RU2749665C1 - Method for production and catalytic cracking of synthesis gas in vertical continuous gasification reactor - Google Patents
Method for production and catalytic cracking of synthesis gas in vertical continuous gasification reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749665C1 RU2749665C1 RU2020134076A RU2020134076A RU2749665C1 RU 2749665 C1 RU2749665 C1 RU 2749665C1 RU 2020134076 A RU2020134076 A RU 2020134076A RU 2020134076 A RU2020134076 A RU 2020134076A RU 2749665 C1 RU2749665 C1 RU 2749665C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- coke
- reactor
- screw conveyor
- blades
- 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
- C10B3/00—Coke ovens with vertical chambers
-
- 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
-
- 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
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к способу термической деструкции органических веществ и отходов с получением синтез газа без жидкой фракции.The invention relates to a method for thermal destruction of organic substances and waste to obtain synthesis gas without liquid fraction.
Наиболее близким аналогом патентуемого решения является патент RU 2725434 С1, опубликованный 02.07.2020). Способ включает подачу сырья с размером фракции 1-30 мм шнековым транспортером, снабженным частотным приводом, в вертикальную камеру подачи сырья, включающую ротор с лопатками, перемещение сырья снизу вверх через камеру, разогретую до 900-950°С, в которой сырье распадается на кокс и газовую составляющую, перемещение самотеком кокса сверху вниз по накопителю, соединенному с верхней частью камеры подачи сырья, в шнековый спиральный транспортер, оборудованный водяной рубашкой, перемещение кокса по транспортеру снизу вверх под наклоном 28-32° к горизонтали и одновременное охлаждение, выгрузку охлажденного кокса в накопительный бункер, выведение газовой составляющей из верхней части камеры посредством патрубка вниз обратно в зону вторичного нагрева камеры горения, повторное воздействие на газы температурой 930-980°С в течение 1,5 секунд и выведение газов из нижней части патрубка в систему дальнейшей обработки перед использованием.The closest analogue of the patentable solution is patent RU 2725434 C1, published on 02.07.2020). The method includes feeding raw materials with a fraction size of 1-30 mm by a screw conveyor equipped with a frequency drive into a vertical feed chamber, including a rotor with blades, moving the raw material from bottom to top through a chamber heated to 900-950 ° C, in which the raw material decomposes into coke and the gas component, the gravity movement of coke from top to bottom along the accumulator connected to the upper part of the feed chamber to the screw spiral conveyor equipped with a water jacket, moving the coke along the conveyor from bottom to top at an inclination of 28-32 ° to the horizontal and simultaneous cooling, unloading the cooled coke into the storage hopper, removing the gas component from the upper part of the chamber through a branch pipe downward to the secondary heating zone of the combustion chamber, re-acting on gases with a temperature of 930-980 ° C for 1.5 seconds and removing gases from the lower part of the branch pipe into the further processing system before using.
Основными недостатками и отличием данного способа являются:The main disadvantages and differences of this method are:
1. Деструкция органики и крекинг синтез газа проходит в двух установках: пиролизном реакторе и системе рекуператоров. Система четырех рекуператоров по габаритам в несколько раз превышает реактор. - Потребуются дополнительные площади. Большие габариты рекуператоров приведут к дополнительным теплопотерям.1. The destruction of organic matter and the cracking of synthesis gas takes place in two units: a pyrolysis reactor and a recuperator system. The system of four recuperators is several times larger in size than the reactor. - Additional space will be required. Large dimensions of the recuperators will lead to additional heat loss.
2. Высокотемпературный рекуператор будет забивается сажей, выделяющейся в процессе крекинга синтез газа. - Это отразится на качестве газа, работа реактора станет циклической и может привести к прогоранию рекуператора.2. The high temperature recuperator will be clogged with soot released during the cracking of synthesis gas. - This will affect the quality of the gas, the operation of the reactor will become cyclical and can lead to burnout of the recuperator.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в разработке технологии, обеспечивающей максимальную очистку сырья (сын-газ и кокс), получаемого в результате термической переработки органических отходов.The technical problem solved by the proposed invention consists in the development of a technology that ensures maximum purification of raw materials (son-gas and coke) obtained as a result of thermal processing of organic waste.
