RU2725790C1 - Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials - Google Patents

Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials Download PDF

Info

Publication number
RU2725790C1
RU2725790C1 RU2019126905A RU2019126905A RU2725790C1 RU 2725790 C1 RU2725790 C1 RU 2725790C1 RU 2019126905 A RU2019126905 A RU 2019126905A RU 2019126905 A RU2019126905 A RU 2019126905A RU 2725790 C1 RU2725790 C1 RU 2725790C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
pyrolysis
wall
raw materials
heating unit
Prior art date
Application number
RU2019126905A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Феликсович Джулай
Илья Олегович Фильченков
Фёдор Николаевич Трусов
Сергей Иванович Зубакин
Михаил Борисович Осокин
Виктор Сергеевич Сапежинский
Original Assignee
Павел Феликсович Джулай
Илья Олегович Фильченков
Фёдор Николаевич Трусов
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 Павел Феликсович Джулай, Илья Олегович Фильченков, Фёдор Николаевич Трусов filed Critical Павел Феликсович Джулай
Priority to RU2019126905A priority Critical patent/RU2725790C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725790C1 publication Critical patent/RU2725790C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to processing industry and can be used for fast processing of organo-containing raw materials. Installation of pyrolysis processing of organic material, comprising a feed hopper, pyrolysis reactor having stepped and horizontally arranged two cylindrical working chambers with a screw mechanism installed inside the housing of each of them, having a shaft with a screw surface, a bin for collecting processed raw material with a screw mechanism, and a heating unit, characterized in that the shafts are hollow with the possibility of transportation of gas combustion products along them, each working chamber has a heat-insulating jacket, and the heating unit is configured to independently heat the outer wall of the working chamber housing and the shaft inner wall, wherein the plant additionally comprises a combustion chamber between the housing and the housing, the heating unit comprises gas burners mounted on the side of one of the end surfaces of one of shafts of screw mechanisms of working chambers, and burner devices for heating of external wall of housing of working chambers.EFFECT: technical result is increase in plant efficiency.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к перерабатывающей отрасли и может быть использовано для быстрой переработки органосодержащего сырья, в частности помета, в диапазоне высоких температур (800-950оС) для извлечения газообразного топлива и твердого остатка.The invention relates to the processing industry and can be used for rapid processing of organic materials, in particular manure, in a high temperature range (800-950 ° C) to extract the gaseous fuel and a solid residue.

Известна установка для переработки органического сырья методом пиролиза (см. заявку WO 2017007361 по кл. МПК C10B47/44, опуб. 12.01.2017), содержащая реактор, загрузочный бункер для твердого сырья, загрузочный шнековый механизм, загрузочную емкость для жидкого сырья, загрузочный насос, дымосос, дымовую трубу, промежуточный шнековый механизм, накопительную емкость для зольного остатка, разгрузочный шнековый механизм, фильтр парогазовой смеси, теплообменное устройство, устройство охлаждения, циркуляционный насос охлаждающей жидкости, газожидкостный разделитель, газоосушительную колонну, гидравлический затвор, накопительный бак, сепаратор остаточной воды, бак для воды, при этом реактор представляет собой агрегат для термической деструкции и содержит по существу цилиндрическую пиролизную камеру, в нижней части которой расположен шнековый механизм, обеспечивающий подачу сырья в пиролизную камеру, перемещение сырья вдоль пиролизной камеры в процессе обработки и выведение из пиролизной камеры зольного остатка.A known installation for the processing of organic raw materials by the pyrolysis method (see application WO 2017007361, class IPC C10B47 / 44, publ. 12.01.2017), comprising a reactor, a loading hopper for solid raw materials, a loading screw mechanism, a loading tank for liquid raw materials, a loading pump , smoke exhaust, chimney, intermediate screw mechanism, ash storage tank, discharge screw mechanism, steam-gas mixture filter, heat exchanger, cooling device, coolant circulation pump, gas-liquid separator, gas drying column, hydraulic shutter, storage tank, residual water separator , a water tank, wherein the reactor is a unit for thermal degradation and contains a substantially cylindrical pyrolysis chamber, in the lower part of which there is a screw mechanism for supplying raw materials to the pyrolysis chamber, moving the raw material along the pyrolysis chamber during processing and removing it from the pyrolysis chamber ash residue.

Однако данное устройство имеет сложную конструкцию.However, this device has a complex structure.

