RU2698829C1 - Installation of pyrolytic processing of solid carbon-containing materials - Google Patents
Installation of pyrolytic processing of solid carbon-containing materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698829C1 RU2698829C1 RU2018146929A RU2018146929A RU2698829C1 RU 2698829 C1 RU2698829 C1 RU 2698829C1 RU 2018146929 A RU2018146929 A RU 2018146929A RU 2018146929 A RU2018146929 A RU 2018146929A RU 2698829 C1 RU2698829 C1 RU 2698829C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- gas
- retort
- length
- pos
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C10B27/00—Arrangements for withdrawal of the distillation gases
- C10B27/02—Arrangements for withdrawal of the distillation gases with outlets arranged at different levels in the chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию химической промышленности, конкретно - к установкам термической переработки твердых углеродсодержащих материалов для получения газа, кокса, дегтя и подобных продуктов.The invention relates to equipment of the chemical industry, in particular to installations for the thermal processing of solid carbon-containing materials to produce gas, coke, tar and similar products.
Известны установки непрерывно-периодического действия для пиролиза углеродсодержащих материалов, содержащие питатель (который осуществляет формирование герметичной пробки на границе питатель - реторта и подачу обрабатываемого материала в реторту) и реторту, выполненную в виде трубы для плавного перемещения частиц перерабатываемого материала через зоны уплотнения, сушки и пиролиза, с перфорацией в зоне подвода тепла и газоотводящими коллекторами вне реторты для сбора и отвода летучих продуктов пиролиза. За счет сил трения, возникающих между загружаемым перерабатываемым материалом (например, биомассой) и внутренней поверхностью реторты, происходит формирование газоплотной пробки из исходного материала, которая обеспечивает заданный уровень герметичности реторты. Герметичность выражается в невозможности самопроизвольного проникновения существенного для процесса пиролиза или нарушения условий безопасности количества продуктов термического разложения материала за пределы устройства в окружающую среду. За счет хорошего примыкания уплотненного материала к стенкам реторты в зоне сушки обеспечивается интенсивный теплообмен. Нагрев реторты производится любым доступным способом: электрическим нагревателем, горячими продуктами сгорания или иным. Примером технической реализации устройства для применения в установках термической переработки, включающего в том числе брикетный пресс, является, например, устройство по патенту СССР №57761 «Загрузочное устройство для газогенераторов высокого давления», приоритет от 28.12.1936.Known installations of continuous periodic action for the pyrolysis of carbon-containing materials containing a feeder (which performs the formation of a sealed tube at the feeder-retort boundary and supplying the processed material to the retort) and a retort made in the form of a pipe for smoothly moving particles of the processed material through the compaction, drying and pyrolysis, with perforation in the heat supply zone and gas exhaust manifolds outside the retort for the collection and removal of volatile pyrolysis products. Due to the frictional forces arising between the loaded processed material (for example, biomass) and the inner surface of the retort, a gas-tight plug is formed from the source material, which provides a given level of tightness of the retort. Tightness is expressed in the impossibility of spontaneous penetration of the amount of thermal decomposition products significant for the pyrolysis process or violation of safety conditions outside the device into the environment. Due to the good adhesion of the compacted material to the walls of the retort in the drying zone, intense heat transfer is ensured. The retort is heated in any way possible: an electric heater, hot combustion products or otherwise. An example of a technical implementation of a device for use in thermal processing plants, including including a briquette press, is, for example, a device according to USSR patent No. 57761 “Loading device for high pressure gas generators”, priority dated 12/28/1936.
Недостатком загрузочных устройств подобных установок является громоздкость и сложность конструкции (в т.ч. контуров уплотнения), что представляется избыточным для работы с относительно небольшими давлениями.A disadvantage of the loading devices of such installations is the bulkiness and complexity of the design (including the sealing loops), which seems excessive for working with relatively low pressures.
Известна также установка для непрерывного пиролиза, приведенная в патенте RU №2408654 «Установка непрерывного действия для пиролиза углеродсодержащих материалов», приоритет от 16.03.2009. Основными элементами установки являются бункер-накопитель, загрузочное устройство, оснащенное шнековым питателем-уплотнителем, посредством которого реализуется непрерывная подача измельченных углеродсодержащих отходов внутрь реторты при одновременном достижении ее герметичности, реторта, где непрерывно, при постепенном перемещении материала шнеком к узлу разгрузки, осуществляются сушка и пиролиз перерабатываемого материала, а также отвод образующихся газообразных продуктов через систему газоотведения. Между питателем и ретортой установлена муфта переменного сечения для формирования пробки из перерабатываемого материала для гарантированного обеспечения заданного уровня герметичности реторты.A continuous pyrolysis apparatus is also known, which is described in RU Patent No. 2,408,654 “Continuous pyrolysis apparatus for the pyrolysis of carbon-containing materials”, priority dated 16.03.2009. The main elements of the installation are a storage hopper, a loading device equipped with a screw feeder-compactor, through which a continuous supply of crushed carbon-containing waste is realized inside the retort while achieving its tightness, retort, where the drying is carried out continuously, with the screw moving to the unloading unit, and pyrolysis of the processed material, as well as the removal of the resulting gaseous products through the gas removal system. A coupling of variable cross section is installed between the feeder and the retort to form a cork from the processed material to ensure a specified level of retort tightness.
