Способ работы теплоэнергетической установки для утилизации попутного нефтяного газа и теплоэнергетическая установка для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2509956:

Демидов Герман Викторович (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)
Хаиров Леонард Шамсиевич (RU)

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии при утилизации топлива путем сжигания его в факелах. Изобретение позволит повысить термический коэффициент полезного действия с одновременным уменьшением вредных выбросов. Способ включает сжигание попутного нефтяного газа в камерной печи, получение нагретого рабочего тела, преобразование энергии рабочего тела в работу агрегата полезной нагрузки, в качестве рабочего тела используют воздух, сжатый в лопаточной машине и нагретый в воздухонагревателе, рабочее тело подают в турбину турбинного привода и далее в камерную печь. Расширение рабочего тела в турбине используют для привода лопаточной машины и агрегата полезной нагрузки. Теплоэнергетическая установка содержит элементы подвода воздуха и попутного нефтяного газа, камерную печь, лопаточную машину, электрогенератор и вытяжную трубу. Она снабжена воздухонагревателем и турбиной турбинного привода. Перед камерной печью вдоль воздушного тракта установлены турбина турбинного привода, воздухонагреватель, лопаточная машина, элементы подвода воздуха. После камерной печи, вдоль газового тракта установлены воздухонагреватель и вытяжная труба. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии, при утилизации топлива путем сжигания его в факелах.

Многообразие потребителей энергии и требований к виду и качеству энергообеспечения, заставляет по новому взглянуть на роль энергетических установок малой мощности (от десятков киловатт до нескольких мегаватт) в общей структуре энергетики.

Этот класс установок должен быть ориентирован на широкую гамму топлив: жидкое, газообразное, отходы лесной и сельскохозяйственной промышленности, биогаз, продукты переработки бытовых отходов, продукты подземной или промышленной газификации твердых топлив, отходов нефтедобычи и нефтепереработки.

Принципиально в теплоэнергетических установках могут быть применены различные типы агрегатов: двигатели внутреннего сгорания, паровые и газовые турбины или их комбинации.

Природный газ, который поступает из нефтяных скважин, обычно существует в составе с другими углеводородами, такими как: этан, пропан, бутан и пентан. Кроме того, сырой природный газ содержит водяные пары, сероводород (H2S), углекислый газ, азот и другие компоненты. Попутный нефтяной газ, содержащий такие примеси, сложно транспортировать, а также трудно использовать без дополнительной очистки после его получения в процессе добычи нефти.

Проблема утилизации попутного нефтяного газа стоит перед всеми нефтяными компаниями. Для нефтяников транспортировка и переработка попутного нефтяного газа для дальнейшего применения нерентабельна, так как стоимость такого топлива будет выше рыночной. В настоящий момент попутный нефтяной газ в огромных количествах сжигается на факелах. Использование попутного нефтяного газа в энергетике позволит решить проблему теплового и энергетического снабжения нефтяных компаний. При добыче нефти существует практика использования попутного нефтяного газа для выработки электроэнергии для промысловых нужд.

Известен «Способ отвода сопутствующего горючего газа от нефтяной скважины и устройство для отвода сопутствующего горючего газа от нефтяной скважины» (Патент RU №2376458 опубл. 20.12.2009, МПК E21B 43/00, H01M 8/00) по которому сопутствующий горючий газ проходит предварительную подготовку (фильтрацию, сепарацию, осушку), и направляется в двигатель внутреннего сгорания.

Недостатком такого технического решения является необходимость проведения предварительной подготовки сопутствующего горючего газа фильтрации, сепарации, осушки. Это усложняет конструкцию установки, что требует квалифицированного обслуживания газо-поршневой электростанции.

