RU2771646C1 - Установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты - Google Patents

Установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты Download PDF

Info

Publication number
RU2771646C1
RU2771646C1 RU2021121326A RU2021121326A RU2771646C1 RU 2771646 C1 RU2771646 C1 RU 2771646C1 RU 2021121326 A RU2021121326 A RU 2021121326A RU 2021121326 A RU2021121326 A RU 2021121326A RU 2771646 C1 RU2771646 C1 RU 2771646C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
raw material
gas
drying
vapor
Prior art date
Application number
RU2021121326A
Other languages
English (en)
Inventor
Милауша Рашатовна Хайруллина
Денис Владимирович Тунцев
Рустам Габдулнурович Хисматов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Экологическая промышленность"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Экологическая промышленность" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Экологическая промышленность"
Application granted granted Critical
Publication of RU2771646C1 publication Critical patent/RU2771646C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к области переработки лигноцеллюлозных отходов. Установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты содержит бункер-накопитель, кондуктивный реактор, состоящий из обогреваемой трубы, имеющей сужение по диаметру, и гидроцилиндра с плунжером, шнековый транспортер, бункер-накопитель высушенного сырья, транспортер револьверного типа, бункер-накопитель угольных брикетов, теплообменник для конденсации парогазовой смеси, приемный бак для сбора жидкого продукта, газоочиститель и блок управления, состоящий из управляющей и регулирующей аппаратуры, измельчитель, сушильный барабан в виде восьмигранной призмы, индукционный нагреватель, топочную камеру, при этом блок термического разложения сырья связан с теплообменником блока конденсации парогазовой смеси, который связан с топкой блока подготовки теплоносителя, который через дополнительный теплообменник связан с сушильным барабаном блока сушки сырья, который в свою очередь связан с газоочистителем блока газоочистки, а блок управления связан с блоками сушки сырья, подготовки теплоносителя и конденсации парогазовой смеси. Технический результат - повышение производительности. 1 табл.,1 ил.