Недостатком установки является громоздкость конструкции, относительная технологическая сложность изготовления и сборки, обусловленная наличием шнека подачи и шнека, находящегося в реторте, требующих организации выносных подшипниковых узлов и герметичных уплотнений вала в условиях высокой температуры, кислой среды и присутствия абразивных частиц. Площадь непосредственного контакта перерабатываемого материала с внутренней поверхностью реторты при использовании шнека невелико. Кроме того, при равных диаметрах загрузочного устройства шнек обеспечивает меньшую производительность, чем поршень. Невозможно использовать реторту с сечением, отличным от круглого.The disadvantage of this installation is the cumbersome design, the relative technological complexity of manufacturing and assembly, due to the presence of a feed screw and a screw located in the retort, requiring the organization of remote bearing units and tight shaft seals in conditions of high temperature, acidic environment and the presence of abrasive particles. The area of direct contact of the processed material with the inner surface of the retort when using a screw is small. In addition, with equal diameters of the loading device, the screw provides less productivity than the piston. You cannot use a retort with a cross-section other than round.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения выбрана установка термической переработки углеродсодержащих материалов, описанная в патенте RU 2613044, приоритет от 10.07.2015. Основными элементами ближайшего аналога являются силовой возвратно-поступательный механизм с приводом, поршень, направляющая, вырез с приемным лотком, реторта, в которой выделены зоны уплотнения, сушки и пиролиза, перфорация и газовые коллекторы.The installation of thermal processing of carbon-containing materials described in patent RU 2613044, priority date 10.07.2015, was chosen as the closest analogue of the proposed technical solution. The main elements of the closest analogue are a power reciprocating mechanism with a drive, a piston, a guide, a cutout with a receiving tray, a retort, in which there are highlighted areas of sealing, drying and pyrolysis, perforation and gas collectors.
К недостатку ближайшего аналога следует отнести необходимость обязательного поддержания заданной температуры стенки реторты в зонах уплотнения, сушки и пиролиза. При слишком низкой температуре стенки в зонах сушки и пиролиза происходит значительное увеличение силы трения брикета из уплотненного материала о стенки реторты за счет недостаточного выделения продуктов термического разложения, выполняющих роль смазки. Это может приводить к потере работоспособности системы из-за невозможности проталкивания новых порций материала. Устраняется данный негативный эффект только после нагревания стенок реторты до необходимой температуры. В свою очередь, при превышении рабочей температуры стенки реторты в зоне уплотнения интенсифицируется процесс сушки и термического разложения, что приводит к снижению уровня герметизации уплотненного слоя материала и нерасчетному повышенному выходу продуктов термического разложения. Следует отметить в этой связи, что процесс регулировки температуры стенки реторты зависит от нескольких параметров, в том числе расхода перерабатываемого материала, и это является проблемным с точки зрения надежной автоматизации и обеспечения безопасности работы установки. Кроме того, обязательное наличие перфорации и газовых коллекторов устройства - ближайшего аналога приводит к уменьшению площади наружной теплообменной поверхности реторты, создает затруднения технологического характера (например, при нанесении оребрения на внешнюю поверхность реторты с целью увеличения площади теплообменной поверхности), усложняет процесс изготовления установки, увеличивает ее массогабаритные показатели и стоимость.The disadvantage of the closest analogue is the need to maintain the required temperature of the retort wall in the areas of compaction, drying and pyrolysis. If the wall temperature is too low in the drying and pyrolysis zones, a significant increase in the friction force of the briquette from the compacted material on the retort walls occurs due to insufficient isolation of thermal decomposition products that act as a lubricant. This can lead to loss of system performance due to the inability to push new portions of material. This negative effect is eliminated only after heating the walls of the retort to the required temperature. In turn, when the working temperature of the retort wall is exceeded in the sealing zone, the drying and thermal decomposition process is intensified, which leads to a decrease in the level of sealing of the compacted material layer and an unaccounted for increased yield of thermal decomposition products. It should be noted in this regard that the process of adjusting the temperature of the retort wall depends on several parameters, including the consumption of the processed material, and this is problematic from the point of view of reliable automation and ensuring the safety of the installation. In addition, the mandatory presence of perforations and gas manifolds of the device, the closest analogue, leads to a decrease in the area of the outer heat exchange surface of the retort, creates technological difficulties (for example, when applying fins to the outer surface of the retort to increase the area of the heat exchange surface), complicates the manufacturing process of the installation, increases its overall dimensions and cost.