Установка для производства древесного угля

Изобретение относится к производству древесного угля, а именно к способам и устройствам пиролиза углесодержащего материала, например древесины в ретортах. Установка для производства древесного угля, содержащая отдельные последовательно установленные камеры с разной температурой нагрева, сообщающиеся между собой трубами, входные и выходные отверстия которых расположены на различных уровнях; с установленными в камерах ретортами; устройства подачи сырья и выгрузки готового продукта, при этом внутри реторт расположены шнеки; реторты внутри каждой камеры соединены между собой трубами для вывода парогазов и трубными переборками для пересыпания сырья, вмонтированными в отверстия боковых цилиндрических поверхностей реторт; реторты каждой камеры соединены с конденсатором, расположенным вне камеры; компрессором отрицательного давления, создающим вакуум в установке, последовательно соединенным с конденсатором; резервуар для сбора очищенного пиролизного газа, последовательно соединенный с компрессором; соединенный с компрессором и соответствующей камерой котел, обеспечивающий необходимый температурный режим соответствующей камеры; емкость для сбора пиролизной жижки, соединенную с конденсаторами всех трех камер. Технический результат - повышение качества продукта и производительности. 2 ил.

 

Изобретение относится к производству древесного угля, а именно к способам и устройствам пиролиза углесодержащего материала, например древесины в ретортах.

Известна установка для производства древесного угля (патент RU №2180345), состоящая из печной камеры с топочным устройством, над которым установлена реторта с отверстиями для выхода парогазов, расположенными в нижней части реторты и сообщенными с печной камерой, и канала для подачи пара в полость реторты. При этом она снабжена теплогенератором, реторта выполнена в виде трубы, проходящей через печную камеру, с загрузочным люком, устройством для подачи древесины, первой заслонкой перед входом в печную камеру, второй заслонкой и разгрузочным люком после выхода из печной камеры. В печной камере установлены направляющие переборки, разделяющие ее собственно на топочное пространство, камеру пиролиза и камеру дожигания, соединенную с теплогенератором, причем в камере дожигания установлено устройство для подачи воздуха.

Недостатком данного изобретения является отсутствие разрежения в реторте, что препятствует бескислородности процесса пиролиза, а соответственно, снижение качества продукта. Также система подачи и перемещения сырья несовершенна и предполагает неравномерность процесса по объему реторты.

Наиболее близким по технической сущности является изобретение «Способ и установка для получения древесного угля» (патент RU №2312123), выбранный в качестве прототипа. Установка для получения древесного угля пиролизом из углеродосодержащего сырья, например древесины, содержащая ретортную печь, выполненную многопозиционной по числу стадий процесса и снабженную таким же количеством герметично нагреваемых реторт с патрубками для отвода смеси горючих газов в приемный коллектор ресивера для утилизации и/или сжигания в топке; устройства выгрузки готового продукта. Реторты установлены в отдельные последовательно установленные топочные камеры топки с разной температурой нагрева, сообщающиеся между собой газоходами, входные и выходные отверстия которых каждой камеры расположены на различных уровнях. Установка снабжена площадкой для охлаждения реторт с готовым продуктом, грузоподъемным устройством для перемещения реторт между загрузочной площадкой, топочными камерами и кантователем для выгрузки реторт, снабженным приемным бункером готового продукта.

Недостатками прототипа являются сложный процесс перемещения реторт из одной камеры в другую, требующий дополнительных затрат времени. Отсюда - низкая производительность. Сниженное качество продукции в результате резкого перепада температур при перемещении сырья из одной камеры в другую.

Сравнительный анализ предлагаемого изобретения и прототипа показал:

устройства имеют конструктивную схожесть признаков, позволяющих осуществлять разделения процесса на этапы. Это наличие реторт, установленных в отдельные последовательно установленные топочные камеры с разной температурой нагрева, сообщающиеся между собой газоходами, входные и выходные отверстия которых в каждой камере расположены на различных уровнях; наличие нескольких печей для нагревания и поддержания в топочных камерах разных температурных режимов.

Признаки изобретения, являющиеся отличительными, это, во-первых, герметичность камер и разрежение, создаваемое внутри них, которое позволяет извлекать парогазовую смесь и входящие в ее состав летучие вещества полностью и достигать этим высокого качества сырья. Во-вторых, применение шнеков для измельчения сырья. При производстве угля камеры с сырьем не перемещают из одной температурной зоны в другую, как в прототипе, а перемещают сырье внутри камер с помощью шнеков, тем самым измельчая его и подготавливая для брикетирования. Кроме того, сравнительный анализ заявляемого изобретения как с прототипом, так и с другими техническими решениями показал, что конструкция реторт и ретортных узлов, предлагаемая в изобретении, является новой и ранее в технике не применялась. Ретортный узел в совокупности с другими признаками изобретения работает на осуществление поставленной задачи.

