RU2810292C1

RU2810292C1 - Pyrolysis reactor and pyrolysis complex containing such reactor

Info

Publication number: RU2810292C1
Application number: RU2023106591A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Игоревич Мальчиков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Гринтек"
Filing date: 2023-03-21
Publication date: 2023-12-26

Abstract

FIELD: raw material processing.

SUBSTANCE: invention relates to a pyrolysis reactor containing a housing with an outer shell and an inner shell located concentrically with a sealed gap relative to it, a pyrolysis reaction area inside the inner shell, dampers located at the ends of the reaction area to seal it, a means of supplying raw materials to be pyrolysed into the reaction area, a supply means heated inert gas into a gap containing pipes located in the gap along the longitudinal axis of the reactor with holes located along their periphery for releasing heated inert gas into the gap, the number of holes being selected to ensure the preheating temperature, pyrolysis temperature and cooling temperature in each of the sequentially located in the reaction area of the reactor of the preheating, pyrolysis and cooling zones, wherein the number of holes in the pyrolysis zone is greater than in the preheating zone, and in the cooling zone is less than in the preheating zone, and a means for releasing pyrolysis gas connected to the reaction area of the reactor. The invention also concerns a pyrolysis complex for processing raw materials.

EFFECT: simplification of the design of the pyrolysis reactor and the technological process of pyrolysis.

19 cl, 7 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области переработки сырья, включая твердые коммунальные отходы, посредством пиролиза, а, более конкретно, к пиролизному реактору и пиролизному комплексу, содержащему такой реактор.The present invention relates to the field of processing raw materials, including municipal solid waste, by means of pyrolysis, and, more specifically, to a pyrolysis reactor and a pyrolysis complex containing such a reactor.

В России ежегодно выбрасывается около 70 млн. тонн бытового мусора на полигоны, которые переполнены и не соответствуют экологическим нормам.In Russia, about 70 million tons of household waste are thrown annually into landfills that are overcrowded and do not meet environmental standards.

Основными способами уничтожения мусора являются сжигание, захоронение (свалки) и переработка. Одним из методов переработки является пиролиз, с помощью которого на специализированном оборудовании эффективно перерабатывают отходы без вреда для окружающей среды, исключая опасные выбросы в атмосферу.The main methods of waste disposal are incineration, burial (landfills) and recycling. One of the processing methods is pyrolysis, with the help of which specialized equipment effectively processes waste without harm to the environment, eliminating dangerous emissions into the atmosphere.

Из уровня техники известен реактор пиролизной установки, раскрытый в патенте РФ 2 393 198, C10B 53/00, F23G 5/00, 27.06.2010. Указанный реактор содержит герметичную трубчатую камеру с внешним нагревом, помещенную в газоплотную теплонагревательную камеру, и состоит из двух вертикальных с внешним винтовым оребрением трубчатых герметичных камер, установленных друг над другом и разделенных двумя автоматически управляемыми затворами. Каждая из камер помещена во внешнюю газоплотную теплонагревательную камеру, снабженную входными и выходными газоходами с последовательной подачей горячего агента для внешнего нагрева камер. Верхняя трубчатая герметичная камера снабжена приемным бункером для загрузки сырья с двумя автоматически управляемыми затворами и трубопроводом от вакуумного насоса для откачки воздуха после загрузки, а нижняя трубчатая герметичная камера снабжена внутренними вертикальными перфорированными теплопередающими элементами с верхним коллектором для отбора пиролизного газа и двумя автоматически управляемыми затворами в ее нижней части для выгрузки остаточных золошлаков.A pyrolysis plant reactor is known from the prior art, disclosed in RF patent 2,393,198, C10B 53/00, F23G 5/00, 06/27/2010. The said reactor contains a sealed tubular chamber with external heating, placed in a gas-tight heat-heating chamber, and consists of two vertical sealed tubular chambers with external screw fins, installed one above the other and separated by two automatically controlled shutters. Each of the chambers is placed in an external gas-tight heat-heating chamber, equipped with inlet and outlet gas ducts with a sequential supply of hot agent for external heating of the chambers. The upper tubular sealed chamber is equipped with a receiving hopper for loading raw materials with two automatically controlled valves and a pipeline from a vacuum pump for pumping out air after loading, and the lower tubular sealed chamber is equipped with internal vertical perforated heat transfer elements with an upper manifold for collecting pyrolysis gas and two automatically controlled valves in its lower part for unloading residual ash and slag.