Description

Изобретение относится к области переработки лигноцеллюлозных отходов, например отходов деревообработки, отработанных деревянных шпал, и может быть использовано при производстве угольных брикетов для использования в бытовых и промышленных нуждах, а полученная при переработке отходов пиролизная жидкость может быть использована в химической промышленности.
Известна установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты, состоящая из блока подготовки-приемки сырья, блока подготовки теплоносителя, блока сушки сырья, оснащенного устройством для сушки, блока для регулирования влажности сырья, блока для разделения смешенного потока, блока брикетирования, блока пиролиза. Блок подготовки-приемки сырья, расположенный перед участком сушки, включает в себя приемный бункер сырья, дробильно-размольное оборудование, бункер-накопитель, снабженный питателем-дозатором, размещенный перед впускным каналом сушильного устройства. Блок подготовки теплоносителя, выполнен в виде теплогенератора, снабженного топочной камерой для получения топочных газов, узлом сжигания утилизированных пиролизных газов, узлом ввода в генерируемый теплоноситель части парогазовой смеси с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием пара, возвращенной с блока сушки. Блок сушки сырья оснащен сушильным устройством, работающим в режиме совместной циркуляции во взвешенном состоянии парогазового теплоносителя и измельченной древесины в пределах рабочей зоны, выполненной в виде закольцованного канала, при этом сушильное устройство включает узел ввода частиц сырья, узел ввода теплоносителя с низким содержанием кислорода, узел вывода частиц сырья парогазовым потоком, выполненный с возможностью полного вывода частиц, а также полного или частичного их возврата на дополнительный цикл сушки, причем узел вывода выполнен с возможностью предотвращения проникновения кислорода в рабочую зону сушильного устройства. Блок для разделения смешанного потока, выходящего из сушильного устройства, на парогазовую смесь и измельченное сырье выполнен с возможностью рекуперации по меньшей мере части парогазовой смеси в теплогенераторе и включает циклон и бункер-накопитель, размещенные ниже по потоку относительно сушильного устройства. Трубопровод перед циклоном выполнен с возможностью регулирования термоизоляции и снабжен устройством для регулирования целевой влажности частиц сырья путем конденсации влаги из парогазового потока, устройством для регулирования выполнено в виде подвижной муфты или откидной полумуфты, которая установлена соосно на трубопроводе с возможностью перемещения относительно оси трубопровода. Блок разделения также включает дымовую трубу для рассеивания части отходящих газов сушки, снабженную регулировочными вентилями и/или заслонками, причем их позиционирование обеспечивает такой уровень давления внутри комплекса, который подавляет просачивание кислорода в систему, но при этом позволяет отходящим газам выходить из системы. Блок брикетирования, расположен после бункера-накопителя, который оснащен прессом предпочтительно экструзионного типа. Блок низкотемпературного пиролиза, размещенный ниже по потоку и работающий в термостабилизированном режиме, оснащен двумя устройствами для получения древесного угля, каждое из которых включает термоизолированный корпус с системой газоходов, причем рабочая зона каждого устройства выполнена в виде закольцованного канала, снабженного газопроницаемым рекуператором, установленным внутри закольцованного канала, жаростойким вентилятором и поворотным шибером, при этом система газоходов выполнена с возможностью транспортировки пиролизных газов в комплексный теплогенератор, а также зона пиролиза снабжена выемными устройствами для загрузки-выгрузки брикетов. Установка оснащена теплоизоляцией. Блоки подготовки теплоносителя, подготовки измельченных древесных отходов, сушки древесины, брикетирования, низкотемпературного пиролиза оснащены системами настройки и управления технологическими процессами, см. RU Патент № 2678089, МПК С10L 5/44 (2006.01), C10B 47/28 (2006.01), C10B 49/02 (2006.01), B09B 3/00 (2006.01), 2019.
Недостатком известной установки для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты является необходимость измельчения исходного сырья до крупности 5 мм, что приводит к дополнительным энергозатратам при измельчении, а также к необходимости блока для разделения смешанного потока, представляющего собой смесь парогазового теплоносителя и измельченной древесины, что приводит к усложнению технологического процесса.
Наиболее близкой по технической сущности является установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты, состоящая из блока подготовки-приемки сырья, выполненного в виде приемного бункера сырья, блока подготовки теплоносителя, выполненного в виде теплогенератора, снабженного топочной камерой для получения топочных газов, блока сушки сырья, выполненного в виде двух последовательно установленных обогреваемых топочными газами шнековых транспортеров, перед которыми установлена система дозирования, состоящая из двух секторных питателей, блока пиролиза, выполненного в виде кондуктивного реактора, состоящего из трубы, обогреваемой топочными газами из блока подготовки теплоносителя, имеющей сужение по диаметру, и гидроцилиндра с плунжером, блока охлаждения готового продукта, выполненного в виде транспортера револьверного типа, снабженного бункером накопителем угольных брикетов. Блок подготовки-приемки сырья связан с блоком подготовки теплоносителя и блоком сушки сырья шнековыми транспортерами, также посредством шнекового транспортера связаны блок сушки сырья и бункер-накопитель высушенного и подогретого сырья, который в свою очередь соединен с реактором кондуктивного пиролиза, см. RU Патент № 2732834, МПК С10L 5/44 (2006.01), C10B 47/28 (2006.01), 2020.
