початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2259385

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ТОРФУ

Ім'я винахідника: Котельников В.А. (RU); Подзоров А.І.
Ім'я патентовласника: Котельников Володимир Олександрович (RU); Подзоров Олександр Іванович
Адреса для листування: 101990, Москва, Петроверігскій пров., 4, "Агентство Єрмакова, Столярова і Партнери", пат.пов. Е.А.Ермаковой
Дата початку дії патенту: 2004.03.11

Спосіб безвідходної переробки торфу відноситься до хімічної, нафтохімічної промисловостям, сільському господарству і теплоенергетиці. Спосіб здійснюють шляхом двоступеневого нагріву торфу з можливістю отримання газоподібної і твердої складових. На першому місці торф висушують до вологості не більше 15% шляхом його порціонної подачі по 350-1050 г / сек і нагрівання до температури 120 ± 5 ° С. Пара, що утворилася і топкові гази очищають і відводять. На другому щаблі твердий залишок нагрівають до температури 520-530 ° С без доступу кисню протягом 1-6 сек, потім охолоджують і утворився пірогазу конденсируют до утворення рідкого палива. Дане технічне рішення дозволяє оптимізувати процес переробки торфу і знизити енерговитрати і матеріальні витрати при збільшенні продуктивності і ККД використання торфу.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до переробки торфу і може знайти застосування в галузях нефтеобработкі, теплоенергетики сільського господарства та інших галузях промисловості.

Відомий спосіб термічної переробки органічних речовин, що полягає в тому, що термічну переробку здійснюють за рахунок нагріву речовин до температури розкладання при одночасному і безперервному ущільненні, а захисну середу створюють за рахунок газів, що утворюються при розкладанні матеріалів з недоліком окислювача (патент РФ 2119124, МКИ F 23 G 5/027, 1998).

Недоліками відомого способу є: необхідність високоінтенсивного підведення енергії, що обмежує кількість переробляється продукту; складність поділу отриманих продуктів; висока енергоємність і низька продуктивність.

Найбільш близьким відомим способом є спосіб переробки органічних речовин (патент РФ 2201951, МКИ G 01 B 49/00, 2002), включаючи торф шляхом його многостадийного нагріву з можливістю отримання газоподібної і твердої складових. Нагрівання здійснюють в дві послідовні стадії з можливістю отримання водяної пари при температурі 200-375 ° С на першій стадії і з можливістю отримання горючих газів при температурі нагріву 550-750 ° С в залежності від виду органічної речовини.

Недоліком відомого способу є високий рівень втрат у вигляді відходів, значна енергоємність і низька якість одержуваних вторинних продуктів.

Таким чином, завданням, на яку направлено заявлений винахід, є створення способу безвідходної переробки торфу, який не містив би зазначених недоліків.

Вирішуючи це завдання, досягається технічний результат, що полягає в мінімізації відходів переробки торфу, підвищенні якості піротопліва, добрив, водяної пари, одержуваних в процесі переробки торфу, при зниженні енергоємності процесу і зниженні тепловтрат в навколишнє середовище, при підвищеній швидкості процесу.

Іншим технічним результатом є можливість здійснення практично безвідходної, екологічно чистої переробки торфу з найменшими енерго- і матеріальними витратами при збільшенні продуктивності і ККД використання торфу.

і досягається технічний результат, що полягає в оптимізації процесу переробки торфу за рахунок подачі такої кількості торфу, яке збільшує продуктивність способу, і за рахунок інтенсивного підведення енергії в два етапи: до температури сушки торфу, що виключає утворення смолистих речовин, і різко до температури освіти піролізного газу , при протіканні екзотермічніреакцій, що не вимагає додаткового підведення зовнішньої енергії і і покращує характеристики готових перероблених продуктів.

Технічний результат досягається наступним чином.

Відповідно до запропонованого способу безвідходної переробки торфу шляхом двоступеневого нагріву з можливістю отримання газоподібної і твердої складових на першому місці торф висушують до вологості не більше 15% шляхом його порціонної подачі по 350-1050 г / сек і нагрівання до температури 120 ± 5 ° С. Пара, що утворилася і топкові гази очищають і відводять для використання в муніципальних енергетичних системах, на другій стадії твердий залишок різко нагрівають до температури 520-530 ° С без доступу кисню протягом 1-6 сек, піролізний газ надходить в систему конденсації для отримання рідкого піролізного палива . Тверде вуглисту речовина з реактора після охолодження (до температури 40 ° С) направляється для подальшого використання як заміна калійних добрив або напівкокс для застосування в металургії.

Заявлений температурний режим переробки торфу за запропонованим способом є оптимальним і ґрунтується на теоретичних розрахунках теплоемкостей вихідного (торфу) і одержуваних речовин і підтверджується емпірично.

Температура сушки на першій стадії встановлена ​​120 ± 5 ° С, щоб виключити процес бертінірованія (освіти смолистих речовин), який для торфу може відбуватися в інтервалі 130-170 ° С. Температура в реакторі (піролізної камері) становить 520-530 ° С. В даному температурному інтервалі переважаючими для торфу є екзотермічні реакції, тобто реакції, які йдуть з виділенням теплоти і не вимагають підведення зовнішньої енергії.

Час першої стадії - сушіння торфу не має обмежень. Основний визначальний фактор проходження цієї стадії - вологість торфу на виході. Після сушіння вона повинна бути не більше 15%. Час піролізу на другій стадії в реакторі не повинно бути більше 6 секунд. Високошвидкісний піроліз відбувається в часовому інтервалі 0,7-6,1 сек. Тому оптимальний час перебування частинок торфу в реакторі знаходиться в інтервалі 1,0-6,0 сек.

