Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов. Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья включает вертикально установленную пиролизную камеру (1) со средствами для загрузки сырья (2) и выгрузки продукта (3), источник газообразного теплоносителя в виде топки (4), а также магистраль для отвода газообразных продуктов разложения сырья (5). Внутри пиролизной камеры (1) размещены ряды труб (6), которые сдвинуты в соседних по вертикали рядах друг относительно друга по горизонтали, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси пиролизной камеры (1). Пиролизная камера (1) снабжена распределителем газообразного теплоносителя, выполненным в виде металлической конструкции, размещенной по высоте пиролизной камеры (1) в зоне ее боковой стенки со стороны топки (4) и снабженным перегородкой на уровне ниже третьей сверху трубы. Пиролизная камера (1) снабжена коллектором газообразного теплоносителя, выполненным в виде коробчатой металлической конструкции, размещенной с противоположной стороны пиролизной камеры (1), снабженным на уровне выше третьей снизу трубы перегородкой, и сообщающимся с противоположными концами труб (6) и отводной трубой (12). По боковым сторонам пиролизной камеры (1) выполнен коллектор газообразных продуктов разложения сырья (10), сообщающийся с пиролизной камерой (1) и магистралью для отвода этих продуктов (5). Изобретение обеспечивает равномерный подвод тепла к материалу в пиролизной камере и позволяет осуществлять мягкий пиролиз при температуре 250-290°С по всему объему камеры. 3 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для сушки и пиролиза древесины и ее отходов, а также других видов растительного сырья и продуктов, образованных из него.

Известно устройство барабанного типа для переработки материалов, включающее барабан, заполненный телами инертного наполнителя и разделенный по длине на секции поперечными перегородками с проходными отверстиями, оборудованный загрузочным и разгрузочным устройствами и приводом для приведения барабана в движение, отличающееся тем, что каждая секция барабана загружена телами инертного наполнителя до уровня не ниже верхних краев проходных отверстий в перегородках, а в торцах барабана или на его боковой поверхности выполнены отверстия для подачи и выпуска газового агента, RU 2364451 C1.

В этом устройстве качество обработки материала теплоносителем зависит от стабильности движения барабана, а инертный наполнитель периодически изнашивается и требует замены. По мере износа наполнителя качество обработки ухудшается.

Более эффективно устройство для термической обработки (пиролиза) углеродосодержащих отходов, включающее вертикально установленную оребренную металлическую пиролизную камеру со средствами для загрузки сырья и выгрузки продукта, источник газообразного теплоносителя в виде топки с газовой горелкой, магистраль для отвода газообразных продуктов разложения сырья (пиролизных газов). Пиролизная камера помещена в газоплотную теплоизоляционную камеру, выполненную из бетонных колец. Внутри пиролизной камеры расположена перфорированная отверстиями труба для сбора пиролизного газа, а к верхней части пиролизной камеры присоединен трубчатый коллектор пиролизного газа, соединенный с блоком очистки и охлаждения пиролизного газа, соединенным, в свою очередь, с газовой горелкой и газотурбинным агрегатом, причем газотурбинный агрегат соединен газоходом с газоплотной теплоизоляционной камерой, RU 23968810.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Недостатком прототипа, так же, как и описанного выше аналога, является то обстоятельство, что не обеспечивается равномерный подвод тепла к материалу, подлежащему пиролизу. Тепло подводится со стороны стенки пиролизной камеры, а к центру камеры температура существенно снижается; при этом на периферии камеры у стенки температура составляет 600-700°C, что не позволяет осуществлять «мягкий» пиролиз (торрефикацию), требующий значительно более низкой (250-290°C) температуры процесса при равномерном подводе тепла к материалу по всему объему пиролизной камеры. Как известно, мягкий пиролиз позволяет значительно увеличить выход продукта (торрефиката) до 70-80% от массы исходного сырья, однако при использовании известной установки процесс, начиная с температуры 290-300°C переходит в стадию глубокого пиролиза, что ведет к резкому падению выхода продукта.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение равномерного подвода тепла к материалу в пиролизной камере, что позволяет осуществлять мягкий пиролиз при температуре 250-290°C по всему объему камеры.