Одним недостатком известного реактора является закупоривание затвора между бункером и герметичной камерой отходами, так как в смешанных отходах присутствуют пластики с низкой температурой плавления что приведет к налипанию на стенки герметичной камеры (камеры сушки). Аналогичным образом, наличие еще двух затворов на выходе из теплонагревательной камеры так же может привести к закупориванию при выгрузке, поскольку сырье в процессе пиролиза движется естественным (не принудительным) образом и не перемешивается, что приводит к спеканию массы отходов в крупные части.One disadvantage of the known reactor is the clogging of the gate between the hopper and the sealed chamber with waste, since the mixed waste contains plastics with a low melting point, which will lead to sticking to the walls of the sealed chamber (drying chamber). Similarly, the presence of two more gates at the outlet of the heating chamber can also lead to clogging during unloading, since the raw material during the pyrolysis process moves in a natural (not forced) manner and is not mixed, which leads to sintering of the waste mass into large parts.

Еще одним недостатком известного реактора является неравномерный разогрев сырья в рабочей части, что существенно снижает КПД переработки и в результате приводит к низкому качеству продуктов пиролиза.Another disadvantage of the known reactor is the uneven heating of the raw materials in the working part, which significantly reduces the processing efficiency and, as a result, leads to low quality pyrolysis products.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является пиролизной реактор, раскрытый в патенте на полезную модель КНР CN209836079U, C10B53/00, C10B57/10, 24.12.2019. Указанный реактор содержит три последовательно соединенных реакционных котла или камеры. Реакционная камера содержит корпус, нагревательная рубашка расположена снаружи корпуса в виде рукава. Нагревательные рубашки соединены последовательно через трубопровод дымового газа. Датчик температуры расположен в корпусе реакционной камеры. Клапан расположен в трубопроводе дымовых газов. Температуры в корпусах реакционных камер различны. Температура в корпусе реакционной камеры, соединенной с устройством для удаления шлака, является самой высокой, а температура в корпусе реакционной камеры, соединенной с устройством подачи, является самой низкой.The closest analogue of the claimed invention is the pyrolysis reactor disclosed in the utility model patent of the People's Republic of China CN209836079U, C10B53/00, C10B57/10, 12/24/2019. Said reactor contains three reaction boilers or chambers connected in series. The reaction chamber contains a housing, the heating jacket is located outside the housing in the form of a sleeve. The heating jackets are connected in series through a flue gas pipeline. The temperature sensor is located in the reaction chamber housing. The valve is located in the flue gas pipeline. The temperatures in the housings of the reaction chambers are different. The temperature in the body of the reaction chamber connected to the slag removal device is the highest, and the temperature in the body of the reaction chamber connected to the feeding device is the lowest.

Недостатком известного пиролизного реактора является сложность в изготовлении и эксплуатации за счет наличия множества реакционных камер, а также повышенные энергозатраты, требуемые для их нагрева.The disadvantage of the known pyrolysis reactor is that it is difficult to manufacture and operate due to the presence of multiple reaction chambers, as well as the increased energy consumption required to heat them.

Другим недостатком известного пиролизного реактора является то, что нагрев нагревательной рубашки одной из реакционных камер осуществляется посредством горелок, что со временем приводит к ее повреждению и, как следствие, к сокращению срока эксплуатации всего реактора в целом, обусловленного частым техническим обслуживанием.Another disadvantage of the known pyrolysis reactor is that the heating jacket of one of the reaction chambers is heated by burners, which over time leads to its damage and, as a consequence, to a reduction in the service life of the entire reactor as a whole, due to frequent maintenance.