Наиболее близким, по технической сути к заявляемому техническому решению и взятому в качестве прототипа является «Способ утилизации попутного нефтяного газа и энергетическая машина для его осуществления» (Патент RU №2447363 опубл. 10.04.2012, МПК F23G 5/00) заключающийся в подаче воздуха и подаче попутного нефтяного газа в энергетическую машину, их смешение и сжигание в ней с получением нагретого рабочего тела, преобразование энергии рабочего тела в полезную работу. Энергетическая машина содержит корпус, лопаточную машину, соединенную с агрегатом полезной нагрузки, камеру сгорания и элементы подвода атмосферного воздуха, попутного нефтяного газа. Корпус выполнен в виде вытяжной трубы, вход которой герметично соединен с корпусом струйного насоса. Выход вытяжной трубы сообщен с атмосферой. На выходе вытяжной трубы установлена, по меньшей мере, одна лопаточная машина.

Недостатком известного «Способа утилизации попутного нефтяного газа и энергетической машины для его осуществления» является низкая эффективность утилизации попутного нефтяного газа, из-за низкого значения термического коэффициента полезного действия тепловой машины, работающей при низких значениях давления рабочего тела.

Решаемой задачей изобретения является повышение эффективности способа работы и теплоэнергетической установки для утилизации попутного нефтяного газа путем увеличения термического коэффициента полезного действиях одновременным уменьшением вредных выбросов.

Технический результат, на достижение которого направлено предполагаемое изобретение, заключается в увеличении термического коэффициента полезного действия способа и установки за счет эффективного преобразования полученной теплоты от неочищенного попутного нефтяного газа в процесса факельного горения в атмосферном воздухе, с одновременным уменьшением вредных выбросов при бессажевом сгорании неочищенного попутного нефтяного газа при низком давлении в нагретой воздушной среде.

Технический результат достигается тем, что в способе работы теплоэнергетической установки для утилизации попутного нефтяного газа, включающем смешение и сжигание попутного нефтяного газа с получением продуктов сгорания и вытяжки их в атмосферу, получение нагретого рабочего тела, преобразование энергии рабочего тела в работу агрегата полезной нагрузки, в качестве рабочего тела вводят воздух, сжатый в лопаточной машине и нагретый в воздухонагревателе до высокой температуры, обеспечивающей предельно-допустимые значения неразрушающие материал воздухонагревателя при длительном воздействии, включая в нагрев, по меньшей мере, воздействие от лучистого теплообмена, определяемой потребным коэффициентом избытка воздуха для бессажевого сжигания попутного неочищенного нефтяного газа и направляют, для преобразования тепловой энергии сжатого и термически нагретого воздуха в механическую, с последующим его смешением с попутным неочищенным нефтяным газом и сжиганием в среде рабочего тела после процесса расширения, причем продукты сгорания после нагрева воздухонагревателя удаляют в атмосферу напором, создаваемым лопаточной машиной и тягой в газовом тракте, при этом работу расширения рабочего тела в воздушном тракте используют для привода лопаточной машины и агрегата полезной нагрузки.

Технический результат достигается тем, что в теплоэнергетической установке для утилизации попутного нефтяного газа, содержащей элементы подвода воздуха и попутного нефтяного газа, камеру сгорания, лопаточную машину, электрогенератор и вытяжную трубу, введен воздухонагреватель из жаропрочного материала и турбинный привод, связанный с турбиной, соединенной с лопаточной машиной и электрогенератором, причем камера сгорания выполнена в виде камерной печи, состоящей из секций с размещенными в них горелочными устройствами факельной топки, с возможностью сохранения лучистого теплообмена в факельном процессе, воздухонагревателя и вытяжной трубы, при этом перед камерной печью, вдоль воздушного тракта, установлены турбина, воздухонагреватель, лопаточная машина, элементы подвода воздуха, а после камерной печи, вдоль газового тракта, установлены воздухонагреватель и вытяжная труба, которая закреплена на выходе камерной печи.

Для повышения эффективности, теплоэнергетическая установка для утилизации попутного нефтяного газа снабжена контейнером для сбора конденсированных частиц компонентов продуктов сгорания, например, серы и других соединений.

