WO2011136695A1 - Установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов - Google Patents

Установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов Download PDF

Info

Publication number
WO2011136695A1
WO2011136695A1 PCT/RU2011/000261 RU2011000261W WO2011136695A1 WO 2011136695 A1 WO2011136695 A1 WO 2011136695A1 RU 2011000261 W RU2011000261 W RU 2011000261W WO 2011136695 A1 WO2011136695 A1 WO 2011136695A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
line
composite fuel
fuel
waste
mixture
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000261
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Юрий Михайлович СТЕПАНЕНКО
Федор Александрович ДЕЦЮРА
Даулет Кайратович АБДРАХМАНОВ
Владимир Иванович ЮХАНОВ
Виктор Всеволодович АСТАФЬЕВ
Андрей Александрович ДЕЦЮРА
Наталья Фавстовна СИДОРУК
Вадим Тарасович ШАРАЙ
Original Assignee
Stepanenko Yury Mikhailovich
Detsyura Fedor Aleksandrovich
Abdrakhmanov Daulet Kairatovich
Yukhanov Vladimir Ivanovich
Astafev Viktor Vsevolodovich
Detsyura Andrei Aleksandrovich
Sidoruk Natalya Favstovna
Sharai Vadim Tarasovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stepanenko Yury Mikhailovich, Detsyura Fedor Aleksandrovich, Abdrakhmanov Daulet Kairatovich, Yukhanov Vladimir Ivanovich, Astafev Viktor Vsevolodovich, Detsyura Andrei Aleksandrovich, Sidoruk Natalya Favstovna, Sharai Vadim Tarasovich filed Critical Stepanenko Yury Mikhailovich
Publication of WO2011136695A1 publication Critical patent/WO2011136695A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/48—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on industrial residues and waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/442—Wood or forestry waste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the invention relates to the field of equipment for the production of composite fuel mixtures using industrial and organic waste, mainly from wood raw materials, and can be used in enterprises of the agro-industrial complex and housing and communal services.
  • a large number of plants for producing composite fuel based on industrial and organic waste are known, which solve the problem of recycling various organic waste.
  • a known installation for producing composite fuel based on industrial and organic waste containing a technologically interconnected preparation line for processing wood waste (tiers), a line for supplying production waste (carbon black) soot, and oil refining waste (oil sludge), a line for preparing a composite molding sand fuel, which includes a mixer, and a line for forming the mixture into briquettes in a mold. (RU, 2010842).
  • the fuel obtained at such plants poorly meets the requirements of ecology, efficiency and reliability of combustion. Due to the fact that the fuel obtained in such plants contains a mixture of a wide range of heterogeneous substances, which include non-combustible substances, as well as various high molecular weight organic fractions with different combustibility properties, in particular with low combustibility properties, it is difficult to ignite and burn such fuel. It’s hard to have an optimal fuel-air ratio that affects on the design of feeders, dosing. Moreover, such fuel has a high ash content.
  • the specified features of the fuel lead to clogging of the channels of the equipment for combustion. There is a different difficulty in clogging the channels of the equipment. Soot that has deposited on the surface of the channels acquires toxic properties.
  • a known installation for producing composite fuel based on industrial and organic waste containing a technologically interconnected preparation line for the processing of waste cellulosic material (wood thyra, plant residues, peat), a binder supply line (pecky residues for cleaning plant or animal products, bitumens and coal Peki; creosote residues; molasses, waste and substandard lubricants), a line for the preparation of a molding compound mixture, which includes a mixer, and a line for forming mixtures into briquettes, and a line for heat treatment of the obtained composite fuel by drying. (GB, 1585684).
  • a known installation for producing composite fuel based on industrial and organic waste containing technologically interconnected supply lines of components: wood sawdust, peat, oil refinery waste, and pus containing dispensers of components, a line for preparing a molding mixture of composite fuel, including a mixer and a heater 120 ° C, and the line for forming the mixture into briquettes, and the heat treatment line for the obtained composite fuel by drying in a special room and at 60 - 70 ° C. (RU, 2100415).
  • Such a facility for producing composite fuel involves the expansion of the raw material base for the manufacture of composite fuel, however, in it, as in the previous analogue, it is necessary to use a binder, which is a good raw material in petrochemicals. In addition, such an installation is characterized by almost all of the above disadvantages of the previous analogues.
  • a known installation for producing composite fuel based on industrial and organic waste containing technologically interconnected lines of preparation for processing and dosing of solid fuels, which include: sawdust, peat, dehydrated poultry residue, dehydrated pus, coke or coal fines, coal sludge, lignin, a binder formation line using industrial and organic waste, such as: lignosulfonate, molasses, dehydrated active mule, clay, paraffin, including preheating the custodian of what is formed connects the line for preparing the molding mixture of composite fuel, which includes a screw mixer, the line for forming the mixture to produce briquettes, the line for heat treatment of composite fuel, by drying in a special room at a temperature of up to 300 ° C. (RU, 2130047).
  • a known installation for processing wood waste for the manufacture of formed fuel which contains a series-connected loading unit, a unit for crushing wood waste, a unit for drying crushed waste, a unit for producing formed fuel by pressing, containing a screw screw and a matrix, an unloading unit. (RU, U, 7725).
