Установка для газификации рисовой лузги



Установка для газификации рисовой лузги
Установка для газификации рисовой лузги

 


Владельцы патента RU 2602107:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к области получения синтез-газа. В силосе 4 рисовую лузгу подвергают подсушиванию путем активного вентилирования посредством подачи теплого воздуха из калорифера 2, нагнетаемого вентилятором 3. Далее рисовую лузгу по транспортеру 5 подают на норию 6 и в оперативную емкость 7. Подготовленное сырье подают в реактор для газификации 1. В процессе газификации образующуюся газовоздушную смесь отводят через патрубок 12 в циклон-разгрузитель. Золу удаляют через патрубок 13. Изобретение позволяет снизить концентрации водорода и кислорода в газовоздушной смеси в процессе газификации рисовой лузги, оптимизировать компонентный состав газовоздушной смеси. 1 ил.

 

Изобретение относится устройствам для газификации рисовой лузги с целью получения газа, пригодного для использования в газопоршневых генераторах.

Синтез-газ является газовоздушной смесью, которая содержит комплекс горючих газов.

Патент №2519441 (опубл. 23.03.2011) раскрывает устройство для газификации биомассы с низким содержанием смолы. Установка включает узел предварительной обработки материала биомассы, узел пиролиза, узел конденсации и узел газификации, где узел пиролиза включает слой пиролиза и слой сжигания; конденсатосборник узла конденсации соединен с компрессором неконденсируемого пиролизного газа посредством трубопровода; выходное отверстие компрессора неконденсируемого пиролизного газа соединено со слоем пиролиза и слоем сжигания; и неконденсируемый пиролизный газ используется в качестве топлива слоя сжигания. Газификатор, используемый в этом устройстве, представляет собой конструкцию с неподвижным слоем органического материала, так как реакция восстановления поглощает тепло, а разница температур между верхней и нижней частями слоя является огромной (температура в верхней части около 1000°C, а в нижней части около 500°C), то это является характерным недостатком газификаторов с неподвижным слоем.

Известно устройство для получения синтез-газа из биомассы с низким содержанием смол, содержащее, по меньшей мере, один первый реактор кипящего слоя и, по меньшей мере, один следующий реактор кипящего слоя, который содержит сопловое днище, причем реакторы кипящего слоя выполнены таким образом, что (а) в первом реакторе кипящего слоя образуется, по меньшей мере, один газ, который подается в следующий реактор в качестве газа для образования в нем кипящего слоя, и (b) в первом реакторе кипящего слоя образуется пиролизный кокс, который в виде мелких частиц выводится вместе с газом и подается в следующий реактор кипящего слоя через сопловое днище, при этом устройство содержит средство для нагрева газа перед подачей в следующий реактор кипящего слоя, перед первым реактором кипящего слоя расположено сушильное устройство для сушки биомассы (любые вещества биологического происхождения), содержащее контур для циркуляции выпара с теплообменником, а перед сушильным устройством расположено устройство подогрева биомассы, которое содержит контур для циркуляции газа с теплообменником (пат. №2516533, опубл. 20.05.2014 г.).

Недостатком данного устройства является использование влажной биомассы с содержанием воды свыше 40%, что может привести к снижению температуры процесса газификации, так как водяной пар, в количестве свыше необходимого для образования кипящего слоя, оказывается балластом, снижающим тепловой баланс. Просушивание биомассы производят при температуре не выше 280°C, так как в противном случае начинается экзотермическое разложение биомассы, а прогрев биомассы осуществляют до температуры 80-150°C. Данный способ трудоемок и направлен на использование сырья различной влажности, что приводит к нестабильности процесса газификации и повышает взрывоопасность установки. Весь процесс является сложным и отличается высоким энергопотреблением.

Вышеупомянутые устройства газификации биомассы не могут устранить такие недостатки, как нестабильность температурных параметров газификации, ее низкая эффективность, большие капиталовложения, что не позволяет производить синтез-газ с высокой эффективностью и низкой стоимостью.

Задачей изобретения является разработка установки для газификации рисовой лузги, позволяющей стабилизировать процесс газификации рисовой лузги, а также обеспечивающей безопасность работы и получение газовоздушной смеси кондиционного состава, пригодной для использования в газопоршневых генераторах.

