UA150465U

UA150465U - Device for thermal processing of solid waste into generator gas

Info

Publication number: UA150465U
Application number: UAU202103913U
Authority: UA
Inventors: Володимир Анатолійович Печерський; Володимир Володимирович Лєднєв
Original assignee: Володимир Анатолійович Печерський; Володимир Володимирович Лєднєв
Priority date: 2021-07-05
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2022-02-23

Abstract

A device for thermal processing of solid waste into generator gas comprises a feeder inside the heat-insulated housing of the furnace, made in the form of a vertical tubular part, the upper part is connected to the mechanism for loading solid waste. Inside the feeder there is a generator gas removal shaft, comprises holes for the removal of generator gases and passes through a hole in the upper part of the furnace housing. On the outer part of the shaft, a spiral mechanism for moving solid waste with a conical part is coaxially installed, connected to the vertical movement mechanism, which is adjustable to the output gap between the conical part of the spiral moving mechanism and the feeder. The diameter of the spiral mechanism of solid waste movement increases in the direction of the lower tubular end of the feeder. The lower part of the furnace is made in the form of a truncated cone, connected to the spiral mechanism of movement of the semi-coke and ash. The lower part of the furnace is equipped with means for supplying exhaust gases, made in the form of at least two nozzles tangentially installed at the bottom of the furnace not on the same level. The spiral mechanism of semi-coke and ash movement is made with the possibility of supplying the specified raw materials above the level of the top of the cut cone of the furnace and is connected to the working chamber of the crypto heater, to which the supply pipe of superheated steam and the generator gas drainage pipe are also connected.

Description

Корисна модель належить до галузі теплоенергетики, а саме до пристроїв для термічної переробки твердих відходів у генераторний газ і може бути використана для утилізації відходів, зокрема деревних, із одночасним виробленням генераторного газу (синтез газу), що в значній частині містить азот і може бути використаний для теплопостачання, а також генераторного газу, що фактично не містить азот, і може бути використаний як паливо, наприклад двигунів внутрішнього згоряння тощо.The utility model belongs to the field of thermal energy, namely to devices for thermal processing of solid waste into generator gas and can be used for the disposal of waste, in particular wood, with the simultaneous production of generator gas (synthesis gas), which contains nitrogen to a large extent and can be used for heat supply, as well as generator gas, which does not actually contain nitrogen, and can be used as fuel, for example, internal combustion engines, etc.

Використання існуючих на поточний момент значних запасів паливомістких твердих відходів та низькоякісного палива (ВОЕ палива, відходів лісозаготівельного, деревопереробного, гідролізного, сільськогосподарського та інших виробництв а також сланці, торф тощо) є альтернативою використанню значно більш дорогих джерел енергії, таких, як електроенергія, вугілля, нафтопродукти та природний газ. Газогенераторні установки дозволяють утилізувати зазначені низькоякісні паливні матеріали, які до цього часу використовуються у несуттєвих об'ємах. У подальшому технологічному ланцюгу означені установки можуть працювати з різним опалювальним устаткуванням: водогрійними і паровими котлами, водонагрівачами тощо, а також виробляти генераторний газ, що, наприклад, після стадії очищення може бути застосований як паливо для двигунів внутрішнього згорання тощо. Також слід відзначити, що подібні установки можуть бути виготовлені доволі компактних розмірів, що розширює їх галузь застосування і дозволяє використовувати їх як у побутових, так і у промислових масштабах.The use of currently existing significant reserves of fuel-intensive solid waste and low-quality fuel (VOE fuel, waste from logging, wood processing, hydrolysis, agricultural and other industries, as well as shale, peat, etc.) is an alternative to the use of much more expensive energy sources, such as electricity, coal , oil products and natural gas. Gas generator installations allow disposal of the specified low-quality fuel materials, which have been used in insignificant volumes until now. In the further technological chain, these installations can work with various heating equipment: water heating and steam boilers, water heaters, etc., and also produce generator gas, which, for example, after the cleaning stage can be used as fuel for internal combustion engines, etc. It should also be noted that such installations can be manufactured in fairly compact sizes, which expands their field of application and allows them to be used both on a domestic and industrial scale.

Газогенераторні установки використовують простий і добре перевірений спосіб переробки твердого палива у газоподібне. На стадії газифікації паливо та кисень повітря, що подається у камеру газоутворення в обмеженій кількості, нагріваються розпеченим реактором і вступають між собою у реакцію. У результаті паливо розкладається на вуглець, водяну пару, смоли та масла. Подальша реакція між киснем і вуглецем забезпечує температуру, достатню для утворення окису вуглецю - головного горючого компонента генераторного газу. Смоли та масла розкладаються на гази, що містять водень, та деяку кількість метану. При цьому мінімальна теплотворна здатність газу зазвичай становить не менше, ніж 1100 Ккал/м".Gas generating units use a simple and well-proven method of processing solid fuel into gaseous fuel. At the gasification stage, the fuel and air oxygen supplied to the gas formation chamber in a limited quantity are heated by a red-hot reactor and react with each other. As a result, the fuel decomposes into carbon, water vapor, resins and oils. The subsequent reaction between oxygen and carbon provides a temperature sufficient for the formation of carbon monoxide - the main combustible component of generator gas. Resins and oils break down into gases containing hydrogen and some methane. At the same time, the minimum calorific value of gas is usually not less than 1100 Kcal/m".