Согласно изобретению в устройстве для пиролиза углеродосодержащего сырья, включающем вертикально установленную пиролизную камеру со средствами для загрузки сырья и выгрузки продукта, источник газообразного теплоносителя в виде топки, а также магистраль для отвода газообразных продуктов разложения сырья, внутри пиролизной камеры размещены ряды труб, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси пиролизной камеры, трубы в соседних по вертикали рядах сдвинуты относительно друг друга по горизонтали, пиролизная камера снабжена распределителем газообразного теплоносителя, сообщающимся с топкой и концами труб, выполненным в виде металлической конструкции, размещенной по высоте пиролизной камеры в зоне ее боковой стенки со стороны топки, снабженным перегородкой на уровне ниже третьей сверху трубы, а также снабжена коллектором газообразного теплоносителя, выполненным в виде коробчатой металлической конструкции, размещенной с противоположной стороны пиролизной камеры, снабженным на уровне выше третьей снизу трубы перегородкой, и сообщающимся с противоположными концами труб и отводной трубой, при этом по боковым сторонам пиролизной камеры выполнен по меньшей мере один коллектор газообразных продуктов разложения сырья, сообщающийся с пиролизной камерой и магистралью для отвода этих продуктов.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «Новизна».

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное обстоятельство обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено: на фиг. 1 - вид спереди, полость пиролизной камеры и полость топки открыты; на фиг. 2 - вид справа на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 2.

Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья включает вертикально установленную металлическую пиролизную камеру 1 с устройством 2 для загрузки сырья и устройством 3 для выгрузки продукта - термически обработанного остатка сырья (продукта мягкого пиролиза -торрефиката). Источник газообразного теплоносителя представляет собой топку 4, в которую в процессе пиролиза по магистрали 5 поступают газообразные продукты разложения сырья, так называемый «пиролизный газ».

Внутри пиролизной камеры 1 размещены ряды труб 6, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси 7 камеры 1 (фиг. 2). Трубы 6 в соседних по вертикали рядах сдвинуты относительно друг друга по горизонтали.

Пиролизная камера 1 снабжена распределителем 8 газообразного теплоносителя, представляющим собой металлическую конструкцию, размещенную по высоте камеры 1 в зоне ее боковой стенки со стороны топки 4. Пиролизная камера 1 снабжена также коллектором 9 газообразного теплоносителя, представляющим собой аналогичную коробчатую конструкцию, размещенную с противоположной стороны пиролизной камеры 1. По другим боковым сторонам пиролизной камеры 1 выполнены коллекторы 10 газообразных продуктов разложения сырья, отделенные от камеры 1 посредством диафрагм 11 с отверстиями, через которые коллекторы 10 сообщаются с камерой 1. Кроме того, коллекторы 10 сообщаются с магистралью 5 для отвода газообразных продуктов разложения сырья. Коллектор 9 газообразного теплоносителя сообщается с отводной трубой 12. Распределитель 8 газообразного

теплоносителя на уровне ниже третьей сверху трубы 6 снабжен перегородкой 13; коллектор 9 снабжен аналогичной перегородкой 14 на уровне выше третьей снизу трубы 6. Топка 4 сообщается с распределителем 8 газообразного теплоносителя посредством трубы 15. На трубе 15 имеется патрубок с вентилем 16.

Устройство работает следующим образом. Через устройство 2 для загрузки сырья в пиролизную камеру 1 загружают измельченное углеродосодержащее сырье, в частности древесную щепу. В топку 4 в начале процесса помещают топливо, в частности торф. При сгорании топлива образуется газообразный теплоноситель (топочный газ) с температурой 900-1000°С. При открытом вентиле 16 в трубу 15 подсасывается воздух, который разбавляет топочный газ до рабочей температуры 280-290°С. Топочный газ по трубе 15 поступает в верхнюю часть распределителя 8 и через три верхние трубы 6 проходит в верхнюю часть коллектора 9, откуда через три средние трубы 6 поступает в нижнюю часть распределителя 8 и затем через нижние трубы 6 проходит в нижнюю часть коллектора 9 и далее отводится через отводную трубу 15.