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является переход к конструктивно-технологическому облику устройства, позволяющему избежать строгого поддержания заданной температуры в зонах уплотнения, сушки и пиролиза, а также отказаться от использования перфорации и газовых коллекторов, что позволит снизить массу и габариты, трудоемкость изготовления, сборки и регулировки устройства, расширить диапазон рабочих режимов, обеспечить возможность изменения давления уплотнения перерабатываемого материала в широком диапазоне, увеличить площадь наружной теплообменной поверхности реторты и обеспечить возможность нанесения высокотехнологичного оребрения (например, спирального), дополнительно увеличивающего площадь наружной теплообменной поверхности реторты.The technical result of the invention is the transition to the structural and technological appearance of the device, which avoids the strict maintenance of the set temperature in the areas of compaction, drying and pyrolysis, and also eliminates the use of perforation and gas reservoirs, which will reduce the weight and dimensions, the complexity of manufacturing, assembly and adjustment devices, expand the range of operating modes, provide the ability to change the compaction pressure of the processed material in a wide range, it square outer heat exchange surface of the retort and to enable application of high-tech fin (e.g., helical), further increasing the heat transfer area of the outer surface of the retort.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для пиролиза твердых углеродсодержащих материалов на входе в реторту, выполненную в виде трубы, предназначенную для термического разложения материала без доступа воздуха, соосно установлено устройство загрузочное герметичное (УЗГ), которое выполнено в виде трубы переменного сечения и включает зону уплотнения, газоплотную зону и зону транзита, при этом в газоплотной зоне УЗГ в один ряд равномерно по периметру размещено не менее двух снабженных газовыми уплотнениями регулируемых упоров с возможностью перекрытия ими до 30% проходного сечения УЗГ, зона уплотнения и газоплотная зона УЗГ выполнены с одинаковой формой проходного поперечного сечения миделем D=20…100 мм, длина зоны уплотнения УЗГ составляет (0,5…7,5)D, длина газоплотной зоны УЗГ составляет (0,5…2,0)D, зона транзита УЗГ и реторта выполнены с одинаковым проходным сечением (1,02…1,08)D, длина зоны транзита УЗГ составляет (0,5…2,0)D, при этом длина входящего в состав зоны транзита переходного участка увеличения миделя составляет от 0 до 0,15D, упоры размещены на расстоянии до 0,2D от границы газоплотной зоны и зоны транзита УЗГ, между силовым приводом и УЗГ выполнено загрузочное окно длиной (1,0…5,0)D, а поршень силового привода выполнен с миделем (0,95…0,99)D и длиной рабочего хода от нулевой точки направляющей, имеющей длину (0,1…3,0)D, до границы зоны уплотнения и газоплотной зоны УЗГ, при этом реторта выполнена без перфорации и газовых коллекторов. Кроме того, линия движения упора при регулировке может быть размещена в плоскости продольной оси УЗГ под углом ±60° к нормали к продольной оси УЗГ. Между УЗГ и ретортой также может быть введена теплоизолирующая вставка шириной (0,1…3,0)D с миделем, равным миделю зоны транзита УЗГ и миделю реторты. Реторта может быть выполнена с наружным оребрением. Зона уплотнения, газоплотная зона, зона транзита УЗГ и реторта могут быть выполнены с одинаковым проходным сечением.The specified technical result is achieved by the fact that in the installation for the pyrolysis of solid carbon-containing materials at the inlet to the retort, made in the form of a pipe, designed for thermal decomposition of the material without air access, coaxially installed sealed loading device (UZG), which is made in the form of a pipe of variable cross-section and includes a sealing zone, a gas tight zone and a transit zone, while at the same time in the gas tight zone of the ultrasonic testing machine at least two regulators equipped with gas seals are placed uniformly along the perimeter adjustable stops with the possibility of overlapping them up to 30% of the passage section of the ultrasonic wave, the sealing zone and the gas tight zone of the ultrasonic wave are made with the same shape of the passage cross section midsection D = 20 ... 100 mm, the length of the sealing zone of the ultrasonic wave is (0.5 ... 7.5) D, the length of the gas-tight zone of the ultrasonic testing is (0.5 ... 2.0) D, the transit zone of the ultrasonic testing and retort are made with the same cross-section (1.02 ... 1.08) D, the length of the transit zone of the ultrasonic testing is (0.5 ... 2.0 ) D, while the length of the transitional zone of the transition section of the increase in the midsection is from 0 to 0.15D, the stops are placed at a distance and up to 0.2 D from the boundary of the gas tight zone and the transit zone of the ultrasonic drive, between the power drive and the ultrasonic drive there is a loading window with a length of (1.0 ... 5.0) D, and the piston of the power drive is made with a midsection (0.95 ... 0.99) D and the stroke length from the zero point of the guide, having a length (0.1 ... 3.0) D, to the border of the sealing zone and the gas tight zone of the ultrasonic testing, while the retort is made without perforation and gas reservoirs. In addition, the line of movement of the emphasis during adjustment can be placed in the plane of the longitudinal axis of the ultrasonic scan at an angle of ± 60 ° to the normal to the longitudinal axis of the ultrasonic scan. Between the USG and the retort, a heat-insulating insert with a width of (0.1 ... 3.0) D with a midship equal to the midsection of the transit zone of the USG and the midsection of the retort can also be introduced. Retort can be performed with external finning. The sealing zone, the gas tight zone, the transit zone of the UZG and the retort can be made with the same flow area.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства по предлагаемому техническому решению. На фиг. 2, 3 показаны соотношения размеров элементов устройства. На фиг. 4 представлено поперечное сечение УЗГ в плоскости упоров.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device according to the proposed technical solution. In FIG. 2, 3 show the aspect ratio of the elements of the device. In FIG. 4 shows the cross section of the ultrasonic scan in the plane of the stops.
