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 RU2182684

ВСТАНОВЛЕННЯ І СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ОРГАНІЧНОГО СИРОВИНИ В ПАЛИВНІ КОМПОНЕНТИ

Ім'я винахідника: Куликов Н.В .; Лозовий П.С .; Насосів С.І.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю Науково-виробниче підприємство "БІОТОП"
Адреса для листування: 690600, м.Владивосток, Океанський ін., 13-а, Приморська торгово-промислова палата, Фірма "Патентування та реклама"
Дата початку дії патенту: 2000.06.16

Винаходи відносяться до пристроїв і способам для переробки органічної сировини в паливні компоненти шляхом піролізу і можуть бути використані для утилізації побутових і комунальних відходів, а й при переробці вугілля низького ступеня вуглефікації і різної зольності, мулів і т.п. Установка для переробки органічної сировини включає приймальний бункер для подачі сировини, реактор для піролізу з реакційної камерою, систему поділу парогазообразной суміші і засіб для вивантаження, у верхній частині реактора для піролізу додатково розміщений шлюзовий дозатор завантаження з приводом, в нижній частині реактора виконана кільцева топкова камера , розташована навколо реактора для піролізу, а засіб для вивантаження виконано у вигляді шлюзового дозатора вивантаження з приводом. Кільцева топкова камера має тангенціальні підводи для введення зворотного газу і повітря. Вхід кільцевої камери згоряння обладнаний пальником з пристосуванням для іонізації і дугового займання вводяться паливних компонентів, а виходи виконані радіальними і розміщені по периметру реакційної камери реактора для піролізу. Вхідні в установку шлюзові модулі завантаження і вивантаження, що мають нову конструкцію, і нова компоновка системи поділу парогазообразной суміші дозволяють при реалізації в ній заявляється способу отримувати якісні паливні компоненти, що володіють високою калорійністю: паливну рідину, брикетований напівкокс і піролізний газ. Технічний результат: підвищення ефективності та надійності процесу, зниження вартості.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винаходи відносяться до пристроїв і способам для переробки органічної сировини в паливні компоненти шляхом піролізу і можуть бути використані для утилізації побутових і комунальних відходів, а й при переробці вугілля низького ступеня вуглефікації і різної зольності, мулів і т.п.

Відома установка для піролізу побутових і комунальних відходів, що містить приймальну воронку, завантажувальний пристрій у вигляді вертикального стояка, забезпеченого дозуючим механізмом шіберногі типу, швельшахту, систему поділу газоподібної суміші, що включає газохід з заслінкою і конденсатором для відводу горючих газів і рідкого палива і газохід з заслінкою для відводу димових газів, що включає підігрівач повітря, систему очищення газів і газоаналізатор, і пристосування для відведення твердого залишку у вигляді льотки з гідрозатворів.

Спосіб для переробки побутових і комунальних відходів, що реалізується в вищеописаної установці, включає завантаження вихідної сировини, витяг твердого залишку у вигляді шлаку і поділ газоподібної суміші на рідку і газоподібну складові піролізних газів. Нагрівання вихідної сировини і реакцію піролізу в конвертері здійснюють за допомогою частини димових газів, що утворюються в результаті піролізу і перед поверненням в газогенератор додатково підігріваються в воздухоподогревателе до 600 ^o С, а іншу частину відпрацьованих димових газів пропускають через систему очищення газів і викидають в атмосферу (авторське свідоцтво СРСР, 699287, кл. F 23 G 5/00, опубл. 1979).

Однак всі наведені вище установка і спосіб при утилізації побутових і комунальних відходів дозволяють отримати тільки рідке і газоподібне паливо і не забезпечують можливості отримання твердого палива палива. В даній установці процес піролізу протікає при явно надмірному вмісті кисню в зоні піролізу, що веде до зайвого окислення продуктів піролізу і знижує якість і кількість одержуваних паливних компонентів. Відоме пристрій вимагає наявності системи очищення газів, що здорожує конструкцію в цілому. Більш того, одержуваний після закінчення піролізу твердий залишок у вигляді шлаку вивозиться у відвали, що не сприяє вирішенню екологічної проблеми.