Еще одним недостатком является наличие клапанов, расположенных в трубопроводе между реакционными камерами, которые подвержены воздействию нагретого в реакционных камерах сырья, что приводит к их заклиниванию и повреждению, а, следовательно, к сокращению срока эксплуатации реактора, обусловленного необходимым техническим обслуживанием.Another disadvantage is the presence of valves located in the pipeline between the reaction chambers, which are exposed to the raw materials heated in the reaction chambers, which leads to their jamming and damage, and, consequently, to a reduction in the life of the reactor due to the necessary maintenance.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание пиролизного реактора, в котором устранены вышеуказанные недостатки, присущие известным решениям.Thus, the objective of the present invention is to create a pyrolysis reactor in which the above-mentioned disadvantages inherent in known solutions are eliminated.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение конструкции пиролизного реактора и технологического процесса пиролиза за счет обеспечения пиролизного реактора, имеющего одну реакционную область с различными температурными зонами, а также увеличения срока его службы за счет использования инертного газа для нагрева подлежащего пиролизу сырья вместо газа для горения.The technical result of the present invention is to simplify the design of a pyrolysis reactor and the technological process of pyrolysis by providing a pyrolysis reactor having one reaction area with different temperature zones, as well as increasing its service life by using an inert gas to heat the raw material to be pyrolyzed instead of combustion gas.

Вышеуказанный технический результат достигается посредством пиролизного реактора, содержащего корпус с внешней оболочкой и расположенной концентрично с герметизированным зазором относительно нее внутренней оболочкой, реакционную область пиролиза внутри внутренней оболочки, заслонки, расположенные на концах реакционной области для ее герметизации, средство подачи подлежащего пиролизу сырья в реакционную область, средство подачи нагретого инертного газа в зазор, содержащее расположенные в зазоре вдоль продольной оси реактора трубы с расположенными по их периферии отверстиями для выпуска нагретого инертного газа в зазор, при этом количество отверстий выбрано с обеспечением температуры преднагрева, температуры пиролиза и температуры охлаждения в каждой из последовательно расположенных в реакционной области реактора зон преднагрева, пиролиза и охлаждения, при этом количество отверстий в зоне пиролиза больше, чем в зоне преднагрева, а в зоне охлаждения – меньше, чем в зоне преднагрева, и средство выпуска пиролизного газа, соединенное с реакционной областью реактора.The above technical result is achieved by means of a pyrolysis reactor containing a housing with an outer shell and an inner shell located concentrically with a sealed gap relative to it, a pyrolysis reaction area inside the inner shell, dampers located at the ends of the reaction area to seal it, a means for supplying the raw material to be pyrolyzed into the reaction area , a means for supplying heated inert gas into the gap, containing pipes located in the gap along the longitudinal axis of the reactor with holes located along their periphery for releasing heated inert gas into the gap, and the number of holes is selected to ensure the preheating temperature, pyrolysis temperature and cooling temperature in each of preheating, pyrolysis and cooling zones located sequentially in the reaction area of the reactor, wherein the number of holes in the pyrolysis zone is greater than in the preheating zone, and in the cooling zone - less than in the preheating zone, and a means for releasing pyrolysis gas connected to the reaction area of the reactor .

Такое выполнение пиролизного реактора исключает необходимость во множестве реакционных камер с разными температурами за счет обеспечения в реакторе одной реакционной области с зонами, имеющими различные температуры. Кроме того, использование подаваемого нагретого инертного газа вместо газа для горения позволяет увеличить срок службы пиролизного реактора, исключив повреждение внутренней оболочки.This design of the pyrolysis reactor eliminates the need for multiple reaction chambers at different temperatures by providing the reactor with a single reaction area with zones having different temperatures. In addition, the use of supplied heated inert gas instead of combustion gas makes it possible to increase the service life of the pyrolysis reactor by eliminating damage to the inner shell.

Пиролизный реактор предпочтительно содержит средства нагрева инертного газа, соединенные со средством подачи нагретого инертного газа.The pyrolysis reactor preferably contains inert gas heating means connected to means for supplying heated inert gas.

Средство нагрева инертного газа предпочтительно содержит расположенные в замкнутом пространстве горелку и средство пропускания инертного газа, выполненное с возможностью нагрева горелкой.The inert gas heating means preferably comprises a burner located in a closed space and means for passing the inert gas, configured to be heated by the burner.

Средство нагрева инертного газа, предпочтительно, содержит соединенное с ним средство очистки выхлопного газа, образующегося в результате работы горелки. Использование средства очистки выхлопного газа позволяет свести к минимуму количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.The inert gas heating means preferably comprises, connected therewith, means for purifying exhaust gas generated by operation of the burner. Using an exhaust gas purification product allows you to minimize the amount of harmful substances released into the atmosphere.