В результате химических превращений образование неоднородной термодинамической гетерогенной системы продуктов сгорания, использование которой для последующего непосредственного превращения этой теплоты в механическую энергию высокоскоростного турбинного привода нецелесообразно из-за наличия двух фаз в составе продуктов сгорания, находящихся в проточной части высокоскоростного турбинного привода, и, как следствие, уменьшения ресурса работы его, а, следовательно, в целом теплоэнергетической установки.

Наиболее целесообразным является повышение эффективности путем организации процесса факельного горения и передачи теплоты металлической поверхности устройству (воздухонагревателю) и в нем гомогенному двухатомному составу другого рабочего тела, которому не требуется очистка, и, в качестве которого выбран воздух в сжатом состоянии. Работу адиабатического расширения сжатого в лопаточной машине и нагретого до высокой температуры в воздухонагревателе рабочего тела (воздуха) превращают в механическую энергию турбинного привода для сжатия воздуха в лопастной машине и преобразовании в электрическую энергию в электрогенераторе, в качестве агрегата полезной нагрузки. Оставшуюся теплоту в воздушном потоке после расширения в турбинном приводе возвращают в факельный процесс горения, повышая теплосодержание топливной пары, и производят отвод конденсированной или твердой фазы из зоны горения, используя гравитационную составляющую в поле силы тяжести для последующей утилизации, например, серы и ее соединений, используя для завершения неравновестных рекомбинационных процессов цепного механизма химических превращений вытяжную трубу.

Новизной технического решения является:

- рабочим телом является сжатый и нагретый до высоких температур воздух (в воздухонагревателе до высокой температуры, включая в нагрев, по меньшей мере, воздействие от лучистого теплообмена, не нарушая жаропрочности и не превышая предела ползучести материала воздухонагревателя при длительном воздействии, ненакапливая усталостного, термического напряжения), не требующий очистки, способствующий увеличению ресурса энергетической установки;

- реализуется бессажевое горение попутно неочищенного нефтяного газа в среде нагретого воздух F, обеспечивая увеличение энтальпии топливной пары;

- неравновесная термодинамическая система, выполненная с возможностью получения гетерогенных продуктов сгорания не оказывает влияния уменьшающего ресурс установки в целом, т.к. в газовом тракте размещены только воздухонагреватель, воспринимающий полученную, теплоту и вытяжная труба, как устройство отвода этих продуктов сгорания;

- организация смешения и сжигания нагретого воздуха и неочищенного попутного газа происходит при низком давлении, обеспечивая безопасность эксплуатации установки.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует одному из критериев условия патентоспособности: «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипами признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует одному из критериев условия патентоспособности: « изобретательский уровень».

В качестве источника тепловой энергии можно использовать другие виды топлив: жидкое, газообразное, отходы лесной и сельскохозяйственной промышленности, биогаз, продукты переработки бытовых отходов, продукты подземной или промышленной газификации твердых топлив, отходов нефтедобычи и нефтепереработки.

Эта инновационная особенность позволяет применять энергетическую установку для автономного энергоснабжения жилых домов, торговых центров, офисных сооружений, бассейнов, больниц, предприятий общественного питания.

Для пояснения сущности рассмотрим чертежи.

На фиг.1 показана схематически энергетическая установка где:

1 - турбинный привод, включающий турбину

2 - электрогенератор;

3 - камерная печь, с установленным в ней, горелочными устройствами факельной топки;

4 - элементы подвода воздуха;

5 - элементы подвода попутного нефтяного газа;

6 - воздухонагреватель;

7 - лопаточная машина;

8 - вытяжная труба;

9 - сменный контейнер для конденсированных компонентов продуктов сгорания.

Теплоэнергетическая установка, представленная схемой на фиг.1, содержит турбинный привод 1, включающий турбину, электрогенератор 2, камерную печь, с установленным в ней, горелочными устройствами факельной топки 3, элементы подвода воздуха 4, элементы подвода попутного нефтяного газа 5, воздухонагреватель 6, лопаточную машину 7, вытяжную трубу 8, сменный контейнер для конденсированных компонентов продуктов сгорания 9.