Відома установка для переробки деревних відходів, що включає сушилку, оснащену гвинтовим конвеєром, бункер для прийому сировини після сушіння, пристосування для подачі сировини, конвертер для піролізу висушеної сировини. У верхній частині конвертера розміщений відведення для піролізних газів, оснащений пристосуванням для впорскування паливної рідини, що забезпечує охолодження піролізних газів з метою запобігання крекінгу. Відведення з'єднаний з системою поділу парогазообразной суміші, що містить витяжною ексгаустер, що забезпечує регулювання тиску в реакційній камері конвертера і напрямок потоку газу, циклон, конденсатор з обертовим каплеотстойніком для повного видалення крапель паливної рідини. Конденсатор приєднаний до печі (дожигатель з завихренням) для спалювання Несконденсировавшиеся частини горючих газів. Піч в свою чергу пов'язана з сушаркою для нагріву сировини. У нижній частині конвертера обладнано пристрій для вивантаження углистого речовини, виконане у вигляді горизонтального шнека, з'єднаного конвеєром з герметичним приймачем.

Спосіб роботи даної установки полягає у наступному: попереднє подрібнення деревних відходів до розмірів частинок менше 25 мм, сушку подрібненої сировини при температурі 55-315 ^o С, завантаження висушеної сировини в реактор і протиточний піроліз при 427-760 ^o С. Утворений в результаті піролізу потік парогазообразной суміші випускають через верх конвертера, охолоджуючи на виході паливної рідиною, і направляють в систему поділу парогазообразной суміші, яка забезпечує поділ паливної рідини і піролізних газів, частина з яких (зворотний газ) спалюють для підтримки температури процесу піролізу, а отриманий після спалювання потік газів направляють в сушарку, другу частину піролізних газів використовують для інших цілей. Утворене в результаті піролізу вуглисту речовина за допомогою шнека вивантажують в бункер (Біомаса як джерело енергії, під редакцією С. Соуфера, О. Заборський, Москва, "Світ", 1985, с. 183-187).

Незважаючи на те, що дана установка дозволяє переробляти відходи з отриманням паливної рідини, горючих газів і твердого углистого речовини, вона, як і установка по авторському свідоцтву СРСР 699287, не позбавлена ​​недоліків. До недоліків слід віднести можливість переробки в даній установці тільки відходів деревного виробництва (кори, тирси) і шкірки горіха, і необхідність попереднього подрібнення сировини до розмірів частинок менше 25 мм. Крім того, в цій установці процес піролізу протікає при явно надмірному вмісті кисню в зоні піролізу, що веде до зайвого окислення продуктів піролізу і знижує якість і кількість одержуваних паливних компонентів.

Основним завданням, на вирішення якої спрямовано заявлені пристрій і спосіб для переробки органічної сировини в паливні компоненти, є збільшення ефективності процесу, при підвищенні надійності, і здешевлення процесу.

Єдиним технічним результатом, що досягається при здійсненні заявленої групи винаходів, є отримання паливних компонентів у вигляді твердого, рідкого і газоподібного палива, що володіють підвищеною теплотою згоряння і високої якості, за рахунок повного виключення кисню із зони піролізу.