Приняты обозначения:Designations accepted:
1 - силовой привод (например, гидроцилиндр),1 - power drive (for example, a hydraulic cylinder),
2 - поршень,2 - piston
3 - направляющая,3 - guide,
4 - загрузочное окно,4 - boot window
5 - устройство загрузочное герметичное,5 - tight boot device,
6 - упор,6 - emphasis
7 - теплоизоляционная вставка (вариант),7 - heat-insulating insert (option),
8 - реторта,8 - retort,
9 - оребрение (вариант),9 - ribbing (option),
10 - зона уплотнения,10 - sealing zone,
11 - газоплотная зона,11 - gas tight zone,
12 - зона транзита.12 - transit zone.
Устройство по предлагаемому техническому решению имеет следующие характерные особенности (см. фиг. 1). Установка, включая силовой привод поз. 1 с поршнем поз. 2 и направляющей поз. 3, монтируется на жестком основании (опоре, станине, фундаменте - на фиг. 1 не показано) соосно реторте поз. 8. На входе в реторту дополнительно установлено УЗГ поз. 5 Зона уплотнения поз. 10, газоплотная зона поз. 11 и зона транзита поз. 12 являются функциональными участками УЗГ поз. 5. Между направляющей поз. 3 и УЗГ поз. 5 размещено загрузочное окно поз. 4, заполняемое перерабатываемым материалом. Упоры поз. 6 в количестве не менее двух устанавливаются в УЗГ поз. 5 и снабжаются газовыми уплотнениями (на фиг. 1 не показано). Между УЗГ поз. 5 и ретортой поз. 8 для уменьшения интенсивности теплопередачи может быть установлена теплоизоляционная вставка поз. 7 (вариант). Реторта поз. 8 изготавливается из материала с хорошей теплопроводностью (например, нержавеющей стали) и может иметь оребрение поз. 9 (вариант) для дополнительного увеличения площади наружной теплообменной поверхности. Открытый торец реторты поз. 8 представляет собой выход для продуктов термического разложения углеродсодержащего материала (летучих и углистого остатка). Нагрев реторты поз. 8 может осуществляться любым доступным способом (например, посредством электронагрева или нагрева горячими дымовыми газами) обеспечивающим подвод тепловой энергии через стенку с последующей теплоотдачей перерабатываемому материалу и продуктам его разложения.The device according to the proposed technical solution has the following characteristic features (see Fig. 1). Installation, including power drive pos. 1 with piston pos. 2 and the guide pos. 3, is mounted on a rigid base (support, bed, foundation - not shown in Fig. 1) coaxially with the retort pos. 8. At the entrance to the retort is additionally installed ultrasound pos. 5 Sealing zone pos. 10, gas tight zone pos. 11 and the transit zone pos. 12 are functional sections of the
Устройство по предлагаемому техническому решению функционирует следующим образом. Поршень поз. 2 силовым приводом поз. 1 выдвигается до нулевой точки направляющей поз. 3 (см. фиг. 2), далее происходит заполнение перерабатываемым углеродсодержащим материалом объема загрузочного окна поз. 4, после чего поршень поз. 2 вдвигается силовым приводом поз. 1 в УЗГ поз. 5, проталкивая материал через зону уплотнения поз. 10 (в которой производится уплотнение перерабатываемого материала за счет силы давления поршня поз. 2 с одной стороны и сопротивления ранее уплотненного материала в газоплотной зоне поз. 11 с другой стороны). В газоплотной зоне поз. 11 образуется брикет из уплотненного материала, препятствующий выходу летучих продуктов термического разложения материала. Возле границы газоплотной зоны поз. 11 и зоны транзита поз. 12 брикет упирается в упоры поз. 6, положение которых определяет величину давления уплотнения: чем больше упоры поз. 6 перекрывают проходное сечение УЗГ поз. 5, тем больше величина давления уплотнения. Упоры могут располагаться под углом ±60° относительно нормали к оси УЗГ (см. фиг. 3). В брикете уплотненного материала, проходящем через упоры поз. 6, образуются продольные канавки (желоба), профиль которых соответствует проекции упоров поз. 6 на плоскость проходного сечения УЗГ поз. 5. Опыты показывают, что при давлении поршня 5 МПа и более происходит достаточное уплотнение материала для создания газоплотного брикета. В момент времени, когда сила давления со стороны поршня поз. 2 на уплотненный перерабатываемый материал оказывается больше силы трения между уплотненным перерабатываемым материалом и стенкой (включая сопротивление упоров поз. 6), перерабатываемый материал начинает перемещаться из газоплотной зоны поз. 11 в зону транзита поз. 12. Перемещение уплотненного перерабатываемого материала происходит до тех пор, пока поршень поз. 2 не займет своего крайнего положения (на расстоянии (0,5…7,5)D от загрузочного окна поз. 4 вглубь зоны уплотнения поз. 