UA14328U

UA14328U - Method for bio-mass thermal processing

Info

Publication number: UA14328U
Application number: UAU200510412U
Authority: UA
Inventors: Mukhailo Volodymyrov Gubinskyi; Oleksandr Sergiiovych Grek; Yuliia Viktorivna Shyshko; Andrii Yuriiovych Usenko
Original assignee: Nat Metallurgical Academy Ukraine
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2006-05-15

Abstract

Method for thermal processing of biomass waste in sealed tank with use of heating in flow of hot air. At that processing is performed in two steps; at the first step, in flow of hot air, heating of the waste of bio-mass takes place, and at the second step soaking of the bio-mass waste is compacted layer takes place, with supply of air to the lower section.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до технології переробки і утилізації органічних речовин і може бути 2 використана для переробки сільськогосподарських і промислових відходів біомаси.The useful model refers to the technology of processing and utilization of organic substances and can be used for the processing of agricultural and industrial biomass waste.

Відомий спосіб термічної переробки відходів біомаси шляхом нагріву без доступу кисню. Переробку ведуть в герметизованій двокамерній судині із внутрішньою температурою 355-4559С. В першій камері обробляють відходи біомаси, у другій камері витримуються продукти пролізу |пат. России Мо2011119 от 12.02.91. МКИ 5A known method of thermal processing of biomass waste by heating without access to oxygen. Processing is carried out in a sealed two-chamber vessel with an internal temperature of 355-4559C. In the first chamber, biomass waste is processed, in the second chamber, prolysis products |pat. России Mo2011119 dated 12.02.91. MKI 5

Е2307/00).E2307/00).

Ознаки способу переробки відходів біомаси, співпадаючи з істотними ознаками корисної моделі, що заявляється: нагрів відходів, їх термічне розкладення, двостадійний процес.Features of the biomass waste processing method, coinciding with the essential features of the proposed useful model: waste heating, thermal decomposition, two-stage process.

Недоліками відомого технічного рішення є те, що нагрів відходів здійснюється Через стінку, її температура повинна бути значно вищою за температуру піролізу (355-45522). Розміри камери піролізу і час перебування в ній відходів повинні бути значними. Це призводить до додаткових витрат тепла. Продукти піролізу містять т5 парогази. Внаслідок їх охолодження випадає смола, вона конденсується і випадає на стінки трубопроводу при транспортуванні до енергетичного агрегату. Все це негативно впливає на ефективність переробки біомаси.The disadvantages of the known technical solution are that waste is heated through the wall, its temperature must be much higher than the temperature of pyrolysis (355-45522). The dimensions of the pyrolysis chamber and the time the waste remains in it must be significant. This leads to additional heat consumption. Pyrolysis products contain t5 steam gases. As a result of their cooling, resin falls out, it condenses and falls on the walls of the pipeline during transportation to the power unit. All this negatively affects the efficiency of biomass processing.

Найбільш близьким до рішення, що пропонується по технічній суті і результату, що досягається, є спосіб переробки відходів біомаси шляхом нагріву біомаси в потоці гарячого повітря з отриманням суміші піролізного тазу і повітря, та коксового залишку пат. України Мо47212А від 17.06.2002 МПК" г2307/00 бюл. Моб).The closest to the proposed solution in terms of technical essence and the result achieved is the method of biomass waste processing by heating biomass in a stream of hot air to obtain a mixture of pyrolysis basin and air, and coke residue pat. of Ukraine Mo47212A dated 17.06.2002 IPC" g2307/00 bull. Mob).

Недоліками відомого технічного рішення є те, що нагрів у потоці гарячого повітря може призводити до вигорання відходів біомаси, що вимагає дотримуватись температур нижчих за температуру запалювання а це в свою чергу веде до збільшення часу необхідного для повного розкладення відходів біомаси, значного збільшення довжини камери, в якій проходить процес, та зниження частки піролізних газів у кінцевій суміші.The disadvantages of the known technical solution are that heating in the hot air flow can lead to the burning of biomass waste, which requires maintaining temperatures lower than the ignition temperature, and this, in turn, leads to an increase in the time required for the complete decomposition of biomass waste, a significant increase in the length of the chamber, in which the process takes place, and a decrease in the proportion of pyrolysis gases in the final mixture.

В основу корисної моделі, що заявляється, покладена задача удосконалити спосіб термічної переробки відходів біомаси у потоці гарячого повітря шляхом, що дозволяє уникнути запалення відходів біомаси, підвищити - надійність та безпечність процесу термічної переробки біомаси.The proposed useful model is based on the task of improving the method of thermal processing of biomass waste in a hot air flow in a way that avoids the ignition of biomass waste, increasing the reliability and safety of the biomass thermal processing process.

