Способ переработки липидов и лигнинов


 


Владельцы патента RU 2505580:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) (RU)

Изобретение может быть использовано в области получения газообразного и жидкого топлива и полупродуктов для тяжелого органического синтеза и при утилизации отходов на основе липидов. Способ переработки липидов и лигнинов включает воздействие ионизирующим излучением и температурой на суспензию лигнинов в жидких или расплавленных липидах при температуре отгонки фракции метоксифенолов. Продукты разложения выводят из зоны воздействия методом газлифта с помощью газообразных продуктов деструкции сырья. Дополнительными управляющими факторами в зависимости от состава исходного сырья может служить подщелачивание реакционной смеси, применение ультразвука, катализаторов или минеральных сорбентов. Изобретение позволяет расширить номенклатуру пригодного сырья для получения топлива, повысить выход продуктов топливного назначения, увеличить стабильность получаемых продуктов и упростить их фракционное разделение, а также снизить температуру переработки сырья. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

 

Изобретение относится к области получения топлива и базовых продуктов нефтехимии и может быть использовано при утилизации лигнина, лигноцеллюлоз и жиров растительного и животного происхождения, а также производственных отходов на их основе.

Известен способ переработки растительного сырья, выбираемого из сырья на основе лигнина, крахмала, целлюлозы, полиоз, гуминовых соединений или их производных, в газообразные, жидкие и твердые топливные смеси посредством сухой перегонки, когда на растительное сырье одновременно воздействуют ионизирующим излучением и температурой, а летучие продукты отгоняют из зоны воздействия в токе газа или пара (прототип) (1) [Патент РФ №2338769].

Однако данным известным способом (1) получают углекислоту и трудноразделимую смесь воды и продуктов, относящихся к производным фуранов, фенолов, циклических и ациклических карбонильных соединений. Для преобразования жидкого смешанного продукта в стабильное топливо требуется дополнительное гидрирование и/или алкилирование в токе водорода или газобразных алканов. При этом в результате указанных операций стабилизации получают оксигенированное альтернативное топливо, существенно отличающееся от топлива нефтяного происхождения. Для длительного хранения жидких продуктов сухой перегонки требуется добавление стабилизаторов.

Известен также способ переработки липидов и полифенолов путем воздействия ионизирующим излучением и температурой с образованием продуктов радиолиза (2) [Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина (химия, ультраструктура, реакции). М., Лесная пром-сть, 1988. 512 с.; Писаревский А.К, Габрилович И.М., Мережинский В.М., Сошин Л.Д., Позняк А.Л. Введение в радиационную биофизику. / Под общ. ред. А.Н. Писаревского. Минск: «Вышейшая школа». 1968, 364 с.].

Однако данным известным способом можно получить уменьшение средней мольной массы облучаемых макромолекул липидов и полифенолов при сохранении их химической природы, а также небольшое количество летучих и жидких хозяйственно ценных углеводородов, причем только в смеси с неутилизируемыми продуктами радиолиза.

В известном способе (2), основанном на применении ионизирующего излучения и температуры, исходное сырье вводят в зону воздействия и выдерживают в ней в течение отрезка времени, достаточного для образования продуктов радиолиза, которые, оставаясь в этой зоне, участвуют в регенерации исходных молекул или вступают в новые реакции взаимодействия с образованием новых продуктов, в том числе и преимущественно нежелательных. Только после завершения периода воздействия ионизирующего излучения реакционную массу выводят из реактора и выделяют из нее продукты радиолиза, сложная смесь которых требует проведения сложной процедуры их разделения. При этом наиболее ценная фракция углеводородов составляет лишь незначительную долю среди продуктов радиолиза (≤5 вес.%).