Турбина в турбинном приводе 1, лопаточная машина 7 и электрогенератор 2 соединены между собой, образуя ротор турбинного привода. Элементы подвода попутного нефтяного газа 5 соединены с горелочными устройствами факельной топки камерной печи 3, в которой происходит процесс горения. Перед камерной печью 3 вдоль воздушного тракта установлены турбина турбинного привода 1, воздухонагреватель 6, лопаточная машина 7, элементы подвода воздуха 4, а после камерной печи 3 вдоль газового тракта установлены воздухонагреватель 6 и вытяжная труба 8. Камерная печь 3 может быть снабжена сменным контейнером 9 для конденсированных компонентов продуктов сгорания типа серы и ее соединений, а также других компонентов требующих утилизацию.

Работает теплоэнергетическая установка следующим образом:

Неочищенный попутный нефтяной газ через элементы подвода попутного нефтяного газа 5 подают в горелочные устройства факельной топки камерной печи 3. Воздух через элементы подвода воздуха 4 подают в лопаточную машину 7. Воздух в лопаточной машиной 7 сжимают и направляют в воздухонагреватель 6. Воздухонагреватель 6 размещают в камерной печи 3 и нагревают стенки его до высокой температуры, например, до 700-800°C, исходя из условия, использования, например, в качестве материала 1Х18Н10Т и производят нагрев, исходя из условия жаропрочности, предела ползучести и ввиду длительной эксплуатации установки, не допуская усталостных термических напряжений. Нагретый сжатый воздух из воздухонагревателя 6 преобразуют в рабочее тело и направляют в турбину 1 на валу которой, закреплены лопаточная машина 7 и энергогенератор 2, который выдает полезную нагрузку, в виде электрической энергии, преобразуясь из механической энергии вращения. После расширения рабочее тело направляют в камерную печь 3 и производят смешение с неочищенным попутным нефтяным газом, затем производят воспламенение. Начинается процесс горения. В камерной печи 3 процесс химических преобразований при наличии сернистых соединений, под действием высокой температуры распадается, создавая гетерогенную неравновесную систему, Размещение в камерной печи 3 непосредственно воздухонагревателя 6, стенки которого воспринимают также лучистую теплоту от энергии, величина которой может достигать 25% от общей величины тепловой энергии. Величина лучистой энергии оценивалась, исходя из директивных документов: «Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках г. С.Петербург, Госкоэкология Россия от 08.04.09, №199 (см. формулу 8.5).

Под действием напора воздушного потока и тяги вытяжной трубы 8 продукты сгорания в газовом тракте удаляют в атмосферу. Нагретое до высокой температуры рабочее тело обеспечивает повышение термического коэффициента полезного действия, известно что, чем выше температура, тем выше термический коэффициент полезного действия. При этом возникает повышение эффективности отдачи тепла в камерной печи воздуху в воздухонагревателе при таких уровнях температур.. Причем процесс горения эквивалентен внешнему горению по отношению к рабочему телу. За счет этого повышается эффективность способа работы и теплоэнергетической установки, т.к. гомогенное высокотемпературное рабочее тело позволяет увеличить ресурс турбинного привода.

При запуске теплоэнергетической установки электрогенератор 2 работает в режиме стартера.

В теплоэнергетической установке в качестве турбины и лопаточной машины может быть применен турбокомпрессор наддува двигателя внутреннего сгорания.

По сравнению с известными аналогами - прототипом предлагаемая теплоэнергетическая установка обладает преимуществом, заключающимся в более высокой эффективности утилизации попутного нефтяного газа за счет повышения эффективности преобразования тепловой энергии в механическую энергию путем увеличении значения термического коэффициента полезного действия тепловой машины с одновременным уменьшением вредных выбросов, работающей при высоких значениях давления рабочего тела., что позволяет получить при расходе 1 м3 неочищенного попутного нефтяного газа 0,5-0,6 квт эл. энергии, а уменьшение вредных выбросов примерно на 30%.