Благодаря тому, что трубы 6 в соседних по вертикали рядах сдвинуты относительно друг друга по горизонтали, измельченное сырье при поступлении его из устройства 2 в пиролизную камеру 1 обтекает трубы 6 и равномерно распределяется по объему камеры 1. Благодаря этому становится возможным равномерный нагрев всего сырья в камере 1 от поверхности труб 6 до температур в пределах 250-290°С, что необходимо для осуществления мягкого пиролиза сырья. При этом процесс проходит в две стадии. На первой стадии осуществляется сушка материала. Вторая стадия - эндотермическая, осуществляется до достижения температуры 290°С.

Образующиеся в процессе пиролиза продукты разложения сырья (пиролизный газ) поступают в топку 4 по магистрали 5, где сгорают с образованием топочного газа, поступающего по трубе 15 в пиролизную

камеру 1. Термически обработанный остаток сырья (торрефикат) удаляется через устройство 3 для выгрузки продукта, а через устройство 2 для загрузки сырья в пиролизную камеру поступает новая порция материала, цикл повторяется.

Режим работы устройства непрерывный, процесс может быть автоматизирован.

В качестве сырья используется древесина, торф и другие органические материалы.

Для изготовления устройства могут быть использованы известные конструкционные материалы и средства автоматизации.

Указанные обстоятельства, по мнению заявителя, позволяют сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».

Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья, включающее вертикально установленную пиролизную камеру со средствами для загрузки сырья и выгрузки продукта, источник газообразного теплоносителя в виде топки, а также магистраль для отвода газообразных продуктов разложения сырья, отличающееся тем, что внутри пиролизной камеры размещены ряды труб, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси пиролизной камеры, трубы в соседних по вертикали рядах сдвинуты относительно друг друга по горизонтали, пиролизная камера снабжена распределителем газообразного теплоносителя, сообщающимся с топкой и концами труб, выполненным в виде металлической конструкции, размещенной по высоте пиролизной камеры в зоне ее боковой стенки со стороны топки, снабженным перегородкой на уровне ниже третьей сверху трубы, а также снабжена коллектором газообразного теплоносителя, выполненным в виде коробчатой металлической конструкции, размещенной с противоположной стороны пиролизной камеры, снабженным на уровне выше третьей снизу трубы перегородкой, и сообщающимся с противоположными концами труб и отводной трубой, при этом по боковым сторонам пиролизной камеры выполнен по меньшей мере один коллектор газообразных продуктов разложения сырья, сообщающийся с пиролизной камерой и магистралью для отвода этих продуктов.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов пиролизом. Устройство для получения древесного угля содержит топочную камеру (1) и пиролизную камеру (2) с выемными ретортами (3).

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ включает извлечение полезного продукта, преимущественно растворимых биоусвояемых сахаров, и последующую утилизацию лигноцеллюлозных отходов.

Изобретение относится к области пиролиза древесины и ее отходов, а также других видов возобновляемого органического сырья. В устройстве для получения угля из возобновляемого органического сырья, включающем топку, сообщающуюся с пиролизной камерой, содержащем цилиндрические реторты с газосборными элементами в нижней части, соединенными посредством газоотводных труб с топкой, топка отделена от пиролизной камеры посредством перфорированной стенки, пиролизная камера разделена перфорированными стенками на отсеки, в каждом из которых размещено по меньшей мере по две реторты, при этом в нижней части стенки, отделяющей топку от пиролизной камеры, выполнено по меньшей мере одно отверстие, в которое вставлен элемент из жаропрочного материала со сквозными отверстиями, в которые выведены газоотводные трубы, концы газоотводных труб размещены в средней части элемента из жаропрочного материала, а плоскость этого элемента, в которую выходят сквозные отверстия, расположена под углом к поду топки; смежный с топкой отсек пиролизной камеры может быть соединен газовой магистралью с одним из отсеков в средней части пиролизной камеры; верхняя часть топки может быть выполнена в форме арочного свода; в верхнем перекрытии каждого из отсеков пиролизной камеры может быть вмонтирован снабженный крышкой полый цилиндрический элемент, внутренний диаметр которого превышает наружный диаметр реторты, при этом верхнее перекрытие отсека выполнено в виде двух параллельных металлических листов, пространство между которыми сообщено с атмосферой и внутренним объемом отсека.