Відомий реактор для переробки органічної сировини в паливні компоненти (патент РФ Мо 2275416, МПК Ст101Ї 05/48, Б230 5/027, опубл. 27.04.2006), що містить вертикально розташований циліндричний корпус, розташовану в корпусі циліндричну камеру газифікації зA well-known reactor for processing organic raw materials into fuel components (patent RF Mo 2275416, IPC St101Y 05/48, B230 5/027, publ. 27.04.2006), which contains a vertically located cylindrical body, located in the body a cylindrical gasification chamber with

Зо отвором для завантаження вихідної сировини та отвором для вивантаження кінцевих вуглецевмісних продуктів, патрубок для відведення парогазової суміші вуглеводнів, камеру підготовки газоподібного теплоносія з пальником та, щонайменше, дві камери введення газоподібного теплоносія в камеру газифікації. Крім цього, камера підготовки газоподібного теплоносія встановлена поза корпусом та з'єднана з кожною з камер введення газоподібного теплоносія зовнішніми трубопроводами.With an opening for loading raw materials and an opening for unloading final carbon-containing products, nozzles for the removal of a vapor-gas mixture of hydrocarbons, a gas heat carrier preparation chamber with a burner and at least two gas heat carrier introduction chambers into the gasification chamber. In addition, the gaseous coolant preparation chamber is installed outside the housing and is connected to each of the gaseous coolant introduction chambers by external pipelines.

До недоліків такого реактора можна віднести низьку ефективність його роботи, обумовлену тим, що внаслідок периферійної і/або канальної течії газоподібного теплоносія в камері газифікації відбувається нерівномірна теплова обробка органічної сировини. Також недоліком є значні втрати теплоти, обумовлені, з однієї сторони втратами тепла при підготовці газоподібного теплоносія поза корпусом і його транспортуванні зовнішніми трубопроводами до камер введення теплоносія, а з іншого боку - виникненням при подачі газоподібного теплоносія в камеру газифікації градієнтів температур, тобто і теплових потоків, спрямованих від осьової частини камери газифікації до периферійної, оскільки температура поверхні камери газифікації нижче температури сировини і газів всередині камери. Втрати теплоти в навколишнє середовище призводять до зменшення кількості тепла, необхідного для деструкції твердої органічної сировини. Ці недоліки призводять до збільшення часу реакції, зниження продуктивності реактора та погіршення якості кінцевих продуктів.The disadvantages of such a reactor include the low efficiency of its work, due to the fact that due to the peripheral and/or channel flow of the gaseous coolant in the gasification chamber, uneven heat treatment of organic raw materials occurs. Also, the disadvantage is significant heat loss, caused, on the one hand, by heat loss during the preparation of the gaseous coolant outside the housing and its transportation through external pipelines to the coolant introduction chambers, and on the other hand, by the occurrence of temperature gradients, i.e. heat flows, when the gaseous coolant is supplied to the gasification chamber , directed from the axial part of the gasification chamber to the peripheral one, since the temperature of the surface of the gasification chamber is lower than the temperature of the raw materials and gases inside the chamber. Loss of heat to the environment leads to a decrease in the amount of heat required for the destruction of solid organic raw materials. These shortcomings lead to an increase in reaction time, a decrease in reactor productivity and a deterioration in the quality of the final products.

Відомий реактор для знешкодження та знищення твердих відходів |(патент РФ Мо 2201552,A well-known reactor for neutralization and destruction of solid waste | (patent of the Russian Federation Mo 2201552,

МІК? Б23а 5/027, Б230 5/14, опубл. 27.03.2003), що містить вертикально розташований футерований циліндричний корпус, розміщену в корпусі циліндричну камеру газифікації з отвором для завантаження відходів та отвором для вивантаження кінцевих вуглецевмісних продуктів, патрубок для відведення парогазової суміші вуглеводнів, камери підготовки газоподібного теплоносія, обладнані пальниками, і розподільну камеру, виконану у вигляді кільцевого каналу, утвореного стінкою футерованого корпусу та стінкою камери газифікації, і з'єднану з камерами підготовки газоподібного теплоносія патрубком для підведення газоподібного теплоносія. Патрубок для відведення парогазової суміші вуглеводнів розташований у нижній частині камери газифікації, патрубок для підведення газоподібного теплоносія розташований у нижній частині розподільної камери, а розподільна камера у верхній частині обладнана патрубком для відведення газоподібного теплоносія. Крім цього, реактор обладнаний камерами підготовки газоподібного теплоносія для прямого нагрівання, які з'єднані патрубком з нижньою частиною камери газифікації.MIC? B23a 5/027, B230 5/14, publ. 27.03.2003), which contains a vertically lined cylindrical body, a cylindrical gasification chamber placed in the body with an opening for loading waste and an opening for unloading final carbon-containing products, nozzles for the removal of a steam-gas mixture of hydrocarbons, chambers for the preparation of gaseous coolant, equipped with burners, and a distribution chamber , made in the form of an annular channel formed by the wall of the lined case and the wall of the gasification chamber, and connected to the chambers for the preparation of the gaseous coolant by a nozzle for supplying the gaseous coolant. The nozzle for removing the steam-gas mixture of hydrocarbons is located in the lower part of the gasification chamber, the nozzle for supplying the gaseous coolant is located in the lower part of the distribution chamber, and the distribution chamber in the upper part is equipped with a nozzle for removing the gaseous coolant. In addition, the reactor is equipped with chambers for the preparation of gaseous coolant for direct heating, which are connected by a pipe to the lower part of the gasification chamber.