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является существенное увеличение стабильности получаемых продуктов, упрощение их фракционного разделения, расширение ассортимента и повышение выхода хозяйственно ценных продуктов. В результате реализации изобретения получаются полупродукты для тяжелого органического синтеза и топливные компоненты. При этом переработка охватывает новое перспективное сырье - суспензии растительных или синтетических полифенолов с липидами (жирами) растительного и животного происхождения. К тому же преобладающие топливные продукты идентичны топливу нефтяного происхождения и содержат эффективные антиоксиданты (стабилизаторы), что существенно расширяет применимость продуктов для топливных целей.

Технический результат достигается тем, что переработку нового типа сырья при одновременном воздействии ионизирующим излучением и температурой осуществляют в форме суспензии полифенолов в жидких или расплавленных липидах при температуре отгонки фракции метоксифенолов (~200-350°C), при этом продукты разложения выводят из объема реакционной смеси методом газлифта. Конкретный состав фракции метоксифенолов в продуктах определяется происхождением и составом исходных полифенолов.

Впервые установлено, что воздействие на суспензию дает ряд специфических эффектов. Во-первых, возрастает выход ценных продуктов, обусловленных перекрестной рекомбинацией радикальных продуктов разложения обоих компонентов. Во-вторых, продукты распада полифенолов ингибируют процессы регенерации и димеризации липидов. В-третьих, существенно понижается температура, необходимая для разложения липидной фракции сырья - с ≥400°C до ≤350°C.

В предлагаемом техническом решении принцип сухой перегонки, состоящий в пирогенетическом разложении исходного растительного сырья при высокой температуре без доступа воздуха, не используется. Более того, нагрев основной массы сырья до температуры начала сухой перегонки не допускается.

В конкретном исполнении режим газлифта осуществляют с помощью газообразных продуктов деструкции сырья, возникающих при облучении электронами с энергией 0.1-7 МэВ при мощности дозы выше 0.03 кГр/с.

Целесообразным приемом, регулирующим состав продуктов, контроль и корректировка кислотности облучаемой суспензии путем добавления щелочи.

В конкретном исполнении селективность воздействия и извлечение продуктов фрагментации регулируют за счет дополнительного воздействия ультразвуком, гомогенными или гетерогенными катализаторами.

Авторами настоящего технического решения впервые установлено, что стабильность получаемых продуктов, степень утилизации сырья и выход ценных фракций можно значительно повысить, а технологию их получения и фракционного разделения можно значительно упростить, если переработку нового типа сырья - суспензий полифенолов в липидах - при одновременном воздействии ионизирующим излучением и температурой осуществлять при температуре отгонки фракции метоксифенолов, а продукты разложения сырья выводить из объема реакционной смеси методом газлифта. Конечные продукты, в основном, идентичны топливу нефтяного происхождения и содержат эффективные антиоксиданты (стабилизаторы), что существенно расширяет применимость этих продуктов для топливных и синтетических целей.

Впервые установлено, что новое комбинированное воздействие обеспечивает селективное и, соответственно, целенаправленное разложение компонентов сырья, расширение управляющих факторов конверсии за счет подбора состава и свойств суспензий, а также возможность низкотемпературной переработки. В частности, для коррекции состава и свойств суспензий и, тем самым, создания надлежащей стойкой сырьевой композиции, рекомендуется вводить минеральные сорбенты и/или наполнители. Хозяйственно ценные продукты переработки, образующиеся в зоне воздействия, ингибирует процесс разложения сырья и не следует допускать их накопления в зоне воздействия.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие заявляемое техническое решение.

Пример 1. В качестве сырья используют суспензию соснового лигнина в коммерческом триглицериде пальмитиновой кислоты (трипальмитин). Суспензию при температуре 300°C и атмосферном давлении подают в зону облучения ускоренными электронами, генерируемыми электронным ускорителем УЭЛВ-10-10Т, при мощности дозы 2.1 кГр/с и максимальной энергии электронов 8 МэВ. Летучие продукты отводят из зоны воздействия в потоке аргона в режиме газлифта, охлаждают и фракционируют. Образующийся конденсат включает жидкие углеводороды (преимущественно дизельного ряда), замещенные фенолы, легкие глицериды, крупные спирты и эфиры - их совокупный выход 78% от массы исходного сырья. Синтез-газ состоит из H2, CO, CO2 и легких осколочных алканов. Фракция ненасыщенных соединений и соединений, имеющих кислородные группы (их выход равен 40 вес.%), может быть использована как компонент дизтоплива, либо как полупродукт для тяжелого органического синтеза. Таким образом, при полной конверсии сырья получено 99 вес.% целевых продуктов, включая 2 вес. Горючего углефицированного остатка, 19 вес.% синтез-газа и 78 вес.% жидких органических продуктов.