Поставленная задача решается конструктивными компонентами комплекса, осуществляющего термическую переработку, позволяющими управлять временем нахождения исходного материала в реакторе и удалить все летучие компоненты из сырья, насытив этим газ и улучшив пористые свойства кокса, и упростить процесс дальнейшей очистки газа. Кроме того, в предлагаемом способе используется упрощенная по сравнению с известными комплексами конструкция с высокой производительностью.The problem is solved by the structural components of the complex that carries out thermal processing, allowing you to control the residence time of the starting material in the reactor and remove all volatile components from the feed, saturating the gas and improving the porous properties of the coke, and simplifying the process of further gas purification. In addition, the proposed method uses a design that is simplified in comparison with the known complexes with high performance.
Технический результат, обеспечиваемый заявленным изобретением, заключается в повышении степени очистки продуктов термической переработки органических отходов перед их дальнейшей обработкой, в том числе способ позволяет удалить все летучие компоненты из кокса перед его активацией и разрушить смолистые соединения из газа перед его дальнейшей очисткой.The technical result provided by the claimed invention is to increase the degree of purification of products of thermal processing of organic waste before their further processing, including the method allows you to remove all volatile components from the coke before its activation and destroy resinous compounds from the gas before further purification.
Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа термической деструкции сыпучей органики, включающей этапы, на которых сырье размером фракции 1-5 мм подают шнековым транспортером, снабженным частотным приводом, в вертикальный реактор, включающий ротор с лопатками, размещенными с одинаковым шагом от нижних лопаток к верхним, посредством вращательного движения которых сырье перемещают снизу вверх, проходя через камеру, разогретую до 750-850°С, где сырье распадается на кокс и газовую составляющую. Далее кокс, смешанный с газом, перемещается в верхнюю часть реактора, разогретую до 980-1000°С и представляющую собой зону крекинга. Время нахождения смеси в зоне крекинга от 0.5 до1.5 секунды, после чего смесь газов по патрубку поступает на охлаждение и очистку перед дальнейшим использованием. Кокс перемещается самотеком через выгрузное окно в низ по накопителю, в шнековый спиральный транспортер, оборудованный водяной рубашкой и установленный под углом 45° к горизонту. Кокс, перемещаясь по транспортеру с низу в верх охлаждается и выгружается в накопительный бункер.The claimed technical result is achieved by implementing the method of thermal destruction of free-flowing organic matter, including the stages at which the raw material with a fraction of 1-5 mm is fed by a screw conveyor equipped with a frequency drive into a vertical reactor, including a rotor with blades located at the same pitch from the lower blades to upper, by means of rotary motion of which the raw material is moved from bottom to top, passing through a chamber heated to 750-850 ° C, where the raw material decomposes into coke and a gas component. Further, coke mixed with gas moves to the upper part of the reactor, heated to 980-1000 ° C and representing a cracking zone. The residence time of the mixture in the cracking zone is from 0.5 to 1.5 seconds, after which the mixture of gases is fed through the nozzle for cooling and cleaning before further use. The coke is transported by gravity through the discharge window to the bottom along the accumulator, into a spiral screw conveyor equipped with a water jacket and installed at an angle of 45 ° to the horizon. Coke, moving along the conveyor from the bottom to the top, is cooled and discharged into the storage hopper.