Задача вирішується тим, що переробка відходів біомаси здійснюються в дві стадії. На першій стадії, У потоці гарячого повітря, відбувається нагрів відходів біомаси до температури 180-210 оС; на другій стадії со зо відбувається витримка відходів біомаси у щільному шарі, з подачею в нижню частину шару повітря, у об'ємі 5-1595 від теоретично необхідного, для повного згорання відходів біомаси. сThe problem is solved by the fact that the processing of biomass waste is carried out in two stages. At the first stage, biomass waste is heated to a temperature of 180-210 oC in the flow of hot air; at the second stage of sozo, biomass waste is kept in a dense layer, with air being supplied to the lower part of the layer, in a volume of 5-1595 of the theoretically necessary, for complete combustion of biomass waste. with

Розділення процесу на дві стадії дає можливість: на першій стадії ефективно та рівномірно проводити со нагрів часток біомаси в потоці гарячого повітря, уникаючи при цьому неконтрольованого горіння; на другій стадії створити умови для більш повного розкладення біомаси. -Dividing the process into two stages makes it possible: in the first stage, biomass particles are efficiently and evenly heated in a stream of hot air, while avoiding uncontrolled burning; in the second stage, create conditions for more complete decomposition of biomass. -

Суть запропонованого способу пояснюється схемою (Фіг.), на який зображено загальний вид пристрою, що «-- дозволить реалізувати заявлений спосіб термічної переробки відходів біомаси.The essence of the proposed method is explained by the diagram (Fig.), which shows the general view of the device, which "-- will allow implementing the claimed method of thermal processing of biomass waste.

На Фіг. 1 - завантажувальний пристрій; 2 - камера нагріву; З - циклон; 4 - камера пролізу; 5 - пальник, 6 - повітрядувка.In Fig. 1 - loading device; 2 - heating chamber; C - cyclone; 4 - penetration chamber; 5 - burner, 6 - blower.

Згідно зі способом, що заявляється, гаряче повітря подається в камеру нагріву 2. В нижню частину камери « нагріву 2 за допомогою завантажувального пристрою 1 подаються відходи біомаси. Швидкість повітря у камері 2 с нагріву 2 має бути такою, що дозволяє уникнути утворення киплячого шару в якому може відбуватися перегрів часток біомаси та їх горіння. У процесі руху суміші в камері 2 відбувається нагрів біомаси до температури з 180-2102С та часткове розкладення. В циклоні З відбувається розділення повітря і твердої фази. Підігріта біомаса поступає до камери піролізу 4. В нижню частину камери 4 повітрядувкою 6 подається повітря у об'ємі 4505-1595 від теоретично необхідного на повне горіння. Термічна енергія окислення 5-1575 біомаси, за умов - щільного шару, та теплової ізоляції камери, забезпечує термічне розкладення решти біомаси. Піролізний газ після циклону З та той що утворюється у камері 4 поступає в пальник 5. те Можливість та ефективність такого способу термічної переробки відходів біомаси було перевіреноAccording to the claimed method, hot air is supplied to the heating chamber 2. Biomass waste is supplied to the lower part of the heating chamber 2 using the loading device 1. The air speed in chamber 2 with heating 2 should be such that it avoids the formation of a boiling layer in which overheating of biomass particles and their burning can occur. During the movement of the mixture in chamber 2, the biomass is heated to a temperature of 180-2102C and partial decomposition occurs. In cyclone Z, air and solid phase are separated. The heated biomass enters the pyrolysis chamber 4. Air in the volume of 4505-1595 of the theoretically necessary for complete combustion is supplied to the lower part of the chamber 4 by a blower 6. The thermal energy of oxidation of 5-1575 biomass, under the conditions of a dense layer and thermal insulation of the chamber, ensures the thermal decomposition of the rest of the biomass. The pyrolysis gas after cyclone Z and the one formed in chamber 4 enters burner 5. The feasibility and effectiveness of this method of thermal processing of biomass waste was tested

Га експериментально. Проведені дослідження дали можливість зазначити, що перша стадія нагріву біомаси в 5р потоці повітря є необхідною з огляду на те, що в умовах зваженого шару в камері 2 забезпечується рівномірний о нагрів часток біомаси, що дозволяє уникнути зон недогріву в камері пролізу 4, де біомаса знаходиться у со щільному шарі, та підвищити якість коксового залишку.It's experimental. The conducted studies made it possible to note that the first stage of biomass heating in the 5th air flow is necessary given the fact that in the conditions of a suspended layer in chamber 2, uniform heating of biomass particles is ensured, which allows to avoid underheating zones in the passage chamber 4, where the biomass is located in a dense layer, and improve the quality of the coke residue.

Результати досліджень (таб.) дали можливість оцінити залежність тривалості процесу та кількості біомаси, яку необхідно окислити, від температури нагріву відходів біомаси на першій стадії. сThe research results (tab.) made it possible to estimate the dependence of the duration of the process and the amount of biomass that must be oxidized on the temperature of heating biomass waste at the first stage. with

С ю0111830000016600118 нн нн п сп о зи по во о мю1111717111111111ва111111771111лвю 111111С ю0111830000016600118 nn nn p спозы по во о му1111717111111111ва111111771111лвю 111111

Також було визначено, що суміш продуктів піролізу та повітря на вході в пальник 5 має температуру 150-2002С, яка вища за температуру конденсації піролізних смол, тому немає потреби у додатковому очищенні 65 Цієї суміші за умов теплової ізоляції тракту по якому вона рухається.It was also determined that the mixture of pyrolysis products and air at the entrance to the burner 5 has a temperature of 150-2002C, which is higher than the condensation temperature of pyrolysis resins, so there is no need for additional purification 65 of this mixture under the conditions of thermal insulation of the path along which it moves.

Claims

Formula of the invention The method of thermal processing of biomass waste in a hermetic vessel using their heating in a stream of hot air, which differs in that the processing is carried out in two stages, in the first stage, in a stream of hot air, biomass waste is heated to a temperature of 180-210 oC; in the second stage, the biomass waste is kept in a dense layer, with the supply of air to the lower part of the layer, in a volume of 5-15 times the theoretically necessary, for complete combustion of the biomass waste. - s s so « h- -

with . and? - sh" (95) with 50 IR e) with 60 b5