10), затем поршень поз. 2 возвращается в исходное положение (нулевая точка направляющей поз. 3), и цикл повторяется. Мидели зоны транзита поз. 12, теплоизоляционной вставки поз. 7 и реторты поз. 8 больше миделя газоплотной зоны поз. 11, поэтому сила трения между выходящим из газоплотной зоны поз. 11 уплотненным материалом и стенками зоны транзита поз. 12, теплоизоляционной вставки поз. 7 и реторты поз. 8 оказывается относительно малой по сравнению с силой сопротивления, возникающей при прохождении газоплотной зоны поз. 11. Теплоизоляционная вставка поз. 7 (вариант) препятствует теплопередаче от реторты поз. 8 к УЗГ поз. 5, благодаря чему величина давления уплотнения преимущественно определяется положением упоров и практически не зависит от температуры стенки реторты поз. 8. Переходный участок от газоплотной зоны поз. 11 к зоне транзита поз. 12 может быть как резким (как показано на фиг. 3), так и плавным.The device according to the proposed technical solution operates as follows. Piston Pos. 2 power drive pos. 1 extends to the zero point of the guide pos. 3 (see Fig. 2), then the carbon-containing material is filled with the volume of the loading window pos. 4, after which the piston pos. 2 is inserted by the power drive pos. 1 in UZG pos. 5, pushing the material through the sealing zone pos. 10 (in which the processing material is densified due to the pressure force of the piston pos. 2 on the one hand and the resistance of the previously densified material in the gas tight zone of pos. 11 on the other hand). In the gas tight zone pos. 11, a briquette of compacted material is formed, which prevents the exit of volatile products of thermal decomposition of the material. Near the border of the gas tight zone pos. 11 and the transit zone pos. 12 briquette rests on the stops pos. 6, the position of which determines the magnitude of the sealing pressure: the greater the stops pos. 6 overlap the passage section of the ultrasonic scan pos. 5, the greater the magnitude of the seal pressure. The stops can be positioned at an angle of ± 60 ° relative to the normal to the axis of the ultrasonic scan (see Fig. 3). In a briquette of compacted material passing through the stops pos. 6, longitudinal grooves (gutters) are formed, the profile of which corresponds to the projection of the stops pos. 6 on the plane of the passage section of the ultrasound scan pos. 5. Experiments show that at a piston pressure of 5 MPa or more, sufficient material compaction occurs to create a gas-tight briquette. At the time when the pressure force from the piston side pos. 2 on the sealed recyclable material there is more friction between the sealed recyclable material and the wall (including the resistance of the stops pos. 6), the recyclable material begins to move from the gas-tight zone pos. 11 to the transit zone pos. 12. The movement of the compacted processed material occurs until the piston pos. 2 does not take its extreme position (at a distance of (0.5 ... 7.5) D from the loading window,
Внутри реторты поз. 8 теплота передается от стенки реторты поз. 8 к перерабатываемому материалу, приводя сначала к испарению влаги, а затем термической деструкции (пиролизу), далее происходит выделение продуктов термического разложения материала в различном агрегатном состоянии. Жидкие продукты выполняют роль смазки, дополнительно снижающей силу трения брикета материала о стенки реторты поз. 8. Газообразные продукты преимущественно отводятся через канавки (желоба) в брикете, образующиеся при прохождении материала через упоры поз. 6, что препятствует скоплению газов под высоким давлением, стабилизирует работу установки и позволяет избежать опасности разрыва реторты поз. 8. Наличие газоплотной зоны поз. 11 и газовых уплотнений упоров поз. 6 гарантирует заданный уровень герметичности установки. Углистый остаток материала и летучие, перемещаясь вдоль реторты поз. 8, удаляются через ее открытый торец в определенное назначением установки место для непосредственного использования или дальнейшей переработки. Следует отметить, что в предложенном устройстве также обеспечивается предотвращение накопления твердого налета (нагара) на стенках реторты поз. 8 за счет его механического удаления движущимся уплотненным материалом и углистым остатком материала.Inside the retort pos. 8 heat is transferred from the retort wall pos. 8 to the processed material, leading first to the evaporation of moisture, and then thermal degradation (pyrolysis), then the products of thermal decomposition of the material in a different state of aggregation are