Результаты приведены в таблице 1 и 2, где E - энергия потока электронов; R - мощность поглощенной дозы; T - максимальная температура в зоне воздействия; P - абсолютное давление; M - содержание лигнина в суспензии.

Пример 2. По методике примера 1 подвергли переработке суспензию соснового лигнина в трилинолеине. В качестве источника ионизирующего излучения использован γ-изотоп 60Co. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 1.

Пример 3. По методике примера 1 подвергли переработке суспензию елового лигнина в рапсовом масле. В качестве источника ионизирующего излучения использован γ-изотоп 137Cs. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 1.

Пример 4. По методике примера 1 подвергли переработке суспензию лиственного лигнина в льняном масле. В качестве источника ионизирующего излучения использован линейный электронный ускоритель УЭЛВ-10-10Т. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 1.

Пример 5. По методике примера 1 подвергли переработке суспензию хвойного лигнина в расплавленном сливочном масле. В качестве источника ионизирующего излучения использован линейный электронный ускоритель УЭЛВ-10-10Т. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 1.

Пример 6. Суспензию соснового лигнина в триолеине, обрабатывали по методике примера 1, но для газ-лифта вместо аргона использовали синтез-газ, выделяющийся в процессе радиолиза. Из таблицы 2 видно, что замена инертного газа-носителя на бурновыделяюшуюся газообразную фракцию радиолитических продуктов приводит к снижению выхода керосиновой фракции, но не снижает общую эффективность конверсии. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 2.

Пример 7. По методике примера 2 переработали суспензию соснового лигнина в тримиристине, контролирую щелочность реакционной смеси этилатом натрия. Представленные в таблице 2 данные свидетельствуют о влиянии щелочи на повышение относительного выхода бензиновой фракции среди жидких продуктов конверсии при сохранении высокого выхода целевой конверсии. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 2.

Пример 8. Суспензию хвойного лигнина в рапсовом масле обработали по методике примера 3 с одновременным катализом солями Pd и Ru. Эффект изменения управляющих воздействий, как видно из таблицы 2, состоит в заметном перераспределении состава жидких продуктов в сторону увеличения фракции бензиновых углеводородов и понижения фракции, пригодной для синтетических целей. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 2.

Пример 9. По методике примера 4 подвергали переработке суспензию лиственного лигнина в арахисовом масле с одновременным воздействием ультразвука. Газом носителем служил выделяемый синтез-газ. Представленные в таблице 2 данные свидетельствуют о влиянии ультразвука преимущественно на рост выхода синтез-газа. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 2.

Пример 10. Суспензию соснового лигнина в льняном масле обрабатывали по методике примера 5, но для создания надлежащей суспензии к сырью добавляли 25 вес.% минеральных наполнителей (сорбентов) - либо силикагеля, либо графита. В результате наряду с изменением свойств суспензии, увеличивается выход керосиновой фракции и фракции алкилированных фенолов. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 2.

Изменение условий нагрева заметно понижает выход целевой конверсии и стабильность конечных жидких продуктов или приводит к чрезмерно высокому выходу образования воды или нецелевых газов. Применение газлифта позволяет наилучшим образом выводить целевые продукты из реакционной смеси, регулировать их молекулярно-массовое распределение и сокращать время сепарации реакционной смеси. Форма суспензии позволяет минимизировать роль процессов смолообразования и карбонизации в компонентах сырья, увеличивает выход алкилированния и гидрирования ароматических производных лигнина.