Известна также установка пиролизной переработки органического и/или минерального сырья в жидкое и газообразное топливо (см. патент РФ на изобретение № 2349624 по кл. МПК С10В53/00, опуб. 20.03.2009), содержащая бункер приема перерабатываемого сырья, дозатор, камеру переработки, емкость для твердого остатка и устройство конденсации топлива, причем камера переработки представляет собой герметический реактор, в котором установлен конвейер для перемещения сырья из бункера в емкость для твердого остатка с производительностью 0,1-10 тонн сырья в час, над конвейером установлен плазмотрон, совмещающий функции устройства получения плазмы высокочастотного разряда и устройства высокоскоростного нагрева сырья до температуры 500-1500°С электрической мощностью 180-600 кВт на одну тонну перерабатываемого сырья в час.Also known is a pyrolysis unit for processing organic and / or mineral raw materials into liquid and gaseous fuels (see RF patent for invention No. 2349624, class IPC С10В53 / 00, publ. March 20, 2009), containing a bin for receiving processed raw materials, a batcher, a processing chamber , a container for solid residue and a condensation device for fuel, wherein the processing chamber is a hermetic reactor in which a conveyor is installed to transfer raw materials from the hopper to a container for solid residue with a capacity of 0.1-10 tons of raw materials per hour, a plasma torch is installed above the conveyor, combining functions of a device for producing a high-frequency discharge plasma and a device for high-speed heating of raw materials to a temperature of 500-1500 ° C with an electric power of 180-600 kW per ton of processed raw materials per hour.

Процессы пиролитического разложения органического сырья практически всегда осуществляются в так называемом, абляционном режиме, то есть передача импульса тепла происходит от разогретой поверхности к органической частице при обязательном контакте. Только при таких условиях возможно эффективное проведение реакции температурного разложения. В противном случае, как в данном примере, сырье нагревается дистанционно на конвейере инфракрасным излучением. В результате верхний слой нагревается, а нижние слои материала остаются холодными. Это происходит вследствие того что, тепловое излучение нагревает наружную поверхность, а все что находится внутри закрыто от теплового излучения. Верхние слои в данном случае служат изолятором. Время реакции многократно увеличивается, расходы энергии многократно увеличиваются. В принципе для разложения 1000 кг органики требуется в классическом варианте не более 80квт. электроэнергии в случае использования плазмы расход в несколько раз выше. The processes of pyrolytic decomposition of organic raw materials are almost always carried out in the so-called ablation mode, that is, the transfer of a heat pulse occurs from a heated surface to an organic particle with obligatory contact. Only under such conditions is it possible to effectively carry out the temperature decomposition reaction. Otherwise, as in this example, the feed is heated remotely on the conveyor by infrared radiation. As a result, the upper layer is heated, and the lower layers of the material remain cold. This is due to the fact that thermal radiation heats the outer surface, and everything inside is closed from thermal radiation. The upper layers in this case serve as an insulator. The reaction time increases many times, the energy consumption increases many times. In principle, the decomposition of 1000 kg of organics requires in the classic version no more than 80 kW. Electricity in the case of plasma is several times higher.

Наиболее близким к заявляемому является установка для пиролиза сельскохозяйственных отходов (см. патент РФ на полезную модель №116970 по кл. МПК F23G5/02, опуб. 10.06.2012), содержащая расположенные в технологической последовательности и сообщенные между собой сушильную камеру с загрузочным бункером, сушильный реактор, тепловой генератор и пиролизный реактор, последний из которых выполнен в виде полого объемного корпуса со ступенчато расположенными в нем цилиндрическими горизонтально расположенными рабочими камерами с установленными внутри них шнековыми механизмами подачи, выполненными с противоположным направлением вращения относительно друг друга, причем первая и вторая ступенчато расположенные цилиндрические рабочие камеры заключены в общий обогреваемый газами кожух, расположенный внутри корпуса пиролизного реактора в верхней его части, а третья рабочая камера установлена в корпусе пиролизного реактора в зоне естественного охлаждения, при этом разгрузочное окно первой камеры сообщено с загрузочным окном второй камеры, а разгрузочное второй - с загрузочным окном третьей, последняя из которых сообщена с выходным окном корпуса пиролизного реактора.Closest to the claimed is a plant for the pyrolysis of agricultural waste (see RF patent for utility model No. 116970 according to class IPC F23G5 / 02, publ. 10.06.2012), containing a drying chamber with a loading hopper located in the technological sequence and communicated with each other, a drying reactor, a heat generator and a pyrolysis reactor, the latter of which is made in the form of a hollow volumetric housing with cylindrical stepwise arranged working chambers in it with screw conveyors installed inside them, made with the opposite direction of rotation relative to each other, the first and second stepwise located cylindrical working chambers are enclosed in a common gas-heated casing located inside the upper part of the pyrolysis reactor vessel, and the third working chamber is installed in the pyrolysis reactor vessel in the free cooling zone, while the discharge window of the first chamber is communicated about with the loading window of the second chamber, and the unloading second with the loading window of the third, the last of which is connected with the exit window of the pyrolysis reactor vessel.