Задача изобретения - повышение качества продукта и производительности. Указанная задача решается за счет того, что установка для производства древесного угля содержит отдельные последовательно установленные камеры с разной температурой нагрева, сообщающиеся между собой трубами, входные и выходные отверстия которых расположены на различных уровнях; с установленными в камерах ретортами; устройства подачи сырья и выгрузки готового продукта; внутри реторт расположены шнеки; реторты внутри каждой камеры соединены между собой трубами для вывода парогазов и трубными переборками для пересыпания сырья, вмонтированными в отверстия боковых цилиндрических поверхностей реторт; реторты каждой камеры соединены с конденсатором, расположенным вне камеры; компрессором отрицательного давления, создающим вакуум в установке, последовательно соединенным с конденсатором; резервуар для сбора очищенного пиролизного газа, последовательно соединенный с компрессором; соединенный с компрессором и соответствующей камерой котел, обеспечивающий необходимый температурный режим соответствующей камеры; емкость для сбора пиролизной жижки, соединенную с конденсаторами всех трех камер.

Суть изобретения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 изображен боковой разрез заявляемой установки для производства древесного угля;

на фиг. 2 изображен вид установки сверху.

Установка состоит из трех камер 1. В первой происходит процесс влагоотделения, во второй - пиролиз, в третьей - прокалка. Оптимальный температурный режим каждой камеры установлен экспериментально. Время переработки также определяется экспериментально. Каждая камера 1 содержит расположенные внутри нее цилиндрические реторты 4; расположенные внутри реторт 4 шнеки 3; трубы 5 для вывода парогазов, вмонтированные в отверстия боковых цилиндрических поверхностей реторт 4 и таким образом образующие воздушные каналы, соединяющие реторты внутри камеры 1 между собой; конденсатор парогазов 7, расположенный вне камеры 1, соединенный с ретортами 4 соответствующей печи посредством общей трубы, в которую сведены все ее трубы 5 для вывода парогазов; компрессор отрицательного давления 8, последовательно соединенный с конденсатором 7 и также расположенный вне камеры 1, который служит для создания вакуума во всем объеме реторт 4; резервуар для сбора очищенного пиролизного газа 9, последовательно соединенный с компрессором 8; соединенный с компрессором 8 котел 11, обеспечивающий дожиг очищенного пиролизного газа и необходимый температурный режим соответствующей камеры 1, при этом котлы 11 обеспечивают разную температуру своих камер 1 для соблюдения ступенчатости процесса; емкость для сбора пиролизной жижки 10, соединенную с конденсаторами 7 всех трех камер 1. Устройство содержит герметичные шлюзовые затворы подачи сырья 2 и выгрузки готового продукта 6, расположенные вне камер 1.

Реторта 4 состоит из цилиндрической трубы, с расположенным внутри нее шнеком 3. Каждая печь 1 содержит как минимум одну реторту, максимальное количество определяется поставленными задачами и оптимальностью процесса производства. В предлагаемом изобретении ретортный узел каждой камеры 1 состоит из трех реторт 4, соединенных трубными переборками для пересыпания сырья. Перемещение сырья из одной реторты в другую и одновременно его измельчение осуществляется посредством шнеков 3. Подшипниковый узел выведен за пределы печи в холодную зону, это позволяет обеспечить его долговечность.

Установка работает следующим образом.

Перед подачей в установку сырье подготавливают и подают однородным с одинаковой влажностью. Камеры 1 с помощью котлов 11 нагревают до нужных температур. Через герметичный шлюзовой затвор подачи сырья 2 подготовленное сырье подается в верхнюю реторту 4 ретортного узла камеры 1, в которой происходит процесс влагоотделения. При этом соответствующий котел 11 обеспечивает в данной камере 1 нагрев и поддержание температуры до 300-350°C. Опил нулевой влажности перемещается по объему реторт 4, пересыпаясь из одной в другую при помощи шнеков 3 и трубных переборок, нагреваясь в следующей камере 1 до температуры 450-470°C. Происходит процесс пиролиза, в результате которого активно выделяется пиролизный газ, который по трубам 5 поступает в конденсатор 7, где подвергается разделению на фракции. С помощью компрессора отрицательного давления 8, создающего разрежение во всей системе, чистый пиролизный газ отправляется сначала в резервуар для сбора очищенного пиролизного газа 9, а затем возвращается в цикл как топливо (порционно подается в котел 11 для дожига), а пиролизная жижка перекачивается в резервуар 10 для хранения и переработки. Прошедшее процесс пиролиза во второй камере 1 сырье попадает в третью камеру 1, где происходит процесс прокалки и карбонизации при температуре 550-570°C, на данном этапе повышается содержание углерода и сырье превращается в готовый продукт. Готовый древесноугольный порошок удаляется при помощи герметичного шлюзового затвора выгрузки 6.

Таким образом, технический эффект заключается в возможности исключить зольность и летучие вещества за счет герметичности всей системы и, в частности, герметичности реторт камеры пиролиза и разрежения, создаваемого внутри них, которое позволяет извлекать парогазовую смесь и входящие в ее состав летучие вещества полностью, и достигать этим высокое качество продукта. Равномерное и непрерывное перемещение и перемешивание сырья по всему объему реторт также позволяет получить высококачественный древесный уголь и повысить производительность. Процесс четко разделен по этапам, с возможностью гибкого контроля показателей, влияющих на качество продукции, процесс на каждом этапе проходит под разрежением, с установлением и поддержанием в каждой камере своего температурного режима, отличного от других. Это обеспечивает более высокую скорость производства.