Техническим результатом изобретения является снижение концентрации водорода и кислорода в газовоздушной смеси в процессе газификации рисовой лузги, оптимизация компонентного состава газовоздушной смеси.

Технический результат достигается тем, что установка для газификации рисовой лузги содержит реактор для газификации, сообщенный с узлом подготовки сырья, узлом подачи воздуха и узлом очистки газовоздушной смеси, при этом узел подготовки сырья включает последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор и калорифер, который соединен с силосом с активной вентиляцией, который также сообщен с транспортером для подачи сырья в норию, соединенную с оперативной емкостью, а также подающий шнек, сообщенный с патрубком для подачи сырья реактора для газификации, узел очистки выполнен в виде патрубка для удаления золы, расположенного в днище реактора для газификации и циклона-разгрузителя, который сообщен с патрубком для отвода газовоздушной смеси реактора для газификации, узел подачи воздуха установлен в нижней части реактора для газификации и содержит вентилятор, сообщенный с патрубком подачи воздуха. При этом силос, в зависимости от объемов перерабатываемого сырья, может быть выполнен с конусным дном, с углом наклона 60 градусов или с плоским дном, а его разгрузочное устройство имеет встроенный обратный конус.

Так как рисовая лузга обладает гидрофобными свойствами, то большое количество влаги в лузге находится в свободном несвязанном виде. Поэтому при подаче в реактор для газификации рисовой лузги влажностью более 20% происходит снижение температуры процесса газификации, что приводит к нестабильной работе установки, повышению содержания влаги в газовоздушной смеси, вследствие чего происходит повышение содержания водорода и кислорода, что повышает взрывоопасность установки. Полученный при этом газ обладает некондиционным составом и непригоден для использования в газопоршневых генераторах. Повышение температуры газификации рисовой лузги выше 700°C нецелесообразно, т.к. это приведет к плавлению диоксида кремния и, как следствие, к остановке работы установки.

Воронкообразное истечение сырья из силоса способствует слеживанию, неравномерному просушиванию сырья возле стенок силоса, поэтому установка силоса с плоским или с конусным дном с активным вентилированием, разгрузочное устройство которого имеет встроенный обратный конус, позволит обеспечить столбовое истечение лузги и равномерное просушивание сырья с целью удаления свободно связанной влаги. Просушивание сырья до 20% влажности, перед газификацией, позволит оптимизировать компонентный состав газо-воздушной смеси и снизить содержание в ней водорода и кислорода, что позволит стабилизировать температуру процесса газификации, повысив тем самым безопасность работы установки, а также получить газо-воздушную смесь кондиционного состава, пригодную после дополнительной обработки для использования в газопоршневых генераторах. Просушивание осуществляют воздухом нагнетаемым вентилятором на калорифер.

На фиг. 1 представлена установка для газификации рисовой лузги, которая содержит реактор для газификации 1, сообщенный с узлом подготовки сырья и узлом очистки газовоздушной смеси, при этом узел подготовки сырья включает последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор 3 и калорифер 2, который соединен с силосом 4 с активной вентиляцией, который также сообщен с транспортером 5 для подачи сырья в норию 6, соединенную с оперативной емкостью 7, а также подающий шнек 8, сообщенный с патрубком 9 для подачи сырья в реактор газификатора 1, также в нижней части реактора для газификации 1 установлен узел подачи воздуха, выполненный в виде вентилятора 10, узел очистки выполненный в виде циклона-разгрузителя 11, сообщенным с патрубком 12 для отвода газовоздушной смеси реактора для газификации и патрубка 13 для удаления золы, расположенного в днище реактора для газификации 1. При этом силос, в зависимости от объемов перерабатываемого сырья, может быть выполнен с конусным дном, с углом наклона 60 градусов или с плоским дном, а его разгрузочное устройство имеет встроенный обратный конус, позволяющий обеспечить в процессе загрузки и выхода рисовой лузги ее равномерное просушивание в подвижном слое.