Недостатком конструкции является то, что нагрев первой и второй ступени осуществляется в общем пространстве, ограниченном теплоизоляционным кожухом, при этом сложно достичь и удержать заданную температуру. Температура поддерживается постоянной подачей дымовых газов и должна составлять 700оС внутри кожуха. Вследствие большого объема камеры будет происходить большое рассеивание тепла, что приведет к неравномерному нагреву поверхностей шнеков. Кроме того при этой температуре пиролиз относится к низкотемпературному при котором образуются в большом количестве пиролизные жидкости, которые будут конденсироваться во всем газовом тракте, в третьей камере, что приводит к постоянным остановкам оборудования, а получаемый газ из за высокого содержания в нем жидких аэрозолей, нельзя использовать в двигателях внутреннего сгорания. Работу установки придется останавливать для постоянной очистке газовых трактов и системы охлаждения газов. Несортированные бытовые отходы потребуют большого времени для проведения разложения органических материалов исчисляемых в часах, что в свою очередь ведет к перерасходу тепловой и электрической энергии. The disadvantage of the design is that the heating of the first and second stage is carried out in a common space limited by a heat-insulating casing, while it is difficult to achieve and maintain a given temperature. The temperature is maintained by a constant supply of flue gases and should be 700 ° C inside the casing. Due to the large volume of the chamber, large heat dissipation will occur, which will lead to uneven heating of the surfaces of the screws. In addition, at this temperature, pyrolysis refers to the low temperature at which pyrolysis liquids are formed in large quantities, which will condense in the entire gas path in the third chamber, which leads to constant shutdowns of the equipment, and the gas produced due to the high content of liquid aerosols in it cannot be use in internal combustion engines. The installation will have to be stopped for continuous cleaning of gas paths and a gas cooling system. Unsorted household waste will take a long time to decompose the organic materials calculated in hours, which in turn leads to an excessive consumption of heat and electric energy.

Техническая проблема заключается в разработке двухступенчатой шнековой установки быстрого высокотемпературного пиролиза при эффективном расходовании энергии нагрева и получении газа высокой калорийности.The technical problem lies in the development of a two-stage screw installation for fast high-temperature pyrolysis with the efficient use of heating energy and the production of high-calorie gas.

Технический результат заключается в увеличении КПД установки за счет повышения экономичности расхода теплоносителя.The technical result consists in increasing the efficiency of the installation by increasing the efficiency of the coolant flow.

Технический результат достигается тем, что в установке пиролизной переработки органического сырья, содержащей технологически последовательно соединенные патрубками загрузочный бункер, пиролизный реактор, имеющий ступенчато и горизонтально расположенные две цилиндрические рабочие камеры с установленным внутри корпуса каждой из них шнековым механизмом, имеющим вал с винтовой поверхностью, бункер сбора переработанного сырья со шнековым механизмом, и блок нагрева, согласно решению, валы выполнены полыми с возможностью транспортировки по ним продуктов горения газа, каждая рабочая камера имеет теплоизоляционный кожух, а блок нагрева выполнен с возможностью независимого нагрева внешней стенки корпуса рабочей камеры и внутренней стенки вала.The technical result is achieved by the fact that in the installation of pyrolysis processing of organic raw materials containing a loading hopper technologically connected in series by pipes, a pyrolysis reactor having stepwise and horizontally arranged two cylindrical working chambers with a screw mechanism having a shaft with a helical surface mounted inside each case, has a hopper collecting processed raw materials with a screw mechanism, and the heating unit, according to the decision, the shafts are hollow with the possibility of transporting gas combustion products through them, each working chamber has a heat-insulating casing, and the heating unit is made with the possibility of independent heating of the outer wall of the working chamber housing and the inner shaft wall .