Зазначений технічний результат досягається тим, що певною установці для переробки органічної сировини, що містить засіб для подачі сировини, реактор для піролізу з реакційної камерою, систему поділу парогазообразной суміші і засіб для вивантаження, відповідно до винаходу, система поділу парогазообразной суміші виконана у вигляді послідовно встановлених циклону , каталітичної насадки, конденсатора, масообмінних колони, відцентрового активного циклону, відцентрового вентилятора і шиберного регулятора; як засіб для вивантаження встановлений шлюзовий дозатор вивантаження, виконаний у вигляді коробчатого корпусу, всередині якого закріплені верхня і нижня плити з двома циліндричними отворами і прямокутний блок, який має циліндричну камеру в середній частині і встановлений з можливістю зворотно-поступального переміщення між верхньою і нижньою плитами , при цьому верхня плита з'єднана через перше циліндричний отвір з нижньою частиною реактора для піролізу, а через друге циліндричний отвір з парової камерою, забезпеченою розприскувачем і кришкою, до якої прикріплений патрубок для відводу пара, а нижня плита через друге циліндричний отвір з'єднана з камерою гасіння , забезпеченою відкидною кришкою; реактор для піролізу забезпечений кільцевої топкової камерою, розташованою в нижній частині навколо його реакційної камери.

Постачання установки системою поділу парообразной суміші, яку виконують у вигляді послідовно встановлених циклону, каталітичної насадки, конденсатора, масообмінних колони, відцентрового активного циклону, відцентрового вентилятора і шиберного регулятора, дозволяє виділити з парогазообразной суміші, що виходить з реактора, воду, зважені частинки углистого залишку ( пил), шкідливі домішки і отримати паливні компоненти у вигляді паливної рідини і піролізного газу.

Частинки пилу і шкідливі домішки видаляються в циклоні. Включення в систему поділу парогазообразной суміші каталітичної насадки сприяє переведенню газоподібних вуглеводнів в рідкі вуглеводні, підвищуючи вихід паливної рідини, і додатково очищає парогазообразную суміш від шкідливих домішок.

У конденсаторі конденсується до 90% води, що входить в парогазообразную суміш, яка виводиться з процесу і, пройшовши через холодильник, збирається в збірнику конденсату.

Введення в систему поділу парогазообразной суміші масообмінних колони дозволяє відокремити паливну рідину від піролізних газів. Підключення збірника паливної рідини через холодильник до масообмінних колоні дозволяє збирати паливну рідину і використовувати її в подальшому в якості паливного компонента.

Включення в систему поділу парогазообразной суміші відцентрового активного циклону дозволяє видалити залишкові краплі паливної рідини і отримати очищений піролізний газ.

Постановка в вищезгадану систему шиберного регулятора дозволяє розділити отриманий очищений піролізний газ на два потоки, один з яких, так званий зворотний газ, повертають в процес. Зворотний газ за допомогою відцентрового вентилятора направляють в кільцеву топку. Інший потік очищеного піролізного газу направляють в теплогенератор на дожигание, який одним виходом з'єднаний з сушаркою, а іншим - через вентилятор з трубою викиду.

Включення в систему поділу парогазообразной суміші теплогенератора дозволяє не тільки уникнути забруднення навколишнього середовища (відсутній викид газів, що містять недоокислені продукти реакції, в атмосферу), але і підвищити ККД заявляється установки, тому що тепло, що утворить при спалюванні частини піролізних газів, яке не потрібно для забезпечення процесу піролізу, використовується для сушки вихідної сировини, і тільки після цього повністю окислені продукти горіння відводяться вентилятором в трубу викиду.

Постачання реактора для піролізу шлюзовими дозаторами завантаження і вивантаження дозволяє проводити процес піролізу безперервно, забезпечувати подачу сировини і вивантаження углистого твердого залишку, одержуваного в ході піролізу у вигляді напівкоксу, певними порціями і, тим самим, автоматизувати процес і регулювати швидкість і температуру процесу піролізу.

Шлюзовий дозатор завантаження виконаний у вигляді коробчатого корпусу, всередині якого закріплені верхня і нижня плити з циліндричними отворами, між якими встановлено з можливістю зворотно-поступального переміщення прямокутний блок з циліндричною камерою в середній частині, при цьому циліндричні отвори верхньої та нижньої плит і циліндрична камера прямокутного блоку мають однаковий діаметр.