Відома дослідна газогенераторна установка на деревному або торф'яному паливі з пароповітряним дуттям (патент РФ Мо 2225429 С1, МПК С1ОВ 53/08, С10у 3/02, С109 3/20, 10.03.2004, що розроблена для отримання дешевого газоподібного палива (генераторного газу) для енерготехнологічних установок. Відома установка має під'єднаний до колосникової решітки важільний пристрій з різьбою для оберту його на 90", що герметично під нахилом відходить від дна зольника і слугує для видалення залишків шлаку із колосникової решітки у зольник, під'єднаний ізольовано до смолозбірника металевий водозбірник з під'єднаною до газовивідної труби люка бункера і такою, що проходить паралельно газовивідній трубі через повітряний теплообмінник, газовідвідною трубою і з приєднаною до одного із люків повітропідвідного поясу паропідвідною трубою. Установка має також Г-подібну з'єднувальну газовідвідну трубу з люками для очищення, яка приєднана до газопідвідної та газовивідної трубок люка бункера, вогнетривкі керамічні фурми, що проходять крізь вогнетривкі цеглини та металеву стінку камери газифікації і пристиковані до металевих фурм повітропідвідного поясу, а також металеві теплообмінні перегородки, що розміщені усередині повітропідвідного поясу по спіралі і рівномірно подають у нього атмосферне повітря. Установка забезпечує зменшення температурного розігріву і корозії металевих фурм камери газифікації, має просту і надійну конструкцію механізму для видалення залишків шлаку з колосникової решітки, що обертається, у зольник.A well-known experimental gas generator installation on wood or peat fuel with steam-air blowing (patent RF Mo 2225429 C1, МПК С1ОВ 53/08, С10у 3/02, С109 3/20, 10.03.2004, which was developed to obtain cheap gaseous fuel (generator gas) for energy technology installations. The known installation has a lever device connected to the grate grate with a thread for turning it by 90", which hermetically moves away from the bottom of the ash pan at an angle and serves to remove slag residues from the grate grate into the ash pan, connected in isolation to the tar collector, a metal sump with a hopper hatch connected to the gas outlet pipe and a gas outlet pipe running parallel to the gas outlet pipe through the air heat exchanger, and with a steam inlet pipe connected to one of the air intake belt hatches. The installation also has an L-shaped connecting gas outlet pipe with hatches for cleaning, which is connected to the gas supply and gas outlet pipes of the bunker hatch, refractory ceramic fu pipes that pass through the refractory bricks and the metal wall of the gasification chamber and are attached to the metal lances of the air intake belt, as well as metal heat exchange partitions that are placed inside the air intake belt in a spiral and uniformly supply atmospheric air to it. The installation ensures a reduction in temperature heating and corrosion of the metal nozzles of the gasification chamber, has a simple and reliable design of the mechanism for removing slag residues from the rotating grate into the ash pan.

Відома також дослідна установка для отримання генераторного газу із деревних та рослинних відходів (ДРВ) (патент РФ Мо 93026922 А, МПК С10 3/20, 27.01.1996), що містить камеру газифікації із вогнетривкої цегли, металевий бункер для ДРВ, що відходить від означеної камери, відцентровий вентилятор для подавання у пристрій атмосферного повітря, повітропідвідні та газовивідні труби, повітряний холодильник, що з'єднаний із газовивідною трубою і складається із металевих труб, зольник, колосникову решітку, що розміщена між камерою газифікації та зольником, люк з кришкою для завантаження ДРВ, що відходить від бункера, люк з кришкою для розпалу ДРВ, що відходить від камери газифікації, люк з кришкою для видалення шлаків, що відходить від зольника, теплоізоляцію із вогнетривкої цегли зAn experimental installation for obtaining generator gas from wood and plant waste (RFW) is also known (patent of the Russian Federation Mo 93026922 A, IPC C10 3/20, 01.27.1996), which contains a gasification chamber made of refractory bricks, a metal bunker for DRV, departing from of the specified chamber, a centrifugal fan for supplying atmospheric air to the device, air intake and gas exhaust pipes, an air cooler connected to the gas exhaust pipe and consisting of metal pipes, an ash tray, a grate located between the gasification chamber and the ash tray, a hatch with a cover for loading DRV leaving from the bunker, a hatch with a cover for ignition of DRV leaving from the gasification chamber, a hatch with a cover for removing slag leaving from the ash pan, heat insulation made of refractory bricks with