Таким образом, способ согласно заявляемому техническому решению обеспечивает целенаправленное превращение комплексного сырья в хозяйственно ценные газообразные, твердые и жидкие продукты. Это особенно ценно при утилизации крупнотоннажных отходов лигнина, лигноцеллюлоз и масел.

В настоящее время липиды, лигнин и их суспензии практически не используются для производства топлива и полупродуктов для тяжелого органического синтеза. Разрабатываются методы конверсии липидов, которые состоят преимущественно в их переэтерификации и удалении глицерина. Получаемый биодизель состоит преимущественно из метиловых эфиров жирных кислот. Эта смесь весьма нестабильна и имеет ограниченный срок хранения. Для переработки лигнина в топливо и базовые продукты нефтехимии разрабатываются преимущественно методы быстрого пиролиза, где основным продуктом является пиролигнин. Для преобразования пиролигнина в жидкие качественные продукты требуется дополнительная многостадийная каталитическая переработка - крекинг, гидрирование, гидроочистка и т.п.

Заявляемый способ позволяет с помощью компактных установок максимально полно и просто утилизировать лигно-липидные суспензии, получая широкий ассортимент ценных органических соединений, являющихся ключевым сырьем для новых разрабатываемых технологических платформ.

Заявляемый способ обеспечивает получение следующих результатов:

- выход утилизируемых топливных и синтетических продуктов превышает 90% и может достигать 99% от массы перерабатываемого сырья;

- целевые продукты имеют надежное бытовое и промышленное применение в качестве моторного и иного топлива, а также полупродуктов для тяжелого органического синтеза;

- способ характеризуется экологической чистотой, поскольку не использует и не ориентирован на использование токсичных реагентов и его реализация не связана с появлением вредных воздействий на окружающую среду и производственный персонал;

- способ обеспечивает низкую энергоемкость и материалоемкость переработки сырья.

Таблица 1
Состав и выходы продуктов переработки сырья, масс.%
Пример №1 №2 №3 №4 №5
Условия:
E, МэВ 8.0 (е-) 1.25 (γ) 0.7 (γ) 2.2 (е) 8.0 (е-)
R, кГр/с 2.1 0.05 0.05 3.4 7.2
Т, °C 300 350 270 290 330
Р, мм. рт.ст. 760 775 700 420 790
M, вес.% 3 25 42 50 33
сырье Трипальмитин Трилинолеин Рапсовое Льняное Животный
масло масло жир
Газ-носитель Ar N2 CO2 H2 CH4
Жидкое топливо:
бензин 12 9 7 6 8
керосин 66 51 40 34 46
Синтез-газ 19 19 18 17 18
Твердое топливо 1 5 9 10 7
Реагенты 40 43 44 45 43
Степень
целевой 99 96 94 92 95
конверсии
Таблица 2
Состав и выходы продуктов переработки сырья при дополнительных управляющих факторах, масс.%
Пример №6 №7 №8 №9 №10
Условия:
E, МэВ 8.0 (е-) 1-25 (γ) 0.7 (γ) 2.2 (е-) 8.0 (е-)
R, кГр/с 2.5 0.05 0.05 3.0 5.5
T, °C 300 350 270 290 330
P, мм. рт.ст. 760 775 700 420 790
М, вес.% 7 16 30 50 25
сырье Триолеин Тримиристин Рапсовое масло Арахисовое масло Льняное масло
Газ-носитель Продукты радиолиза CH4 CH4 H2 CH4
Дополнительный фактор - pH=8-10 Катализ, Pd, Ru Ультразвук Сорбент
Жидкое топливо:
бензин 12 16 18 16 9
керосин 63 53 50 36 65
Синтез-газ 20 19 14 22 12
Твердое топливо 2 3 5 10 5
Реагенты 41 42 35 45 53
Степень целевой конверсии 99 97 98 95 96

1. Способ переработки липидов и лигнинов путем одновременного воздействия ионизирующим излучением и температурой, отличающийся тем, что воздействуют на суспензию лигнинов в жидких или расплавленных липидах при температуре отгонки фракции метоксифенолов, а продукты разложения выводят из зоны воздействия методом газлифта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходная суспензия содержит минеральные сорбенты и/или наполнители.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что режим газлифта осуществляют с помощью газообразных продуктов деструкции сырья, возникающих при облучении электронами с энергией 0,1-7 МэВ при мощности дозы выше 0,03 кГр/с.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что кислотность облучаемой суспензии контролируют путем добавления щелочи.

5. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что воздействие сочетают с гомогенным или гетерогенным катализом.

6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что воздействие излучением и температурой сочетают с ультразвуковым воздействием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к методам термической деполимеризации природных и вторичных органических ресурсов, например твердых бытовых отходов (ТБО). Способ переработки органических и полимерных отходов включает загрузку сырья с предварительной сепарацией, измельчение с подсушкой, отличается тем, что подсушку осуществляют совместно с катализатором и низкокалорийным природным топливом, затем готовят пасту из измельченного материала и растворителя - дистиллята, получаемого при дистилляции жидких продуктов, при этом предусматривают дальнейшую ступенчатую деполимеризацию реакционной массы с температурой 200-400°C при нормальном атмосферном давлении, осуществляемую в каскаде из двух пар последовательно соединенных реакторов, в которых температура деполимеризации достигает в 1-й паре 200°C, и во 2-й паре - более 200°C и не превышает 310°C, объединяющихся друг с другом рециркулирующими потоками: газообразным, формирующем в реакционной системе восстановительную среду в виде синтез-газа (CO и H2), образующуюся путем паровой каталитической конверсии углеводородных газов, выходящих из реакторов деполимеризации, перемещающуюся посредством газового насоса через подогреватель восстановительных газов из реакционной системы, обеспечивают также вывод синтез-газа для получения моторных топлив - метанола, диметилового эфира или бензина; жидкую же углеводородную фазу отделяют от твердых непрореагировавших компонентов с выходом последних до 40% от общей исходной массы твердых бытовых отходов (ТБО), которые выводят из системы с помощью циркуляционных насосов и направляют для производства нефтяных брикетов и/или горючих капсул, причем жидкую реакционную углеводородную смесь, после отделения от нее твердого остатка, направляют на горячую сепарацию, охлаждение и дистилляцию, кроме того, меньшую часть дистиллята возвращают в мешалку для приготовления пасты на стадию приготовления пасты, а большую часть разделяют на целевые фракции: первую с температурой кипения до 200°C и вторую с температурой кипения выше 200°C, но не более 310°C.

Изобретение относится к области исследования процессов термического разложения твердых топлив и может быть использовано в химической и топливной промышленности.

Изобретение относится к технологии переработки органических отходов и может быть применено в химической и резинотехнической промышленности. В реакторе разлагают резиновые отходы.

Изобретение относится к переработке промышленных и бытовых отходов. Устройство для получения сажи из резиновых отходов включает реактор пиролиза 5, систему выгрузки твердых продуктов, средство вывода газов пиролиза, кожухотрубный теплообменник 13, приемное устройство твердых продуктов пиролиза, конденсатор 26 газов пиролиза, средство 16 вывода дымовых газов.

Настоящее изобретение относится к оборудованию для термохимической переработки древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек. Описана установка для термохимической переработки древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек, содержащая корпус, воздушно-газовый проход, по меньшей мере, два бункера для закладки древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек, расположенных по периметру воздушно-газового прохода, наружные стенки которых являются частью наружной стенки корпуса, окна в бункерах, для закладки древесного сырья и изношенных покрышек, топочную камеру, расположенную под воздушно-газовым проходом, механизм подачи воздуха в топочную камеру, отличающаяся тем, что между топочной камерой и бункерами имеется перегородка, при этом бункера установлены под углом к вертикальной плоскости, выполнены шарнирными и поворачиваются в вертикальной плоскости по направлению снизу вверх, между перегородкой и корпусом, за пределами топочной камеры, выполнен канал, в который стекают жидкие продукты пиролиза, а окна выполнены перекрываемыми, для предотвращения сползания древесного сырья и изношенных автотракторных покрышек вниз, располагаются на днище бункера и открываются при повороте и фиксации бункера в положении, когда переработанное древесное сырье и изношенные автотракторные покрышки самотеком выгружаются из бункера.