Благодаря разработанной конструктивной особенности теплоэнергетической установки, позволяет повысить эффективность также обеспечивается возможность получения надежного и высокого ее ресурса работы за счет использования в качестве рабочего тела турбины нагретого воздуха, а не продуктов сгорания попутного нефтяного газа..

1. Способ работы теплоэнергетической установки для утилизации попутного нефтяного газа, включающий смешение и сжигание попутного нефтяного газа с получением продуктов сгорания и вытяжки их в атмосферу, получение нагретого рабочего тела, преобразование энергии рабочего тела в работу агрегата полезной нагрузки, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела вводят воздух, сжатый в лопаточной машине и нагретый в воздухонагревателе до высокой температуры, обеспечивающей предельно допустимые значения, не разрушающие материал воздухонагревателя при длительном воздействии, включая в нагрев, по меньшей мере, воздействие от лучистого теплообмена, определяемой потребным коэффициентом избытка воздуха для бессажевого сжигания попутного неочищенного нефтяного газа, и направляют для преобразования тепловой энергии сжатого и термически нагретого воздуха в механическую с последующим его смешением с попутным неочищенным нефтяным газом и сжиганием в среде рабочего тела после процесса расширения, причем продукты сгорания после нагрева воздухонагревателя удаляют в атмосферу напором, создаваемым лопаточной машиной и тягой в газовом тракте, при этом работу расширения рабочего тела в воздушном тракте используют для привода лопаточной машины и агрегата полезной нагрузки.

2. Теплоэнергетическая установка для утилизации попутного нефтяного газа, содержащая элементы подвода воздуха и попутного нефтяного газа, камеру сгорания, лопаточную машину, электрогенератор и вытяжную трубу, отличающаяся тем, что введены воздухонагреватель из жаропрочного материала и турбинный привод, связанный с турбиной, соединенной с лопаточной машиной и электрогенератором, причем камера сгорания выполнена в виде камерной печи с возможностью размещения в ней корпуса с горелочными устройствами факельной топки с возможностью сохранения лучистого теплообмена в факельном процессе, при этом перед камерной печью, вдоль воздушного тракта установлены турбина, воздухонагреватель, лопаточная машина, элементы подвода воздуха, а после камерной печи, вдоль газового тракта установлены воздухонагреватель и вытяжная труба, которая соединена с выходом камерной печи.

3. Теплоэнергетическая установка для утилизации попутного нефтяного газа по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена контейнером для сбора конденсированных частиц компонентов продуктов сгорания, например серы и других соединений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энерготехнологического оборудования, а именно к устройствам уничтожения отходов путем сжигания, в частности к конструкциям печей для утилизации твердых отходов.

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов содержит 2 цеха: мусоросжигающий цех (МСЦ) и теплоцех, причем мусоросжигающий цех состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит футерованный изнутри плавильный реактор, плазмотрон, бункер золы с механизмом ввода золы, систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов.

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Мусоросжигательный завод состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит плавильный реактор, футерованный изнутри; плазмотрон; бункер золы с механизмом ввода золы; систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов.

Изобретение относится к системам утилизации лома электропроводов. .

Изобретение относится к системам сжигания попутных нефтяных газов и термической переработки нефтяных отходов бурения. .

Изобретение относится к системам термической переработки твердых отходов, а именно к конструкциям для сжигания железнодорожных деревянных шпал. .

Изобретение относится к области переработки отходов, а именно к конструкциям устройств термической переработки отходов. .

Изобретение относится к области переработки твердых отходов, и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к установкам для сжигания и утилизации различных видов отходов, например органических отходов, на местах их непосредственного нахождения или сбора.