Установка дополнительно содержит камеру сгорания между корпусом и кожухом, блок нагрева содержит газовые горелки, установленные со стороны одной из торцевых поверхностей каждого из валов шнековых механизмов рабочих камер, и горелочные устройства для нагрева внешней стенки корпуса рабочих камер. The installation additionally contains a combustion chamber between the housing and the casing, the heating unit contains gas burners mounted on the side of one of the end surfaces of each of the shafts of the screw mechanisms of the working chambers, and burner devices for heating the outer wall of the working chamber body.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена общая схема установки.The invention is illustrated in the drawing, which shows the General scheme of the installation.

На чертеже позициями обозначено:In the drawing, the positions indicated:

1 – загрузочный бункер;1 - loading hopper;

2 – рабочая камера пиролизного реактора; 2 - working chamber of the pyrolysis reactor;

3 – бункер сбора переработанного сырья;3 - bunker for collecting processed raw materials;

4 – корпус рабочей камеры;4 - the body of the working chamber;

5 – кожух рабочей камеры;5 - casing of the working chamber;

6 – шнековый механизм пиролизного реактора;6 - auger mechanism of the pyrolysis reactor;

7 – вал шнекового механизма7 - auger shaft

8 – газовая горелка,8 - gas burner,

9 – горелочное устройство;9 - burner device;

10 – камера сгорания;10 - combustion chamber;

11 – сменная тара;11 - replaceable packaging;

12, 13, 14, 15 – разгрузочно-загрузочные патрубки;12, 13, 14, 15 - unloading and loading nozzles;

16 – дымовая труба;16 - chimney;

17 – шнековый механизм для выгрузки зольного остатка.17 - auger mechanism for unloading the ash residue.

Заявляемое устройство содержит технологически последовательно расположенные и соединенные друг с другом загрузочный бункер 1, две рабочие камеры 2, и бункер сбора твёрдого (зольного) остатка 3.The inventive device contains a technologically sequentially located and connected to each other loading hopper 1, two working chambers 2, and a hopper for collecting solid (ash) residue 3.

Две рабочие камеры 2, расположенные ступенчато и горизонтально, образуют двухступенчатый пиролизный реактор. Каждая рабочая камера содержит цилиндрический корпус 4, помещенный в теплоизоляционный кожух 5 таким образом, что между корпусом и кожухом остается пространство. Внутри каждого корпуса установлен шнековый механизм 6, выполненный в виде полого вала 7 с винтовой поверхностью. Two working chambers 2, located stepwise and horizontally, form a two-stage pyrolysis reactor. Each working chamber contains a cylindrical body 4, placed in a heat-insulating casing 5 so that there is space between the casing and the casing. Inside each case a screw mechanism 6 is installed, made in the form of a hollow shaft 7 with a helical surface.

Вал 7 шнекового механизма выполнен из полой жаропрочной трубы и закреплен в корпусе 4 с помощью фланцевых соединений таким образом, что концы вала выходят за пределы корпуса. Вращение валов шнековых механизмов осуществляется посредством цепной передачи через звездочку, закрепленную на валу. The shaft 7 of the screw mechanism is made of a hollow heat-resistant pipe and is fixed in the housing 4 by means of flange connections so that the ends of the shaft extend beyond the housing. The rotation of the shafts of the screw mechanisms is carried out through a chain transmission through an asterisk mounted on the shaft.