  • a known installation for the manufacture of formed fuel from wood waste containing a technologically interconnected line of preparation for processing wood waste, a line for preparing a molding mixture of wood waste, including grinding, a line for forming a mixture by pressing using a screw device, a heat treatment line for the formed fuel. (RU, U, 72537).
  • the indicated installation is characterized by problems of the analogs described above. It should also be noted that the set of functional elements in the specified installation provides the possibility of the formation of fuel products only from a narrow type of waste, which limits the use of such an installation.
  • the basis of the present invention is the task of creating an installation for producing composite fuel based on industrial and organic waste, in which due to the use of new structural elements and the nature of the connection between the structural elements of the installation, the properties of composite fuels obtained at the installation are improved, the uniformity of the mechanical and chemical composition of the obtained product, increases porosity, in particular, improves the combustibility, facilitates the ignition process ha and burning of the resulting fuel products. Due to the increase in the uniformity of the composition of the products obtained in the method, the optimum ratio of fuel and air is easily ensured, which simplifies the design of the devices for feeding them to combustion and their dosing. Moreover, such fuel has a reduced ash content. These fuel features lead to a significant reduction in the clogging of the channels of the combustion devices with soot and ash, which simplifies the operation of the equipment for combustion.
  • a line for preparing a molding mixture of composite fuel including a grinder, a line for forming a mixture, a heat treatment line for composite fuel, according to the invention between the line for preparing the molding mixture of composite fuel and the line for forming the mixture, a dosed system water supply and feeding pre-shredded industrial and organic waste to wet grinding, equipment for wet grinding of waste to a predetermined value, and a reservoir - a storage tank for intermediate storage of intermediate fuel composite with a heater located at its outlet, connected to a phase separator for separating solid and liquid phases while the output of the solid phase phase separator is connected to the input of the mixture formation line.
  • the composition and structure of the composite fuel briquettes formed in the installation are changed as a result of the fact that the amount of components soluble in the separated liquid phase is substantially reduced, their porosity increases, the flammability is facilitated, and the autonomy of individual briquette combustion is ensured.
  • the output of the liquid phase of the phase separator was connected to a heated reactor, with a stirrer and a distillation column installed above the reactor; - the heated reactor was equipped with a dosed water supply line with a nozzle located at the outlet line for finely divided water milling with the nozzle tilted to the horizon of the heated semi-finished product in the range of 10 ° - 45 °;
  • the mixture formation line contained a loading and unloading rotary table with a forming unit on which a dispenser is installed to load the mass of the solid phase of the composite fuel into the molds;
  • the heater located in front of the phase separator was equipped with a gas exhaust line, on which a condenser was installed, and the condensed phase outlet of which was connected to the storage tank for intermediate storage of the molding mixture (intermediate) of composite fuel.
  • a colloidal mill is used as equipment for wet grinding of waste to a predetermined value.
  • the use of a colloid mill for wet grinding of waste to a predetermined value optimizes the grinding process used in the installation of waste.
  • a screw extruder is used as a phase separator, mounted on the line of formation of the mixture with a nozzle permeable to the liquid phase.
  • a phase separator in the form of a screw extruder with a nozzle permeable to the liquid phase simplifies the hardware implementation of the installation.
  • the output of the liquid phase phase separator is connected to the reactor, which is heated, with a stirrer and a distillation column installed above the reactor. Complementing the installation with these new structural elements allows you to get a number of liquid combustible products with a narrow fractional composition, which can also be used both for its intended purpose and in special cases, for example, as fuel for lighters, as well as for other purposes, for example, for dilution astringent fuel products.
  • the heated reactor is equipped with a dosed water supply line with a nozzle located at the outlet of the line for fine grinding of water with the nozzle tilted to the horizon of the heated semi-finished product in the range of 10 ° - 45 °. Due to the supply of the specified finely divided water to the surface of the semi-finished product horizon by the nozzle, hydrogen enriches simple and complex organic compounds, which leads to more caloric fuel. In this process, hydrogen is drawn from a finely dispersed (drip) stream of high pressure water using ionization of a water gas, which is formed by contact detonation (microexplosion) of a heated mass and a high-speed water (steam) beam.
  • the instantaneous and local pressure which is formed in this case, reaches several hundred atm., Which makes it possible to transfer the heated mass to the gas phase, to carry out the indicated chemical processes, with further condensation and obtaining an intermediate to obtain high-calorie liquid class motor fuels in the method.
  • the installation increases the yield of easily boiling combustible aromatic hydrocarbons.
  • the mixture formation line comprises a loading and unloading rotary table with a forming unit on which a dispenser is installed to load the mass of the solid phase of the composite fuel into the molds.
  • the heater located in front of the phase separator is provided with a gas exhaust line on which the capacitor is mounted, and the condensed phase output of which is connected to the storage tank for intermediate storage of the composite fuel molding mixture (intermediate).
  • the return of the specified liquid phase reduces the cost of liquid for the operation of the installation and improves the storage conditions of the intermediate in the reservoir tank.
  • Figure 1 depicts a functional diagram of a plant for producing composite fuel based on industrial and organic waste. The best option
  • the installation (Fig. 1) contains lines 1, 2, 3 of preparation for processing the corresponding types of waste, which contain refueling bins 4 and dispensers 5, line 6 for preparing the molding mixture of composite fuel, which includes a mixer 7 with a grinder 8 (hammers of the second type), a line 9 for dispensing water and supplying pre-shredded waste to wet shredding, which includes a tank 10, a dispenser 11, a mixer 12, equipment for wet shredding of waste in the form of a colloid mill 13, a tank - a storage 14 for precise storage of the composite fuel intermediate, the intermediate heater 15 is connected to a phase separator for separating solid and liquid phases, made in the form of a screw extruder 16 with a nozzle permeable to the liquid phase (conventionally shown by a dashed line) through which the separated liquid phase is pumped to the reactor for 18 s by the pump 17 a stirrer, which is heated, above which a distillation column 19 is installed.
  • a phase separator for separating solid and liquid phases, made
  • the solid phase separated on the screw extruder 16 is fed into the mixture formation line 20 (which may contain any traditional elements for forming briquettes, for example, a loading and unloading rotary table with a unit that forms a briquette on which a batcher is installed to load the mass of the solid phase of composite fuel into forms).
  • the heated reactor 18 is provided with a nozzle 21 of the dosed water supply line 22 from the reservoir 10 (refueling) on which the dispenser 23 is installed.
  • the nozzle 21 has a centrifugal swirling of the water flow and an outlet diameter of 0.8 mm and is installed with the angle of the nozzle to the horizon of the nozzle heated in the reactor 18 prefabricated 35 °.
  • the necessary amount of waste is fed into the mixer 7, for example, sawdust, an active sewer mule that has not passed preliminary aeration and is not fat-free, and pus in a ratio of 1: 0.2: 0.25.
  • the grinder 8 (which was used as a hammer mill), the mixture is ground to 100 ⁇ m. Then the mixture is sent to prepare for wet grinding in the mixer 12, which also serves dosed using a dispenser 11, the amount of water. Then carry out wet grinding of the mixture waste in a colloidal mill 13 to a size of 40 microns.
  • the treated mixture is sent to the storage tank 14 for intermediate storage of the composite fuel intermediate, where the intermediate is held for the necessary time to ensure uniform loading of the mixture formation line 20 into the briquettes and to ensure that the necessary work schedule is possible.
  • the mixture from the storage tank 14 is fed to the intermediate heater 15, where the mixture is heated to 95 ° C and sent to a phase separator (screw extruder 16) to separate solid and liquid phases.
  • the solid phase separated on the screw extruder 16 is fed into the mixture formation line 20 (which may contain any conventional elements for forming briquettes), and the separated liquid phase is pumped to the heated reactor 18 with a stirrer above which the rectification column 19 is installed. In the reactor 18 the mixture is heated to 160-200 ° C.
  • finely divided water in an amount of 0.1-1.5 l / min per 100 cm 2 of the surface of the preheated product is periodically supplied to the surface of the horizon of the semi-finished product with the help of the nozzle 21.
  • the installation increases the yield of easily boiling combustible aromatic hydrocarbons at the outlet of the distillation column 19. Due to the use of new structural elements of the installation, the composition and structure of the composite fuel briquettes formed in the installation changes as a result of the fact that the amount of components soluble in the separated liquid phase is significantly reduced, as a result, the porosity increases, the flammability is facilitated, and the autonomy of individual briquette combustion is ensured. At the same time, due to the reduction of liquid components in the formed briquette, the process of final chemical treatment of the briquette is simplified, the process of bringing an individual briquette to a working state is accelerated.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Установка содержит технологически связанные между собой линию подготовки к переработке отходов, линию приготовления формовочной смеси композиционного топлива, включающую измельчитель, линию формирования смеси, линию термической обработки композиционного топлива. Между линией приготовления формовочной смеси композиционного топлива и линией формирования смеси установлены система дозированной подачи воды и подачи предварительно измельченных промышленных и органических отходов для мокрого измельчения, оборудование для мокрого измельчения отходов до заданной величины, и резервуар - накопитель для промежуточного складирования полупродукта композиционного топлива, на выходе которого установлен нагреватель. Нагреватель соединен с фазоразделителем для разделения твердой и жидкой фаз. Выход твердой фазы фазоразделителя соединен с входом линии формирования смеси.

Description

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ
Область техники
Изобретение относится к области оборудования для получения композиционных топливных смесей с использованием промышленных и органических отходов, преимущественно из древесного сырья, и может быть использована на предприятиях агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства.
Предшествующий уровень техники
Известно большое количество установок для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, которые решают проблему утилизации различных органических отходов.
В основном в этих разработках решается задача предоставления более стандартизированной формы конечному продукту для упрощения дальнейшего использования топливного продукта.
Известна установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, содержащая технологически связанные между собой линию подготовки к переработке отходов дерева (тирса), линию подачи отходов производства (техуглерод) сажи, и отходов нефтеперерабатывающего производства (нефтешламов), линию приготовления формовочной смеси композиционного топлива, которая включает смеситель, и линию формирования смеси в брикеты в пресс-форме. (RU, 2010842).
Основную проблему получаемых на установках топлив по обыкновению видят в механической прочности полученных топливных элементов, тем не менее, основные проблемы подобных топлив более сложны.
Полученное на таких установках топливо плохо удовлетворяет требованиям экологии, экономичности и надежности сжигания. В связи с тем, что полученное на таких установках топливо содержит смесь широкого интервала разнородных веществ, которые включают негорючие вещества, а также разнообразные высокомолекулярные органические фракции с разными свойствами горючести, в частности с низкими свойствами горючести, такое топливо сложно разжигать и сжигать. Тяжело обеспечить оптимальное соотношение топлива и воздуха, которое оказывает влияние на конструкцию устройств подачи, дозирования. При этом такое топливо обладает повышенной зольностью.
Вследствие этого необходимо для полученного на таких установках топлива применять усложненные технологии сжигания, различные усовершенствования для обеспечения сжигания. Усложненные технологии сжигания, различные усовершенствования для обеспечения сжигания существенным образом увеличивают стоимость изготовления аппаратуры для сжигания.
Указанные особенности топлива приводят к забиванию каналов аппаратуры для сжигания. Возникает различная сложность при забивании каналов аппаратуры. Сажа, которая отложилась на поверхностях каналов, приобретает токсичные свойства.
Поэтому для подобного топлива необходим повышенный объем очистки указанных поверхностей от продуктов сгорания, дальнейшее разрушение и ликвидация отложений продуктов сгорания. Установки для сжигания такого топлива требуют применения специальной аппаратуры для улавливания несгоревших фракций и копоти.
Важным недостатком полученного таким способом топлива является также то, что он основан на нефтепродуктах, и не решает проблем утилизации отходов животноводческих ферм.
Известна установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, содержащая технологически связанные между собой линию подготовки к переработке отходов целлюлозного материала (тирса древесная, растительные остатки, торф), линию подачи вяжущего (пекообразные остатки очищения растительных или животных продуктов, битумы и каменноугольные пеки; креозотные остатки; меласса, отработанные и некондиционные смазывающие материалы), линию приготовления формовочной смеси композиционного топлива, которая включает смеситель, и линию формирования смешений в брикеты, и линию термообработки полученного композиционного топлива посредством сушки. (GB, 1585684).
Такая установка для получения композиционного топлива допускает расширение сырьевой базы, тем не менее, в ней необходимо применять вяжущее, которое является хорошим сырьевым продуктом в нефтехимии. Кроме того, для такой установки характерны практически все указанные выше недостатки предыдущего аналога. Известна установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, содержащая технологически связанные между собой линии подачи компонентов: древесных опилок, торфа, отходов нефтеперерабатывающего производства, и гноя, содержащая дозаторы компонентов, линию приготовления формовочной смеси композиционного топлива, включающую смеситель и подогреватель до 120 °С, и линию формирования смеси в брикеты, и линию термообработки полученного композиционного топлива посредством сушки в специальном помещении при 60 - 70°С. (RU, 2100415).
Такая установка для получения композиционного топлива предусматривает расширение сырьевой базы для изготовления композиционного топлива, тем не менее, в ней также как и в предыдущем аналоге, необходимо применять вяжущее, являющееся хорошим сырьевым продуктом в нефтехимии. Кроме того, для такой установки характерны практически все указанные выше недостатки предыдущих аналогов.
Известна установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, содержащая технологически связанные между собой линии подготовки к переработке и дозированию твердых топлив, которые включают: древесные опилки, торф, обезвоженный птичий послед, обезвоженный гной, коксовая или угольная мелочь, угольный шлам, лигнин, линию формирования вяжущего с применением промышленных и органических отходов, таких, что включают: лигносульфонат, меласса, обезвоженный активный мул, глина, парафин, - включающую подогреватель того, что сформированного связывает, линию приготовления формовочной смеси композиционного топлива, которая включает шнековой смеситель, линию формирования смеси с получением брикетов, линию термической обработки композиционного топлива, посредством сушки в специальном помещении при температуре до 300°С. (RU, 2130047).
Подогрев в установке сформированного вяжущего перед приготовлением формовочной смеси композиционного топлива и создание в смеси твердых биоотходов достаточно высокого давления упрощает формирование брикетов, тем не менее, указанные операции существенным образом удорожают процесс приготовления топлива. При этом из-за того, что полученное топливо содержит смесь широкого интервала различных веществ, которые включают негорючие вещества, а также разнообразные высокомолекулярные органические фракции с различными свойствами горючести, в частности с низкими свойствами горючести, такое топливо сложно разжигать и сжигать. Трудно обеспечить оптимальное соотношение топлива и воздуха, которое требует усложнения конструкции устройств подачи, дозирования топлива. При этом такое топливо обладает повышенной зольностью. Вследствие этого необходимо для полученного на установке топлива применять усложненные технологии сжигания, различные усовершенствования для аппаратного обеспечения сжигания. Указанные особенности полученного топлива приводят к забиванию каналов аппаратуры для сжигания. Поэтому для подобного топлива необходим повышенный объем очищения указанных поверхностей от продуктов сгорания и периодическое разрушение отложений продуктов сгорания.