Предпочтительно, очищенный в средстве очистки выхлопной газ используется для сушки подлежащего пиролизу сырья, что позволяет экономить затраты на предварительную сушку подлежащего пиролизу сырья и обеспечить выполнение необходимых подготовительных операций в одном месте.Preferably, the exhaust gas purified in the purification means is used for drying the raw material to be pyrolyzed, which saves the cost of pre-drying the raw material to be pyrolyzed and allows the necessary preparatory operations to be carried out in one place.

Пиролизный реактор, предпочтительно, содержит средство выброса очищенного газа в атмосферу, соединенное со средством очистки выхлопного газа.The pyrolysis reactor preferably includes means for releasing purified gas into the atmosphere connected to means for purifying the exhaust gas.

Средство подачи подлежащего пиролизу сырья, предпочтительно, представляет собой шнек.The means for supplying the raw material to be pyrolyzed is preferably a screw.

Средство подачи подлежащего пиролизу сырья, предпочтительно, представляет собой конвейер.The means for supplying the raw material to be pyrolyzed is preferably a conveyor.

Также предложен пиролизный комплекс для переработки сырья, содержащий линию подготовки сырья, соединенную со входом предложенного пиролизного реактора, систему конденсирования и охлаждения пиролизного газа, соединенную с средством выпуска пиролизного газа пиролизного реактора и имеющую два выхода, один из которых соединен с коллектором пиролизной жидкости, а другой – с коллектором газа, и линию выгрузки подвергнутого пиролизу сырья, соединенную с выходом пиролизного реактора.A pyrolysis complex for processing raw materials is also proposed, containing a raw material preparation line connected to the inlet of the proposed pyrolysis reactor, a pyrolysis gas condensation and cooling system connected to a means for releasing pyrolysis gas of the pyrolysis reactor and having two outputs, one of which is connected to the pyrolysis liquid collector, and the other - with a gas collector, and a line for unloading raw materials subjected to pyrolysis, connected to the outlet of the pyrolysis reactor.

Линия подготовки сырья, предпочтительно, содержит средства сортировки сырья.The raw material preparation line preferably contains means for sorting the raw materials.

Линия подготовки сырья, предпочтительно, содержит средства измельчения сырья до заданной фракции.The raw material preparation line preferably contains means for grinding the raw material to a given fraction.

Средства измельчения сырья до заданной фракции, предпочтительно, расположены после средств сортировки сырья.The means for grinding raw materials to a given fraction are preferably located after the means for sorting the raw materials.

Линия подготовки сырья, предпочтительно, содержит средства сушки сырья.The raw material preparation line preferably contains means for drying the raw material.

Средства сушки сырья, предпочтительно, расположены после средств измельчения сырья.The means for drying the raw materials are preferably located after the means for grinding the raw materials.

Коллектор газа предпочтительно соединен со средством нагрева инертного газа для подачи пиролизного газа в него. Такое расположение коллектора и его соединение со средством нагрева инертного газа позволяет существенно экономить затраты, требуемые на закупку и доставку газа, необходимого для нагрева инертного газа и позволяет полностью автоматизировать процесс пиролиза и сделать его непрерывным.The gas collector is preferably connected to the inert gas heating means for supplying pyrolysis gas thereto. This arrangement of the collector and its connection to the means for heating the inert gas allows significant savings in the costs required for the purchase and delivery of the gas necessary for heating the inert gas and allows the pyrolysis process to be fully automated and continuous.

Линия выгрузки подвергнутого пиролизу сырья, предпочтительно, герметично соединена с выходом пиролизного реактора.The discharge line for the pyrolyzed raw material is preferably tightly connected to the outlet of the pyrolysis reactor.

Линия выгрузки подвергнутого пиролизу сырья, предпочтительно, содержит конвейер.The line for unloading the pyrolyzed raw material preferably contains a conveyor.

Линия выгрузки подвергнутого пиролизу сырья, предпочтительно, содержит шнек.The line for unloading the pyrolyzed raw material preferably contains a screw.

Шнек, предпочтительно, выполнен с возможностью вращения в направлении противоположном направлению вращения шнека средства подачи подлежащего пиролизу сырья.The screw is preferably rotatable in a direction opposite to the direction of rotation of the screw of the means for supplying the raw material to be pyrolyzed.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на Фигуру, на которой представлен вид в перспективе предложенного пиролизного реактора.The invention will now be described in more detail with reference to the Figure, which is a perspective view of the proposed pyrolysis reactor.

