Секционный реактор пиролиза

Авторы патента:

F23G5/027 - со стадией пиролиза или газификации (пиролиз отстоя сточных вод C02F 11/00; деструктивная перегонка углеродсодержащих материалов C10B 53/00)

Владельцы патента RU 2677184:

Коленчуков Олег Александрович (RU)
Соловьёв Евгений Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области переработки отходов путем их пиролиза и получению углеводородов из жидких органических отходов и может быть использовано для утилизации промышленных отходов органического происхождения с получением в процессе переработки отходов пирогаза, жидких углеводородов, а также твердых топливных компонентов. Технический результат - повышение эффективности, производительности и надежности. Секционный реактор пиролиза содержит корпус, выполненный в виде правильного цилиндра, нагреватели, люки для проведения ремонтных и очистных работ, трубу для подачи исходного сырья, трубы для отвода продуктов пиролиза и трубы для подачи окислителя и очистки реактора от зольного остатка. При этом сам корпус выполнен из жаропрочного материала с обработанными внутренними стенками с теплоотражающим и теплопринимающим покрытиями, внутри корпуса реактора расположены четыре рабочие секции, разделенные между собой перегородками, каждая из которых может работать в двух режимах (пиролиз, окисление), дозирующее устройство для обеспечения распределения отходов между секциями и насадка, обеспечивающая равномерный нагрев исходного сырья. 3 ил.

Изобретение относится к области переработки отходов путем их пиролиза и получению углеводородов из жидких органических отходов и может быть использована для утилизации промышленных отходов органического происхождения с получением в процессе переработки отходов пирогаза, жидких углеводородов, а также твердых топливных компонентов.

Из технического уровня известно устройство переработки бытовых и промышленных органических отходов. Устройство для переработки бытовых и промышленных органических отходов содержит реактор пиролиза, состоящий из первой и второй частей, систему разделения парогазовых продуктов пиролиза, источник электромагнитного воздействия, установленный на второй части реактора, выход которой соединен системой разделения парогазовых продуктов пиролиза. Реактор пиролиза выполнен неподвижным (патент РФ №2392543 С2, дата приоритета 22.02.2008, дата публикации 20.06.2010, автор Гага С.Г., RU).

Недостатком известного аналога являются высокие энергетические затраты, направленные на поддержание процесса переработки отходов.

Известен реактор для переработки органических отходов и нефтешламов, содержащий узел загрузки отходов, камеру газификации, узел фильтрации со слоем абсорбента, теплообменник. В него введены лазер импульсного типа, ресивер и мембранный кислородный генератор, в узле загрузки отходов выполнен экструдер с камерой прессования, между узлом фильтрации и ресивером установлен шнековый конвейер (патент РФ №2406031 С1, дата приоритета 11.08.2009, дата публикации 10.12.2010, авторы Масленников В.В. и др., RU).

Недостатками данного реактора являются сложность изготовления конструкции, низкая производительность и повышенные энергетические затраты.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезную продукцию, содержащее корпус с полостью и нагреватель поверхности. При этом полость выполнена в форме правильного цилиндра с пазом вдоль оси вращения. Корпус выполнен из жаропрочного материала с полированной внутренней поверхностью и имеет в пазу трубу для подачи нефти через плоскую фильеру на барабан. Также на обоих торцах барабана расположены два диска, имеющие высокую разность электрического потенциала, а в пазу корпуса расположена труба для удаления продуктов пиролизного газа и для создания низкого вакуума. В корпусе также расположено окно для удаления шлака, а на поверхности барабана и обоих дисков расположен скребок, жестко закрепленный в корпусе (патент РФ №2451039 С2, дата приоритета 30.12.2010, дата публикации 20.05.2012, автор Насонов А.Е., RU, прототип).

Недостатком прототипа являются высокие энергетические затраты, обусловленные использованием нагревателя расположенного снаружи корпуса реактора, что, кроме того, ведет к неравномерности нагрева исходного сырья.

Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является создание секционного реактора пиролиза для утилизации промышленных органических отходов, позволяющего повысить качество процесса переработки отходов и наиболее эффективно переработать и извлечь полезные продукты.