Изобретение относится к способу непрерывной термохимической переработки различных видов углеродсодержащего сырья (в том числе твердых, жидких и пастообразных). .

Изобретение относится к пиролизу отходов. .

Изобретение относится к способу для карбонизации и активирования углеродного материала и вращающейся печи с внешним обогревом для его осуществления. .

Изобретение относится к лесоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для производства древесного угля из кусковой древесины и ее отходов. .
Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих отходов, в том числе осадков бытовых и сточных вод, животноводческих предприятий и птицефабрик, илистого осадка водохранилищ и озер, угольных и коксовых технологических отходов, отходов деревообработки для обеспечения их утилизации и получения газообразных, жидких и твердых продуктов.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при переработке сланцев угля, торфа. Устройство содержит последовательно установленные бункер (1) подготовленного топлива с питателем (2), смеситель (3) топлива и циклон (4) твердого теплоносителя, реактор пиролиза (5) барабанного типа с горизонтальной осью вращения, пылеосадительную камеру (6) с циклоном (9) пылеочистки. Выход из циклона (9) соединен с отделением конденсации (10) жидких продуктов из парогазовой смеси. Нижняя часть пылеосадительной камеры (6) соединена с входом в аэрофонтанную топку (8), выход из которой через делитель (11) газопылевого потока подсоединен к циклону (4), золоспускной выход из которого соединен со смесителем (3) топлива и твердого теплоносителя. Выход из аэрофонтанной топки (8) связан с зольным сепаратором (12), золоспускной выход которого соединен с зольным теплообменником (13), газовый патрубок подключен выход к котлу-утилизатору (15). Пылеосадительная камера (6) снабжена пластиной (17) деления потоков. Одна часть пластины (17) размещена в выходном патрубке (18) реактора пиролиза (5) над слоем твердого материала под углом его естественного откоса. Вторая часть пластины (17) размещена в пылеосадительной камере (6) горизонтально и перекрывает ее поперечное сечение с образованием щели. Изобретение позволяет улучшить качество жидких продуктов и упростить систему пылеочистки и конденсации. 2 ил.