Нагрев реакторной зоны (полость между корпусом и винтовой поверхностью шнекового механизма) осуществляется от внутренней стенки вала и от наружной стенки корпуса. Внутренняя стенка вала шнекового механизма, так как он полый, нагревается с помощью расположенной напротив торцевой поверхности вала газовой горелки 8, продукты горения которой проходят по полости вала. Для разогрева внешней стенки корпуса 4 в пространство образованное корпусом 4 и кожухом 5 подают горючие газы от работы горелочного устройства 9, соединенного с камерой сгорания 10, выполненной в кожухе 5. Двухконтурный разогрев реакционной зоны позволяет удерживать заданную температуру и резко увеличить КПД установки, как по конверсии материала, так и по производительности установки по исходному сырью, а также избежать образования пиролизной жидкости и нагара на стенках реактора. После окончания реакции пиролиза образовавшийся зольный остаток попадает с помощью шнековых механизмов первой и второй ступени реактора в бункер сбора продуктов переработки 3 и из него по мере необходимости разгружается в сменную тару 11. Образующие газы эвакуируются из установки с помощью принудительного разряжения, проходя последовательно из первой ступени во вторую ступень реактора, затем попадают в бункер сбора 3. Из него газы попадают через патрубок 12 в скруббер мокрой очистки и с помощью компрессора складируются в специальные емкости ( на фиг. не показано).The heating of the reactor zone (the cavity between the housing and the screw surface of the screw mechanism) is carried out from the inner wall of the shaft and from the outer wall of the housing. The inner wall of the shaft of the auger mechanism, since it is hollow, is heated by means of the gas burner 8 located opposite the end surface of the shaft, the combustion products of which pass through the shaft cavity. To heat the outer wall of the housing 4, combustible gases are supplied to the space formed by the housing 4 and the casing 5 from the operation of the burner device 9 connected to the combustion chamber 10 made in the casing 5. Double-circuit heating of the reaction zone allows you to maintain the set temperature and sharply increase the efficiency of the installation, as material conversion, as well as the plant’s productivity in terms of feedstock, and also to avoid the formation of pyrolysis liquid and carbon deposits on the walls of the reactor. After the end of the pyrolysis reaction, the resulting ash residue is transferred via the screw mechanisms of the first and second stage of the reactor to the hopper for collecting processed products 3 and is unloaded from it into a replaceable container 11, as necessary. Generating gases are evacuated from the installation by means of forced discharge, passing sequentially from the first stage into the second stage of the reactor, then they enter the collection hopper 3. From it, gases enter the wet scrubber through the nozzle 12 and are stored in special containers using the compressor (not shown in Fig.).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заявляемое устройство предназначено для конверсии природных органических веществ посредством их нагрева в бескислородной среде до температуры - 850-1000оС. В результате твердые природные органические вещества конверсируются в газ. Так как процесс нагрева осуществляется в течение 2-5 секунд и проходит при столь высокой температуре этот тип пиролиза относится к категории «быстрого и высокотемпературного» - конверсии подвергается практически весь углерод, присутствующий в исходном сырье. Для такого вида пиролиза подходят практически все виды органических остатков при переработки зерновых культур в том числе: солома, подсолнечная шелуха, куриный и свиной навоз, рисовая шелуха, навоз КРС, органические ила и т. д. Для успешной работы пиролизного реактора любое сырье требует определенной подготовки – дробление, измельчение до крупности – 2 мм и доведение содержания влаги - до 8%. The inventive device is intended for the conversion of natural organic substances by heating them in an oxygen-free environment to a temperature of 850-1000 about C. As a result, solid natural organic substances are converted into gas. Since the heating process is carried out for 2-5 seconds and takes place at such a high temperature, this type of pyrolysis is classified as “fast and high temperature” - almost all carbon present in the feedstock undergoes conversion. Almost all types of organic residues during the processing of crops are suitable for this type of pyrolysis, including straw, sunflower husk, chicken and pork manure, rice husk, cattle manure, organic sludge, etc. For the successful operation of the pyrolysis reactor, any raw material requires a certain preparation - crushing, grinding to a particle size of 2 mm and bringing the moisture content to 8%.

Подготовка сырья обеспечивает получение устойчивых технологических показателей работы установки. При предварительной подготовке сырья удаляются все неорганические примеси, которые могут привести к аварии установки. Так же неорганические примеси, если они попадают в реактор, не только несут аварийность, но и поглощают тепло, которое необходимо подавать для проведения реакции разложения. Измельчая продукт, мы ускоряем реакции конверсии в 50-100 крат. Это тоже способствует экономичному расходу теплоносителя и позволяет получить газ высокой калорийности. Избыточная влага может загасить текущую реакцию пиролиза. Недостаток влаги не дает возможности провести газификацию всего углерода находящегося в сырье. При доведении процента влаги в сырье до оптимальной концентрации, влага, которая остается в сырье в режиме теплового воздействия в 900оС, диссоциирует на (Н) и (ОН) и вступает во взаимодействие с углеродом образуя легкие углеводороды. За счет температурного воздействия обогащает получаемый газ водородом. Preparation of raw materials provides stable technological performance indicators of the installation. During the preliminary preparation of raw materials, all inorganic impurities that can lead to a plant accident are removed. Inorganic impurities, if they enter the reactor, not only carry accidents, but also absorb heat, which must be supplied for the decomposition reaction. Grinding the product, we accelerate the conversion reaction by 50-100 times. This also contributes to the economical consumption of coolant and allows to obtain high-calorie gas. Excess moisture can drown out the current pyrolysis reaction. The lack of moisture makes it impossible to gasify all the carbon in the feed. When adjusting the percentage of moisture in the feed to the optimum concentration, the moisture that remains in the feed under a heat exposure of 900 ° C dissociates into (H) and (OH) and reacts with carbon to form light hydrocarbons. Due to the temperature effect, it enriches the resulting gas with hydrogen.