Технический результат при решении технической проблемы заключается в повышении эффективности, производительности и надежности за счет протекания процесса переработки отходов в два режима, пиролиза и окисления (регенерации), что позволит перерабатывать отходы до зольного остатка, тем самым, получая максимальное количество полезных продуктов, а конструкторские особенности реактора позволят более равномерно нагревать исходное сырье, что позволяет ускорить время проведения пиролиза.

Для решения технической проблемы и достижения указанного технического результата предложен секционный реактор пиролиза, содержащий корпус, нагреватели, трубу для подачи исходного сырья, трубы для отвода продуктов пиролиза. Согласно изобретению, новым является то, что корпус содержит люки для проведения ремонтных и очистных работ, трубы для подачи окислителя и очистки реактора от зольного остатка, при этом сам корпус выполнен из жаропрочного материала с обработанными внутренними стенками с теплоотражающим и тепло принимающим покрытиями, внутри корпуса реактора расположено четыре рабочих секции, разделенные между собой перегородками, каждая из которых выполнена с возможностью работы в режимах пиролиза и окисления, кроме того, устройство содержит дозирующее устройство для обеспечения распределения отходов между секциями, и насадку, обеспечивающая равномерный нагрев исходного сырья.

На фиг. 1 схематично изображен секционный реактора пиролиза, общий вид; на фиг 2. - схематично изображен секционный реактор пиролиза, вид сверху; на фиг 3. - показано поперечное сечение реактора в режимах пиролиза (а) и окисления (б).

Секционный реактор пиролиза (фиг. 1, 2) содержит корпус 1, выполненный в виде правильного цилиндра, нагреватели 2, люки 3 для проведения ремонтных и очистных работ, труба для подачи исходного сырья 4, трубы для отвода продуктов пиролиза 5 и трубы для подачи окислителя и очистки реактора от зольного остатка 6, при этом сам корпус 1 выполнен из жаропрочного материала с обработанными внутренними стенками с теплоотражающим 7 и тепло принимающим 8 покрытиями (фиг. 3), внутри корпуса реактора 1 расположено четыре рабочих секции 9, 10, 11, 12, разделенные между собой перегородками 13, каждая из которых может работать в двух режимах (пиролиз, окисление), дозирующее устройство 14 для обеспечения распределения отходов между секциями, и насадка 15 обеспечивающая равномерный нагрев исходного сырья.

Секционный реактор пиролиза (фиг. 1, 2) работает следующим образом. В режиме пиролиза жидкие углеводороды, например нефтешламы, поступают через трубу для подачи исходного сырья 4, в дозирующее устройство 14, где происходит распределение количество отходов по секциям реактора, далее отходы заполняют насадку 15 и нагреваются до температуры пиролиза при помощи нагревателей 2, в качестве нагревателей могут использоваться горелочные устройства различного типа, после чего, образующийся в ходе термической реакции продукты пиролиза поступают по трубам 5 для дальнейшего его использования, в том числе, часть продуктов реакции используется как топливо горелочных устройств, для поддержания процесса пиролиза.

При высоких температурах при процессах термической деструкции углеводородов характерно коксообразование, при накапливании определенного количества кокса (снижение количества выходного сырья) имеется необходимость очистки рабочих органов, при этом секции реактора переходят в режим окисления, необходимое количества тепла для начала реакции окисления углеродистых отложений поступает через перегородки реактора 13, от секции работающих в режиме пиролиза, а также от нагревателей 2, тем самым секции реактора дополняют друг друга тепловой энергии для поддержания работоспособности, через трубы 6 подается окислитель, например кислород, для выжигания кокса, а образовавшиеся продукты пиролиза поступают через трубы 5 для дальнейшего использования. Для очистки секций реактора от зольного остатка используются трубы 6, при проведении масштабный очистных работ и ремонта оборудования предусмотрены люки 3.

Таким образом, секции реактора работают попеременно (фиг. 3). После закоксовывания секций 9, 10, при работе в режиме пиролиза, реактор переводится на работу в режиме пиролиза секций 11, 12, а секции 9, 10 переводится в режим окисления и проходят стадию регенерации насадки 15. Далее весь процесс переработки отходов повторяется по схеме описанной выше.