Установка для газификации рисовой лузги работает следующим образом. В силосе 4 рисовую лузгу подвергают подсушиванию до влажности 20%, путем активного вентилирования посредством подачи теплого воздуха из калорифера 2, нагнетаемого вентилятором 3. После чего рисовая лузга по транспортеру 5 поступает на норию 6, посредством которой попадает в оперативную емкость 7, откуда подающий шнек 8, сообщенный с патрубком 9 для подачи сырья реактора для газификации транспортирует подготовленное сырье в реактор для газификации 1, где происходит газификация рисовой лузги при температуре 650-700°С. В связи с тем, что рисовая лузга поступила подсушенной до влажности 20%, не происходит резкого образования конденсата в газовоздушной смеси, так как свободно связанная влага уже удалена, т.е процесс газификации стабилизирован. В процессе газификации образовавшаяся газовоздушная смесь кондиционного состава через патрубок 12 для отвода газовоздушной смеси реактора для газификации 1 поступает на очистку в циклон-разгрузитель 11. Золу, образовавшуюся в процессе газификации, удаляют через патрубок 13 для удаления золы, который расположен в днище реактора для газификации 1.

Таким образом, совокупность указанных признаков позволит достичь желаемого технического результата.

Установка для газификации рисовой лузги, содержащая реактор для газификации, сообщенный с узлом подготовки сырья, узлом подачи воздуха и узлом очистки газовоздушной смеси, при этом узел подготовки сырья включает последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор и калорифер, который соединен с силосом с активной вентиляцией, который также сообщен с транспортером для подачи сырья в норию, соединенную с оперативной емкостью, а также подающий шнек, сообщенный с патрубком для подачи сырья реактора для газификации, узел очистки выполнен в виде патрубка для удаления золы, расположенного в днище реактора для газификации и циклона-разгрузителя, который сообщен с патрубком для отвода газовоздушной смеси реактора для газификации, узел подачи воздуха установлен в нижней части реактора для газификации и содержит вентилятор, сообщенный с патрубком подачи воздуха, при этом силос, в зависимости от объемов перерабатываемого сырья, может быть выполнен с конусным дном с углом наклона 60 градусов или с плоским дном, а его разгрузочное устройство имеет встроенный обратный конус.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ извлечения фторида водорода из его водных растворов включает восстановление воды углеродом при повышенной температуре.

Изобретение относится к теплоэнергетике, кроме того, изобретение может быть использовано на предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих материалов. Проводят газификацию биомассы.

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для получения горючих газов, жидкого топлива и твердого остатка из пластмассы, полимеров, шин, автомобильных скрабов, кабелей.

Изобретение относится к улучшению в производстве жидких топлив из твердого сырья. Способ производства топлива из углеродистого сырьевого материала включает: (A) получение ископаемого углеводородного топливного исходного сырья, выбранного из группы, включающей природный газ, метан, нафту, жидкие нефтяные газы (LPG), (B) формирование из указанного углеводородного топливного исходного сырья потока газообразного продукта, включающего водород и моноксид углерода в мольном соотношении Н2:СО по меньшей мере в 2,0:1, (C) добавление потока газообразного продукта, сформированного на стадии (В), к потоку синтез-газа, содержащему водород и СО, который получают из углеродистого сырьевого материала, выбранного из биомассы, угля, кокса или битума путем газификации в достаточном количестве для образования смешанного потока синтез-газа, имеющего мольное соотношение Н2:СО, большее, чем у указанного потока синтез-газа, полученного из углеродистого сырьевого материала, (D) превращение указанного смешанного потока синтез-газа с образованием топлива-продукта и извлечения из указанного превращения потока побочных продуктов, включающего один или более из водорода, СО, водяного пара, метана и углеводородов, содержащих 2-8 атомов углерода и 0-2 атома кислорода, и включает стадию (E), где поток побочных продуктов делят-осуществляют реакцию до менее 100% указанного потока побочных продуктов в образовании указанного газообразного потока продукта на стадии (В) и также до менее 100% потока побочных продуктов, полученного на стадии (D), подают на стадию (В) и сжигают для производства тепла, которое потребляется в формировании указанного газообразного потока продукта на стадии (В), при этом далее способ включает испарение сырьевого потока воды при помощи тепла, полученного путем превращения указанного смешанного потока синтез-газа на стадии (D), с получением пара, введение этого потока пара в реакцию с углеводородным сырьем на основе ископаемого топлива на стадии (В) и в газификацию углеродистого сырьевого материала.

Изобретение относится к устройствам для выработки тепловой и электрической энергии по месту их генерации путем преобразования твердых углеводородных топлив в газообразное топливо за счет осуществления внутрипластовой подземной огневой газификации.