Пропонована конструкція шлюзового дозатора завантаження і виконання циліндричних отворів у верхній і нижній плитах діаметром, що збігається з діаметром циліндричної камери прямокутного блоку, не тільки забезпечують герметичність шлюзового дозатора завантаження, але і перешкоджають при зворотно-поступальному русі прямокутного блоку, тобто при завантаженні сировини, потрапляння повітря в реакційну камеру реактора для піролізу, запобігаючи можливості проходження окислювальних процесів під час піролізу. Постачання шлюзового дозатора завантаження приводом дозволяє автоматизувати процес завантаження сировини, підключивши його до електронного блоку управління.

Кільцева топкова камера має тангенціальні підводи для введення паливних компонентів: зворотного газу, що представляє собою частину очищеного піролізного газу, що повертається в процес, і повітря. Вхід кільцевої камери згоряння обладнаний пальником з пристосуванням для іонізації і дугового займання вводяться паливних компонентів, відомим в літературі, зокрема, як "плазматрон", а виходи виконані радіальними і розміщені по периметру реакційної камери реактора для піролізу, саме, через ці виходи топковий газ , що утворюється після спалювання в кільцевої топкової камері паливних компонентів, надходить в реакційну камеру для піролізу.

Розміщення кільцевої камери згоряння безпосередньо в реакторі для піролізу, в нижній його частині, веде не тільки до підвищення ефективності процесу, а й до компактності установки в цілому. Постачання реактора тангенціальними підводами паливних компонентів забезпечує рівномірну температуру по периметру кільцевої камери згоряння, що сприяє повному спалюванню паливних компонентів з отриманням топкового газу, вільного від кисню, який може негативно впливати на процес піролізу сировини. Подача топкового газу, що утворився після спалювання паливних компонентів в кільцевої топкової камері, в реактор для піролізу через радіальні виходи, розміщені по периметру реакційної камери реактора для піролізу, забезпечує рівномірний прогрів сировини і інтенсифікує процес піролізу. Розміщення на вході в кільцеву топку пальника з плазматрон веде до активізації процесу горіння і дозволяє повністю спалювати кисень повітря в суміші зі зворотним газом, з отриманням топкового газу, з високою температурою.

Шлюзовий дозатор вивантаження виконують у вигляді коробчатого корпусу, всередині якого закріплені верхня і нижня плити з двома циліндричними отворами. Прямокутний блок, який має циліндричну камеру в середній частині, встановлюють з можливістю зворотно-поступального переміщення між верхньою і нижньою плитами. Перше циліндричний отвір верхньої плити з'єднують через патрубок з нижньою частиною реактора для піролізу, а її друге циліндричний отвір з'єднують з парової камерою, забезпеченою розприскувачем і кришкою, до якої кріпиться патрубок для відводу пара; нижню плиту через друге циліндричний отвір з'єднують з камерою гасіння, забезпеченою відкидною кришкою.

Циліндричні отвори у верхній і нижній плитах і циліндричну камеру прямокутного блоку в шлюзовому модулі вивантаження, так само як і в шлюзовому модулі завантаження, виконують однакового діаметра. Перше циліндричний отвір нижньої плити постачають заглушкою для аварійної розвантаження реактора для піролізу і ревізії внутрішньої порожнини реакційної камери.

Виконання циліндричних отворів рівного діаметру і верхньої і нижньої плитах і циліндричної камері прямокутного блоку, що переміщається зворотно-поступально, забезпечує герметичність реакційній камері реактора для піролізу і запобігає потраплянню повітря в реакційну камеру під час вивантаження твердого углистого залишку (напівкоксу). Підключення до другого циліндричного отвору верхньої плити парової камери з розприскувачем і кришкою, а камери гасіння з відкидною кришкою до другого циліндричного отвору нижньої плити дозволяють автоматизувати процес охолодження і вивантаження твердого углистого залишку з реактора для піролізу, вести охолодження дозованою кількістю води, що забезпечує отримання твердого углистого залишку з низьким вмістом вологи.

