Пиролизная установка

 

Изобретение относится к переработке углеводородных отходов. Технический результат - повышение эффективности процесса пиролиза, более качественная очистка топливных и дымовых газов и наиболее полная переработка твердых, жидких и газообразных составляющих процесса в топливный газ. В пиролизную установку, содержащую термореактор 1 с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор 5, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки, за конденсатором 5, выполненным в виде холодильника с проточной водой, включены отстойник 6 жидких осадков, катализатор 7.1, гидрозатвор 7, катализатор 8.1, гидрозатвор 8 измерительный, а в систему отвода дымовых газов включен гидрофильтр 21, имеющий катализированный вход и соединенный с электрофильтром 22. При этом приемники 13 жидких углеводородов гидрозатворов 7,8 и гидрофильтра 21 соединены через насосы с форсункой 17.1, размещенной в термореакторе 1. Приемник жидких осадков отстойника 6 соединен через насос с форсункой 17.2, размещенной также в термореакторе 1. В термореактор дополнительно введен электронагреватель 24 непосредственного нагрева. За счет введения обратных положительных связей подачи дополнительных реагентов в термореактор происходит увеличение объема топливного газа и, соответственно, тепловой энергии от загрузки углеродной биомассы. 1 ил.

Изобретение относится к технике переработки углеводородных отходов.

Известна установка, пат. СССР N 52087, C 10 J 3/84, 1935 г., содержащая газогенератор, в верхней части которого установлен электрофильтр для очистки дымовых газов и последующего выброса в атмосферу. Недостатками установки являются наличие электрофильтра внутри газогенератора, что требует снижения температуры газов перед электрофильтром, вследствие чего снижается эффективность пиролиза, низкое качество очистки дымовых газов, накапливание пиролизата в качестве отходов, низкое качество очистки топливных газов.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является установка пиролиза отходов, а.с. N 69987, F 23 G 5/00, 1979 г., имеющая газоход горючих газов и дымовой газоход, с регулировкой заслонками газоанализатора в газоходах. Недостатками установки являются низкое качество очистки горючих газов, накопление пиролизата в отходах, низкое качество охлаждения и очистки дымовых газов.

Целью предлагаемого изобретения являются повышение эффективности процесса пиролиза, более качественная очистка топливных и дымовых газов и наиболее полная переработка твердых, жидких и газообразных составляющих процесса в топливный газ.

Цель достигается тем, что в пиролизной установке, содержащей термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки, в систему отвода пиролизных газов последовательно за конденсатором, выполненным в виде холодильника с проточной водой, включены отстойник жидких осадков, катализатор, гидрозатвор, катализатор, гидрозатвор измерительный, а приемники жидких углеводородов в гидрозатворах соединены насосом с форсункой, размещенной в термореакторе. Приемник жидких осадков отстойника соединен насосом с другой форсункой, размещенной в термореакторе. В систему отвода дымовых газов включен гидрофильтр с катализированным входом, соединенный с электрофильтром.

Приемник жидких углеводородов гидрофильтра соединен с форсункой, размещенной в термореакторе. Кроме того, в термореакторе расположен электронагреватель непосредственного нагрева.

В предложенной установке за счет введения обратных положительных связей подачи дополнительных реагентов в термореактор получение топливного газа из углеводородной биомассы происходит не только за счет ее возгонки, но и за счет образования жидких углеводородов и их пиролиза, а также за счет реакции получения топливных газов из кислотно-органических фракций. Процессы переработки-биомассы в термореакторе значительно ускоряет применение комбинированного (косвенного и непосредственного) режима нагрева.

Пиролизная установка приведена на чертеже.