На шнековый транспортер установлен частотный привод, который позволяет управлять расходом сырья и производительностью установки, зависящей от времени нахождения сырья в реакторе, что обеспечивает удаление всех летучих компонентов из сырья и улучшение пористых свойств кокса, получающегося в результате термической переработки сырья, а также временем крекинга синтез газа. Лопатки вертикального вала, размещенные с одинаковым шагом, способствуют перемещению сырья вверх с одновременным перемешиванием, стабилизируют поток, сдерживают преждевременный вынос газом сырья из реактора, управление приводом осуществляется частотным преобразователем. Повторный нагрев смеси до 950-1000’С обеспечивает максимальное отделение летучих компонентов от кокса с передачей их в получаемый газ и обеспечивает процесс каталитического крекинга газа, при котором все смолянистые соединения (нафталиновые и парафиновые фракции) распродаются на простые газы и сажу. Катализатором служит кокс, образовавшийся в процессе пиролиза органики, поданной в реактор. Для герметизации камеры реактора, транспортер установлен под углом 45 градусов к горизонту.A frequency drive is installed on the screw conveyor, which allows you to control the consumption of raw materials and the productivity of the installation, depending on the time the raw materials are in the reactor, which ensures the removal of all volatile components from the raw materials and the improvement of the porous properties of coke resulting from thermal processing of raw materials, as well as the time of cracking synthesis gas. The blades of the vertical shaft, placed with the same pitch, facilitate the movement of the raw material upward with simultaneous mixing, stabilize the flow, restrain the premature removal of the raw material from the reactor by gas, and the drive is controlled by a frequency converter. Reheating the mixture to 950-1000'C provides maximum separation of volatile components from coke with their transfer to the resulting gas and ensures the process of catalytic cracking of gas, in which all resinous compounds (naphthalene and paraffinic fractions) are sold into simple gases and soot. The catalyst is coke formed in the process of pyrolysis of organic matter fed into the reactor. To seal the reactor chamber, the conveyor is installed at an angle of 45 degrees to the horizon.
Далее решение поясняется ссылками на фиг. 1, на которой приведена схема технологической установки, посредством которой осуществляется способ.In the following, the solution is explained with reference to FIG. 1, which shows a diagram of a technological installation by means of which the method is carried out.
Твердое сырье 1 (шелуха семян, опилки, уголь и т.д.) размером не более 5 мм и влажностью не более 12% подается шнековым транспортером 2 в вертикальную камеру реактора 3. Шнек 2 снабжен частотным приводом и управляет расходом сырья и производительностью установки, которая составляет от 0,5 до 3,0 т/ч.Solid raw material 1 (seed husks, sawdust, coal, etc.) with a size of no more than 5 mm and a moisture content of no more than 12% is fed by a
Далее сырье, вращающимся валом 5 с помощью направляющих лопаток 6 с подпором от шнекового транспортера 2, движется в верх по пиролизной зоне I реактора, разогретой дымовыми газами горелки до 750-850°С. Температура регулируется производительностью горелки 7 и дымососа 8, чем больше производительности, тем выше температура в зоне пиролиза. При температуре более 850°С процесс пиролиза из экзотермического переходит в эндотермический, что приводит к значительному увеличению расхода топлива и снижению скорости реакции (деструкции). Расстояние между лопатками 6 одинаково на всей длине вала 5, это позволяет, управляя частотой его вращения, управлять процессами в зоне крекинга и пиролиза. Например, увеличение скорости вращения вала 5 приведет к более активному перемешиванию продукта в зоне пиролиза, а быстрое вращение лопаток 6 в зоне крекинга стабилизирует поток, сдержит преждевременный выброс кокса из реактора. Лимитирует скорость прохождения сырья по всей длине реактора шнековый транспортер 2 с частотным приводом. В процессе движения вверх сырье быстро нагревается, благодаря оригинальной конструкции корпуса реактора 3, площадь контакта (абляции) продукта с разогретым металлом увеличена в два раза за счет прошивки корпуса реактора 3 пластинами 4 находящимися одновременно в контакте с дымовыми газами и с продуктом пиролиза. Прогретый без доступа кислорода продукт подвергается распаду (деструкции) на углеродный остаток (кокс), водород, угарный газ и простейшие органические газы (метан, этан и другие углеводороды с примесями).Further, the raw material, by a rotating shaft 5 with the help of