Реактор для піролізу постачають рівнеміром контактного типу, що включає датчик-щуп, що сигналізує пристосування і привід. Цей пристрій визначає наявність сировини в реакторі для піролізу і в разі відсутності подає сигнал на привід шлюзового дозатора завантаження сировини.

Уровнемер контактного типу дозволяє контролювати рівень сировини в реакційній камері і автоматизувати процес завантаження сировини і підвищити не тільки ефективність заявляється установки, але і її надійність.

Зазначений технічний результат досягається і тим, що у відомому способі переробки органічної сировини, що включає завантаження сировини в реакційну камеру реактора для піролізу, протиточний низькотемпературний піроліз, здійснюваний під невеликим розрідженням в потоці топкового газу, вивантаження углистого твердого залишку і поділ парогазообразной суміші, відповідно до винаходу, поділ парогазообразной суміші ведуть пропусканням парогазообразной суміші через циклон, каталітичну насадку в конденсатор, де конденсируют і видаляють з неї воду, яку охолоджують і виводять з процесу, звільнену від води газоподібним суміш подають на масообмінних колону для відділення паливної рідини, яку потім охолоджують і виводять з процесу, а піролізний газ направляють у відцентровий активний циклон, де звільняють від залишкових крапель паливної рідини, після чого очищений піролізний газ за допомогою шиберного регулятора поділяють на два потоки: перший з них - зворотний газ, направляють в кільцеву топку реактора для піролізу, а інший - в теплогенератор на дожигание, отримані в теплогенераторі продукти горіння направляють на сушку сировини. Підсушене сировину завантажують в реактор для піролізу через шлюзовий дозатор завантаження.

Створення в реакційній камері реактора для піролізу невеликого розрідження (тиск трохи нижче атмосферного) виключає вихід парогазообразной суміші при зворотно-поступальному русі прямокутних блоків шлюзових модулів завантаження і вивантаження, знижуючи тим самим вибухо-пожежонебезпека установки. Експериментально встановлено доцільність проведення піролізу при температурах не вище 650 ^o С, що сприяє більшому виходу паливних компонентів, а й отримання твердого углистого залишку у вигляді напівкоксу, який може бути використаний надалі як повноцінне паливо.

Пропонована послідовність поділу парогазообразной суміші дозволяє не тільки отримати якісні паливні компоненти - напівкокс, піролізний газ і паливну рідину, забезпечуючи при цьому більший вихід рідких компонентів, але і запобігти забрудненню навколишнього середовища шкідливими домішками.

Зворотний газ і повітря подають в кільцеву топку тангенциально, при цьому зворотний газ подають у підвищеній концентрації по відношенню до повітря, щоб забезпечити повне згоряння кисню, що міститься в повітрі. Отриманий в результаті згорання топковий газ, який не містить кисню, складається в основному з азоту, що не бере участі в горінні, але є основним теплоносієм, залишків піролізного газу, вуглекислого газу та інших продуктів горіння.

Рух вихідної сировини і топкового газу, що нагріває сировину, здійснюється противоточно. Топковий газ надходить в реактор для піролізу знизу через радіальні виходи, розташовані по периметру кільцевої камери згоряння, омиває надходить зверху через шлюзовий дозатор завантаження сировину, забезпечуючи його рівномірний прогрів до температури сублімації летучих компонентів.

Здійснення завантаження вихідної сировини через шлюзовий дозатор завантаження, а вивантаження через шлюзовий дозатор вивантаження дозволяють автоматизувати процес переробки органічної сировини, підвищити його ефективність, одночасно підвищуючи надійність процесу, підтримувати температуру процесу піролізу і тиску, наближені до природних процесів, і уникнути тим самим вибухонебезпечних ситуацій.