Следует отметить, что наличие жидкой фазы в полупродукте (перед высушиванием) с наличием растворенных в ней компонентов приводит со временем к снижению пористости полученного брикета. Высушивание жидкой фазы с одной стороны приводит к потере части горючих составных жидкой фазы в окружающую среду, а сохранение неиспаряемой части составляющих жидкой фазы в высушенном брикете уменьшает его пористость.
Известна установка для переработки древесных отходов для изготовления формированного топлива, которое содержит последовательно соединенные узел загрузки, узел измельчения отходов дерева, блок сушки измельченных отходов, блок изготовления формированного топлива посредством прессования, содержащий винтовой шнек и матрицу, узел разгрузки. (RU, U, 7725).
Для указанной установки характерны проблемы описанных выше аналогов. Кроме того, к недостаткам установки нужно отнести узкий круг возможных отходов, из которых в этой установке можно сформировать композиционное топливо.
Известна установка для изготовления формированного топлива из отходов дерева, содержащая технологически связанные между собой линию подготовки к переработке отходов дерева, линию приготовления формовочной смеси отходов дерева, включающую измельчение, линию формирования смеси посредством прессования с использованием шнекового устройства, линию термической обработки сформированного топлива. (RU, U, 72537).
Для указанной установки характерны проблемы описанных выше аналогов. Нужно также отметить, что набор функциональных элементов в указанной установке обеспечивает возможность формирования топливных продуктов лишь из узкого вида отходов, который ограничивает применение такой установки.
Раскрытие изобретения
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания установки для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, в которой за счет применения новых конструктивных элементов и характера связи между конструктивными элементами установки обеспечивается улучшение свойств получаемых на установке композиционных топлив, повышается однородность механического и химического состава полученного продукта, увеличивается пористость, в частности, улучшаются свойства горючести, облегчается процесс розжига и сжигания полученных топливных продуктов. Вследствие повышения однородности состава получаемых в способе продуктов легко обеспечивается оптимальное соотношение топлива и воздуха, которое упрощает конструкцию устройств их подачи на сжигание и их дозирование. При этом такое топливо обладает пониженной зольностью. Указанные особенности топлива приводят к существенному снижению забивания каналов устройств сжигания копотью и золой, что упрощает эксплуатацию аппаратуры для сжигания.
Для решения поставленной задачи в установке для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, содержащей технологически связанные между собой линию подготовки к переработке отходов, линию приготовления формовочной смеси композиционного топлива, включающую измельчитель, линию формирования смеси, линию термической обработки композиционного топлива, согласно изобретению между линией приготовления формовочной смеси композиционного топлива и линией формирования смеси установлены система дозированной подачи воды и подачи предварительно измельченных промышленных и органических отходов на мокрое измельчение, оборудование для мокрого измельчения отходов до заданной величины, и резервуар - накопитель для промежуточного складирования полупродукта композиционного топлива с расположенным на его выходе нагревателем, соединенным с фазоразделителем для разделения твердой и жидкой фаз, при этом выход твердой фазы фазоразделителя соединен с входом линии формирования смеси. Вследствие применения новых конструктивных элементов установки изменяется состав и структура сформированных в установке брикетов композиционного топлива в результате того, что в них существенным образом уменьшается количество растворимых в отделенной жидкой фазе компонентов, в итоге повышается их пористость, облегчается воспламеняемость и обеспечивается автономность горения индивидуального брикета.
Одновременно вследствие уменьшения жидких составляющих в формированном брикете упрощается процесс окончательной термической обработки брикета, ускоряется процесс доведения индивидуального брикета до рабочего состояния.
При этом обеспечивается получение композиционного топлива и в виде жидкой горючей фазы.
Получение раздельных твердого и жидкого композиционного топлива дополнительно повышает однородность состава продукта, вследствие чего улучшаются свойства его горючести - облегчается процесс розжига и сжигания полученных топливных продуктов. Из-за повышения однородности состава получаемых на установке продуктов легко обеспечивается оптимальное соотношение топлива и воздуха, который упрощает конструкцию устройств их подачи на сжигание и их дозирование. При этом полученное вследствие указанных режимов обработки топливо характеризуется пониженной зольностью.
Раздельное использование твердого и жидкого композиционного топлива повышает качество и надежность их сжигания, уменьшает загрязнение воздушного пространства вредными газами, повышает экологию процесса сжигания.
Возможны дополнительные варианты выполнения установки, в которых целесообразно, чтобы:
- в качестве оборудования для мокрого измельчения отходов до заданной величины использовалась коллоидная мельница;
- в качестве фазоразделителя применялся шнековый экструдер, установленный на линии формирования смеси с проницаемой для жидкой фазы насадкой;
- выход жидкой фазы фазоразделителя был соединен с обогреваемым реактором, с мешалкой и установленной над реактором колонной ректификации; - обогреваемый реактор был снабжен линией дозированной подачи воды с расположенной на выходе линией форсункой для тонкодисперсного измельчение воды с наклоном форсунки к горизонту разогретого полуфабриката в пределах 10°- 45°;
- линия формирования смеси содержала погрузочно-разгрузочный поворотный стол с формирующим узлом, на котором установлен дозатор для загрузки массы твердой фазы композиционного топлива в формы;
- нагреватель, расположенный перед фазоразделителем, был снабжен линией отвода газов, на которой установлен конденсатор, а выход сконденсированной фазы которого соединен с резервуаром -накопителем для промежуточного складирования формовочной смеси (полупродукта) композиционного топлива.