Зо газоходами навкруг камери газифікації і бункера. Пристрій доповнено опорним дном із товстостінної листової сталі, теплоізоляцією із вогнетривкої цегли з подвійними металевими стінками та повітроводами усередині них, водяним холодильником і смолозбірником, які розміщені між повітряним холодильником і циклоном, ущільнювальною кришкою, яка прикріплена до відігнутих країв металевої оболонки пристрою за допомогою болтів та гайок, між якими знаходиться прокладка із термостійкого полімеру, водопроводом, що під'єднаний до водяного холодильника та ущільнювальної кришки, трубами, що розміщені усередині бункера і проходять через цегляну кладку камери газифікації та слугують для відведення водяної пари із бункера у камеру газифікації. Вказані доповнення спрямовані на те, щоб використовувати тепло ефективно, забезпечити краще регулювання пароутворення у бункері і подачу водяної пари у активну зону камери газифікації що зменшує утворення оксидів азоту, прискорює процес газифікації і підвищує теплотворну здатність генераторного газу.With gas pipes around the gasification chamber and bunker. The unit is equipped with a thick-walled sheet steel support bottom, firebrick thermal insulation with double metal walls and air ducts inside them, a water cooler and resin collector that are placed between the air cooler and the cyclone, a sealing cover that is attached to the bent edges of the metal shell of the unit with bolts and nuts, between which there is a gasket made of heat-resistant polymer, a water pipe connected to a water cooler and a sealing cover, pipes placed inside the hopper and passing through the brickwork of the gasification chamber and serving to remove water vapor from the hopper to the gasification chamber. These additions are aimed at using heat efficiently, ensuring better regulation of steam formation in the bunker and supply of water vapor to the active zone of the gasification chamber, which reduces the formation of nitrogen oxides, accelerates the gasification process and increases the calorific value of generator gas.

Найбільш близьким аналогом корисної моделі за технічною суттю та результатом, який може бути одержаний при його використанні, є пристрій для термічної переробки твердих відходів у генераторний газ (патент України Ме 23335 ), МПК г23В 90/00, г232 7/00, С10у З3/00, 25.05.2007), що містить усередині теплоіїзольованого корпусу печі зони відповідно завантаження, термолізу, сушіння і сухої перегонки, газифікації, відновлення, а також зону окислення, містить живильник для завантаження твердих відходів із бункера живильника у піч через отвір у верхній частині корпусу печі, причому нижня частина розміщеної у корпусі печі спіральної частини живильника насаджена на регулюючий конус-дозатор для оптимізації подавання твердих відходів із зони сушіння та сухої перегонки у зону газифікації, а також містить засіб для видалення із печі генераторних газів, що виконаний у вигляді шахти, яка має отвори для відведення генераторних газів і проходить через отвір у верхній частині корпусу печі, у нижній частині якого дно виконано у вигляді зрізаного конуса з направленою униз вершиною, з'єднаного із засобом для видалення відходів, виконаного у вигляді спірального дозатора видалення напівкоксу та золи, а також із засобом для подавання відповідно пари та газів у зону газифікації, який виконаний у вигляді сопел на дні печі, встановлених тангенціально, для подавання відповідно перегрітої пари та газів на псевдозрідження, причому сопло для подавання газів на псевдозрідження у зону газифікації з'єднано з вихлопним патрубком двигуна внутрішнього згорання, який працює на стаціонарне навантаження.The closest analogue of the useful model in terms of technical essence and the result that can be obtained when using it is a device for thermal processing of solid waste into generator gas (Ukrainian patent Me 23335), IPC g23B 90/00, g232 7/00, C10u Z3/ 00, 25.05.2007), which contains inside the heat-insulated casing of the furnace the zones of loading, thermolysis, drying and dry distillation, gasification, recovery, as well as the oxidation zone, respectively, contains a feeder for loading solid waste from the feeder hopper into the furnace through an opening in the upper part of the casing furnace, and the lower part of the spiral part of the feeder placed in the furnace body is mounted on the regulating cone-doser to optimize the supply of solid waste from the drying and dry distillation zone to the gasification zone, and also contains a means for removing generator gases from the furnace, which is made in the form of a shaft, which has openings for the removal of generator gases and passes through the opening in the upper part of the furnace body, in the lower parts and the bottom of which is made in the form of a truncated cone with a downward-pointing apex, connected to a means for removing waste, made in the form of a spiral dispenser for the removal of semi-coke and ash, and also with a means for supplying steam and gases, respectively, to the gasification zone, which is made in the form of nozzles on the bottom of the furnace, installed tangentially, for supplying respectively superheated steam and gases for fluidization, and the nozzle for supplying gases for fluidization to the gasification zone is connected to the exhaust pipe of an internal combustion engine operating at a stationary load.

В процесі термічної переробки твердих відходів у вказаному пристрої отримують генераторний газ, що містить значну частину азоту, що може застосовуватись як джерело теплової енергії, наприклад, для опалювання приміщення (із застосуванням відповідних теплообмінників газ - вода тощо). Наявність значної частини азоту (до 70 95) та СОг (до 15 95), навіть за умови проведення відповідного очищення, не дозволяє використовувати вказаний газ як паливо, наприклад, для живлення двигунів внутрішнього згоряння тощо. Він може використовуватись для генерації теплової енергії та потребує "підсвічування" при спалюванні.In the process of thermal processing of solid waste, generator gas is obtained in the indicated device, which contains a significant part of nitrogen, which can be used as a source of thermal energy, for example, for heating the room (with the use of appropriate gas-water heat exchangers, etc.). The presence of a significant part of nitrogen (up to 70 95) and COg (up to 15 95), even if the corresponding cleaning is carried out, does not allow using the specified gas as a fuel, for example, for powering internal combustion engines, etc. It can be used to generate thermal energy and requires "illumination" when burning.