Предлагаемый пиролизный реактор содержит корпус с внешней оболочкой 1 и расположенной концентрично с герметизированным зазором относительно нее внутренней оболочкой 2. Внутри внутренней оболочки 2 находится реакционная область пиролиза. На концах реакционной области расположены заслонки (не показаны), для ее герметизации. Пиролизный реактор содержит средство 3 подачи подлежащего пиролизу сырья в реакционную область, которое может представлять собой шнек или конвейер. Также предусмотрено средство подачи нагретого инертного газа в зазор, содержащее расположенные в зазоре вдоль продольной оси реактора трубы 4 с расположенными по их периферии отверстиями 5 для выпуска нагретого инертного газа в зазор. Количество отверстий 5 в трубах 4 выбрано с обеспечением температуры преднагрева, температуры пиролиза и температуры охлаждения в каждой из последовательно расположенных в реакционной области реактора зон преднагрева, пиролиза и охлаждения. Температура в зоне преднагрева может составлять от 0 до 120°С, температура в зоне пиролиза может составлять от 120 до 1100°С, а температуры охлаждения от 1100 до 350°С. Количество отверстий 5 в зоне пиролиза больше, чем в зоне преднагрева, а в зоне охлаждения – меньше, чем в зоне преднагрева. Также имеется средство 6 выпуска пиролизного газа, соединенное с реакционной областью реактора.The proposed pyrolysis reactor contains a housing with an outer shell 1 and an inner shell 2 located concentrically with a sealed gap relative to it. Inside the inner shell 2 there is a pyrolysis reaction area. At the ends of the reaction area there are dampers (not shown) to seal it. The pyrolysis reactor contains a means 3 for supplying the raw material to be pyrolyzed into the reaction area, which can be a screw or a conveyor. There is also a means for supplying heated inert gas into the gap, containing pipes 4 located in the gap along the longitudinal axis of the reactor with holes 5 located along their periphery for releasing heated inert gas into the gap. The number of holes 5 in pipes 4 is selected to ensure the preheating temperature, pyrolysis temperature and cooling temperature in each of the preheating, pyrolysis and cooling zones located sequentially in the reaction area of the reactor. The temperature in the preheating zone can be from 0 to 120°C, the temperature in the pyrolysis zone can be from 120 to 1100°C, and the cooling temperature from 1100 to 350°C. The number of holes 5 in the pyrolysis zone is greater than in the preheating zone, and in the cooling zone it is less than in the preheating zone. There is also a pyrolysis gas release means 6 connected to the reaction area of the reactor.

Для нагрева инертного газа предусмотрены средства нагрева инертного газа (не показаны), которые соединенные со средством подачи нагретого инертного газа, т.е. трубами 4. Указанные средства нагрева инертного газа содержат расположенные в замкнутом пространстве горелку и средство пропускания инертного газа (например, змеевик), выполненное с возможностью нагрева горелкой. Данное средства нагрева инертного газа может содержать соединенное с ним средство очистки выхлопного газа (не показано), образующегося в результате работы горелки. Очищенный в средстве очистки выхлопной газ может использоваться для сушки подлежащего пиролизу сырья, поступающего в пиролизный реактор. Также может быть предусмотрено средство выброса очищенного газа в атмосферу, соединенное со средством очистки выхлопного газа.To heat the inert gas, inert gas heating means (not shown) are provided, which are connected to means for supplying the heated inert gas, i.e. pipes 4. Said means for heating the inert gas contain a burner located in a closed space and a means for passing the inert gas (for example, a coil), configured to be heated by the burner. This inert gas heating means may comprise connected thereto means for purifying exhaust gas (not shown) generated by operation of the burner. The exhaust gas purified in the purification means can be used to dry the raw material to be pyrolyzed entering the pyrolysis reactor. There may also be means for releasing the purified gas into the atmosphere connected to the exhaust gas purification means.