Изобретения могут быть использованы в области переработки лигноцеллюлозного материала. Способ обжига лигноцеллюлозного материала включает сушку лигноцеллюлозного материала в осушителе (2).

Изобретение относится к способу получения пиролизной жидкости и установке для ее получения. Способ получения пиролизной жидкости заключается в том, что пиролизная жидкость образуется путем пиролиза из сырьевого материала на биооснове с образованием газообразного продукта пиролиза при пиролизе в реакторе пиролиза, затем конденсируют продукт с получением пиролизной жидкости в конденсаторе, подают циркулирующий газ в реактор пиролиза, при этом циркулирующий газ транспортируют посредством компрессора с жидкостным кольцом в реактор пиролиза, очищают перед подачей его в реактор пиролиза и пиролизную жидкость используют в качестве жидкого слоя в компрессоре с жидкостным кольцом. Установка для получения пиролизной жидкости включает по меньшей мере реактор (1) пиролиза, в котором образуется газообразный продукт (2) пиролиза путем пиролиза сырьевого материала на биооснове, средства (3) подачи сырьевого материала на биооснове для подачи сырьевого материала на биооснове в реактор пиролиза, конденсатор (4), в котором газообразный продукт (2) пиролиза конденсируют с получением пиролизной жидкости (5), средства подачи газа для подачи циркулирующего газа (7) в реактор пиролиза, средства циркуляции циркулирующего газа (7) для обеспечения циркуляции циркулирующего газа из конденсатора в реактор пиролиза, при этом установка включает компрессор (6) с жидкостным кольцом для транспортировки циркулирующего газа (7) в реактор пиролиза из конденсатора (4) и очистки циркулирующего газа, установка включает средства циркуляции компрессорной жидкости для транспортировки пиролизной жидкости (5а), используемой в качестве жидкого слоя в компрессоре с жидкостным кольцом из конденсатора (4) в компрессор (6) с жидкостным кольцом и из компрессора (6) с жидкостным кольцом обратно в конденсатор (4). Технический результат - пиролизная жидкость из сырьевого материала на биооснове хорошо работает в качестве жидкого слоя компрессора с жидкостным кольцом, при этом повышается качество циркулирующего газа.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения синтез-газа из биомассы карбонизацией проводят предварительную сушку и обезвоживание исходной биомассы.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения синтез-газа из биомассы проводят предварительную обработку биомассы, включающую измельчение биомассы до получения частиц размером 1-6 мм и высушивание сырья до влажности 10-20 вес.%.

Изобретение относится к термической обработке биомассы. Изобретение касается способа, включающего стадии подачи биомассы (6) в реактор (16), в котором биомассу (6) нагревают до температуры от 180 до 350°C при условиях с низкой концентрацией кислорода, с получением компонентов, инертных по отношению к процессам биологического разложения, с образованием газообразных продуктов (10) реакции и термически обработанной биомассы (8), газообразные продукты (10) реакции подают в процесс (13) сжигания, а горячие дымовые газы (11) из процесса (13) сжигания подают в реактор (16) для осуществления термической обработки.

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза. Способ включает стадии загрузки сырья в выемные реторты, сушки сырья, пиролиза, прокаливания, охлаждения и стабилизации угля, при этом сушку проводят при температуре от 160 до 200°С, пиролиз - при температуре от 300 до 400°С и прокаливание - при 500-550°С, регулирование и поддержание заданных температур осуществляют с помощью температурного датчика, управляющего через частотный преобразователь работой вентилятора, регулирующего подачу воздуха из атмосферы в смеси с топочными газами к ретортам пиролизной камеры, уголь после окончания стадии прокаливания перегружают в герметичные металлические емкости для охлаждения, а стабилизацию угля осуществляют путем постепенной разгерметизации металлических емкостей.

