials, containing a pyrolysis chamber, a combustion chamber, a multi-screw conveyor, burners for burning liquid and / or gaseous fuel and a supercharger for supplying air to the combustion chamber, which covers essentially the entire pyrolysis chamber, and the pyrolysis chamber its lower part contains an open channel for moving raw materials with a multi-screw conveyor, characterized in that the pyrolysis chamber and the combustion chamber are made essentially in the form of regular quadrangular Rism, the upper bases of which are connected to the exhaust domes, the exhaust dome of the combustion chamber covers the exhaust dome of the pyrolysis chamber with the formation of an annular flue gas channel between them, the open channel of the multi-screw conveyor is made in the form of a series of trays filling the prismatic volume of the pyrolysis chamber, each tray is formed by vertical walls connecting them with a semi-cylindrical shell, the semi-cylindrical shells of the trays form a wavy bottom of the pyrolysis chamber, for the transfer of raw materials from the tray to the tray echny portion of each tray a window is connected with an initial portion of the next tray with a kinematic chain multi-screw conveyor and the direction of the screw turns are made to repeatedly move the feed through the pyrolysis chamber in two opposite directions successively in all trays channel. 2. Реактор непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов по п. 1, отличающийся тем, что оснащен цилиндрической камерой наддува, которая размещена под камерой сгорания, отделена от нее колосниковой решеткой и содержит тангенциальный подвод воздуха, который соединен с нагнетателем.2. The continuous reactor for the pyrolysis of carbon-containing materials according to claim 1, characterized in that it is equipped with a cylindrical charge chamber, which is located under the combustion chamber, separated from it by a grate and contains a tangential air supply, which is connected to the supercharger.
RU2018119324A 2018-05-25 2018-05-25 Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials RU2683073C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119324A RU2683073C2 (en) 2018-05-25 2018-05-25 Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials
PCT/RU2019/050054 WO2019226079A1 (en) 2018-05-25 2019-04-27 Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119324A RU2683073C2 (en) 2018-05-25 2018-05-25 Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018119324A RU2018119324A (en) 2018-08-06
RU2018119324A3 RU2018119324A3 (en) 2019-01-24
RU2683073C2 true RU2683073C2 (en) 2019-03-26

Family

ID=63113024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018119324A RU2683073C2 (en) 2018-05-25 2018-05-25 Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2683073C2 (en)
WO (1) WO2019226079A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU116970U1 (en) * 2012-03-05 2012-06-10 Владимир Ильич Кормилицын PLANT FOR LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS OF HOUSEHOLD, AGRICULTURAL AND INDUSTRIAL WASTE
RU2582698C1 (en) * 2014-12-29 2016-04-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Method for thermal processing of organic raw materials and device therefor
US9505984B2 (en) * 2010-05-05 2016-11-29 Carbon Research & Development, Co. Method and apparatus for continuous production of carbonaceous pyrolysis by-products

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017007361A1 (en) * 2015-07-07 2017-01-12 Константин Владимирович ЛАДЫГИН Plant for processing organic raw material using pyrolysis method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9505984B2 (en) * 2010-05-05 2016-11-29 Carbon Research & Development, Co. Method and apparatus for continuous production of carbonaceous pyrolysis by-products
RU116970U1 (en) * 2012-03-05 2012-06-10 Владимир Ильич Кормилицын PLANT FOR LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS OF HOUSEHOLD, AGRICULTURAL AND INDUSTRIAL WASTE
RU2582698C1 (en) * 2014-12-29 2016-04-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Method for thermal processing of organic raw materials and device therefor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019226079A1 (en) 2019-11-28
RU2018119324A (en) 2018-08-06
RU2018119324A3 (en) 2019-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130020190A1 (en) Rotary Retort System
US7832343B2 (en) Pyrolyzer with dual processing shafts
AU2010363909B2 (en) Coal material decomposing device with screw-type cabin
EP2634236B1 (en) External heating type coal material decomposition apparatus with multiple tubes
US20050240068A1 (en) Dephlegmatic phased method of organic waste utilization and dephlegmatic pyrolysis apparatus
WO2016203232A1 (en) A gasification system
RU182327U1 (en) REACTOR FOR THE PYROLYSIS OF CARBON-CONTAINING MATERIALS
RU2482160C1 (en) Method for thermal processing of organic material and apparatus for realising said method
CN105838447A (en) Biomass gasified gas system and ash removal and slag discharging dust removal system thereof
AU2012359291A1 (en) Continuous pyrolysis apparatus
RU2683073C2 (en) Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials
EP2478069A1 (en) Reactor for pyrolysis of biomass
CN201071356Y (en) Continuous-cracking equipment for waste plastics
RU2608155C1 (en) Screw-tube furnace (versions)
CN102719258A (en) System and method for continuous pyrolysis and recycling application of biomass
RU2768809C1 (en) Mobile pyrolysis reactor module for thermal processing of wastes
RU207663U1 (en) MOBILE PYROLYSIS REACTOR MODULE FOR WASTE THERMAL PROCESSING COMPLEXES
CN102504847A (en) External heating biomass pyrolyzing device
CN205974417U (en) Biomass gasification gas system and arrange ash dust pelletizing system of slagging tap thereof
EP3296379A1 (en) Device for pyrolysis of plastic wastes
RU2672280C1 (en) Mobile installation for thermal processing of solid municipal waste at landfill
CN206755188U (en) A kind of Oil Paint Slag innocent treatment equipment
CN103788978A (en) Internal-combustion heating rotary vane type biomass pyrolysis liquefying device
WO2022047769A1 (en) Closed-loop internal circulation moving bed cracking device and working method therefor
CN109337696A (en) Rotary carbonizing furnace