В основу корисної моделі поставлена задача створити такий пристрій для термічної переробки твердих відходів у генераторний газ, який безперервно виробляє генераторний газ зі стабільними характеристиками за рахунок створення ефективних умов газифікації, який може бути застосований як для отримання теплової енергії, так і як паливо для, наприклад, двигунів внутрішнього згорання тощо.The useful model is based on the task of creating such a device for thermal processing of solid waste into generator gas, which continuously produces generator gas with stable characteristics due to the creation of effective gasification conditions, which can be used both for obtaining thermal energy and as fuel for, for example , internal combustion engines, etc.

Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для термічної переробки твердих відходів у генераторний газ, що містить усередині теплоїзольованого корпусу печі живильник, виконаний у вигляді вертикальної трубоподібної частини, верхня частина якої з'єднана із механізмом завантаження твердих відходів, всередині живильника встановлено шахту видалення генераторних газів, що містить отвори для відведення генераторних газів та проходить через отвір у верхній частині корпусу печі, на зовнішній частині шахти коаксіально встановлено спіралеподібний механізм переміщення твердих відходів із конусною частиною, з'єднаний із механізмом вертикального переміщення, що виконаний із можливістю регулювання вихідного зазору між конусною частиною спіралеподібного механізму переміщення та живильником, причому діаметр спіралеподібного механізму переміщення твердих відходів збільшується у напрямку нижнього трубоподібного кінця живильника, нижня частина печі виконана у вигляді зрізаного конуса, що з'єднана із спіральним механізмом переміщення напівкоксу та золи, при цьому нижня частина печі оснащена засобами подавання вихлопних газів, що виконані у вигляді щонайменше двох сопел, тангенціально встановлених у нижній частині печі не на одному рівні, згідно з корисною моделлю, спіральний механізм переміщення напівкоксу та золи виконаний із можливістю подачі вказаної сировини вище рівня вершини зрізаного конуса печі та з'єднаний із робочою камерою криптолового нагрівача, до якої такожThe task is solved by the fact that in the device for thermal processing of solid waste into generator gas, which contains a feeder inside the heat-insulated case of the furnace, made in the form of a vertical pipe-like part, the upper part of which is connected to the solid waste loading mechanism, inside the feeder there is a mine for removing generator of gases, which contains holes for the removal of generator gases and passes through the hole in the upper part of the furnace body, on the outer part of the mine, a spiral-shaped mechanism for moving solid waste with a conical part is coaxially installed, connected to a mechanism for vertical movement, made with the possibility of adjusting the output gap between the conical part of the spiral movement mechanism and the feeder, and the diameter of the spiral movement mechanism of solid waste increases in the direction of the lower tubular end of the feeder, the lower part of the furnace is made in the form of a truncated cone, which is connected with a spiral mechanism for moving semi-coke and ash, while the lower part of the furnace is equipped with means for supplying exhaust gases, made in the form of at least two nozzles, tangentially installed in the lower part of the furnace at different levels, according to a useful model, a spiral mechanism for moving semi-coke and ash is made of with the possibility of supplying the specified raw materials above the level of the top of the truncated cone of the furnace and connected to the working chamber of the cryptol heater, to which also

Зо під'єднані патрубок подачі перегрітої пари та патрубок відведення генераторного газу.A superheated steam supply pipe and a generator gas discharge pipe are connected.

Криптоловий нагрівач також може містити зовнішній сталевий та внутрішній графітовий електроди, встановлені коаксіально, між якими знаходиться шар криптолу, а також керамічні вставки, що утворюють дно та кришку нагрівача відповідно, при цьому отвір у внутрішньому графітовому електроді утворює робочу камеру криптолового нагрівача.A cryptol heater may also contain outer steel and inner graphite electrodes mounted coaxially, between which is a layer of cryptol, as well as ceramic inserts forming the bottom and lid of the heater, respectively, with the hole in the inner graphite electrode forming the working chamber of the cryptol heater.

Механізм вертикального переміщення може бути виконаний із можливістю регулювання вихідного зазору між конусною частиною спіралеподібного механізму переміщення та живильником, щонайменше, у двох положеннях фіксації.The vertical movement mechanism can be made with the possibility of adjusting the output gap between the conical part of the spiral movement mechanism and the feeder, at least in two fixing positions.

Виконання спіралеподібного механізму переміщення твердих відходів із діаметром, що збільшується у напрямку нижнього трубоподібного кінця живильника, а також з'єднання спіралеподібного механізму переміщення твердих відходів та конусної частини із механізмом вертикального переміщення дозволяє регулювати вихідний зазор між конусною частиною та живильником, за рахунок чого регулюють фракцію залишку твердих відходів, що після термолізу, зменшившись в об'ємі під час сушіння та перегонки, потрапляє у зону газифікації на псевдозрідження.The execution of a spiral mechanism for moving solid waste with a diameter that increases in the direction of the lower tubular end of the feeder, as well as the connection of a spiral mechanism for moving solid waste and a conical part with a vertical movement mechanism allows you to adjust the output gap between the conical part and the feeder, due to which the fraction is regulated residual solid waste, which after thermolysis, having decreased in volume during drying and distillation, enters the gasification zone for fluidization.