В дополнительном варианте реализации установки в качестве оборудования для мокрого измельчения отходов до заданной величины применена коллоидная мельница. Применение коллоидной мельницы для мокрого измельчения отходов до заданной величины оптимизирует процесс измельчения используемых в установке отходов.
В другом варианте реализации установки в качестве фазоразделителя применен шнековый экструдер, установленный на линии формирования смеси с проницаемой для жидкой фазы насадкой. Применение такого фазоразделителя в виде шнекового экструдера, с проницаемой для жидкой фазы насадкой упрощает аппаратную реализацию установки.
В другом дополнительном варианте реализации установки выход жидкой фазы фазоразделителя соединен с реактором, который обогревается, с мешалкой и установленной над реактором колонной ректификации. Дополнение установки указанными новыми конструктивными элементами разрешает получить ряд жидких горючих продуктов с узким фракционным составом, которые также могут быть использованы как по прямому назначению, так и в специальных случаях, например, как топливо для зажигалок, а также по другому назначению, например, для разбавления вяжущих топливных продуктов.
В дополнительном варианте реализации установки обогреваемый реактор снабжен линией дозированной подачи воды с расположенной на выходе линии форсункой для тонкодисперсного измельчения воды с наклоном форсунки к горизонту разогретого полуфабриката в пределах 10°- 45°. Вследствие подачи указанной форсункой указанной тонкодисперсно измельченной воды на поверхность горизонта полуфабриката происходит насыщение водородом простых и сложных органических соединений, что приводит к получению более калорийного топлива. В указанном процессе водород вытягивается из тонко дисперсной (капельной) потоковой воды высокого давления с помощью ионизации водного газа, который образовывается при контактной детонации (микровзрыва) разогретой массы и высокоскоростного водного (парового) пучка. Мгновенное и локальное давление, которое образовьюается при этом, достигает нескольких сотен атм., что разрешает переводить разогретую массу в газовую фазу, осуществлять указанные химические процессы, с дальнейшей конденсацией и получением полупродукта для получения в способе высококалорийных жидких топлив моторного класса. В данном случае в установке увеличивается выход легко кипящих горючих углеводородов ароматического класса.
В дополнительном варианте реализации установки линия формирования смеси содержит погрузочно-разгрузочный поворотный стол с формирующим узлом, на котором установлен дозатор для загрузки массы твердой фазы композиционного топлива в формы. Использование этого позволяет получать не только продольно сформированные брикеты, но и брикеты различных других форм, тех, что задаются формирующим узлом.
В дополнительном варианте реализации установки нагреватель, расположенный перед фазоразделителем, обеспечен линией отвода газов, на которой установлен конденсатор, а выход сконденсированной фазы которого соединен с резервуаром-накопителем для промежуточного складирования формовочной смеси (полупродукта) композиционного топлива. Возвращение указанной жидкой фазы уменьшает затраты жидкости для работы установки и улучшает условия хранения полупродукта в резервуаре - накопителе.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемую фигуру. Краткое описание чертежа
Фигура 1 изображает функциональную схему установки получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов. Лучший вариант выполнения
Установка (фиг. 1) содержит линии 1, 2, 3 подготовки к переработке соответствующих видов отходов, которые содержат заправочные бункера 4 и дозаторы 5, линию 6 приготовления формовочной смеси композиционного топлива, которая включает смеситель 7 с измельчителем 8 (молоточков ого типа), линию 9 дозированной подачи воды и подачи предварительно измельченных отходов на мокрое измельчение, которая включает резервуар 10, дозатор 11 смеситель 12, оборудование для мокрого измельчения отходов в виде коллоидной мельницы 13, резервуар - накопитель 14 для промежуточного складирования полупродукта композиционного топлива, нагреватель 15 полупродукта соединен с фазоразделителем для разделения твердой и жидкой фаз, выполненным в виде шнекового экструдера 16 с проницаемой для жидкой фазы насадкой (условно показана штриховой линией), через которую отделенная жидкая фаза насосом 17 подается в реактор 18 с мешалкой, который обогревается, над которым установлена колонна ректификации 19.
Твердая фаза, отделенная на шнековом экструдере 16 подается в линию формирования смеси 20 (которая может содержать любые традиционные элементы для формирования брикетов, например погрузочно-разгрузочный поворотный стол с узлом, который формирует брикет, на котором установлен дозатор для загрузки массы твердой фазы композиционного топлива в формы). Обогреваемый реактор 18 обеспечен форсункой 21 линии дозированной подачи воды 22 из резервуара 10 (заправочного), на которой установлен дозатор 23. Форсунка 21 имеет центробежное закручивание потока воды и диаметр выходящего отверстия 0,8 мм и установлена с углом наклона форсунки к горизонту разогретого в реакторе 18 полуфабриката 35°.
Работает установка (фиг. 1) следующим образом.