Из загрузочного бункера 1 исходное сырье попадает через патрубок 13 в первую ступень реактора. Попадающее в реактор сырье продвигается в направлении разгрузки посредством шнекового механизма 6. Вал 7 шнекового механизма нагревается за счет продувки через его полость продуктов горения газа от газовой горелки 8 до температуры 900-1000оС. В пространство, образованное корпусом 4 и кожухом 5 , через камеру сгорания 10, подают продукты горения от горелочного устройства 9, которые проходят по образованной полости и разогревают внешнею стенку корпуса 4, поддерживая температуру внутри реакторной зоны в заданных пределах. Отработанные дымовые газы отводят с помощью дымовой трубы 16. Таким образом, органическое сырье, попадающее в реакционную зону, подвергается интенсивному нагреву с двух сторон – от стенки полого вала и от наружной стенки корпуса. Образующийся за счет температурного разложения сырья газ проходит реакционной зоне и попадает через соединительный патрубок 14 во вторую ступень реактора. Через этот же патрубок пересыпается во вторую ступень и не прореагировавшее сырье, которое во второй ступени реактора окончательно конверсируется в газ. From the feed hopper 1, the feedstock flows through the pipe 13 into the first stage of the reactor. Falls within a reactor feed in the advancing direction by unloading auger assembly 6. The shaft 7 of the screw mechanism is heated by blowing it through a cavity of the gas combustion products from a gas burner 8 to a temperature of 900-1000 C. In a space formed body 4 and the cover 5, through the combustion chamber 10, serves combustion products from the burner device 9, which pass through the formed cavity and heat the outer wall of the housing 4, maintaining the temperature inside the reactor zone within the specified limits. Exhaust flue gases are removed using a chimney 16. Thus, the organic feed entering the reaction zone is subjected to intense heating from two sides - from the wall of the hollow shaft and from the outer wall of the housing. The gas formed due to the temperature decomposition of the feed passes through the reaction zone and enters through the connecting pipe 14 into the second stage of the reactor. Through the same nozzle, the unreacted feed, which is finally converted into gas in the second stage of the reactor, is also poured into the second stage.

Попадая во вторую ступень реактора углеродный остаток продвигается с помощью шнекового механизма 17, расположенного в бункере сбора переработанного сырья 3 наклонно по отношению к горизонтально расположенным рабочим камерам реактора и выполненным выступающим за торцевые стенки, при этом выступающие части шнекового механизма помещены в цилиндрический корпус, снабженным патрубком для выгрузки продукта. Once in the second stage of the reactor, the carbon residue is advanced by means of a screw mechanism 17 located in the recycled material collection bin 3 inclined with respect to the horizontally located working chambers of the reactor and made protruding beyond the end walls, while the protruding parts of the screw mechanism are placed in a cylindrical body equipped with a nozzle to unload the product.

Реакционная зона второй ступени, как и на первой ступени, прогревается с двух сторон путем прогрева внутренней стенки вала горючими газами, отходящими от газовой горелки 8 и наружной стенки корпуса горючими газами, которые подаются в пространство, образованное корпусом 4 и кожухом 5, через камеру сгорания 10 посредством горелочного устройства 9. При этом углеродный остаток подвергается такому же интенсивному нагреву, как и на первой ступени реактора. Организация двухступенчатого цикла необходима для полной деструкции и дегазации углеродного остатка, так как процесс высокотемпературного пиролиза в реальных условиях требует значительно большего времени, чем теоретический. После прохода сырья через вторую ступень пиролизного реактора оставшийся твердый зольный остаток попадает в бункер сбора 3, из которого он периодически с помощью шнека 17 выгружается в сменную тару (емкость) 11. Все образовавшиеся газы попадают через разгрузочный патрубок 16 в бункер сбора 3, из которого через патрубок 12 откачивают в систему очистки газов от угольной пыли и закачиваются в газгольдер (на фиг. не показан).The reaction zone of the second stage, as in the first stage, is heated on both sides by heating the inner wall of the shaft with combustible gases leaving the gas burner 8 and the outer wall of the housing with combustible gases, which are fed into the space formed by the housing 4 and the housing 5 through the combustion chamber 10 by means of a burner 9. In this case, the carbon residue is subjected to the same intense heating as in the first stage of the reactor. The organization of a two-stage cycle is necessary for the complete destruction and degassing of the carbon residue, since the process of high-temperature pyrolysis in real conditions requires much more time than the theoretical one. After the raw material passes through the second stage of the pyrolysis reactor, the remaining solid ash residue enters the collection hopper 3, from which it is periodically discharged with the help of the screw 17 into a replaceable container (tank) 11. All the gases formed pass through the discharge pipe 16 into the collection hopper 3, from which through the pipe 12 is pumped into the system for cleaning gases from coal dust and pumped into a gas holder (not shown in Fig.).