Продуктивність процесу вибирається виходячи з економічної доцільності, мінімізації конструктивних розмірів установки і конструкторських рядів. Мінімальна продуктивність конструкторського ряду обрана 100-300 г / сек сухого торфу в реакторі.

Виходячи з продуктивності реактора, продуктивність процесу сушіння повинна перевищувати продуктивність реактора не менше ніж в 3,5 рази.

Висока швидкість процесу забезпечується високоинтенсивним підведенням енергії, що і знижує тепловтрати в навколишнє середовище. Значний виграш енергії досягається при проведенні процесів, що протікають при наближенні параметрів торфу до кордону існування похідних торфу в конденсованої фазі (до «спінодалі»). Чим ближче параметри торфу наближаються до параметрів «спінодалі», тим вище швидкість процесу і нижче тепловтрати, а отже, більш економічно вигідний процес. Підвищення якості одержуваного піротопліва здійснюється завдяки меншій змістом в процесі переробки торфу смолистих речовин, за рахунок виключення бертінірованія з процесу переробки торфу.

На кресленні зображена схема запропонованого способу.

Далі винахід буде описано більш детально з посиланням на креслення, на якому зображена схема здійснення заявленого способу за допомогою піролізної установки. На початковому етапі, використовуючи пропан (приблизно 15 кг), розігрівають реактор до температури ~520 ° С. Тривалість приведення установки в робочий режим ~4,5 години. Розігріте повітря разом з топковими газами через теплообмінник встановлює температуру в сушці 120 ± 5 ° С. Шнеком вологий торф по 350-1050 г / сек і вологістю 60-65% подається в сушарку, яка працює в режимі псевдорідинному - режим циркулюючого киплячого шару (ЦКШ). Відмінною здатністю запропонованої технології переробки торфу є можливість спалювання одержуваного в установці газу. Це дозволяє вирішити багато екологічних завдання і підвищити ступінь спалювання палива.

Потім за допомогою затвора-дозатора з продуктивністю 100 г / сек по сухому торфу торф з вологістю 15% подається в реактор, де з тривалістю 1,0~6,0 секунд відбувається високошвидкісний піроліз торфу (екзотермічні реакції) з утворенням піролізного газу і твердого углистого речовини .

Для піролізу торфу економічно більш вигідна безпосередня переробка його в установці, оскільки в цьому випадку не потрібно повторне нагрівання торфу до температури його сушіння. Однак газ спалюється і в іншому місці.

Піролізний газ прямує в пристрій конденсації (конденсатор) для отримання рідкого піролізного палива (піротопліва), складується, а потім направляється для використання як вихідна сировина в нафтохімічній промисловості, як ПММ автомобільної і локомотивної техніки, замінник мазуту та пічного палива для різноманітних ТЕЦ і котелень. Що залишився після конденсації газ направляється для спалювання.

Тверде вуглисту речовина охолоджується і складується, а потім направляється для використання в сільському господарстві як добриво, а в металургію як дріб'язок складова.

Для управління температурними режимами, а й для охолодження і конденсації продуктів піролізу та сушіння торфу використовується вода і повітря.

Виділилася теплота при цьому прямує в систему муніципального опалення або парогенераціі для вироблення електроенергії.

Інтенсивний теплопідводу здійснюється за рахунок швидкої зміни температури, причому нагрів торфу переважно проводиться за рахунок горіння торфу і / або газу, а й може проводиться за рахунок використання електроенергії або використання будь-яких інших джерел енергії.

В процесі (після сушіння торфу) виходять газоподібні речовини і твердий осад, що складається переважно з неорганічних речовин. Газоподібна фракція направляється на спалювання або охолодження. При охолодженні відбувається конденсація фракцій, які використовуються по різному призначенню.

Твердий осад, отриманий в результаті піролізу торфу, якщо це необхідно, дожигается до повного видалення органічних речовин, модифікується і після охолодження використовується як добриво.

Оскільки вихідні речовини і речовини, що утворюються в процесі, нагріваються до високої температури, то для отримання максимальної економічної вигоди може проводитися їх охолодження за рахунок нагріву води, наприклад, використовуваної для опалення.

Характеристики одержуваних речовин

1. Рідке Піролізне паливо.

Клас ПММ, склад близький до дизельного палива марки ДТЛ по Російському стандарту. З 100 грамів палива (сухого торфу) при даному способі обробки виходить близько 65 грамів піротопліва.

2. Тверде вуглисту речовина.

За своїм хімічним складом вуглисту речовина, отримане після піролізу торфу, знаходиться між напівкоксом і коксом, що дозволяє застосовувати його в металургії. За способом впливу, при застосуванні в сільському господарстві як добриво, рівнозначно калійним добривам. З 100 грамів сухого торфу виходить 15 грамів твердого углистого речовини.

3. Що виділяється теплота.

При даному способі переробки торфу виділилася теплота за своїм енергетичного впливу рівнозначна теплоті, одержуваної в ТЕЦ і котелень. Відповідно до цього отримується теплота може мати широкий спектр застосування в муніципальному господарстві як альтернатива існуючим способам одержання тепла.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб безвідходної переробки торфу шляхом його двоступеневого нагріву з можливістю отримання газоподібної і твердої складових, що відрізняється тим, що на першому місці торф висушують до вологості не більше 15% шляхом його порціонної подачі по 350-1050 г / с і нагрівання до температури 120 ± 5 ° с, при цьому пара, що утворилася і топкові гази очищають і відводять, на другому ступені твердий залишок нагрівають до температури 520-530 ° с без доступу кисню протягом 1-6 с, потім охолоджують і утворився пірогазу конденсируют до утворення рідкого палива.

Версія для друку
Дата публікації 07.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів