Устройство утилизации сыпучих органических отходов

Авторы патента:

Долицай Григорий Дмитриевич (RU)

C10J3/20 - устройства; установки

C10B53/02 - материалов, содержащих целлюлозу (производство древесного уксуса C10C 5/00)

C01B33/12 - диоксид кремния; его гидраты, например чешуйчатая кремниевая кислота

C01B3/02 - Неметаллические элементы; их соединения

B09B3/00 - Уничтожение твердых отходов или переработка их в нечто полезное или безвредное

Владельцы патента RU 2631294:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Экологическое природопользование" (RU)

Изобретение относится к утилизации органических отходов, а именно к устройствам для их переработки путем пиролиза с получением генераторного газа, и может быть использовано для утилизации отходов заводов по производству риса и овса с получением аморфного кремнийсодержащего остатка. Устройство утилизации сыпучих органических отходов содержит последовательно установленные питательный бункер 1, газогенератор 2, вихревой уловитель 4, теплообменники 5 и скрубберы 6, соединенные между собой теплоизолированными стальными трубами, а также линию выгрузки зольного остатка. Отвод 9 указанной линии подключен между газогенератором 2 и вихревым уловителем 4. Газогенератор 2 снабжен блоком контроля подачи воздуха 3 и соединен с ним гибкими текстильными воздуховодами. После газогенератора 2 установлен блок дожигания зольного остатка 10. Блок дожигания зольного остатка 10 может быть расположен между газогенератором 2 и отводом линии выгрузки зольного остатка 9 или непосредственно на линии выгрузки зольного остатка. Изобретение позволяет повысить эффективность утилизации за счет получения высококачественного аморфного кремнийсодержащего остатка. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

В настоящее время большинство производителей риса или крупы овса утилизируют органические отходы (лузгу) при помощи сжигания или вывозят ее на полигоны. Один из вариантов утилизации рисовой лузги - высокотемпературное разложение (пиролиз), в ходе которого образуется низкокалорийный генераторный газ, перерабатываемый в электроэнергию, и зольный остаток, преимущественно состоящий из аморфного диоксида кремния. Аморфная структура делает кремний из рисовой шелухи ценным продуктом для многих отраслей промышленности: строительная отрасль, резинотехническое производство. В процессе переработки рисового зерна в крупу в качестве отходов получают до 20% веса необрушенного зерна риса.

Из уровня техники известно устройство утилизации сыпучих органических отходов, содержащее последовательно установленные питательный бункер, газогенератор, вихревой уловитель, теплообменники и скрубберы, а также линию выгрузки зольного остатка, отвод которой подключен между газогенератором и вихревым уловителем (см. патент RU 145436, кл. C10B 53/00, опубл. 20.09.2014). Технической проблемой является создание компактного и экономичного устройства утилизации органических отходов, обеспечивающего их максимально полное использование.

В предлагаемом устройстве утилизации сыпучих органических отходов, содержащем последовательно установленные питательный бункер, газогенератор, вихревой уловитель, теплообменники и скрубберы, соединенные между собой теплоизолированными стальными трубами, а также линию выгрузки зольного остатка, отвод которой подключен между газогенератором и вихревым уловителем, газогенератор снабжен блоком контроля подачи воздуха, соединенного с ним гибкими текстильными воздуховодами, а после него установлен блок дожигания зольного остатка. Блок контроля подачи воздуха предпочтительно представляет собой газодувку с воздухораспределителем, датчиками давления и частотным регулированием. Блок дожигания зольного остатка может быть расположен на линии выгрузки зольного остатка или между отводом этой линии и газогенератором.

Совокупность изложенных признаков позволяет решить вышеуказанную техническую проблему и получить технический результат, заключающийся в повышении эффективности утилизации за счет получения высококачественного аморфного кремнийсодержащего остатка.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства с блоком дожигания зольного остатка, расположенным непосредственно после газогенератора;

на фиг. 2 - то же с блоком дожигания зольного остатка, расположенным на линии выгрузки зольного остатка.

Предлагаемое устройство утилизации сыпучих органических отходов представляет собой однолинейную схему и состоит из последовательно установленных питательного бункера 1 для хранения лузги, газогенератора 2, соединенного гибкими текстильными воздуховодами с блоком 3 контроля подачи воздуха, вихревого уловителя 4, двух теплообменников 5 и двух скрубберов 6 с баками 7. Элементы устройства соединены между собой теплоизолированными стальными трубами диаметром 100-200 мм. Устройство подключают к факельной установке 8 закрытого типа для сжигания генераторного газа.

Конструкция газогенератора 2 улучшена за счет изменения конфигурации внутренней поверхности футеровки, что позволило улучшить параметры вихреобразования при сжигании лузги - лузга дольше подвергается тепловому воздействию, а это, в свою очередь, позволяет более качественно дожигать углерод в составе лузги. Блок 3 контроля подачи воздуха представляет собой газодувку с воздухораспределителем, датчиками давления и частотным регулированием, что обеспечивает возможность получения высокочистого генераторного газа путем пиролиза в строго дозируемом потоке воздуха. Благодаря наличию системы 3 в составе комплекса отсутствуют рукавные фильтры и фильтры тонкой очистки. Между газогенератором 2 и вихревым уловителем 4 подключен отвод линии 9 выгрузки зольного остатка. На линии 9 или непосредственно после газогенератора 2 установлен блок 10 дожигания зольного остатка. Процесс дожигания возможен благодаря блоку 3 контроля подачи воздуха.