released. Liquid products play the role of a lubricant that further reduces the friction force of the material briquette on the retort walls pos. 8. Gaseous products are mainly discharged through grooves (troughs) in the briquette, which are formed when the material passes through the stops pos. 6, which prevents the accumulation of gases under high pressure, stabilizes the installation and avoids the risk of rupture of the retort pos. 8. The presence of a gas-tight zone pos. 11 and gas seal stops pos. 6 guarantees a given level of tightness of the installation. Carbonaceous material residue and volatile, moving along the retort pos. 8 are removed through its open end to a place designated for the purpose of the installation for direct use or further processing. It should be noted that the proposed device also provides for the prevention of the accumulation of hard deposits (soot) on the walls of the retort pos. 8 due to its mechanical removal by moving compacted material and carbonaceous material residue.
Равномерное расположение по окружности двух или более упоров поз. 6 позволяет избежать появления несимметричных нагрузок на УЗГ поз. 5 со стороны уплотняемого материала, а также позволяет равномерно распределять и выводить поток образующихся газообразных продуктов пиролиза. Благодаря наличию переменного сечения (увеличенный до (1,02…1,08)D мидель зоны транзита поз. 12 и реторты поз. 8) регулировка давления уплотнения перерабатываемого материала осуществляется преимущественно не за счет создания определенных температурных условий в зонах уплотнения, сушки и пиролиза, а за счет регулировки положения упоров поз. 6 в УЗГ поз. 5, что имеет ряд существенных преимуществ (увеличение диапазона регулирования давления уплотнения, снижение инертности регулировочного процесса, отсутствие необходимости подвода и отведения теплоты). В том случае, если мидели всех частей установки равны (вариант), наличие упоров поз. 6 дает возможность регулирования давления уплотнения в дополнение к регулированию температурой. На величину миделя зоны уплотнения поз. 10 и герметичной зоны поз. 11 УЗГ поз. 5 наложено ограничение 20…100 мм, поскольку термическая переработка брикетов размером менее 20 мм с практической точки зрения нецелесообразна, а брикеты с миделем более 100 мм не будут в достаточной мере прогреваться по сечению в установках приемлемой длины. Мидель поршня поз. 2 силового привода поз. 1 составляет (0,95…0,99)D, что одновременно позволяет исключить заклинивание поршня поз. 2 и обеспечить достаточное центрирование в направляющей поз. 3 длиной (0,1…3,0)D. Длина загрузочного окна поз. 4 составляет (1…5)D, что позволяет сыпучему материалу заполнять образующуюся после каждого цикла подачи полость, а поршню поз. 2 - осуществлять подачу материала в УЗГ поз. 5 с высокой эффективностью. Длины зоны уплотнения поз. 10 (0,5…7,5)D, газоплотной зоны поз. 11 (0,5…2,0)D и зоны транзита поз. 12 (0,5…2,0)D подбираются опытным путем с учетом вида перерабатываемого материала. Упоры поз. 6 могут быть установлены как на границе газоплотной зоны поз. 11 и зоны транзита поз. 12, так и в некотором отдалении от нее (до 0,2D). Исключение перфорации реторты поз. 8 и газовых коллекторов становится возможным за счет формирования в брикете уплотненного материала канавок (желобов), образующихся в брикете при его проталкивании через упоры поз. 6 и выполняющих роль газоотводов, что приводит к упрощению изготовления и сборки установки, уменьшению массогабаритных показателей, увеличению площади наружной теплообменной поверхности реторты, а также позволяет наносить на реторту высокотехнологичное оребрение поз. 9 (например, спиральное) для дополнительного увеличения площади наружной теплообменной поверхности. Установка упоров поз. 6 под углом к нормали к продольной оси УЗГ (см. фиг. 3) позволяет внести изменения в процесс формирования канавок (желобов) в брикете. При наклоне упоров поз. 6 по движению материала канавки (желоба) образуются за счет смятия материала и имеют четкие границы, при наклоне упоров поз. 6 против движения материала канавки (желоба) образуются за счет разрыва материала и не имеют четкой границы. Изменение угла наклона упоров поз. 6 также приводит к изменению величины регулировочного усилия.Uniform circumferential arrangement of two or more stops pos. 6 allows you to avoid the appearance of asymmetric loads on the ultrasound scan pos. 5 from the side of the material being sealed, and also allows you to evenly distribute and output the flow of the resulting gaseous pyrolysis products. Due to the presence of a variable cross-section (enlarged to (1.02 ... 