Изобретения могут быть использованы для утилизации твердых бытовых отходов, отходов деревообработки, сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности, а также для переработки твердых низкокалорийных продуктов, содержащих органическую составляющую. Способ включает воздействие последовательности тепловых импульсов, передаваемых от нагреваемых электрическими импульсами нагревательных элементов (14), размещенных в пиролизной камере (3) и разделяющих ее объем на локально нагреваемые ячейки. Длительность электрического импульса составляет 0,1-1,0 секунды, а мощность выбирают для обеспечения нагрева элемента до 450-500°С. Временной интервал между электрическими импульсами выбирают таким, чтобы обеспечить остывание элемента до 200-250°С. Выход парогазовой смеси осуществляют через отверстия (6) в стенках пиролизной камеры, конденсацию - на минимально расположенных, охлаждаемых поверхностях - конденсаторах (8). Устройство содержит загрузочную емкость (1), пиролизную камеру (3), емкости для приема жидких и твердых продуктов (9, 11) и нагревательные элементы (14), подсоединенные к источнику электропитания и обеспечивающие разделение на локально нагреваемые ячейки. Боковые стенки пиролизной камеры имеют отверстия для выхода парогазовой смеси (13), и на минимально возможном расстоянии от камеры расположены конденсаторы (8). Способ и устройство обеспечивают получение топливных продуктов и химикатов, могут быть использованы непосредственно на месте переработки сырья. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения могут быть использованы при получении облагороженного топлива из отходов птицефабрик. Способ переработки подстилки птицефабрики включает гранулирование влажного сырья в грануляторе. Полученные гранулы сушат в камере сушки при температуре 150 °С и нагревают в камере пиролиза без доступа воздуха при температуре 550°С в присутствии газового теплоносителя с переводом продуктов пиролиза в твердый продукт и парогазы с их последующей частичной конденсацией в жидкое топливо. Изобретения позволяют увеличить выход жидкого топлива из органического вещества до 31,6% при снижении в нем содержания воды до 5%, повысить теплоту сгорания на 15-20% и снизить энергозатраты на 1 кг получаемого твердого и жидкого топлива, получать твердый углеродно-минеральный продукт с выходом до 15%, который может быть использован как топливо, а также как удобрение. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил., 5 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области использования возобновляемых источников сырья - биомассы. Заявлен способ каталитической газификации биомассы с получением газообразных топлив. Способ содержит измельчение биомассы и ее термическую переработку в воздушной среде при 600÷800°С и давлении 1,2-2,0 атм, каталитическую термодеструкцию газообразных продуктов в присутствии оксидов переходных металлов, способ отличается тем, что каталитическую термодеструкцию осуществляют при температуре 500÷550°С, массовом соотношении катализатора и биомассы 0,01÷0,05 и расходе воздуха 1,0÷2,5 м3 на 1 кг биомассы, при этом в качестве катализатора используют смесь оксидов хрома и ванадия, нанесенных на природный алюмосиликат в количестве 1÷20% масс. и 1÷5% масс. соответственно, или в качестве катализатора используют смесь оксидов молибдена и марганца, нанесенных на природный алюмосиликат в количестве 1÷10% масс. и 10÷30% масс. соответственно, или в качестве катализатора используют смесь оксидов кобальта и никеля, нанесенных на природный алюмосиликат в количестве 5÷25% масс. и 1÷40% масс. соответственно. Технический результат - увеличение выхода горючих углеводородов, достижение хорошего к.п.д. газификации. 6 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области переработки отходов, например отходов полимеров, резин, полимерных отходов медицинской промышленности, лигнинсодержащих отходов, бумаги и картона, масел и углеродсодержащих органических отходов, методом газификации. Способ термокаталитической переработки промышленных и твердых бытовых отходов содержит измельчение отходов и их термическую переработку в воздушной среде при 550-750°С и давлении 1,2-2,0 атм, каталитическую термодеструкцию газообразных продуктов в присутствии переходных металлов подгруппы железа, отличается тем, что каталитическую термодеструкцию осуществляют при температуре 500-550°С, массовом отношении катализатора и отходов 0,01-0,05, расходе воздуха 1,5-4,0 м3 на 1 кг твердого сырья, в качестве катализатора используют переходные металлы подгруппы железа, нанесенные на искусственный цеолит ZSM-5 в количестве 1-15% масс. Технический результат - снижается содержание смол, способ характеризуется степенью конверсии, процентом газификации. 5 табл., 6 пр.