Все оборудование герметично. Устройство оборудовано системой автоматики, обеспечивающей остановку оборудования в случае перегрева, разгерметизации или сбоя в работе узлов комплекса. Оборудование, связанное с нагревом, поставляется в термоизоляционных кожухах. Вредные выбросы в водные источники отсутствуют, расчет результатов выбросов в атмосферу не превышает нормы, принятые в РФ.

Устройство работает следующим образом.

Органические отходы по наклонным транспортерам поступает со склада в питательный бункер 1, откуда подаются в газогенератор 2, внутри которого происходит высокотемпературное разложение лузги риса или отходов овсяной крупы на генераторный газ и зольный остаток.

Образованный зольный остаток при помощи шнека направляют в блок 10, где его дожигают до образования аморфного диоксида кремния чистотой не менее 90% (рабочие параметры получены на действующей опытной установке в ст. Холмская, Краснодарский край). Генераторный газ с теплотворной способностью около 1000 ккал/м³ из газогенератора 2 направляют в вихревой уловитель 4, в котором выполняется сухая инерционная очистка запыленного газа в спутанных закрученных газовых потоках. Очищенный газ поступает в связанные с градирней (на чертежах не показана) охлаждающие теплообменники 5 для охлаждения с последующим понижением температуры от 850°C до 150°C (жидкая фракция между теплообменниками 5 не образуется), а затем в скрубберы 6 для дальнейшего очищения.

В установке 8 полученный очищенный и охлажденный генераторный газ сжигают, обеспечивая при этом выработку электроэнергии. Полученный генераторный газ также может использоваться в котлах для подготовки горячей воды и производства пара или в горелках зерносушилок.

Совместная работа блока контроля подачи воздуха и блока дожигания зольного остатка значительно улучшает качество (чистоту) получаемого аморфного кремнийсодержащего остатка, что расширяет возможности его последующего применения и тем самым повышает эффективность утилизации сыпучих органических отходов в целом.

1. Устройство утилизации сыпучих органических отходов, содержащее последовательно установленные питательный бункер, газогенератор, вихревой уловитель, теплообменники и скрубберы, соединенные между собой теплоизолированными стальными трубами, а также линию выгрузки зольного остатка, отвод которой подключен между газогенератором и вихревым уловителем, отличающееся тем, что газогенератор снабжен блоком контроля подачи воздуха и соединен с ним гибкими текстильными воздуховодами, а после него установлен блок дожигания зольного остатка.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля подачи воздуха представляет собой газодувку с воздухораспределителем, датчиками давления и частотным регулированием.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок дожигания зольного остатка расположен между газогенератором и отводом линии выгрузки зольного остатка.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок дожигания зольного остатка расположен на линии выгрузки зольного остатка.

Изобретение относится к области горения и газификации твердых топлив и предназначено для получения генераторного газа, в том числе силового или синтетического газа, и может быть использовано в области производства электрической и тепловой энергии или полигенерации.

Система получения очищенного горючего газа из твердого топлива // 2624694

Изобретение относится к области производства газов, содержащих монооксид углерода и водород, из твердых углеродсодержащих веществ при помощи процессов частичного окисления и может быть использовано в энергетике.

Способ обеспечения теплом и электричеством автономного объекта // 2618129

Предложен способ обеспечения теплом и электричеством компактных автономных объектов, расположенных в полевых условиях. Согласно способу в пиролизном котле, установленном в автономном объекте, сжигают твердое топливо в верхней части котла 1 с недостаточным количеством окислителя и дожигают пиролизный газ в нижней части котла 2, где подогревают теплоноситель замкнутой системы отопления 10, при этом часть пиролизного газа из верхней части котла 1 выводят наружу, отчищают от примесей и подают в двигатель внутреннего сгорания 8, на валу которого установлен электрогенератор 9.

Устройство газификации биомассы // 2618039

Изобретение относится к газификации биомассы и может быть использовано в химической промышленности и в энергетике. Устройство газификации содержит зону пиролиза А биомассы для нагревания биомассы в неокислительной атмосфере или в атмосфере газовой смеси из неокислительного газа и пара; зону риформинга В газа для нагревания газа, образованного в зоне пиролиза биомассы, в присутствии пара; и множество предварительно нагретых гранул и/или комков 3, последовательно перемещаемых из зоны риформинга В газа в зону пиролиза А биомассы.

Способ и устройство для производства кокса в ходе газификации с косвенным нагреванием // 2597612

Настоящее изобретение относится к способу производства кокса в ходе газификации с косвенным нагреванием. В способе частицы угля подают в реактор газификации и технологический газ, подаваемый в ходе газификации, восстанавливают в нем до синтез-газа.