1.08) D mid-section of the transit zone, pos. 12 and retorts, pos. 8), the compaction pressure of the processed material is not regulated mainly by creating certain temperature conditions in the compaction, drying, and pyrolysis zones , and by adjusting the position of the stops pos. 6 in UZG pos. 5, which has a number of significant advantages (increasing the range of regulation of the pressure of the seal, reducing the inertia of the regulatory process, the absence of the need for supply and removal of heat). In the event that the midsection of all parts of the installation are equal (option), the presence of stops pos. 6 provides the ability to control seal pressure in addition to temperature control. The size of the midsection of the seal zone pos. 10 and tight zone pos. 11 UZG pos. 5 a restriction of 20 ... 100 mm is imposed, since the thermal processing of briquettes with a size of less than 20 mm is impractical from a practical point of view, and briquettes with a midsection of more than 100 mm will not sufficiently heat up the cross section in units of acceptable length. Midship piston pos. 2 power drive pos. 1 is (0.95 ... 0.99) D, which at the same time eliminates jamming of the piston pos. 2 and ensure sufficient alignment in the guide pos. 3 long (0.1 ... 3.0) D. The length of the loading window pos. 4 is (1 ... 5) D, which allows the bulk material to fill the cavity formed after each feed cycle, and the piston pos. 2 - carry out the supply of material to the ultrasonic testing machine pos. 5 with high efficiency. The length of the sealing zone pos. 10 (0.5 ... 7.5) D, gas tight zone pos. 11 (0.5 ... 2.0) D and transit zones pos. 12 (0.5 ... 2.0) D are selected empirically, taking into account the type of processed material. Stops pos. 6 can be installed both at the boundary of the gas tight zone pos. 11 and the transit zone pos. 12, and at some distance from it (up to 0.2D). Exclusion of perforation of the retort pos. 8 and gas collectors becomes possible due to the formation in the briquette of the compacted material grooves (grooves) formed in the briquette when it is pushed through the stops pos. 6 and performing the role of gas vents, which leads to a simplification of the manufacture and assembly of the installation, a decrease in weight and size indicators, an increase in the area of the outer heat-exchange surface of the retort, and also allows applying high-tech finning poses to the retort. 9 (for example, spiral) to further increase the area of the outer heat exchange surface. Setting the stops pos. 6 at an angle to the normal to the longitudinal axis of the ultrasonic scan (see Fig. 3) allows you to make changes to the process of forming grooves (grooves) in the briquette. When tilting the stops pos. 6 along the movement of the material, grooves (gutters) are formed due to crushing of the material and have clear boundaries, when the stops are tilted pos. 6 against the movement of the material grooves (gutters) are formed due to the gap of the material and do not have a clear boundary. Changing the angle of the stops pos. 6 also leads to a change in the magnitude of the adjusting force.
Применение предложенного технического решения целесообразно для энергетически и экологически рациональной переработки углеродсодержащих материалов как в малых (лаборатория, опытное производство), так и в больших (например, при лесозаготовках, утилизации сельскохозяйственных отходов, др.) объемах. При этом относительная простота конструктивно-компоновочной схемы установки, возможность масштабирования ее габаритов, формирования «по месту» профиля поперечного сечения УЗГ и реторты, вариабельность силовых механизмов и источников (генераторов) тепла, позволяют прогнозировать востребованность предложенного технического решения в современных условиях и в обозримой перспективе.The application of the proposed technical solution is advisable for energetically and environmentally sound processing of carbon-containing materials both in small volumes (laboratory, pilot production), and in large volumes (for example, during logging, utilization of agricultural waste, etc.). At the same time, the relative simplicity of the structural layout of the installation, the possibility of scaling its dimensions, the formation of a “cross-sectional” profile of the ultrasound and retort, the variability of the power mechanisms and heat sources (generators) make it possible to predict the relevance of the proposed technical solution in modern conditions and in the foreseeable future .