Изобретения могут быть использованы в области промышленной переработки горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов. Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов включает последовательную послойную переработку шихты в реакторе в присутствии катализатора. В реакторе шихта сверху вниз проходит зоны нагрева продуктов переработки (9), пиролиза (8), коксования (7), горения (6) с образованием твердого остатка, который выгружают из зоны выгрузки твердых остатков переработки (2) с выгрузным окном (3) из рабочего пространства реактора циклически с сохранением его герметичности. Герметичная рабочая камера (1) реактора содержит зону подвода влажных мелких частиц отходов твердых топлив и их пиролиза и коксования (14), совмещенную с зонами подвода (4) и нагрева (5) кислородсодержащего агента. Канал подвода кислородсодержащего агента (15) соединен с бункером-дозатором (16) влажных мелких частиц отходов твердых топлив, из которых в зоне (14) реактора формируется псевдоожиженный поток. В реактор вводят дополнительное количество кислородсодержащего агента в составе основного потока, необходимое для последующего горения мелких частиц отходов твердых топлив, прошедших зоны пиролиза (8) и коксования (7), и перевода их влаги в перегретый пар. Изобретения осуществляют полную утилизацию мелких фракций продуктов переработки, позволяют получить высококалорийный газ и увеличить выход и качество готовых продуктов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к химической технологии и оборудованию, в частности к устройствам для переработки твердых бытовых и промышленных отходов, а также других углеродсодержащих исходных материалов в топливный газ путем газификации и к способам осуществления процесса пиролиза и газификации с нижней тягой. Устройство для газификации включает продолговатый внешний резервуар, продолговатый внутренний резервуар, указанный внутренний резервуар расположен внутри указанного внешнего резервуара, в результате чего образуется полость между указанным внутренним резервуаром и указанным внешним резервуаром, загрузочный механизм, включающий продолговатый корпус загрузочного механизма и подающее исходный материал устройство для перемещения указанного исходного материала вдоль указанного продолговатого корпуса загрузочного механизма, корпус газогенератора с внутренней поверхностью и внешней поверхностью, камеру сгорания, газоотвод и механизм для выгрузки шлака. Изобретение обеспечивает переработку исходных материалов с разнообразными морфологическими структурами, фракционным составом и повышенным влагосодержанием. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 34 табл., 3 ил.

Изобретение относится к химической промышленности. Способ содержит следующие этапы: осуществляют пиролиз резиновых гранулятов при температуре от 400 до 500°С в присутствии жидкой воды для получения карбонизата и газовой фазы, после чего собирают карбонизат. Изобретение позволяет получать продукты пиролиза хорошего качества и прямого использования. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл., 2 пр.

Изобретение описывает пылеугольное топливо для доменной плавки из углеродсодержащего материала, при этом углеродсодержащий материал включает 50-55 мас.% низкозольного и низкосернистого тонкоразмолотого угля с низким выходом летучих веществ, 40-45 мас.% мелкодисперсного полукокса, полученного при температуре 600-650°C из низкозольных и низкосернистых бурых углей, и 5-10 мас.% пылевидных отходов процесса сухого тушения металлургического кокса. Использование материалов с низким выходом летучих веществ, позволяет улучшить экологические показатели процесса выплавки чугуна в доменных печах. Повышенное интенсивное тепловыделение при окислении, обусловленное высокой химической активностью буроугольного полукокса, позволяет обеспечить достижение необходимой величины коэффициента замены кокса при меньшем расходе ПУТ, а также более рационально утилизировать высокоуглеродистые отходы процесса сухого тушения металлургического кокса. 2 ил., 2 табл., 3 пр.

Изобретения могут быть использованы в области переработки бурого угля, в т.ч. высокозольного. Технологическая линия переработки бурого угля содержит реактор нагрева сверхвысоких частот (2), соединенный выходом газообразных продуктов с устройством охлаждения (4), диспергирующее устройство (9), насос (8). Реактор нагрева сверхвысоких частот (2) является устройством полукоксования и выходом твердых веществ соединен с емкостью с водой (7), которая, в свою очередь, соединена с диспергирующим устройством (9), которое, в свою очередь, соединено с как минимум одной осадительно-разделительной колонной (11). Технологическая линия предназначена для реализации способа, включающего обработку бурого угля полукоксованием измельченного бурого угля с утилизацией горючего газа. Полукоксование угля производят в реакторе нагрева сверхвысоких частот (2). Утилизацию горючего газа осуществляют после отделения его от возгонов в устройстве охлаждения (4). Возгоны после их осаждения в устройстве охлаждения (4) используют как концентрат металлов. Уголь после полукоксования смешивают с водой и диспергируют, а диспергированную смесь разделяют на термоуголь и минеральную часть. Изобретения заключаются в наиболее полном комплексном использовании бурого угля с извлечением газа, возгонов и одновременным обогащением термоугля. 2 н. и 5 з.п. ф-лы., 1 ил.
Наверх