Преимущество заявленного реактора заключается в том, что благодаря использованию в своей конструкции четырех секций обеспечивается непрерывность переработки отходов, а также происходит интенсивный тепловой обмен между секциями, направленный на снижение энергетических затрат и поддержание процесса пиролиза, в свою очередь, образовавшийся кокс выжигается с получением дополнительных полезных продуктов, таких как газовая смесь и зольный остаток, также часть продуктов реакции используется как топливо горелочных устройств, что обеспечивает энергонезависимость реактора пиролиза. Тем самым, заявленная конструкция реактора является более надежной и обеспечивает повышение показателей эффективности и производительности утилизации жидких углеводородсодержащих отходов.

Секционный реактор пиролиза, содержащий корпус, нагреватели, трубу для подачи исходного сырья, трубы для отвода продуктов пиролиза, отличающийся тем, что корпус содержит люки для проведения ремонтных и очистных работ, трубы для подачи окислителя и очистки реактора от зольного остатка, при этом сам корпус выполнен из жаропрочного материала с обработанными внутренними стенками с теплоотражающим и теплопринимающим покрытиями, внутри корпуса реактора расположены четыре рабочие секции, разделенные между собой перегородками, каждая из которых выполнена с возможностью работы в режимах пиролиза и окисления, кроме того, устройство содержит дозирующее устройство для обеспечения распределения отходов между секциями и насадку, обеспечивающую равномерный нагрев исходного сырья.

Изобретение относится к технологии сжигания жидких горючих веществ и может быть использовано для безопасной утилизации топлив неизвестного химического и разного фракционного состава.

Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов // 2659983

Изобретение относится к системам утилизации и может быть использовано на тепловых электрических станциях, на углеобогатительных фабриках, нефтеперерабатывающих заводах при утилизации гидрошламов и нефтешламов, а также на энерготехнологических комплексах при утилизации осадков сточных вод.

Пиролизная установка для утилизации нефтешламов // 2649357

Изобретение относится к области переработки жидких отходов путем их пиролиза и может быть использовано для утилизации промышленных отходов органического происхождения.

Способ и система сжигания выбросов // 2625883

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания многофазного углеводородного флюида содержит многофазный расходомер, имеющий впускное отверстие многофазного расходомера, находящийся в соединении с источником многофазного углеводородного флюида, а также выпускное отверстие многофазного расходомера, при этом многофазный расходомер сконфигурирован для определения содержания воды в многофазном углеводородном флюиде; горелку, имеющую топливное отверстие, находящееся в соединении с выпускным отверстием многофазного расходомера для получения первичного потока топлива многофазного углеводородного флюида, и воспламенитель, сконфигурированный для зажигания пламени в горелке для сжигания многофазного углеводородного флюида; источник вспомогательного топлива, имеющий соединение с топливным отверстием горелки; клапан вспомогательного топлива, размещенный между источником вспомогательного топлива и топливным отверстием горелки, при этом клапан вспомогательного топлива имеет первое положение, сконфигурированное для блокирования потока вспомогательного топлива в топливное отверстие горелки, и второе положение, сконфигурированное для допуска потока вспомогательного топлива к топливному отверстию горелки; контроллер, функционально соединенный с многофазным расходомером и клапаном вспомогательного топлива, при этом контроллер программируется для управления потоками первичного и вспомогательного топлива на основании содержания воды в многофазном углеводородном флюиде.

Камера сгорания теплогенератора // 2616962

Изобретение относится к устройствам получения тепла за счет сжигания жидких отходов углеводородного состава. Технический результат - повышение эффективности горения.

Способ утилизации жидкой фазы отходов бурения // 2599743

Изобретение относится к способам переработки и утилизации отходов бурения в период испытания или освоения скважины. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности ликвидации жидкой фазы отходов бурения отработанных буровых растворов, а также повышение экологической защиты окружающей среды.

Горелочное устройство для сжигания сырой нефти // 2585334

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сырой нефти с целью ее утилизации. Горелочное устройство для сжигания сырой нефти содержит раму, смесительную головку, закрепленную на раме и включающую в себя блок подачи сжатого воздуха, блок подачи сырой нефти, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунки, расположенные по концентрическим окружностям и связывающие между собой блок подачи сжатого воздуха и блок подачи сырой нефти, состоящие из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи сырой нефти, причем в его выходной части расположена вставка с профилированным осевым каналом, при этом в ее выходной части выполнены каналы, расположенные под углом к оси форсунки, втулку с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающую с зазором наконечник и соединенную с блоком подачи сжатого воздуха, при этом на торце втулки закреплено сопло, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, трубопровод сжатого воздуха и трубопровод сырой нефти, соединенные со смесительной головкой.