Тангенційно встановлені сопла для подавання газів у зону газифікації на псевдозрідження зв'язані з вихлопним патрубком двигуна внутрішнього згорання, який працює на стаціонарне навантаження, що у сукупності із іншими ознаками забезпечує створення у печі закрученого потоку вихлопних газів та сприяє утворенню ефективних умов для проходження процесу псевдозрідження і виділення твердих фракцій під час горіння відходів, а розміщення вказаних сопел не на одному рівні дозволяє регулювати час контакту вихлопних газів із твердими відходами, що також надає можливість створення оптимальних умов для процесів псевдозрідження, відновлення, газифікації, сушіння та сухої перегонки.Tangentially installed nozzles for supplying gases to the gasification zone for fluidization are connected to the exhaust nozzle of an internal combustion engine operating at a steady load, which, together with other features, ensures the creation of a swirling flow of exhaust gases in the furnace and contributes to the creation of effective conditions for the fluidization process and separation of solid fractions during waste combustion, and placing these nozzles at different levels allows you to adjust the contact time of exhaust gases with solid waste, which also provides the opportunity to create optimal conditions for the processes of fluidization, recovery, gasification, drying and dry distillation.

Було виявлено, що після обробки твердих відходів, напівкоксові залишки та зола можуть бути використані для подальшого вироблення генераторного газу, задля чого необхідно створити умови для контакту вказаної сировини із високотемпературним нагрівачем, що може бути застосований не тільки на виробництві, а і у побутових умовах. Таким нагрівачем, згідно з корисною моделлю, є криптоловий нагрівач, в якому, навіть за умови застосування побутового джерела живлення (220 В), можна швидко досягти температури, що сягає або навіть перевищує 1500-2000 "С (прикладом такого нагрівача може бути криптолова піч, розкрита в інтернет-It was found that after processing solid waste, semi-coke residues and ash can be used for further production of generator gas, for which it is necessary to create conditions for contact of the specified raw materials with a high-temperature heater, which can be used not only in production, but also in domestic conditions. Such a heater, according to a useful model, is a cryptol heater, in which, even with the use of a household power source (220 V), it is possible to quickly reach a temperature that reaches or even exceeds 1500-2000 "C (an example of such a heater can be a cryptol furnace , disclosed in the Internet

публікації "Коаксиальная криптоловая печь" що може бути знайдена за посиланням пЕрулимли. сс. ги/поде/86).publication "Coaxial Crypto Furnace" which can be found at the link of pErulymla. ss gi/pode/86).

Також було виявлено, що підведення до робочої камери криптолового нагрівача сировини (напівкоксу та золи) разом із перегрітою парою дозволяє швидко наситити її водою без втрати теплової енергії, отриманої на попередніх етапах, за рахунок чого досягається швидке вивільнення генераторного газу, що фактично не містить азот і може бути застосований як паливо для двигунів внутрішнього згорання тощо.It was also found that feeding raw materials (semi-coke and ash) together with superheated steam to the working chamber of the cryptol heater allows it to be quickly saturated with water without losing the thermal energy obtained in the previous stages, due to which the rapid release of generator gas, which does not actually contain nitrogen, is achieved and can be used as fuel for internal combustion engines, etc.

Виконання спірального механізму переміщення напівкоксу та золи із можливістю подачі вказаної сировини вище рівня вершини зрізаного конуса печі, тобто знизу-вверх, сприяє ущільненню сировини, що подається в криптоловий нагрівач і дозволяє практично безперервно виробляти генераторний газ зі стабільними характеристиками.The implementation of a spiral mechanism for moving semi-coke and ash with the possibility of supplying the indicated raw materials above the level of the top of the truncated cone of the furnace, i.e. from the bottom to the top, contributes to the compaction of the raw materials fed into the cryptol heater and allows almost continuous production of generator gas with stable characteristics.

Корисна модель пояснюється кресленням, на якому зображено схематичний вигляд пристрою для термічної переробки твердих відходів у генераторний газ, де: 1 - корпус печі разом із ізоляцією; 2 - кришка; З - механізм завантаження твердих відходів; 4 - привід; 5 - бункер для накопичення та завантаження твердих відходів; 6 - механізм вертикального переміщення; 7 - шахта видалення генераторних газів; 8 - живильник; 9 - спіралеподібний механізм переміщення твердих відходів; 10 - вихідний зазор між нижньою частиною живильника та спіралеподібним механізмом переміщення; 11 - отвори для відведення генераторних газів; 12 - засоби подавання вихлопних газів в зону газифікації; 13 - зона окислення; 14 - зона відновлення; 15 - зона газифікації; 16 - зона сушіння і сухої перегонки; 17 - зона термолізу; 18 - патрубок відведення генераторного газу, значну частину якого складає азот; 19 - спіральний механізм переміщення напівкоксу та золи; 20 - патрубок подачі перегрітої пари; 21 - робоча камера криптолового нагрівача; 22 - криптоловий нагрівач; 23 - патрубок відведення генераторного газу, що фактично не містить азоту; 24 - електроди криптолового нагрівача; 25 - криптол; 26 - конусна частина спіралеподібного механізму переміщення.The useful model is explained by the drawing, which shows a schematic view of the device for thermal processing of solid waste into generator gas, where: 1 - furnace body together with insulation; 2 - cover; C - solid waste loading mechanism; 4 - drive; 5 - hopper for accumulation and loading of solid waste; 6 - vertical movement mechanism; 7 - generator gas removal mine; 8 - feeder; 9 - a spiral mechanism for moving solid waste; 10 - the output gap between the lower part of the feeder and the spiral movement mechanism; 11 - holes for the removal of generator gases; 12 - means of supplying exhaust gases to the gasification zone; 13 - oxidation zone; 14 - recovery zone; 15 - gasification zone; 16 - drying and dry distillation zone; 17 - thermolysis zone; 18 - generator gas discharge pipe, a significant part of which is nitrogen; 19 - spiral mechanism for moving semi-coke and ash; 20 - superheated steam supply nozzle; 21 - working chamber of the cryptol heater; 22 - cryptol heater; 23 - generator gas discharge pipe, which actually does not contain nitrogen; 24 - electrodes of the cryptol heater; 25 - cryptol; 26 - the conical part of the spiral movement mechanism.