Из бункеров 4 с помощью дозаторов 5 подают в смеситель 7 необходимое количество отходов, например, древесинные опилки, активный канализационный мул, который не прошел предварительной аэрации и не обезжирен, и гной в соотношении 1 :0,2:0,25. В измельчителе 8 (в качестве которого использовали молоточковую мельницу) смесь измельчают до 100 мкм. Потом смесь направляют для подготовки к мокрому измельчению в смеситель 12, куда также подают дозированное с помощью дозатора 11 количество воды. Дальше осуществляют мокрое измельчение смеси отходов в коллоидной мельнице 13 до размеров 40 мкм. Из коллоидной мельницы 13 обработанную смесь направляют в резервуар - накопитель 14 для промежуточного складирования полупродукта композиционного топлива, где полупродукт выдерживается необходимое время для обеспечения равномерной загрузки линии 20 формирования смеси в брикеты и обеспечения возможности выполнения необходимого графика работы. В дальнейшем после завершения процесса промежуточного складирования полупродукта композиционного топлива смесь из резервуара - накопителя 14 подают в нагреватель 15 полупродукта, где смесь нагревают до 95 °С и направляют в фазоразделитель (шнековый экструдер 16) для разделения твердой и жидкой фаз. Твердая фаза, отделенная на шнековом экструдере 16 подается в линию формирования смеси 20 (которая может содержать любые традиционные элементы для формирования брикетов), а отделенная жидкая фаза насосом 17 подается в обогреваемый реактор 18 с мешалкой, над которым установлена колонна ректификации 19. В реакторе 18 смесь подогревается до 160-200 °С.
При этом на поверхность горизонта полуфабриката дополнительно с помощью форсунки 21 периодически подают тонкодисперсно измельченную воду в количестве 0,1-1,5 л/мин на 100 см2 поверхности разогретого полуфабриката.
Вследствие подачи указанной форсункой 21 указанной тонкодисперсно измельченной воды на поверхность горизонта полуфабриката происходит насыщение водородом простых и сложных органических соединений, что приводит к получению более калорийного топлива. В указанном процессе водород вытягивается с тонкодисперсной (капельной) потоковой воды высокого давления с помощью ионизации водного газа, который образовывается при контактной детонации (микровзрыва) разогретой массы и высокоскоростного водного (парового) пучка. Мгновенное и локальное давление, которое образуется при этом, достигает нескольких сотен атм., что разрешает переводить в газовую фазу разогретую массу, осуществлять указанные химические процессы, с дальнейшей конденсацией и получением полупродукта для получения в способе высококалорийных жидких топлив моторного класса. В данном случае в установке увеличивается выход легко кипящих горючих углеводородов ароматического класса на выходе из ректификационной колонны 19. Вследствие применения новых конструктивных элементов установки изменяется состав и структура сформированных в установке брикетов композиционного топлива в результате того, что в них существенным образом уменьшается количество растворимых в отделенной жидкой фазе компонентов, в результате повышается пористость, облегчается воспламеняемость и обеспечивается автономность горения индивидуального брикета. Одновременно вследствие уменьшения жидких составляющих в формированном брикете упрощается процесс окончательной химической обработки брикета, ускоряется процесс доведения индивидуального брикета до рабочего состояния.
При этом обеспечивается получение композиционного топлива и в виде жидкой горючей фазы. Получение раздельных твердого и жидкого композиционного топлива дополнительно повышает однородность состава продукта, вследствие чего улучшаются свойства его горючести, облегчается процесс розжига и сжигания полученных топливных продуктов. Из-за повышения однородности состава получаемых на установке продуктов легко обеспечивается оптимальное соотношение топлива и воздуха, что упрощает конструкцию устройств их подачи на сжигание и их дозирование. При этом полученное вследствие указанных режимов обработки топливо характеризуется пониженной зольностью.
Раздельное использование твердого и жидкого композиционного топлива повышает качество и надежность их сжигания, уменьшает загрязнение воздушного пространства вредными газами, повышает экологию процесса сжигания.
Промышленная применимость
Наиболее успешно заявленная установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов промышленно применима на предприятиях агропромышленного комплекса и жилищно- коммунального хозяйства.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов, содержащая технологически связанные между собой линию подготовки к переработке отходов, линию приготовления формовочной смеси композиционного топлива, включающую измельчитель, линию формирования смеси, линию термической обработки композиционного топлива, отличающаяся тем, что, между линией приготовления формовочной смеси композиционного топлива и линией формирования смеси установлены система дозированной подачи воды и подачи предварительно измельченных промышленных и органических отходов на мокрое измельчение, оборудование для мокрого измельчения отходов до заданной величины, и резервуар - накопитель для промежуточного складирования полупродукта композиционного топлива с расположенным на его выходе нагревателем, соединенным с фазоразделителем для разделения твердой и жидкой фаз, при этом выход твердой фазы фазораз делите ля соединен с входом линии формирования смеси.
2. Установка по п. 1 , отличающаяся тем, что в качестве оборудования для мокрого измельчения отходов до заданной величины применена коллоидная мельница.
3. Установка по п. 1 , отличающаяся тем, что в качестве фазоразделителя применен шнековый экструдер, установленный на линии формирования смеси с проницаемой для жидкой фазы насадкой.