Изобретение относится к строительству, а именно к технологиям сжигания твердых бытовых отходов, и может быть использовано во всех отраслях, в том числе и на железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к средствам уничтожения твердых углеродсодержащих бытовых и промышленных отходов. Инсинератор твердых углеродсодержащих отходов содержит устройство для загрузки отходов со шнековым питателем 14, камеру горения 1, устройство поджига 4, устройство дожига 2 с плазматроном, систему подачи воздушного потока, завихритель воздушного потока, систему очистки и удаления продуктов горения, теплообменник 10, причем плазматрон содержит устройство инициирования разряда, внешний электрод и центральный электрод. В систему очистки и удаления продуктов горения введены пылезолоконцентратор 5, барабанно-скребковый питатель 6, шлакодробилка 7, фильтры грубой 12 и тонкой очистки 13. Шнековый питатель содержит два шнековых механизма. Завихритель воздушного потока содержит ряд секций трубопровода, выполненных с направлением воздушного потока по касательной к стенке камеры горения. В камере горения образован металлический отражатель с криволинейной поверхностью. В плазмотроне длина второго электрода выполнена меньше длины первого электрода, устройство инициирования разряда содержит магнетрон, объемный резонатор и петлю вывода микроволнового излучения. Изобретение позволяет упростить конструкцию инсинератора, повысить экологичность процесса и снизить электропотребление. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии, полученной при утилизации топлив в факелах путем сжигания жидких, газообразных отходов лесной и сельскохозяйственной промышленности, биогаза, продуктов переработки бытовых отходов, продуктов подземной или промышленной газификации твердых топлив, отходов нефтедобычи и нефтепереработки. Способ включает подачу воздуха, сжатие его, подачу попутного нефтяного газа в энергетическую установку, их смешение и сжигание в энергетической установке с получением нагретого рабочего тела, причем сжигание производят циклически в части множества туннельных каналов, используя принцип детального теплового равновесия, передавая теплоту в термостате от рабочего тела при низком давлении стенке, сжатому воздуху при высоком давлении от стенки, затем преобразование энергии рабочего тела в полезную нагрузку, удаление рабочего тела в атмосферу. Энергетическая установка содержит компрессор 1, турбину 2, электрогенератор 3, камеру сгорания, элементы подвода атмосферного воздуха 18 и топлива 19. Она содержит устройство типа термостат 4, который выполнен с множеством туннельных каналов 6 в массивном теле, при этом на заднем торце 10 которого одна часть каналов сообщена с выходом компрессора 1, а другая часть каналов соответственно сообщена с атмосферой через внутреннюю полость вытяжной трубы 14, на переднем торце 9 массивного тела термостата одна часть каналов сообщена со входом турбины 2, а другая часть каналов соответственно сообщена с выходом турбины, при этом выход турбины 2 соединен также с элементами подвода топлива 19 и внутренними полостями горелок 12, образуя камеру сгорания с многоканальными полостями устройства типа термостат. Установка содержит дополнительный привод 17, который соединен с устройством типа термостат, и обеспечивает ему, по меньшей мере, одну степень свободы движения. В ней устройство типа термостат 4 может быть выполнено из жаростойкой и жаропрочной высокотемпературной керамики. Изобретение позволяет повысить эффективность способа работы энергетической установки путем увеличения термического коэффициента полезного действия с одновременным уменьшением вредных выбросов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике и технологии термического обезвреживания твердых бытовых отходов. Способ утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов на мусоросжигательной установке заключается в том, что поток отходящих газов, образующихся в мусоросжигательной установке, оснащенной печью, системами дожигания и охлаждения отходящих газов, газоочистки и золошлакоудаления, поступает с температурой 1150°С-1250°С из системы дожигания поочередно в параллельно подключенные проточные двухканальные газо-воздушные теплообменные аппараты, образующие совместно с системой подачи сжатого воздуха, воздушной турбиной и генератором систему генерации электрической энергии. При этом переключение подачи потока отходящих газов в каждый последующий теплообменный аппарат проводят после нагрева предыдущего теплообменного аппарата до температуры 800°С-1000°С. Причем поток отходящих газов, охлажденный при прохождении в каждом теплообменном аппарате, подается после системы газоочистки в атмосферу. При этом после нагрева в каждый теплообменный аппарат поочередно подается сжатый воздух, который нагревается в каждом аппарате до температуры 600°С-800°С и поступает во входное устройство воздушной турбины, соединенной с генератором электрической энергии, при прохождении через которую сжатый воздух охлаждается и подается в печь мусоросжигательной установки. Изобретение позволяет снизить затраты на получение тепловой энергии, загрязнение окружающей среды и повысить эффективность производства энергии. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для утилизации горелого леса и может быть использовано для утилизации древесных отходов предприятий, перерабатывающих товарную древесину в изделия, занимающихся санитарной обработкой лесопарковых территорий и утилизацией древесных изделий, вышедших из употребления. Установка для получения древесного угля и горючего газа состоит из печной камеры с топочным устройством, над которым установлены реторты с отверстиями для выхода пиролизных газов, питателей для сырья, полостью для сбора и охлаждения угля. Установка снабжена фильтром-циклоном, конденсатором воздушного охлаждения кожухотрубного типа и дымососом, а термокамера образована несколькими, например четырьмя ретортами, установленными параллельно в печной камере над топкой с зазором и выполненными в форме вытянутых прямоугольных пирамид, заполненных утилизируемым сырьем, содержащих отверстия, соединенные в общий коллектор для отвода парогазовой смеси, снабженных питателями сырья, выполненными в виде лотков с крышками и толкателями, объединенными общей траверсой с приводом, например, в виде пневмоцилиндра, установленного в центре и снаружи торцевой стенки печной камеры. При этом камера разгрузки твердого остатка выполнена в виде короба, объединившего все реторты на выходе твердого остатка и содержащего патрубок для его выдачи, реторты снабжены шиберными затворами на входе сырья и выходе угля, выполненными в виде пазовых рамок, уплотнений и собственно шиберами, представляющими собой пластины с отверстиями, размеры которых и шаг расположения аналогичны торцевым входам и выходам реторт и расположению последних в печной камере, и также снабженными приводами, например, в виде пневмоцилиндров, установленных снаружи на торцевой стенке печной камеры. Все пространство в верхней части печной камеры объединено под общим сводом с патрубком для отвода дымовых газов, а топка снабжена дверцами, горелкой для газового топлива, колосниковой решеткой и камерой с дверцами для сбора золы и поступления воздуха при сжигании твердого топлива. Изобретение позволяет повысить мобильность установки и возможность работать автономно при полном собственном энергообеспечении. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области теплотехники и позволяет повысить экологическую эффективность процесса сжигания пастообразных осадков. Способ сжигания обезвоженных осадков сточных вод включает ввод осадков в закрученный вертикальных поток продуктов сгорания дополнительного жидкого или газообразного топлива. Осуществляют диспергирование осадков компрессорным воздухом или паром. Проводят термическую обработку осадков с разделением их на мелкие и крупные фракции. Выжигают мелкие фракции в закрученном потоке и сепарируют необработанные крупные фракции. При этом собранную в результате осаждения массу крупных фракций подвергают автономному дроблению с получением мелких фракций и подают отдельной струей в закрученный вертикальный поток продукта сгорания в зону ввода исходных осадков.