Недостатком известной установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты является недостаточная производительность установки по исходному сырью в единицу времени.
Технической проблемой является недостаточная производительность установки по исходному сырью в единицу времени.
Техническая проблема повышение производительности установки по исходному сырью в единицу времени решается созданием установки для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты, состоящая из блока подготовки сырья, включающий бункер-накопитель, блока сушки сырья, блока термического разложения сырья, выполненного в виде кондуктивного реактора, состоящего из обогреваемой трубы, имеющей сужение по диаметру, и гидроцилиндра с плунжером, и содержащий шнековый транспортер, бункер-накопитель высушенного сырья, кондуктивный реактор соединен с бункером-накопителем высушенного сырья, блока охлаждения твердого продукта, выполненного в виде транспортера револьверного типа, снабженного бункером-накопителем угольных брикетов, при этом кондуктивный реактор блока термического разложения сырья соединен с транспортером револьверного типа блока охлаждения твердого продукта, и блока подготовки теплоносителя, выполненного в виде топочной камеры, согласно изобретению установка дополнительно содержит блок конденсации парогазовой смеси, состоящий из теплообменника для конденсации парогазовой смеси и приемного бака для сбора жидкого продукта, также блок газоочистки, который содержит газоочиститель и блок управления, состоящий из управляющей и регулирующей аппаратуры, при этом блок подготовки сырья дополнительно содержит измельчитель, а бункер-накопитель блока подготовки сырья оборудован дозатором, блок сушки сырья выполнен в виде сушильного барабана, состоящего из вертикально загрузочной воронки с шибером, узла подачи измельченного сырья в барабан, выполненный в виде восьмигранной призмы, и узла выгрузки сырья с шибером, блок термического разложения сырья дополнительно содержит индукционный нагреватель, блок подготовки теплоносителя дополнительно содержит теплообменник, бункер-накопитель, оборудованный дозатором, блока подготовки сырья связан с сушильным барабаном блока сушки сырья, который посредством шнекового транспортера блока термического разложения сырья связан с бункером-накопителем высушенного сырья блока термического разложения сырья, в свою очередь блок термического разложения сырья связан с теплообменником блока конденсации парогазовой смеси, который связан с топкой блока подготовки теплоносителя, который через дополнительный теплообменник связан с сушильным барабаном блока сушки сырья, который в свою очередь связан с газоочистителем блока газоочистки, а блок управления связан с блоками сушки сырья, подготовки теплоносителя и конденсации парогазовой смеси.
Решение технической задачи позволяет увеличивать производительность установки до 75 кг/час по исходному сырью.
На Фиг.1 изображена принципиальная схема установки для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты, которая содержит блок подготовки сырья I, который включает измельчитель 1, бункер-накопитель оборудованный дозатором 2, блок сушки сырья II, который выполнен в виде сушильного барабана 3, состоящего из вертикально загрузочной воронки с шибером, узла подачи измельченного сырья в барабан, выполненный в виде восьмигранной призмы, и узла выгрузки сырья с шибером, блок термического разложения сырья III, который выполнен в виде кондуктивного реактора 6, состоящего из обогреваемой трубы, имеющей сужение по диаметру, и гидроцилиндра с плунжером, содержит шнековый транспортер 4, бункер-накопитель высушенного сырья 5, индукционный нагреватель 7, блок охлаждения твердого продукта IV, который выполнен в виде транспортера револьверного типа 8, снабженного бункером-накопителем угольных брикетов 9, блок конденсации парогазовой смеси V, который состоит из теплообменника 10 для конденсации парогазовой смеси и приемного бака 11 для сбора жидкого продукта, блок подготовки теплоносителя VI, который выполненный в виде топочной камеры 12 и дополнительно содержит теплообменник 13, блок газоочистки VII, который содержит газоочиститель 14, блок управления VIII, который состоит из управляющей и регулирующей аппаратуры 15.
Бункер-накопитель, оборудованный дозатором, 2 блока подготовки сырья I связан с сушильным барабаном 3 блока сушки сырья II, который посредством шнекового транспортера 4 блока термического разложения сырья III связан с бункером-накопителем высушенного сырья 5 блока термического разложения сырья III, в свою очередь блок термического разложения сырья III связан с теплообменником 10 блока конденсации парогазовой смеси V, который связан с топкой 12 блока подготовки теплоносителя VI, который через дополнительный теплообменник 13 блока подготовки теплоносителя VI связан с сушильным барабаном 3 блока сушки сырья II, который в свою очередь связан с газоочистителем 14 блока газоочистки VII, а блок управления VIII связан с блоками сушки сырья II, подготовки теплоносителя VI и конденсации парогазовой смеси V.