Установка для производства древесного угля, содержащая отдельные последовательно установленные камеры с разной температурой нагрева, сообщающиеся между собой трубами, входные и выходные отверстия которых расположены на различных уровнях; с установленными в камерах ретортами; устройства подачи сырья и выгрузки готового продукта, отличающаяся тем, что внутри реторт расположены шнеки; реторты внутри каждой камеры соединены между собой трубами для вывода парогазов и трубными переборками для пересыпания сырья, вмонтированными в отверстия боковых цилиндрических поверхностей реторт; реторты каждой камеры соединены с конденсатором, расположенным вне камеры; компрессором отрицательного давления, создающим вакуум в установке, последовательно соединенным с конденсатором; резервуар для сбора очищенного пиролизного газа, последовательно соединенный с компрессором; соединенный с компрессором и соответствующей камерой котел, обеспечивающий необходимый температурный режим соответствующей камеры; емкость для сбора пиролизной жижки, соединенную с конденсаторами всех трех камер.



 

Похожие патенты:
Изобретение раскрывает непрерывный способ получения торрефицированной уплотненной биомассы, включающий стадии:(a) обеспечения подачи уплотненного материала биомассы, (b) погружения уплотненного материала биомассы в горючую жидкость, (c) торрефикации уплотненного материала биомассы в горючей жидкости при температуре или в пределах диапазона температур от примерно 270°C до примерно 320°C в течение периода времени от по меньшей мере 10 минут до примерно 120 минут с образованием торрефицированной уплотненной биомассы, (d) транспортировки торрефицированной уплотненной биомассы из горючей жидкости в ванну с водой и (e) извлечения охлажденной торрефицированной уплотненной биомассы из ванны с водой, при этом торрефицированная уплотненная биомасса, извлеченная на стадии (e), содержит не более чем примерно 20% мас./мас.

Изобретение относится к области термической переработки биомассы растительного и животного происхождения в топливо или органическое удобрение для использования в различных отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к газификации топлива из биомассы для получения сингаза. Способ включает пиролиз биомассы под давлением, в котором пиролиз биомассы осуществляют при использовании микроволнового излучения в сочетании с плазмой, и происходит обработка углеродных остатков после пиролиза с использованием плазмы.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих твердых веществ в альтернативные энергетические ресурсы, используемые как для промышленных, так и для бытовых нужд.

Изобретение может быть использовано в металлургической и химической промышленности. Устройство для автогенного производства древесного угля содержит механизм 1 подачи нагретого органического материала, реакционный сосуд 2 и отверстие 13 для выгрузки древесного угля.

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.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности. Заявлена система центральной подачи остаточного побочного продукта.

Изобретение относится к лесоперерабатывающей промышленности. Установка содержит вертикальную реторту (1), имеющую зоны сушки (3), пиролиза (6), охлаждения (8), накопления (2), активирования древесного угля (7), изолированные между собой шиберными заслонками (35, 36, 37, 38, 39).

Изобретение относится к области лесохимического производства и предназначено для получения древесного угля при комплексной утилизации некондиционной древесины и древесных отходов деревообрабатывающих производств.

Изобретение может быть использовано в промышленности для переработки древесных отходов. Углевыжигательная печь содержит корпус (1), газовый проход (3), топочную камеру (2), установленную под газовым проходом (3), сопло (14) с воздуховодом (15), врезанное в патрубок (7), прикрепленный к топочной камере (2), по меньшей мере, две герметичные реторты (4) для древесного сырья, расположенные по периметру газового прохода (3), каждая из которых имеет загрузочную дверцу (16), и соединенные с корпусом (1) проходным каналом (5), предназначенным для движения газов.

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).

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 производству древесного угля, а именно к способам и устройствам пиролиза углесодержащего материала, например древесины в ретортах. Установка для производства древесного угля, содержащая отдельные последовательно установленные камеры с разной температурой нагрева, сообщающиеся между собой трубами, входные и выходные отверстия которых расположены на различных уровнях; с установленными в камерах ретортами; устройства подачи сырья и выгрузки готового продукта, при этом внутри реторт расположены шнеки; реторты внутри каждой камеры соединены между собой трубами для вывода парогазов и трубными переборками для пересыпания сырья, вмонтированными в отверстия боковых цилиндрических поверхностей реторт; реторты каждой камеры соединены с конденсатором, расположенным вне камеры; компрессором отрицательного давления, создающим вакуум в установке, последовательно соединенным с конденсатором; резервуар для сбора очищенного пиролизного газа, последовательно соединенный с компрессором; соединенный с компрессором и соответствующей камерой котел, обеспечивающий необходимый температурный режим соответствующей камеры; емкость для сбора пиролизной жижки, соединенную с конденсаторами всех трех камер. Технический результат - повышение качества продукта и производительности. 2 ил.

Наверх