После установки предлагаемого пиролизного реактора в требуемом месте и его соединения с линиями и системами, а также компонентами пиролизного комплекса осуществляют запуск реактора. Следует отметить, что сами по себе линии, системы и компоненты пиролизного комплекса, такие как линия подготовки сырья, средства сортировки сырья, средства сушки сырья, линия выгрузки подвергнутого пиролизу сырья, система конденсирования и охлаждения пиролизного газа, коллектор пиролизной жидкости и коллектор газа хорошо известны специалистам в данной области техники и поэтому их описание будет пропущено.After installing the proposed pyrolysis reactor in the required location and connecting it with lines and systems, as well as components of the pyrolysis complex, the reactor is started. It should be noted that the lines, systems and components of the pyrolysis complex themselves, such as a raw material preparation line, raw material sorting means, raw material drying means, a line for unloading pyrolyzed raw materials, a pyrolysis gas condensation and cooling system, a pyrolysis liquid collector and a gas collector are well known specialists in the art and therefore their description will be omitted.

Предлагаемый пиролизный реактор работает следующим образом.The proposed pyrolysis reactor operates as follows.

Для первого запуска пиролизного реактора к средству нагрева инертного газа подключают источник газа (например, обычный бытовой баллон с пропаном), в замкнутом пространстве которого расположены горелка и средство пропускания инертного газа. Данный источник газа используют только один раз для запуска реактора и в дальнейшем он не требуется. После чего осуществляют подачу газа для работы горелки и его воспламенение. Указанная горелка в свою очередь осуществляет нагрев средства пропускания инертного газа, такого как змеевик. Одновременно начинают подачу подлежащего пиролизу сырья в реакционную область пиролизного реактора и его нагрев посредством подачи нагретого инертного газа средством подачи нагретого инертного газа в зазор между внешней и внутренней оболочками 1, 2. Подлежащее пиролизу сырье включает, но не ограничивается, твёрдые коммунальные отходы, уголь, угольные шламы, автомобильную резину, медицинские отходы, промышленные отходы аналогичные бытовым и нефтешламы. Подаваемое подлежащее пиролизу сырье продвигается в реакционной области реактора шнеком или конвейером. Коническая форма пиролизной зоны позволяет при движении отходов по оси шнека наращивать газообразование за счет увеличения степени конверсии шнека. За счет выполнения в трубах 4 средства подачи нагретого инертного газа разного количества отверстий 5 и обеспечения, таким образом, разных зон в реакционной области, а именно зоны преднагрева, зоны пиролиза и зоны охлаждения, обеспечивается достижение требуемых температур, преднагрева, пиролиза и охлаждения, соответственно, в каждой из указанных зон реакционной области. Контроль температур в каждой из зон осуществляется термопарами, показания с которых передаются в соответствующий блок управления и контроля температур, в котором может устанавливаться требуемая температура в каждой из зон в зависимости от вида, состава и размера подлежащего пиролизу сырья. В качестве указанного блока управления и контроля температур может использоваться любой известный блок управления и контроля температур, такой как программируемый логический контроллер ПЛК12D024 с дисплеем 24В TDM, поэтому его подробное описание пропущено. В процессе пиролиза происходит образование пиролизного газа, который выпускается из реактора посредством средства 6 выпуска пиролизного газа, соединенного с реакционной областью реактора. Полученный пиролизный газ поступает в систему конденсирования и охлаждения пиролизного газа, соединенную с средством 6 выпуска пиролизного газа пиролизного реактора. Указанная система содержит мокрый скруббер и чиллер с конденсатором, которые хорошо известны в данной области техники и, таким образом, их работа будет пропущена. Прошедший через систему конденсирования и охлаждения пиролизный газ разделяется пиролизную жидкость и газ, которые хранятся в коллекторе пиролизной жидкости и коллекторе газа, соответственно. Газ, хранящийся в коллекторе газа, используется для работы горелки средства нагрева инертного газа, что делает предложенный пиролизный реактор полностью автономным. Полученная пиролизная жидкость может использоваться как в коммерческих целях, так и для вырабатывания электрической энергии посредством ДГУ типа АД-100-Fregat.To start the pyrolysis reactor for the first time, a gas source (for example, a regular household propane cylinder) is connected to the inert gas heating means, in a closed space of which a burner and a means for passing the inert gas are located. This gas source is used only once to start the reactor and is not required in the future. After that, gas is supplied to operate the burner and ignited. Said burner in turn heats the means for passing inert gas, such as a coil. At the same time, they begin supplying the raw material to be pyrolyzed into the reaction area of the pyrolysis reactor and heating it by supplying heated inert gas by means of supplying heated inert gas into the gap between the outer and inner shells 1, 2. The raw materials to be pyrolyzed include, but are not limited to, municipal solid waste, coal, coal sludge, automobile rubber, medical waste, industrial waste similar to household waste and oil sludge. The supplied raw material to be pyrolyzed is advanced in the reaction area of the reactor by a screw or conveyor. The conical shape of the pyrolysis zone allows the movement of waste along the axis of the screw to increase gas formation due to an increase in the degree of conversion of the screw. By providing in the pipes 4 of the means for supplying the heated inert gas a different number of holes 5 and thus providing different zones in the reaction area, namely the preheating zone, the pyrolysis zone and the cooling zone, the required temperatures, preheating, pyrolysis and cooling, are achieved, respectively. , in each of the indicated zones of the reaction region. Temperature control in each zone is carried out by thermocouples, the readings from which are transmitted to the corresponding temperature control and monitoring unit, in which the required temperature in each zone can be set depending on the type, composition and size of the raw material to be pyrolyzed. As said temperature control and monitoring unit, any known temperature control and monitoring unit such as PLC12D024 programmable logic controller with 24V TDM display can be used, so its detailed description is omitted. During the pyrolysis process, pyrolysis gas is formed, which is released from the reactor through the pyrolysis gas release means 6 connected to the reaction area of the reactor. The resulting pyrolysis gas enters the pyrolysis gas condensation and cooling system connected to the pyrolysis gas release means 6 of the pyrolysis reactor. This system contains a wet scrubber and a chiller with a condenser, which are well known in the art and thus their operation will be skipped. The pyrolysis gas passing through the condensation and cooling system is separated into pyrolysis liquid and gas, which are stored in the pyrolysis liquid collector and gas collector, respectively. The gas stored in the gas manifold is used to operate the burner of the inert gas heating means, which makes the proposed pyrolysis reactor completely autonomous. The resulting pyrolysis liquid can be used both for commercial purposes and for generating electrical energy using a diesel generator set of the AD-100-Fregat type.