Установка содержит термореактор 1 с герметично закрывающейся крышкой 2, установленный в печи 3, внутри которой размещен нагреватель 4. Термореактор 1 соединен с конденсатором 5, выполненным в виде холодильника с проточной водой и соединенным с отстойником 6 для жидких осадков. Отстойник 6 соединен с катализатором 7.1 гидрозатвора 7, соединенного с катализатором 8,1 измерительного гидрозатвора 8. Гидрозатвор 8 соединен с компрессором 9, который соединен с ресивером 10. Ресивер 10 соединен с вентилем 11, через который подается газ потребителю. Ресивер 10 через вентиль 12 соединен с нагревателем (горелкой) 4 печи 3. Приемники 13 жидких углеводородов 14 гидрозатворов 7, 8 через насос 15 соединены с форсункой 17.1, расположенной в термореакторе 1. Приемник отстойника 6 для жидких осадков через насос 16 соединен с форсункой 17.2. В печи 3 установлена дымовая труба 18, соединенная последовательно через центробежный насос 19, катализатор 20, гидрофильтр 21, электрофильтр 22 с выпускным трактом 23. Приемник 13 жидких углеводородов 14 гидрофильтра 21 соединен с форсункой 17.1. Внутри термореактора 1 размещен электронагреватель 24, на который подается напряжение через выключатель 25.

Установка работает следующим образом.

В термореактор 1 загружают углеводородные отходы и герметично закрывают его крышкой 2. В нагреватель (горелку) 4 поступает газ. Сгорая в печи 3, газ нагревает термореактор 1 от 700 до 800 градусов Цельсия. Внутри реактора происходит пиролиз загруженной биомассы. В результате деструкции биомассы в термореакторе 1 остается один угольный остаток, а газовая составляющая уходит через конденсатор 5. Охлаждаясь и конденсируясь, кислотные и масляные составляющие попадают в отстойник 6 для жидких осадков. Более легкие топливные фракции газа, проходя через катализатор 7.1 и гидрозатвор 7, очищаются, образуют жидкие углеводороды 14 и поступают через катализатор 8.1 в гидрозатвор 8 измерительный, где также образуют слой жидких углеводородов 14. Охлажденный и очищенный топливный газ компрессором 9 закачивается в ресивер 10, откуда подается потребителю через вентиль 11 или через вентиль 12 подается в нагреватель (горелку) своей печи 3. Полученные жидкие углеводороды 14 через приемники 13 насосом 15 подаются в форсунку 17.1, затем процесс повторяется. Кислотно-органические фракции из отстойника 6 насосом 16 подаются в форсунку 17.2 и распыляются над раскаленным углем. При этом реагентами, подаваемыми через форсунки 17.1 и 17.2, осуществляется ворошение биомассы и пирокарбона. Углерод, отбирая кислород у кислотно-органических фракций, превращает их в топливные газы. Поверхность угля увеличивается, он становится более активным. Затем процесс повторяется.

Газы, полученные в процессе сгорания, из печи 3 через дымовую трубу 18 откачиваются центробежным насосом 19 и подаются через катализатор 20 в гидрофильтр 21, где очищаются и охлаждаются, затем, проходя через электрофильтр 22, подаются в выпускной тракт 23. Жидкие углеводороды 14 через приемник 13 поступают в форсунку 17.1.

Кроме режима косвенного нагрева в установке существует режим непосредственного нагрева углеводородной массы в термореакторе 1, осуществляемый подачей напряжения через выключатель 25 на электронагреватель 24, размещенный внутри термореактора 1. Этот режим позволяет перерабатывать биомассу в топливный газ наиболее чистым в отношении экологии способом и сокращает количество тепловой энергии, необходимой для пиролиза углеводородов. Комбинированный режим, при котором используются оба вида нагрева, значительно ускоряет процесс переработки биомассы.

Предложенная установка позволяет увеличить объем топливного газа и, соответственно, тепловой энергии от загрузки углеводородной биомассы.

Формула изобретения

Пиролизная установка, содержащая термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки, отличающаяся тем, что в систему отвода пиролизных газов последовательно за конденсатором, выполненным в виде холодильника с проточной водой, включены отстойник жидких осадков, катализатор, гидрозатвор, катализатор, гидрозатвор измерительный, а в систему отвода дымовых газов включен гидрофильтр с катализированным входом, соединенный с электрофильтром, при этом приемники жидких углеводородов гидрозатворов и гидрофильтра, а также приемник жидких осадков отстойника соединены через насосы с соответствующими форсунками, размещенными в термореакторе, в котором расположен электронагреватель непосредственного нагрева.

РИСУНКИ

Рисунок 1