Далее кокс смешанный с газом, под действием лопаток 6 и выделившегося газа, перемещается в верхнюю часть реактора (зону крекинга II), разогретую до 980-1000°С, регулируется температурой топочных газов в горелке 7. Повторный нагрев смеси в зоне крекинга до 950-980°С обеспечивает максимальное отделение летучих компонентов от кокса с передачей их в получаемый газ и обеспечивает процесс каталитического крекинга газа где все смолянистые соединения (нафталиновые и парафиновые фракции) распадаются на простые газы и сажу . Катализатором служит кокс, образовавшийся в процессе пиролиза сырья 1 поданной в реактор. Время нахождения смеси в зоне крекинга от 0.5 до1.5 секунды, устанавливается в зависимости от состава перерабатываемого продукта 1, регулируется производительностью шнекового транспортера 2. После крекинга смесь газов по патрубку 9 поступает на охлаждение и очистку перед дальнейшим использованием. Кокс перемещается самотеком через выгрузное окно в низ по накопителю, в шнековый спиральный транспортер 11, оборудованный водяной рубашкой 10. Для герметизации камеры реактора 3, транспортер 11 установлен под углом 45 градусов к горизонту. Кокс, перемещаясь по транспортеру 11 с низу в верх охлаждается до 40°С и выгружается в накопительный бункер.Further, the coke mixed with gas, under the action of the
Все процессы, протекающие в установке, оптимизированы для максимального удаления летучих углеводородов из сырья и получения качественного однородного кокса для его дальнейшей активации до активированного угля, а также получение синтез газа. Сингаз может быть использован в качестве газового топлива в сторонних системах. Изобретение обладает большой гибкостью и позволяет широко управлять температурой, производительностью, скоростью перемешивания в зоне реакции.All processes in the unit are optimized to maximize the removal of volatile hydrocarbons from the feedstock and to obtain high-quality homogeneous coke for its further activation to activated carbon, as well as to obtain synthesis gas. Syngas can be used as a gas fuel in third party systems. The invention has great flexibility and allows you to widely control the temperature, productivity, stirring speed in the reaction zone.
Основным отличием и преимуществам от всех известных установок является эффективное совмещение двух процессов в одной установке: процесса пиролиза и каталитического крекинга синтез газа в вертикальном реакторе непрерывного действия.The main difference and advantages from all known installations is the effective combination of two processes in one installation: the pyrolysis process and the catalytic cracking of synthesis gas in a vertical continuous reactor.
Полученный в зоне пиролиза кокс прогревается в зоне крекинга до температуры 950°. С и выполняет функции катализатора, теплоносителя, фильтра для выделенной сажи в процессе крекинга синтез газа. Достигнуто за счет двухкратного увеличения площади поверхности абляции (установка в корпус реактора пластин находящихся в двух камерах нагрева и пиролиза одновременно).The coke obtained in the pyrolysis zone is heated in the cracking zone to a temperature of 950 °. C and performs the functions of a catalyst, heat carrier, filter for soot released during the cracking of synthesis gas. Achieved by doubling the ablation surface area (installation of plates in the reactor vessel located in two chambers of heating and pyrolysis at the same time).
За счет отсутствия жидкой фракции нет необходимости в оборудовании для ее обработки.Due to the absence of a liquid fraction, there is no need for equipment for its processing.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134076A RU2749665C1 (en) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Method for production and catalytic cracking of synthesis gas in vertical continuous gasification reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134076A RU2749665C1 (en) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Method for production and catalytic cracking of synthesis gas in vertical continuous gasification reactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749665C1 true RU2749665C1 (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=76377492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134076A RU2749665C1 (en) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Method for production and catalytic cracking of synthesis gas in vertical continuous gasification reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2749665C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785170C1 (en) * | 2022-08-31 | 2022-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "КАРБОН" | Method and installation for production of activated carbon from waste of grain-processing and forestry industry |
WO2024049330A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | Юрий Фёдорович ЮРЧЕНКО | Method and apparatus for producing activated carbon |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1522569A2 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-13 | Circutec Focus on Future GmbH | Process, devices and plant for pyrolising of waste for producing syngas |
RU2378317C2 (en) * | 2008-03-04 | 2010-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Шунгит" | Method of non-waste thermal processing of heavy oil residues mixed with solid fuel |