Изобретение относится к области переработки отходов. Установка содержит последовательно установленные загрузочный бункер, мартеновскую печь, камеру дожигания, рекуператор нагрева воздуха горения, теплоутилизатор, дымосос и дымовую трубу, средство подачи топлива. Печь снабжена рукавным фильтром для очистки отходящих дымовых газов от пыли и каталитическим аппаратом для очистки отходящих дымовых газов от окислов углерода и окислов азота. Каталитический аппарат состоит из вертикального корпуса с коническим днищем, внутри которого сверху вниз размещены вертикальный теплообменник, распределитель жидкости, абсорбционная секция, десорбционно-охладительная секция, отсасывающий зонт с вентилятором и трубка Вентури. Способ включает приготовление шихты в виде смеси отходов с флюсом, загрузку шихты и ее плавку в ванне мартеновской печи при температуре 1450-1500°С. Производят отвод выделяющихся горючих компонентов в камеру дожигания с утилизацией тепла отходящих газов, очистку отходящих газов от пыли в рукавном фильтре, а очистку отходящих дымовых газов от окислов углерода и окислов азота производят в каталитическом аппарате. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации отходов сланцевых и угольных шахт, а также обогатительных фабрик, в том числе с целью отопления промышленных и административных зданий указанных предприятия. Техническим результатом является в повышение коэффициента использования тепла, полученного от сжигания низкокалорийных углесодержащих отходов. Установка содержит печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий трубопровод, размещенный в емкости, которая выполнена с возможностью выгрузки в нее прогоревшей породы из печи. Печь выполнена теплоизолированной, а емкость заполнена жидкостью и выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки породы в емкость к зоне выгрузки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способу обогащения альтернативных, углеродосодержащих, низкокалорийных отходов для получения синтез-газа для применения в топочных установках. Способ включает высокотемпературную газификацию альтернативного топлива при условиях, препятствующих окислению, при температурах свыше 1000°C. Причем через насадки подают воду, водяной пар или CO2, при этом обеспечивают восстановление CO и H2. Для высокотемпературной газификации применяют отходящее тепло охладителя клинкера, через теплообменник, в качестве которого используют двойные стенки вращающейся трубчатой печи или теплостойкие аккумуляторы тепла, которые смешивают с нагреваемым топливом. В качестве теплостойких аккумуляторов тепла используют, например, песок или керамические частицы. В качестве теплостойкого аккумулятора тепла дополнительно применяют частичное количество клинкера, поступившего в охладитель клинкера. Достигаемый результат - снижение тепловой и эксплуатационной нагрузки при эффективном сжигании топлива и повышении качества горючего газа. 7 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способу получения синтетического топлива, который заключается в том, что в теплоизолированный топливный бак загружают брикеты твердого полиэтилена, нагревают их в баке до температуры более 85°С и подают в бак углеводородное топливо (церезин, керосин, дизтопливо), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего прогревают раствор до температуры 110-130°С и в виде жидкого топлива подают в горелки котельной, поршневой или турбинной энергетической установки внутреннего сгорания. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность применения отходов полиэтилена в качестве топлива и упрощение технологического процесса его получения.