Установка работает следующим образом: сырье в блоке подготовки сырья I измельчают до крупности 15-25 мм в измельчителе 1 и направляют в бункер-накопитель, оборудованный дозатором, 2 блока подготовки сырья I, откуда сырье поступает в блок сушки сырья II на сушку в сушильном барабане 3. В сушильном барабане 3 осуществляют сушку измельченного сырья в потоке теплоносителя при температуре 100-200°C. Движение высушиваемого сырья внутри сушильного барабана 3 осуществляют за счет наклона барабана по горизонтали. Высушенное сырье до влажности 15% посредством шнекового транспортера 4 поступает в бункер-накопитель высушенного сырья 5 блока термического разложения сырья III, откуда поступает в реактор кондуктивного пиролиза 6 блока термического разложения сырья III. Реактор кондуктивного пиролиза 6 выполнен в виде обогреваемой трубы, имеющей сужение по диаметру, перемещение сырья по трубе обеспечивается плунжером, с помощью гидроцилиндра. Нагрев кондуктивного реактора пиролиза 6 блока термического разложения сырья III осуществляет индукционный нагреватель 7 блока термического разложения сырья III. Рабочая температура в реакторе составляет 450-600°C, создаваемое давление 80-120 кгс/см2. Готовые угольные брикеты удаляют транспортером револьверного типа 8 блока охлаждения готового продукта IV, при движении которого готовые угольные брикеты охлаждают до температуры 20-30°C и сбрасывают в бункер-накопитель угольных брикетов 9 блока охлаждения готового продукта IV. Поток парогазовой смеси направляют в блок конденсации парогазовой смеси V на конденсацию в теплообменник 10, жидкий продукт собирают в приемном баке 11 блока конденсации парогазовой смеси V. Конденсация парогазовой смеси осуществляют охлаждением парогазовой смеси до температуры 180°C. Неконденсируемую часть парогазовой смеси направляют на сжигание в топочную камеру 12 блока подготовки теплоносителя VI для получения теплоносителя. Топочные газы, пропуская через дополнительный теплообменник 13 блока подготовки теплоносителя VI, охлаждают до необходимой температуры и направляют в сушильный барабан 3 блока сушки сырья II. Отработанные топочные газы направляют в блок газоочистки VII и после прохождения очистки в газоочистителе 14 очищенный газ сбрасывают в воздух. Управление работой установки осуществляют с помощью блока управления VIII через управляющую и регулирующую аппаратуру 15.
Приводим пример работы установки на сырье из древесных отходов.
Древесные отходы влажностью 60% (исходя из средней величины влажности исходного сырья) измельчают в измельчителе 1 блока подготовки сырья I до крупности 15-25 мм и направляют в бункер-накопитель, оборудованный дозатором, 2 блока подготовки сырья I, откуда сырье в дозированном объеме поступает в блок сушки сырья II на сушку в сушильном барабане 3. Измельченное сырье сушат в потоке теплоносителя при температуре при 200°C до влажности 15%. После сушки сырье посредством шнекового транспортера 4 блока термического разложения сырья III поступает в бункер-накопитель высушенного сырья 5 блока термического разложения сырья III, далее сырье поступает в реактор кондуктивного пиролиза 6 блока термического разложения сырья III нагреваемый индукционным нагревателем 7 блока термического разложения сырья III. По мере движения по реактору кондуктивного пиролиза 6 блока термического разложения сырья III сырье подвергают термодеструкции при температуре 550°C и уплотнению при давлении 80-120 кгс/см2. Готовые угольные брикеты удаляют транспортером револьверного типа 8 блока охлаждения готового продукта IV, при движении которого готовые угольные брикеты охлаждают до температуры 20-30°C и сбрасывают в бункер-накопитель угольных брикетов 9 блока охлаждения готового продукта IV. Поток парогазовой смеси направляют в блок конденсации парогазовой смеси V на конденсацию в теплообменник 10, жидкий продукт собирают в приемном баке 11 блока конденсации парогазовой смеси V. Конденсацию парогазовой смеси осуществляют охлаждением парогазовой смеси до температуры 180°C. Неконденсируемую часть парогазовой смеси направляют на сжигание в топочную камеру 12 блока подготовки теплоносителя VI для получения теплоносителя. Топочные газы, пропуская через дополнительный теплообменник 13 блока подготовки теплоносителя VI, охлаждают до необходимой температуры и направляют в сушильный барабан 3 блока сушки сырья II. Отработанные топочные газы направляют в блок газоочистки VII и после прохождения очистки в газоочистителе 14 очищенный газ сбрасывают в воздух. Управление работой установки осуществляют с помощью блока управления VIII через управляющую и регулирующую аппаратуру 15.
Пример работы установки на сырье из отработанных деревянных шпал аналогичен примеру работы установки на сырье из древесных отходов.
Данные по производительности работы установки с использованием в качестве сырья древесные отходы и отработанные деревянные шпалы с влажностью 60% приведены в Таблице 1.
Таблица 1
Наименование сырья Производительность установки по исходному сырью Выход продуктов
угольные брикеты жидкий
продукт
пиролизный газ
Древесные отходы 75 кг/час 39 кг/час 22,5 кг/час 13,5 кг/час
Отработанные деревянные шпалы 75 кг/час 36 кг/час 24,75 кг/час 14,25 кг/час
По прототипу 50 кг/час 32,5 кг/час отсутст-вует конден-сация 17,5 кг/час
Таким образом, как видно из примеров конкретного выполнения, совокупность признаков заявленной установки для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты позволяет увеличить производительность установки по исходному сырью до 75 кг/час, тогда как по известному объекту производительность по исходному сырью составляет 50 кг/час.