Сировина через шлюзовий дозатор завантаження завантажують в реакційну камеру реактора для піролізу порціями. Спрацьовування приводу шлюзового дозатора завантаження відбувається по сигналу рівнеміра контактного типу. Здійснюючи періодичні зворотно-поступальні рухи, датчик-щуп рівнеміра контактного типу впирається в щільне сировину при його наявності, або провалюється при його відсутності. При провалювання датчик-щупа сигналізує пристосування рівнеміра контактного типу виробляє сигнал, що приводить в дію шлюзовий дозатор завантаження через його привід, і відбувається завантаження в реакційну камеру реактора для піролізу наступної порції сировини.

Вуглистий твердий залишок вивантажують автоматично через шлюзовий дозатор вивантаження з одночасним охолодженням, в пропорційній залежності від роботи шлюзового дозатора завантаження. Спрацьовування приводу шлюзового дозатора вивантаження залежить від роботи шлюзового дозатора завантаження і контролюється найпростішим программатором, що сприймає сигнали від спрацювання приводу шлюзового дозатора завантаження при заданих кількостях тактів руху шлюзового дозатора завантаження. Автоматизація процесів завантаження і вивантаження сировини дозволяє знизити обслуговуючий персонал установки і збільшити її безпеку.

Заявляється способом можна переробляти різні види органічної сировини, наприклад, побутові та комунальні відходи, вугілля низького ступеня вуглефікації і різної зольності, мули і т.п., в брикетної і кулькоподібних формі розміром від 30 до 50 мм.

Винаходи ілюструються наступними кресленнями.

Фиг.1 - установка для переробки органічної сировини, загальна схема.

Фиг.2 - то ж, схема шлюзового дозатора завантаження.

Фіг. 3 - те ж, схема шлюзового дозатора вивантаження; на фіг.4 - то ж, перетин кільцевої камери згоряння.