Пристрій працює наступним чином.The device works as follows.

Всередину теплоізольованого корпусу печі 1 через кришку 2 за допомогою механізму завантаження твердих відходів 3, пов'язаного із приводом 4, завантажують відходи, переважно відходи деревообробної промисловості або будь-які подрібнені та сортовані відInside the heat-insulated casing of the furnace 1, through the cover 2, with the help of the solid waste loading mechanism 3, connected to the drive 4, waste is loaded, mainly waste from the woodworking industry or any crushed and sorted from

Зо великогабаритних включень відходи, ВОЕ паливо, торф тощо. Живильник 8 переміщує відходи чи паливо у вигляді торфу чи тирси з бункера 5 живильника 8 у зону сушіння та сухої перегонки 16. Назустріч проходять гази вихлопу двигуна внутрішнього згорання і гази піролізу, що утворюються у зоні газифікації 15. Тим самим відбувається охолоджування продуктів піролізу і їх часткове очищення від смоли і золи. Спіралеподібний механізм переміщення твердих відходів У разом із конусною частиною 26, коаксіально встановлені на шахті видалення генераторних газів 7 із відповідним вихідним зазором 10 між конусною частиною 26 та нижньою частиною живильника 8 (де механізм вертикального переміщення 6, в процесі роботи, може фіксувати шахту видалення генераторних газів 7 у різних положеннях), оптимізують та регулюють фракцію подавання відходів із зони сушіння і сухої перегонки 16 у зону газифікації 15. Газифікація висушених відходів відбувається у псевдозрідженому шарі, створеному за допомогою засобів подавання вихлопних газів 12, що виконані у вигляді щонайменше двох сопел, тангенціально встановлених у нижній частині печі не на одному рівні, через які вихлопні гази від двигуна внутрішнього згорання із температурою 500-600 С, тиском 1-2 кгс/см і швидкістю близько 100 м/с надходять у зону газифікації 15. Габаритні розміри печі ії продуктивність залежать від секундної витрати вихлопних газів, густини відходів, що надходять у зону газифікації 15 і необхідної заданої міри газифікації відходів. Напівкоксові залишки і важкі мінеральні, металеві включення видаляються із зони газифікації 15 спіральним механізмом переміщення напівкоксу та золи 19.From large-sized inclusions, waste, VOE fuel, peat, etc. The feeder 8 moves waste or fuel in the form of peat or sawdust from the hopper 5 of the feeder 8 to the drying and dry distillation zone 16. The exhaust gases of the internal combustion engine and the pyrolysis gases formed in the gasification zone 15 pass towards it. As a result, pyrolysis products and their partial cleaning from tar and ash. The spiral solid waste moving mechanism U together with the conical part 26 are coaxially installed on the generator gas removal shaft 7 with a corresponding outlet gap 10 between the conical part 26 and the lower part of the feeder 8 (where the vertical movement mechanism 6, in the process of operation, can fix the generator gas removal shaft gases 7 in different positions), optimize and regulate the fraction of waste supply from the drying and dry distillation zone 16 to the gasification zone 15. The gasification of dried waste takes place in a fluidized bed created with the help of exhaust gas supply means 12, made in the form of at least two nozzles, tangentially installed in the lower part of the furnace are not at the same level, through which exhaust gases from the internal combustion engine with a temperature of 500-600 C, a pressure of 1-2 kgf/cm and a speed of about 100 m/s enter the gasification zone 15. Overall dimensions of the furnace performance depends on the second consumption of exhaust gases, exhaust gas density wastes entering the gasification zone 15 and the necessary set amount of waste gasification. Semi-coke residues and heavy mineral and metal inclusions are removed from the gasification zone 15 by a spiral mechanism for moving semi-coke and ash 19.