Claims (1)

  1. Установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты, состоящая из блока подготовки сырья, включающего бункер-накопитель, блока сушки сырья, блока термического разложения сырья, выполненного в виде кондуктивного реактора, состоящего из обогреваемой трубы, имеющей сужение по диаметру, и гидроцилиндра с плунжером, и содержащего шнековый транспортер, бункер-накопитель высушенного сырья, кондуктивный реактор соединен с бункером-накопителем высушенного сырья, блока охлаждения твердого продукта, выполненного в виде транспортера револьверного типа, снабженного бункером-накопителем угольных брикетов, при этом кондуктивный реактор блока термического разложения сырья соединен с транспортером револьверного типа блока охлаждения твердого продукта и блока подготовки теплоносителя, выполненного в виде топочной камеры, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит блок конденсации парогазовой смеси, состоящий из теплообменника для конденсации парогазовой смеси и приемного бака для сбора жидкого продукта, также блок газоочистки, который содержит газоочиститель и блок управления, состоящий из управляющей и регулирующей аппаратуры, при этом блок подготовки сырья дополнительно содержит измельчитель, а бункер-накопитель блока подготовки сырья оборудован дозатором, блок сушки сырья выполнен в виде сушильного барабана, состоящего из вертикально загрузочной воронки с шибером, узла подачи измельченного сырья в барабан, выполненный в виде восьмигранной призмы, и узла выгрузки сырья с шибером, блок термического разложения сырья дополнительно содержит индукционный нагреватель, блок подготовки теплоносителя дополнительно содержит теплообменник, бункер-накопитель, оборудованный дозатором, блок подготовки сырья связан с сушильным барабаном блока сушки сырья, который посредством шнекового транспортера блока термического разложения сырья связан с бункером-накопителем высушенного сырья блока термического разложения сырья, в свою очередь блок термического разложения сырья связан с теплообменником блока конденсации парогазовой смеси, который связан с топкой блока подготовки теплоносителя, который через дополнительный теплообменник связан с сушильным барабаном блока сушки сырья, который в свою очередь связан с газоочистителем блока газоочистки, а блок управления связан с блоками сушки сырья, подготовки теплоносителя и конденсации парогазовой смеси.
RU2021121326A 2021-07-19 Установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты RU2771646C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771646C1 true RU2771646C1 (ru) 2022-05-11

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU74386U1 (ru) * 2007-12-10 2008-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоЛесПром" Установка для пиролиза органосодержащего сырья
US20110094150A1 (en) * 2008-04-15 2011-04-28 Larry Hunt Coal enhancement process
RU2573034C1 (ru) * 2014-09-19 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") Способ термической переработки органосодержащего сырья
RU2732834C1 (ru) * 2020-01-31 2020-09-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Установка для переработки растительного сырья в угольные брикеты

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU74386U1 (ru) * 2007-12-10 2008-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоЛесПром" Установка для пиролиза органосодержащего сырья
US20110094150A1 (en) * 2008-04-15 2011-04-28 Larry Hunt Coal enhancement process
RU2573034C1 (ru) * 2014-09-19 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") Способ термической переработки органосодержащего сырья
RU2732834C1 (ru) * 2020-01-31 2020-09-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Установка для переработки растительного сырья в угольные брикеты

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102583373B (zh) 一种用煤制备活性炭的方法
US6337302B1 (en) Method for producing activated carbon from carbon black
CN103421527B (zh) 蒸汽管干燥、分选、造粒一体化煤调湿工艺及其专用设备
CN102517054B (zh) 一种农林生物质连续热解及产物分段收集净化装置与方法
CA2979019C (en) Biomass treatment process and apparatus
CN102417822A (zh) 利用自返料回转炉对煤进行固体热载体热解的方法
CN104261451B (zh) 一种轻质碳酸钙的生产方法
MX2012008726A (es) Equipo para la descomposicion de hulla.
CN101440323A (zh) 低阶煤的干燥成型一体化工艺
KR102405860B1 (ko) 슬러지의 처리 방법 및 시멘트 제조 시스템
CN104152162A (zh) 碎煤热解的热解系统和碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置及方法
CN104164244A (zh) 煤气循环煤炭全粒径分级热解耦合活性焦制备工艺及系统
CN104293365A (zh) 整体热解-烟气联合循环的生物质多联产装备和方法
CN104861996A (zh) 一种生物质热解炭气油多联产系统
CN106590710A (zh) 一种长焰煤的利用方法与系统
RU2771646C1 (ru) Установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты
CN105950200B (zh) 一种自除尘型煤热解和裂解产合成气系统
EP3256551B1 (en) Cooling process of torrefied biomass and apparatus
RU104672U1 (ru) Установка для переработки твердых отходов
CN110106005A (zh) 一种生物质燃料的制备方法
RU2468061C2 (ru) Установка для производства древесного угля
CN108529844A (zh) 一种污泥气体热载体分级低温热解系统及方法
RU2721695C1 (ru) Способ переработки органического сырья с получением синтетического топливного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза гравитационного типа
CN106190205A (zh) 一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法
RU2732834C1 (ru) Установка для переработки растительного сырья в угольные брикеты