Микроволновой плазменный газификатор биомассы с неподвижным слоем и способ газификации // 2588211

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

Реакторы плазменной газификации с модифицированными углеродными слоями и пониженной потребностью в коксе // 2581092

Изобретение относится к реакторам плазменной газификации или витрификации материалов, которые имеют реакционные слои из углеродсодержащего материала, способу формирования и поддержания углеродсодержащего слоя и исходному материалу для формирования углеродсодержащего изделия для использования среди частиц углеродсодержащего слоя.

Газогенератор обращенного процесса газификации // 2579285

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и предназначено для производства генераторного газа из бурого угля, смолистой древесины и торфа.

Газогенератор // 2575536

Изобретение относится к топливной энергетике, а именно к газогенераторным установкам, в основном использующим отходы лесопереработки. Газогенератор содержит вертикально расположенную цилиндрическую камеру газификации, индивидуальные воздухоподводящие каналы в виде трубок с фурмами на конце и канал отвода газа.

Способы газификации углеродных материалов // 2568721

Настоящее изобретение относится к способу газификации углеродсодержащих материалов с образованием синтез-газа. Способ газификации углеродсодержащих материалов в газогенераторе включает загрузку углеродсодержащих материалов в газогенератор, подачу газа, содержащего молекулярный кислород, и необязательно воды; причем общее количество подаваемого кислорода составляет от 0.75 до 3.0 фунт на фунт общего количества углерода, загруженного в газогенератор; при этом в газогенераторе получают золу, содержащую углерод в золе, где указанная зола содержит менее 10% углерода в золе; и образуется газ, содержащий монооксид углерода и водород; который затем обрабатывают при температуре от 954°С до 1927°С в присутствии молекулярного кислорода с образованием сингаза-сырца, содержащего моноокисд углерода, водород и углерод в сингазе.

Устройство для получения древесного угля // 2628602

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза и может быть использовано для переугливания древесных топливных брикетов, в том числе из всех видов отходов лесозаготовки и промышленной переработки древесины.

Способ торрефикации древесины // 2626852

Изобретение относится к обработке древесины, в частности к торрефикации, и может быть использовано в лесотехнической промышленности для утилизации отходов древесины с получением полезных составляющих компонентов, используемых в качестве топлива в энергетике.

Способ торрефикации биомассы, включающий в себя стадию охлаждения реакции торрефикации // 2615169

Изобретение раскрывает способ торрефикации высушенной и нагретой биомассы, включающий в себя этап охлаждения упомянутой биомассы в течение реакции торрефикации в зоне торрефикации агрегата для торрефикации, так чтобы по меньшей мере частично нейтрализовать повышение температуры в зоне торрефикации, возникающее от экзотермических реакций торрефикации в зоне торрефикации, причем упомянутая биомасса является древесной биомассой из ели или эвкалипта.

Фотонный радиолиз отходов // 2607632

Изобретение раскрывает способ получения продукта из отходов, включающий: a) обеспечение отходов; b) воздействие на отходы низкочастотным макроволновым излучением с длиной волны в диапазоне от 700 нм до 1 мм, с достижением температуры от 205°С до 900°С и давления от 1,0 бар до 19,0 бар, с образованием вследствие этого угля; при этом указанные отходы подвергают воздействию излучения в реакционном сосуде, имеющем двойную металлическую стенку, с обеспечением нагрева наружной металлической стенки указанного реакционного сосуда с помощью первичного источника излучения, нагретого до по меньшей мере 700°С, вследствие чего указанная наружная стенка препятствует переносу тепловой энергии путем проводимости и конвекции и в результате чего указанная наружная металлическая стенка представляет собой вторичный источник излучения для указанного материала, содержащегося в пределах указанной внутренней металлической стенки; и где указанные отходы содержат углерод в количестве от 9 до 85%, водород в количестве от 1 до 15% и кислород в количестве от 0 до 65% в пересчете на сухую массу материала.

Установка для газификации рисовой лузги // 2603368

Изобретение относится к устройствам для газификации рисовой лузги с целью получения газа, пригодного для использования в газопоршневых генераторах. Установка для газификации рисовой лузги содержит реактор для газификации, сообщенный с узлом подготовки сырья, узлом подачи воздуха и узлом очистки газовоздушной смеси.

Установка для газификации рисовой лузги // 2602107

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.

Способ и устройство для непрерывного производства прессованного древесного угля // 2600360

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.

Способ и устройство для обработки биомассы // 2596743

Изобретение может быть использовано для получения экологичной энергии путем сжигания биомассы. Обработка биомассы включает загрузку биомассы в торрефикационную систему, нагревание биомассы, содержащей влагу, до температуры торрефикации.

Способ переработки биомассы в синтез-газ // 2590565

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.

Способ термической переработки органосодержащего сырья и установка для его осуществления // 2582698

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.

Кремнийдиоксидная маточная смесь, приготовленная из эмульсионного и растворного каучука // 2630532

Изобретение относится к способу получения кремнийдиоксидной каучуковой маточной смеси, которая содержит гидрофобизированный диоксид кремния, растворный каучук и эмульсионный каучук.