Изобретение относится к способу переработки биомассы в газообразные продукты, в частности к переработке гидролизного лигнина или целлюлозы в синтез-газ, и может быть использовано при утилизации отходов возобновляемого сырья растительного происхождения, в том числе деревообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области энергетики. Биоотходы подают в узел сортировки 10, где их разделяют в зависимости от возможности анаэробного разложения.

Изобретение относится к области переработки низкокалорийного топлива, утилизации твердых бытовых и промышленных отходов. Низкокалорийное топливо газифицируют в пиролизном реакторе 1.

Изобретение относится к газификатору биомассы с неподвижным слоем на основе микроволновой плазмы и способу газификации биомассы и твердых отходов в синтез-газ высокого качества.

Изобретение относится к области переработки органосодержащего сырья и может быть использовано при переработке отработанных деревянных шпал. Способ включает сушку сырья при температуре 160-200°C в двух последовательно соединенных шнековых транспортерах - в первом транспортере 5 путем передачи тепловой энергии топочными газами через стенку, а во втором 6 за счет передачи тепловой энергии нагретым топочными газами воздухом, дозирование его в конусный реактор пиролиза 7, обогреваемый топочными газами, и термическое разложение при температуре 450-520°C с образованием парогазовой смеси.

Способ термической переработки растительных материалов заключается в том, что сырье загружают в трубу, горизонтально перемещают, кондуктивно сушат, пиролизуют, газообразные продукты конденсируют, полученные жидкую фракцию и неконденсированные газы удаляют, а твердую фракцию охлаждают и разгружают.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки органосодержащего сырья, а также в лесопромышленном комплексе. Влажное исходное сырье 14 подают в трубу 9 и перемещают поршнем 3 в камеру сушки 4, далее в камеры пиролиза 5 и конденсации 6 газообразных продуктов.

Изобретения могут быть использованы в сельском хозяйстве и в деревообрабатывающей промышленности. Способ термической переработки органосодержащего сырья включает загрузку сырья и его горизонтальное перемещение поршнем (2) по длине трубы через камеры конвективной сушки (3), пиролиза (4), конденсации (5).

Изобретения могут быть использованы при получении облагороженного топлива из отходов птицефабрик. Способ переработки подстилки птицефабрики включает гранулирование влажного сырья в грануляторе.

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 коксохимической промышленности. Установка для термоподготовки шихты и охлаждения кокса содержит теплообменную камеру (1), бункеры для кокса (2) и угольной шихты (3), сепарационное устройство (4), установленное на выходе теплообменной камеры (1) и предназначенное для разделения кокса и шихты.

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 способу изготовления угольной пыли, прежде всего, для использования в металлургической промышленности. Способ содержит этапы: нагрев сушильного газа в генераторе (26) горячего газа до предварительно заданной температуры, подача сушильного газа в угольную мельницу (20), ввод необогащенного угля в мельницу (20), при этом мельница (20) превращает уголь в угольную пыль, сбор смеси сушильного газа и угольной пыли из мельницы (20) и подача смеси на фильтр (34), при этом фильтр (34) отделяет высушенную угольную пыль от сушильного газа, сбор высушенной угольной пыли и подача сушильного газа из фильтра (34) на линию (38) рециркуляции для возврата сушильного газа в генератор (26), установление содержания кислорода в сушильном газе и сравнение установленного содержания с предварительно заданным граничным значением содержания кислорода.

Изобретение относится к способу изготовления угольной пыли для использования в металлургической промышленности. Способ содержит этапы: нагрев сушильного газа в генераторе горячего газа, подача нагретого газа в угольную мельницу, ввод необогащенного угля в мельницу для превращения его в угольную пыль, сбор смеси сушильного газа и угольной пыли из мельницы и подача смеси на фильтр для отделения высушенной угольной пыли, сбор высушенной угольной пыли и подача части сушильного газа из фильтра на линию рециркуляции для возврата части сушильного газа в генератор горячего газа.

Изобретение может быть использовано в производстве химических реагентов, топлива или абсорбентов. Устройство для непрерывного термического разложения органического материала содержит механизм 2 подачи органического материала в реакционный сосуд 1, аппликатор давления 6 для спрессовывания реакционного слоя, зону 24 автогенной реакции органического материала в реакционном слое, газоотвод 7, зону охлаждения 25 и канал для выгрузки карбонизированного органического материала 17 из реакционного сосуда 1.
Наверх