Прошедшее через реакционную область реактора и подвергнутое пиролизу сырье может выпускаться из реактора как непосредственно в бункер накопитель, что требует его дополнительно охлаждение, так и проходить через герметично присоединенную к реактору линия выгрузки подвергнутого пиролизу сырья со шнеком, вращающимся в направлении противоположном направлению вращения шнека средства 3 подачи подлежащего пиролизу сырья. Данный вариант является наиболее предпочтительным, поскольку не требует дополнительного охлаждения подвергнутого пиролизу сырья.The raw material that has passed through the reaction area of the reactor and has been subjected to pyrolysis can be discharged from the reactor either directly into the storage hopper, which requires additional cooling, or through a line for unloading the pyrolyzed raw material, which is hermetically connected to the reactor, with a screw rotating in the direction opposite to the direction of rotation of the screw of means 3 supply of raw materials to be pyrolyzed. This option is the most preferable because it does not require additional cooling of the pyrolyzed raw material.

Установка пиролизного реактора фактически собрана и функционирует в соответствии с прямым назначением, что подтверждается приложенными фотографиями (Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 6, Фиг. 7). Средство подачи подлежащего пиролизу сырья, пиролизный комплекс для переработки сырья отображены на Фиг. 3, Фиг. 4 и Фиг. 5. Пиролизный комплекс для переработки сырья отображен на Фиг. 6 и Фиг. 7.The pyrolysis reactor installation is actually assembled and functions in accordance with its intended purpose, which is confirmed by the attached photographs (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7). A means for supplying raw materials to be pyrolyzed and a pyrolysis complex for processing raw materials are shown in Fig. 3, Fig. 4 and Fig. 5. The pyrolysis complex for processing raw materials is shown in Fig. 6 and Fig. 7.

Проведенные испытания показали, что пиролизный реактор согласно настоящему изобретению в составе пиролизного комплекса позволяет сделать процесса пиролиза полностью автономным за счет исключения необходимости в дополнительных линиях, системах и компонентах, а также непрерывным благодаря наличию в реакционной области трех зон с разными температурами, что в совокупности обеспечивает упрощение конструкции пиролизного реактора и технологического процесса пиролиза, а также увеличивает его срок службы за счет использования инертного газа для нагрева подлежащего пиролизу сырья вместо газа для горения.Tests have shown that the pyrolysis reactor according to the present invention as part of a pyrolysis complex makes it possible to make the pyrolysis process completely autonomous by eliminating the need for additional lines, systems and components, as well as continuous due to the presence in the reaction area of three zones with different temperatures, which together provides simplification of the design of the pyrolysis reactor and the technological process of pyrolysis, and also increases its service life due to the use of inert gas for heating the raw material to be pyrolyzed instead of combustion gas.