Изобретение относится к области химии. Древесные отходы сушат и нагревают до температуры 250-350°С.
Изобретение относится к технологии получения коксового сырья для электродной промышленности, в частности для изготовления электродов сталеплавильных печей, а также анодов, применяемых для получения алюминия путем электролиза криолит-глиноземных расплавов, и может найти применение в производстве широкого ассортимента изделий на основе конструкционных графитов различных марок.

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов пиролизом. Устройство для получения древесного угля содержит топочную камеру (1) и пиролизную камеру (2) с выемными ретортами (3).

Изобретение может быть использовано в химической и топливоперерабатывающей отраслях промышленности. Барабанный реактор для термической переработки сланца твердым теплоносителем представляет собой корпус (1) в виде полого горизонтального барабана с торцевыми стенками на концах, в которые соосно врезаны входной и выходной патрубки.

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.

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза. Способ включает стадии загрузки сырья в выемные реторты, сушки сырья, пиролиза, прокаливания, охлаждения и стабилизации угля, при этом сушку проводят при температуре от 160 до 200°С, пиролиз - при температуре от 300 до 400°С и прокаливание - при 500-550°С, регулирование и поддержание заданных температур осуществляют с помощью температурного датчика, управляющего через частотный преобразователь работой вентилятора, регулирующего подачу воздуха из атмосферы в смеси с топочными газами к ретортам пиролизной камеры, уголь после окончания стадии прокаливания перегружают в герметичные металлические емкости для охлаждения, а стабилизацию угля осуществляют путем постепенной разгерметизации металлических емкостей.

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики и может быть использовано при получении активированного угля. Способ активирования фракционированных по размеру угольных частиц осуществляется их непрерывной пересыпкой и взаимодействием с противоточным факелом в наклоненном относительно горизонтальной плоскости реакторе с нагревом, выделением и выжиганием летучих веществ, образованием и выводом из реактора смеси летучих веществ и продуктов сгорания, последующими пересыпкой и охлаждением противоточным потоком продуктов сгорания в наклоненном относительно горизонтальной плоскости охладителе и дожиганием летучих веществ и сбросом в атмосферу продуктов сгорания.

Изобретение относится к переработке древесного сырья в виде поленьев, паллет, щепы, опилок в древесный уголь. .

Изобретение относится к лесоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для производства древесного угля из кусковой древесины и ее отходов. .

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза и может быть использовано в леспромхозе, лесхозах и на предприятиях деревообработки.

Изобретение относится к способам и устройствам пиролиза органических веществ, в частности, для разложения углеродосодержащих отходов пиролизом с последующим удалением конечного остатка.

Изобретение относится к удалению примесей из твердых и жидких веществ. .

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов. Устройство для пиролиза углеродосодержащего сырья включает вертикально установленную пиролизную камеру со средствами для загрузки сырья и выгрузки продукта, источник газообразного теплоносителя в виде топки, а также магистраль для отвода газообразных продуктов разложения сырья. Внутри пиролизной камеры размещены ряды труб, которые сдвинуты в соседних по вертикали рядах друг относительно друга по горизонтали, продольные оси которых перпендикулярны продольной оси пиролизной камеры. Пиролизная камера снабжена распределителем газообразного теплоносителя, выполненным в виде металлической конструкции, размещенной по высоте пиролизной камеры в зоне ее боковой стенки со стороны топки и снабженным перегородкой на уровне ниже третьей сверху трубы. Пиролизная камера снабжена коллектором газообразного теплоносителя, выполненным в виде коробчатой металлической конструкции, размещенной с противоположной стороны пиролизной камеры, снабженным на уровне выше третьей снизу трубы перегородкой, и сообщающимся с противоположными концами труб и отводной трубой. По боковым сторонам пиролизной камеры выполнен коллектор газообразных продуктов разложения сырья, сообщающийся с пиролизной камерой и магистралью для отвода этих продуктов. Изобретение обеспечивает равномерный подвод тепла к материалу в пиролизной камере и позволяет осуществлять мягкий пиролиз при температуре 250-290°С по всему объему камеры. 3 ил.

Наверх