Горизонтальная факельная установка для сжигания жидких углеводородов при пробной эксплуатации и исследовании скважин // 2563943

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в процессе добычи жидких углеводородов, в частности для вынужденного бездымного сжигания жидких углеводородов, в том числе нефти, накапливаемой в период пробной эксплуатации и исследования нефтяных скважин непосредственно на промысле, а также на морских нефтяных платформах.

Реактор для утилизации отработанных масел // 2534421

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для утилизации отработанных масел или других аналогичных жидкостей в процессе их дальнейшей переработки, например при пиролизе отходов отработанных масел, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях производства.

Способ обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, с одновременным осаждением растворенных солей металлов и устройство для его осуществления // 2485400

Изобретение относится к способу обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, включающему сжатие отходов и окислителя до давления Р>РкрН2О с последующей подачей в реактор.

Способ переработки органических отходов // 2676295

Изобретение относится к области энергетики, в частности к альтернативным независимым источникам получения тепловой и электрической энергии, жидких и газообразных энергоносителей, а также полезных химических продуктов при пиролизной переработке органических отходов, в том числе осадка сточных вод.

Установка пиролиза отходов // 2672363

Изобретение относится к утилизации отходов, содержащих вещества органического происхождения и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, коммунальной, сельскохозяйственной и других отраслях хозяйства.

Комплекс для переработки твердых отходов // 2667985

Изобретение относится к комплексной переработке твердых отходов и может быть использовано для утилизации органических твердых бытовых и иных твердых отходов. Техническим результатом является упрощение конструкции системы, повышение ее надежности, повышение эффективности переработки бытовых отходов, а также обеспечение максимальной безотходности процесса пиролиза бытовых отходов с одновременным повторным использованием в операциях процесса пиролиза рабочих тел, полученных в предыдущих операциях, с получением на выходе процесса синтетического газа.

Установка для утилизации отходов // 2667398

Изобретение относится к переработке (утилизации) отходов коммунальных служб, городских хозяйств, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Техническим результатом является обеспечение равномерности прогревания ложа пиролизного реактора и, как следствие, стабильного протекания процесса пиролиза, что в свою очередь сказывается на качестве реакции пиролиза и приводит к увеличению объема перерабатываемого сырья, а также обеспечение равномерного смешивания холодного воздуха с теплоносителем для обеспечения регулирования температуры в топке пиролизного реактора.

Установка термохимической переработки углеродосодержащего сырья (варианты) // 2666347

Группа изобретений относится к средствам переработки углеродосодержащего сырья и может быть использована в коммунальном, сельском хозяйствах, в индустрии деревопереработки, в горнодобывающей и нефтехимической отраслях.

Устройство для термической утилизации углеводородсодержащих отходов, оснащенное вихревой камерой сгорания с внутренним пиролизным реактором, и способ его работы // 2663312

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для термической утилизации углеводородсодержащих отходов оснащено вихревой камерой сгорания с внутренним пиролизным реактором и содержит бункер для отходов, соединенный с вихревой топкой посредством вращающегося шнека подачи отходов, приводящегося в движение редуктором напрямую, при этом вихревая камера сгорания выполнена из левого, правого основания и обечайки.

Способ газификации твердого топлива и устройство для его осуществления // 2663144

Изобретение относится к химической технологии и теплоэнергетике на основе переработки местного низкосортного углеродсодержащего сырья, в том числе битуминозного (древесины, торфа, бурых углей, различных отходов), путем газификации с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород, для последующего использования в качестве силового газа в транспортных и энергетических установках.

Способ газификации твердого топлива и устройство для его осуществления // 2662440

Изобретение относится к теплоэнергетике с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород, для последующего использования в качестве силового газа в транспортных и энергетических установках.

Пиролизный котел-утилизатор // 2660987

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкциям водогрейных аппаратов, и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения.

Способ и система для проведения газификации углеродсодержащего сырья // 2660152

Изобретение относится к газификации углеродсодержащего сырьевого материала и, в частности, к газификации углеродсодержащего сырьевого материала, включая сверхкритическую пиролитическую обработку.