В результате конверсии получаются два продукта – синтез газ и зольный остаток. Так как процесс проходит без разбавления получаемого газа воздухом, то образовавшиеся газы имеют высокую калорийность. Получаемый второй продукт представляет минеральную смесь аналогичную минеральному составу, присутствующему в растениях. Фактически зольный остаток представляет собой минеральные удобрения, которые, несмотря на высокую температуру процесса, не подвергались окислению и представляют собой природный минеральный комплекс. Это результат термической переработки органического природного сырья без доступа кислорода.The conversion results in two products - synthesis gas and ash residue. Since the process takes place without diluting the resulting gas with air, the resulting gases have a high calorie content. The resulting second product is a mineral mixture similar to the mineral composition present in plants. In fact, the ash residue is mineral fertilizers, which, despite the high temperature of the process, were not oxidized and represent a natural mineral complex. This is the result of the thermal processing of organic natural raw materials without oxygen.

Выход продуктов конверсии: Conversion products yield:

синтез газ gas synthesis 85-90% 85-90%

зольный остаток ash residue 10-12%10-12%

технологические потери technological losses 2-3%.2-3%.

Claims (1)

Установка пиролизной переработки органического сырья, содержащая технологически последовательно соединенные патрубками загрузочный бункер, пиролизный реактор, имеющий ступенчато и горизонтально расположенные две цилиндрические рабочие камеры с установленным внутри корпуса каждой из них шнековым механизмом, имеющим вал с винтовой поверхностью, бункер сбора переработанного сырья со шнековым механизмом, и блок нагрева, отличающаяся тем, что валы выполнены полыми с возможностью транспортировки по ним продуктов горения газа, каждая рабочая камера имеет теплоизоляционный кожух, а блок нагрева выполнен с возможностью независимого нагрева внешней стенки корпуса рабочей камеры и внутренней стенки вала, при этом установка  дополнительно содержит камеру сгорания между корпусом и кожухом, блок нагрева содержит газовые горелки, установленные со стороны одной из торцевых поверхностей каждого из валов шнековых механизмов рабочих камер, и горелочные устройства для нагрева внешней стенки корпуса рабочих камер.A plant for the pyrolysis processing of organic raw materials, containing a loading hopper technologically connected in series by pipes, a pyrolysis reactor having two stepwise and horizontally arranged two cylindrical working chambers with a screw mechanism having a shaft with a screw surface inside each of them, a recycled material collection hopper with a screw mechanism, and a heating unit, characterized in that the shafts are hollow with the possibility of transporting gas combustion products through them, each working chamber has a heat-insulating casing, and the heating unit is made with the possibility of independent heating of the outer wall of the working chamber housing and the inner shaft wall, while installing   contains   the combustion chamber between the housing and the casing , the heating unit contains gas burners mounted on the side of one of the end surfaces of each of the shafts of the screw mechanisms of the working chambers, and burner devices for heating the outer wall of the housing of the working chambers.
RU2019126905A 2019-08-27 2019-08-27 Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials RU2725790C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126905A RU2725790C1 (en) 2019-08-27 2019-08-27 Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126905A RU2725790C1 (en) 2019-08-27 2019-08-27 Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725790C1 true RU2725790C1 (en) 2020-07-06