Изобретение относится к области санитарно-энергетического самообеспечения хозяйствующих субъектов. Техническим результатом является обеспечение автономной, экологически безопасной, энергосберегающей, безмашинной системы. Способ включает электротермический пиролиз исходного сырья, выработку активного угля, образование парогазовой смеси с получением синтез-газа и последующим восстановлением металла из окислов металла, получение в фотореакторе фитопродукции и кислорода под действием солнечной радиации и образуемых на предыдущих стадиях углекислого газа и воды, отвод избыточного тепла от фотореактора посредством теплонасоса к фазопереходному теплоаккумулятору с использованием в холодный период года для теплоснабжения хозяйствующих субъектов, изготовление химических источников электрического тока из активного угля, металла и водорослей. При этом в качестве исходного сырья дополнительно используют древесные отходы благоустройства территории, адсорбированные на активных углях животноводческие и бытовые отходы, фитопродукцию, отработанные транспортные шины. Причем электротермическую переработку сырья проводят при температуре 900°С с обеспечением заданной температуры путем регулируемого подключения заданного количества элементов химического источника электрического тока, синтезируют высокооктановый бензин при температуре 300-400°С с использованием в качестве катализатора окислов металла, которые после истощения нагревают до температуры 700°С с восстановлением металла синтез-газом, а образованные при этом углекислый газ и пары воды фильтруют посредством зольного остатка, отбираемого при образовании синтез-газа, образованный в фотореакторе кислород направляют к химическому источнику электрического тока, избыточное тепло от фотореактора отводят теплонасосом, выполненным на основе эффекта Пельтье, с металлополупроводниковыми спаями, размещенными соответственно в теплоаккумуляторе и фотореакторе. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл., 2 ил.
Наверх