Вказана сировина, що, по-суті, є залишком твердих відходів і утворена в процесі термічної обробки надходить знизу-вверх по спіральному механізму переміщення напівкоксу та золи в робочу камеру 21 криптолового нагрівача 22. Таким чином завантаження твердих відходів та продуктів їх переробки відбувається порційно, а процес газифікації йде безперервно. В робочу камеру 21 криптолового нагрівача 22 також подають перегріту пару через відповідний патрубок подачі перегрітої пари 20 і подають електричний струм на відповідні електроди 24, де перший електрод, як приклад, може бути виконаний зі сталі, а другий, розташований коаксіально першому електроду, - із графіту, всередині якого може бути виконано отвір, що являє собою робочу камеру криптолового нагрівача, де корпус, крім вказаних електродів 24, також складається із керамічних вставок, що утворюють кришку та дно, а також криптолу, що заповнює внутрішній простір корпусу, всередині якого і проходить графітовий електрод. Струм бо тече радіально між двома коаксіальними електродами 24, концентруючись біля внутрішнього графітового електрода, в результаті чого в робочій зоні криптолового нагрівача досягається температура, що сягає 1500-2000 С, в результаті чого утворюється генераторний газ, що фактично не містить азоту, який відводять через патрубок відведення генераторного газу 23, який може бути використаний як паливо для двигунів внутрішнього згорання тощо.The indicated raw material, which is, in fact, the residue of solid waste and is formed in the process of heat treatment, enters from the bottom-up through the spiral mechanism for the movement of semi-coke and ash into the working chamber 21 of the cryptol heater 22. Thus, the loading of solid waste and products of their processing takes place in portions, and the gasification process is continuous. Superheated steam is also fed into the working chamber 21 of the cryptol heater 22 through the corresponding superheated steam supply nozzle 20 and an electric current is supplied to the corresponding electrodes 24, where the first electrode, as an example, can be made of steel, and the second, located coaxially to the first electrode, from graphite, inside which a hole can be made, which is a working chamber of a cryptol heater, where the case, in addition to the indicated electrodes 24, also consists of ceramic inserts that form the lid and bottom, as well as cryptol, which fills the internal space of the case, inside which and passes the graphite electrode. The current flows radially between the two coaxial electrodes 24, concentrating near the internal graphite electrode, as a result of which a temperature reaching 1500-2000 C is reached in the working zone of the cryptol heater, as a result of which a generator gas is formed that does not actually contain nitrogen, which is removed through generator gas outlet 23, which can be used as fuel for internal combustion engines, etc.

У корисній моделі процес газифікації здійснюється без надходження кисню, що зменшує небезпеку утворення шкідливих діоксинів, а оскільки параметри вихлопних газів дозволяють отримати перепад тиску для псевдозрідженого шару до 2 кгс/с, то висота зони газифікації 15 і висота зона сушіння і сухої перегонки 16 можуть досягати 2-ох метрів і при проходженні газів через такий шар відбувається практично повне очищення генераторних газів від сажі і смол.In a useful model, the gasification process is carried out without the introduction of oxygen, which reduces the danger of the formation of harmful dioxins, and since the parameters of the exhaust gases allow obtaining a pressure drop for a fluidized bed of up to 2 kgf/s, the height of the gasification zone 15 and the height of the drying and dry distillation zone 16 can reach 2 meters and when the gases pass through such a layer, the generator gases are almost completely cleaned of soot and resins.

Дослідні експерименти на пристрої для термічної переробки твердих відходів у генераторний газ, виконаному згідно з корисною моделлю, показали, що він здатен безперервно виробляти генераторний газ зі стабільними характеристиками, що може бути використаний як джерело теплової енергії та як паливо для, наприклад, двигунів внутрішнього згорання тощо.Exploratory experiments on a device for thermal processing of solid waste into generator gas, made according to a useful model, showed that it is capable of continuously producing generator gas with stable characteristics, which can be used as a source of thermal energy and as a fuel for, for example, internal combustion engines etc.

Claims

15 USEFUL MODEL FORMULA

1. A device for thermal processing of solid waste into generator gas, containing inside the heat-insulated case of the furnace a feeder, made in the form of a vertical pipe-like part, the upper part of which is connected to the solid waste loading mechanism, inside the feeder 20 there is a mine for removing generator gases, containing holes for the removal of generator gases and passes through the hole in the upper part of the furnace body, on the outer part of the mine, a spiral mechanism for moving solid waste with a conical part is coaxially installed, connected to a vertical movement mechanism, made with the possibility of adjusting the output gap between the conical part 25 of the spiral moving mechanism and feeder, and the diameter of the spiral mechanism for moving solid waste increases in the direction of the lower tubular end of the feeder, the lower part of the furnace is made in the form of a truncated cone, which is connected to the spiral moving mechanism of semi-coke and ash, while the lower part of the furnace is equipped with means for supplying exhaust gases, made in the form of at least two nozzles, Z tangentially installed in the lower part of the furnace at different levels, which is distinguished by the fact that the spiral mechanism for moving semi-coke and ash is made with the possibility supply of the specified raw materials above the level of the top of the truncated cone of the furnace and is connected to the working chamber of the cryptol heater, to which the superheated steam supply nozzle and the generator gas discharge nozzle are also connected. 35

2. The device according to claim 1, which is characterized by the fact that the cryptol heater contains external steel and internal graphite electrodes installed coaxially, between which there is a layer of cryptol, as well as ceramic inserts forming the bottom and cover of the heater, respectively, while the hole in the internal graphite the electrode forms the working chamber of the cryptol heater. 40 Q. The device according to claim 1, which is characterized by the fact that the mechanism of vertical movement, made with the possibility of adjusting the output gap between the conical part of the spiral movement mechanism and the feeder, has at least two fixing positions.