EA023138B1 (en) * | 2010-11-02 | 2016-04-29 | Кеки Хормусджи Гхарда | Process for obtaining petrochemical products from carbonaceous feedstock |
WO2017007361A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | Константин Владимирович ЛАДЫГИН | Plant for processing organic raw material using pyrolysis method |
RU2644895C2 (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" (ТвГУ) | Method of processing carbon-containing waste of vegetable origin |
EP3214155B1 (en) * | 2016-03-04 | 2020-05-20 | KOPF SynGas GmbH & Co. KG | Process for the production of synthesis gas for running an internal combustion engine. |
RU2721695C1 (en) * | 2020-02-04 | 2020-05-21 | Юрий Федорович Юрченко | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type |
RU2725434C1 (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-02 | Юрий Федорович Юрченко | Method for thermal decomposition of loose organic matter in a vertical gasification reactor |
-
2020
- 2020-10-16 RU RU2020134076A patent/RU2749665C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1522569A2 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-13 | Circutec Focus on Future GmbH | Process, devices and plant for pyrolising of waste for producing syngas |
RU2378317C2 (en) * | 2008-03-04 | 2010-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Шунгит" | Method of non-waste thermal processing of heavy oil residues mixed with solid fuel |
EA023138B1 (en) * | 2010-11-02 | 2016-04-29 | Кеки Хормусджи Гхарда | Process for obtaining petrochemical products from carbonaceous feedstock |
WO2017007361A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | Константин Владимирович ЛАДЫГИН | Plant for processing organic raw material using pyrolysis method |
EP3214155B1 (en) * | 2016-03-04 | 2020-05-20 | KOPF SynGas GmbH & Co. KG | Process for the production of synthesis gas for running an internal combustion engine. |
RU2644895C2 (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" (ТвГУ) | Method of processing carbon-containing waste of vegetable origin |
RU2721695C1 (en) * | 2020-02-04 | 2020-05-21 | Юрий Федорович Юрченко | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type |
RU2725434C1 (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-02 | Юрий Федорович Юрченко | Method for thermal decomposition of loose organic matter in a vertical gasification reactor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785170C1 (en) * | 2022-08-31 | 2022-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "КАРБОН" | Method and installation for production of activated carbon from waste of grain-processing and forestry industry |
WO2024049330A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | Юрий Фёдорович ЮРЧЕНКО | Method and apparatus for producing activated carbon |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Qureshi et al. | A technical review on semi-continuous and continuous pyrolysis process of biomass to bio-oil | |
US3655518A (en) | Retort system for oil shales and the like | |
JP6321375B2 (en) | Gasification method and gasification system for carbonaceous material | |
CA1113881A (en) | Process and apparatus for treating a comminuted solid carbonizable material | |
WO2021179566A1 (en) | Biomass pyrolysis and carbonization and catalysis integrated method and device | |
US4439209A (en) | Thermal decomposition apparatus | |
RU2749665C1 (en) | Method for production and catalytic cracking of synthesis gas in vertical continuous gasification reactor | |
WO2015115942A1 (en) | Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products and reactor for the implementation thereof | |
RU2721696C1 (en) | Pyrolysis coke processing method to produce activated carbon by steam and gas activation | |
CN113195685A (en) | Process for treating carbonaceous material and apparatus therefor | |
US3251751A (en) | Process for carbonizing coal | |
US11959037B2 (en) | System and processes for upgrading synthetic gas produced from waste materials, municipal solid waste or biomass | |
RU2725434C1 (en) | Method for thermal decomposition of loose organic matter in a vertical gasification reactor | |
US4276120A (en) | Purification of coke | |
CN87102450A (en) | The cocurrent gasification of coal Processes and apparatus | |
CN103596672A (en) | Method and apparatus for a combination moving bed thermal treatment reactor and moving bed filter | |
JP2014511903A (en) | Moving bed reactor | |
US7507386B2 (en) | Catalytic reactor | |
US3961903A (en) | Apparatus for reclaiming limestone mud | |
TWI826488B (en) | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von aktivkohle | |
US2897054A (en) | Thermal decomposition of sludges | |
US2086733A (en) | Production of sulphur dioxide | |
KR20000030020A (en) | Apparatus and method for conducting reactions in fluidized particle layers | |
CN215828695U (en) | Coal gasification furnace and coal gasification system | |
RU2721695C1 (en) | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type |