Family

ID=71510420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019126905A RU2725790C1 (en) 2019-08-27 2019-08-27 Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725790C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773396C1 (en) * 2021-11-24 2022-06-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Installation for low-temperature thermolysis of solid municipal and industrial waste
WO2022170412A1 (en) * 2021-02-10 2022-08-18 Martinez Luis Fernando Continuous-flow pyrolysis reactor, positive-pressure feed hopper for pyrolysis reactor, kiln for pyrolysis reactor, and pyrolysis system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002033320A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-25 Ji Deak Cheon Incinerating apparatus using low and high frequency induction heating
RU2202589C2 (en) * 1998-09-24 2003-04-20 ЖОУ Дингли Method and device for production of hydrocarbons from domestic garbage or wastes and/or wastes of organic materials
EA016049B1 (en) * 2008-02-22 2012-01-30 Закрытое Акционерное Общество "Финансово-Промышленная Группа "Тезаурум" Method and device for processing domestic and industrial organic waste
RU116970U1 (en) * 2012-03-05 2012-06-10 Владимир Ильич Кормилицын PLANT FOR LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS OF HOUSEHOLD, AGRICULTURAL AND INDUSTRIAL WASTE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2202589C2 (en) * 1998-09-24 2003-04-20 ЖОУ Дингли Method and device for production of hydrocarbons from domestic garbage or wastes and/or wastes of organic materials
WO2002033320A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-25 Ji Deak Cheon Incinerating apparatus using low and high frequency induction heating
EA016049B1 (en) * 2008-02-22 2012-01-30 Закрытое Акционерное Общество "Финансово-Промышленная Группа "Тезаурум" Method and device for processing domestic and industrial organic waste
RU116970U1 (en) * 2012-03-05 2012-06-10 Владимир Ильич Кормилицын PLANT FOR LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS OF HOUSEHOLD, AGRICULTURAL AND INDUSTRIAL WASTE

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022170412A1 (en) * 2021-02-10 2022-08-18 Martinez Luis Fernando Continuous-flow pyrolysis reactor, positive-pressure feed hopper for pyrolysis reactor, kiln for pyrolysis reactor, and pyrolysis system
RU2773396C1 (en) * 2021-11-24 2022-06-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Installation for low-temperature thermolysis of solid municipal and industrial waste
RU2783823C1 (en) * 2021-12-22 2022-11-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Pyrolysis fuel production unit
RU2816423C1 (en) * 2022-10-10 2024-03-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экопроектировка" Installation for processing solid organic waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2380615C1 (en) Method of recycling domestic waste by using pyrolysis reactor, system for implementation thereof and pyrolysis reactor
RU2392543C2 (en) Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes
US6039774A (en) Pyrolytic conversion of organic feedstock and waste
US6178899B1 (en) Waste treatment method and waste treatment apparatus
US8419902B2 (en) Method and system for wasteless processing and complete utilization of municipal and domestic wastes
US20160053182A1 (en) Method & Apparatus for Producing Biochar
JP2012526645A (en) Pyrolysis process and equipment for producing biomass carbide and energy
RU2482160C1 (en) Method for thermal processing of organic material and apparatus for realising said method
US20130075061A1 (en) Vibratory heat exchanger unit for low temperature conversion for processing organic waste and process for processing organic waste using a vibratory heat exchanger unit for low temperature conversion
CN102417822A (en) Method for performing solid heat carrier pyrolysis on coal by using self-return revolving furnace
CN107513389B (en) Carbonizing device capable of treating garbage
JP5176016B2 (en) Superheated steam continuous recycling equipment
RU2725790C1 (en) Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials
EP3775102B1 (en) Method and apparatus for processing biomass
WO2015005807A1 (en) Method of biomasses conversion into renewable fuel and a machine for biomasses conversion into renewable fuel
KR20020052173A (en) Method and device for removing recoverable waste products and non-recoverable waste products
CN207193184U (en) Can rotten garbage disposal carbonizing plant
RU2255960C2 (en) Solid fuel thermal gas generator
RU2408820C1 (en) Installation for multi-phase pyrolysis of organic raw material
RU2463331C1 (en) Method of charcoal production
RU84015U1 (en) INSTALLATION FOR THERMOCHEMICAL PROCESSING OF BIOMASS, PREFERREDLY WOOD Sawdust
RU2816423C1 (en) Installation for processing solid organic waste
RU2241904C1 (en) Complex for processing solid fuel on bioresources base and producing thermal energy
JP5945929B2 (en) Waste gasification and melting equipment
RU106246U1 (en) ORGANIC RAW MATERIAL PROCESSING PLANT