4. Установка по п. 1 , отличающаяся тем, что выход жидкой фазы фазоразделителя соединен с обогреваемым реактором, с мешалкой и установленной над реактором колонной ректификации.
5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, обогреваемый реактор обеспечен линией дозированной подачи воды с расположенной на выходе линией форсункой для тонкодисперсного измельчение воды с наклоном форсунки к горизонту разогретого полуфабриката в пределах 10°-45°.
6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, линия формирования смеси содержит погрузочно-разгрузочный поворотный стол с формирующим узлом, на котором установлен дозатор для загрузки массы твердой фазы композиционного топлива в формы.
7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватель, расположенный перед фазоразделителем, снабжен линией отвода газов, на которой установлен конденсатор, а выход сконденсированной фазы которого соединен с резервуаром - накопителем для промежуточного складирования формовочной смеси композиционного топлива.
PCT/RU2011/000261 2010-04-27 2011-04-22 Установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов WO2011136695A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA201005083 2010-04-27
UA201005083 2010-04-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011136695A1 true WO2011136695A1 (ru) 2011-11-03

Family

ID=44861758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000261 WO2011136695A1 (ru) 2010-04-27 2011-04-22 Установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011136695A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU910125A3 (ru) * 1974-03-04 1982-02-28 Галф Ойл Корпорейшн (Фирма) Способ получени из угл обеззоленного твердого и жидкого топлива
JPH0380175A (ja) * 1989-08-22 1991-04-04 Shimizu Corp 有機性含水廃棄物の肥料化または燃料化処理方法
RU2275416C1 (ru) * 2005-03-28 2006-04-27 Владимир Алексеевич Лихоманенко Способ термохимической переработки органического сырья в топливные компоненты и установка для его осуществления
RU2006116714A (ru) * 2006-05-15 2007-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Сибирский государственный технологический университет" (RU) Способ изготовления топливных брикетов из отходов хвойных пород
RU72537U1 (ru) * 2007-09-04 2008-04-20 Петр Алексеевич Куванин Установка для сушки сыпучих материалов, двухроторный компрессор, установка для переработки древесных отходов, устройство для изготовления формованного топлива

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU910125A3 (ru) * 1974-03-04 1982-02-28 Галф Ойл Корпорейшн (Фирма) Способ получени из угл обеззоленного твердого и жидкого топлива
JPH0380175A (ja) * 1989-08-22 1991-04-04 Shimizu Corp 有機性含水廃棄物の肥料化または燃料化処理方法
RU2275416C1 (ru) * 2005-03-28 2006-04-27 Владимир Алексеевич Лихоманенко Способ термохимической переработки органического сырья в топливные компоненты и установка для его осуществления
RU2006116714A (ru) * 2006-05-15 2007-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Сибирский государственный технологический университет" (RU) Способ изготовления топливных брикетов из отходов хвойных пород
RU72537U1 (ru) * 2007-09-04 2008-04-20 Петр Алексеевич Куванин Установка для сушки сыпучих материалов, двухроторный компрессор, установка для переработки древесных отходов, устройство для изготовления формованного топлива

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101765650B (zh) 以生物质为原料的液化燃料油的制造方法
KR101319737B1 (ko) 바이오매스탄의 제조방법 및 이것에 사용되는 바이오매스탄의 제조장치
RU2495066C2 (ru) Способ получения сажи из резиновых отходов
CA1151397A (en) Apparatus and method for processing organic materials into more useful states
CN101885976B (zh) 从煤直接液化残渣中提取重质液化油和中间相沥青类物质的方法以及其应用
CN101551108B (zh) 城市污泥的焚烧处理方法及其装置
CN109248900B (zh) 一种水泥窑协同处置工业危险废弃物的预处理工艺
US20130330677A1 (en) Coal paste for use as fuel and methods of using same
KR101796461B1 (ko) 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합연료 제조방법
CN103608438A (zh) 逆流氧增强型烘焙
KR101209465B1 (ko) 팜 잔사유를 이용한 석탄의 개질방법
US20160046868A1 (en) Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products and reactor for the implementation thereof
CN102226118B (zh) 生物质流体燃料及其制备方法
CA2738492A1 (en) Commingled coal and biomass slurries
JP2011207920A (ja) バイオマス原料からの燃料油の製造方法および製造装置
Ruengvilairat et al. Bio-oil production by pyrolysis of oil palm empty fruit bunch in nitrogen and steam atmospheres
RU2413755C1 (ru) Топливный элемент - брикет, гранула
WO2011136695A1 (ru) Установка для получения композиционного топлива на основе промышленных и органических отходов
CN101602954A (zh) 秸秆快速热裂解生产燃料的方法及其燃料产品
CN102674644A (zh) 污泥调理脱水处理处置系统及方法
RU130312U1 (ru) Комплекс для переработки бурых углей и угольных отходов
CN106010613A (zh) 一种由小颗粒油砂热解直接获取轻质油的方法及设备
JP2014205810A (ja) 固形燃料、並びにその製造方法及び装置
Mukhametzyanov et al. Improving the quality of pyrolysis products through preliminary thermal treatment of woody raw materials
Vest Small scale briquetting and carbonisation of organic residues for fuel

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11775355

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 08/03/2013)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11775355

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1