Настоящее изобретение не ограничивается вышеприведенными вариантами осуществления и допускает различные изменения и дополнения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения, который определен в приведенной формуле изобретения.The present invention is not limited to the above embodiments and is subject to various changes and additions without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the above claims.

Claims

1. Pyrolysis reactor containing:

a housing with an outer shell and an inner shell located concentrically with a sealed gap relative to it,

pyrolysis reaction area inside the inner shell,

dampers located at the ends of the reaction area to seal it,

means for feeding the raw material to be pyrolyzed into the reaction area,

a means for supplying heated inert gas into the gap, containing pipes located in the gap along the longitudinal axis of the reactor with holes located along their periphery for releasing the heated inert gas into the gap, the number of holes being selected to ensure the preheating temperature, pyrolysis temperature and cooling temperature in each of them sequentially preheating, pyrolysis and cooling zones located in the reaction area of the reactor, wherein the number of holes in the pyrolysis zone is greater than in the preheating zone, and in the cooling zone is less than in the preheating zone, and

means for releasing pyrolysis gas connected to the reaction area of the reactor.

2. The pyrolysis reactor according to claim 1, which contains an inert gas heating means connected to a heated inert gas supply means.

3. The pyrolysis reactor according to claim 2, in which the means for heating the inert gas contains a burner located in a closed space and a means for passing the inert gas, configured to be heated by the burner.

4. The pyrolysis reactor according to claim 2 or 3, in which the means for heating the inert gas contains, connected to it, means for purifying the exhaust gas generated as a result of operation of the burner.

5. The pyrolysis reactor according to claim 4, in which the exhaust gas purified in the cleaning agent is intended for drying the raw material to be pyrolyzed.

6. The pyrolysis reactor according to claim 3, containing a means for releasing purified gas into the atmosphere, connected to a means for purifying the exhaust gas.

7. Pyrolysis reactor according to claim 1, in which the means of supplying the raw material to be pyrolyzed is a screw.

8. Pyrolysis reactor according to claim 1, in which the means for supplying the raw material to be pyrolyzed is a conveyor.

9. Pyrolysis complex for processing raw materials, containing:

a raw material preparation line connected to the inlet of the pyrolysis reactor according to any one of paragraphs. 1-8,

a pyrolysis gas condensation and cooling system connected to the pyrolysis reactor pyrolysis gas outlet means and having two outputs, one of which is connected to the pyrolysis liquid collector, and the other to the gas collector, and

a line for unloading raw materials subjected to pyrolysis, connected to the outlet of the pyrolysis reactor.

10. Pyrolysis complex according to claim 9, in which the raw material preparation line contains means for sorting raw materials.

11. Pyrolysis complex according to claim 9, in which the raw material preparation line contains means for grinding the raw material to a given fraction.

12. Pyrolysis complex according to claim 11, in which the means for grinding the raw materials to a given fraction are located after the means for sorting the raw materials.

13. Pyrolysis complex according to claim 9, in which the raw material preparation line contains means for drying the raw material.

14. Pyrolysis complex according to claim 13, in which the means for drying the raw materials are located after the means for grinding the raw materials.

15. Pyrolysis complex according to claim 9, in which the gas collector is connected to an inert gas heating means for supplying pyrolysis gas into it.

16. Pyrolysis complex according to claim 9, in which the unloading line of raw materials subjected to pyrolysis is hermetically connected to the outlet of the pyrolysis reactor.

17. Pyrolysis complex according to claim 9, in which the line for unloading raw materials subjected to pyrolysis contains a conveyor.

18. Pyrolysis complex according to claim 9 or 16, in which the line for unloading raw materials subjected to pyrolysis contains a screw.

19. Pyrolysis complex according to claim 18, in which the screw is configured to rotate in the direction opposite to the direction of rotation of the screw of the means for supplying the raw material to be pyrolyzed.