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146929A RU2698829C1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Installation of pyrolytic processing of solid carbon-containing materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146929A RU2698829C1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Installation of pyrolytic processing of solid carbon-containing materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698829C1 true RU2698829C1 (en) | 2019-08-30 |
Family
ID=67851467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018146929A RU2698829C1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Installation of pyrolytic processing of solid carbon-containing materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698829C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5720232A (en) * | 1996-07-10 | 1998-02-24 | Meador; William R. | Method and apparatus for recovering constituents from discarded tires |
RU89670U1 (en) * | 2009-07-29 | 2009-12-10 | Александр Яковлевич Шварцман | DEVICE FOR DISPOSAL OF WET WASTE CONTAINING ORGANIC MATERIALS |
RU2380395C1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-01-27 | Учреждение Российской Академии Наук Объединенный Институт Высоких Температур Ран (Оивт Ран) | Method of pyrolysis processing of bio-mass producing high calorie gaseous and liquid fuel and hydrocarbon materials |
RU2408654C2 (en) * | 2009-03-16 | 2011-01-10 | Юрий Геннадьевич Скурыдин | Continuous plant for pyrolysis of carbon-bearing materials |
RU2428629C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-09-10 | Александр Петрович Коропчук | Pyrolysis thermal gas-chemical plant for utilisation of solid domestic waste |
PL392199A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-27 | Marek Szewczuk | Continuous operation tunnel for pyrolitic processing of the shredded rubber scrap |
RU2613044C2 (en) * | 2015-07-10 | 2017-03-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Plant for thermal processing of solid carbon-containing materials |
-
2018
- 2018-12-27 RU RU2018146929A patent/RU2698829C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5720232A (en) * | 1996-07-10 | 1998-02-24 | Meador; William R. | Method and apparatus for recovering constituents from discarded tires |
RU2380395C1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-01-27 | Учреждение Российской Академии Наук Объединенный Институт Высоких Температур Ран (Оивт Ран) | Method of pyrolysis processing of bio-mass producing high calorie gaseous and liquid fuel and hydrocarbon materials |
RU2408654C2 (en) * | 2009-03-16 | 2011-01-10 | Юрий Геннадьевич Скурыдин | Continuous plant for pyrolysis of carbon-bearing materials |
RU89670U1 (en) * | 2009-07-29 | 2009-12-10 | Александр Яковлевич Шварцман | DEVICE FOR DISPOSAL OF WET WASTE CONTAINING ORGANIC MATERIALS |
RU2428629C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-09-10 | Александр Петрович Коропчук | Pyrolysis thermal gas-chemical plant for utilisation of solid domestic waste |
PL392199A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-27 | Marek Szewczuk | Continuous operation tunnel for pyrolitic processing of the shredded rubber scrap |
RU2613044C2 (en) * | 2015-07-10 | 2017-03-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Plant for thermal processing of solid carbon-containing materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7749359B2 (en) | Closed retort charcoal reactor system | |
US10696904B2 (en) | Pyrolysis apparatus and method | |
AU2017293428B2 (en) | Heated airlock feeder unit | |
BRPI1000208A2 (en) | low temperature conversion vibrant heat exchanger equipment for organic waste treatment and organic waste treatment process by employing low temperature conversion vibrant heat exchanger equipment | |
CN102519247A (en) | Microwave heating high temperature rotary kiln | |
JP2011525934A (en) | Energy recovery system using pyrolysis | |
RU2667398C1 (en) | Installation for wastes recycling | |
RU2698829C1 (en) | Installation of pyrolytic processing of solid carbon-containing materials | |
RU2441053C2 (en) | Pyrolysis furnace | |
KR102316553B1 (en) | Internal and external combined heat exchange type torrefaction device | |
WO2014167141A1 (en) | Screw conveyor reactor and use for pyrolysis or torrefaction of biomass | |
RU182327U1 (en) | REACTOR FOR THE PYROLYSIS OF CARBON-CONTAINING MATERIALS | |
EP0765928B1 (en) | Gasgenerator for continuous production of a combustible gas | |
RU2613044C2 (en) | Plant for thermal processing of solid carbon-containing materials | |
RU2613063C2 (en) | Zolotarev pyrolysis reactor | |
PL221831B1 (en) | Method for processing plastic waste, especially polyolefin, and a device for processing plastic waste, especially polyolefin | |
RU2217468C1 (en) | Method of production of charcoal and device for realization of this method | |
KR101884511B1 (en) | Reactor apparatus for pyrolysis | |
CN202371990U (en) | Microwave heating high-temperature rotary kiln | |
RU2717778C1 (en) | Reactor for pyrolysis of raw material containing organic compounds | |
RU2683073C2 (en) | Continuous action reactor for pyrolysis of carbon-containing materials | |
CN207685198U (en) | A kind of retort carbonizes chamber structure and its retort UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN temperature regulating device more | |
KR102632238B1 (en) | Sewage Sludge Odor Reduction Heat Treatment Electric Dryer | |
KR102603124B1 (en) | Multi-stage continuous pyrolysis reactor of molten salt type | |
RU2656039C1 (en) | Plant for producing charcoal |