Установка для переробки органічної сировини містить приймальний бункер 1 для сировини, що подається в реактор для піролізу, що складається з корпусу 2 реактора для піролізу з розміщеною всередині реакційної камерою 3, завантажувальної камери 4 і зольной камери 5. У верхній частині корпусу 2 реактора для піролізу встановлений шлюзовий дозатор 6 завантаження, забезпечений приводом 7. Шлюзовой дозатор 6 завантаження має наступну конструкцію: всередині коробчатого корпусу 8 закріплені верхня плита 9 і нижня плита 10 з циліндричними отворами 11 і 12. Між верхньою плитою 9 і нижньою плитою 10 розміщений з можливістю зворотно-поступального переміщення прямокутний блок 13, який має циліндричну камеру 14 в середній частині. Діаметри циліндричних отворів 11 у верхній плиті 9 і 12, в нижній плиті 10 і циліндричної камери 14 прямокутного блоку 13 однакові. Нижня плита 10 жорстко закріплена в коробчатому корпусі 8 і має рівну поверхню для ковзання по ній прямокутного блоку 13. Від циліндричного отвору 12 нижньої плити 10 відходить патрубок 15 (діаметр патрубка дорівнює діаметру циліндричних отворів) з фланцем (на кресленні не позначений), який приєднаний до завантажувальній камері 4 реактора для піролізу. Верхня плита 9 прикріплена до коробчатому корпусу 8 регулювальними гвинтами (на кресленні не показані), призначеними для регулювання щільності між плитами 9, 10 і прямокутним блоком 13. До циліндричного отвору 11 верхньої плити 9 приєднаний приймальний бункер 1 для сировини, через патрубок 15 на фланці (на кресленні не позначений), який має однаковий діаметр з циліндричним отвором 11 верхньої плити 9. Прямокутний блок 13 забезпечений на торці шарнірно прикріплена тягою (або гвинтовим штоком) (на кресленні не позначена), за допомогою якої прямокутному блоку 13 повідомляється зворотно-поступальний рух від приводу 7 (гідравлічного або гвинтового типу). На коробчатому корпусі 8 шлюзового дозатора 6 завантаження в крайніх позиціях прямокутного блоку 13 встановлені кінцеві вимикачі (на кресленні не позначені) приводу 7. У верхній частині реакційної камери 3 реактора для піролізу розміщений рівнемір 16 контактного типу, що включає датчик-щуп, привід і сигналізує пристрій (на кресленні не показані). До нижньої частини зольной камери 5 прикріплено засіб для вивантаження сировини у вигляді шлюзового дозатора 17 вивантаження, забезпеченого приводом 18. Шлюзовой дозатор 17 вивантаження має наступну конструкцію: всередині коробчатого корпусу 19 закріплені верхня плита 20 і нижня плита 21, що мають по два циліндричних отвори. Циліндричні отвори 22 і 23 у верхній плиті 20 і циліндричні отвори 24 і 25 в нижній плиті 21. Між верхньою плитою 20 і нижньою плитою 21 розміщений з можливістю зворотно-поступального переміщення прямокутний блок 26, забезпечений циліндричної камерою 27 в середній частині. Діаметри циліндричних отворів 22, 23, 24 і 25 в плитах 20 і 21 і циліндричної камери 27 прямокутного блоку 26 однакові. Верхня плита 20 жорстко закріплена в коробчатому корпусі 19 і має рівну поверхню для ковзання по ній прямокутного блоку 26. До циліндричного отвору 22 верхньої плити 20 прикріплений патрубок 28 (з діаметром, рівним діаметру циліндричного отвору 22) з фланцем (на кресленні не позначений), через який він з'єднаний з зольной камерою 5 реактора для піролізу. До циліндричного отвору 23 верхньої плити 20 приєднана циліндрична парова камера 29 з розприскувачем 30 води і патрубком відводу пара (на кресленні показаний), розташованими в кришці 31 циліндричної парової камери 29. Нижня плита 21 і має рівну поверхню для ковзання по ній прямокутного блоку 26 і прикріплена до коробчатому корпусу 19 регулювальними гвинтами (на кресленні не позначені), призначеними для регулювання щільності між плитами 20, 21 і прямокутним блоком 26. Циліндрове отвір 24 ​​нижньої плити 21 забезпечено знімною заглушкою 32 для аварійної розвантаження реактора для піролізу. До циліндричного отвору 25 нижньої плити 21 прикріплена камера 33 гасіння з відкидною кришкою 34. Відкидна кришка 34 має в шарнірному з'єднанні важіль 35. Прямокутний блок 26 має в торці шарнірно прикріплену тягу (або гвинтовий шток) (на кресленні не позначена), за допомогою якої прямокутному блоку 26 повідомляються зворотно-поступальні рухи від приводу 18 (гідравлічного або гвинтового типу). На коробчатому корпусі 19 шлюзового дозатора 17 вивантаження в крайніх позиціях прямокутного блоку 26 закріплені кінцеві вимикачі (на кресленні не позначені) приводу 18 і кінцеві вимикачі (на кресленні не позначені) подачі води на розпилювач 30 води. У нижній частині корпусу 2 реактора для піролізу, перед зольной камерою 5, навколо його реакційної камери 3 встановлена ​​кільцева топкова камера 36, сполучена з реакційної камерою 3 радіальними виходами 37. Кільцева топкова камера 36 забезпечена тангенціальним підведенням зворотного газу 38 і тангенціальним підведенням повітря 39 через пальник 40, встановлену на вході (на кресленні не позначена) в кільцеву топку 36 і обладнану плазматрон (на кресленні не показаний). Для візуального спостереження за процесом горіння кільцева топкова камера 36 забезпечена оглядовим люком 41. У верхній частині корпусу 2 реактора для піролізу є відведення 42, призначений для відводу парогазообразной суміші, що утворюється в процесі термічного розкладання сировини. Відведення 42 приєднаний до системи поділу парогазообразной суміші, що включає: послідовно встановлені циклон 43, каталітичну насадку 44, конденсатор 45 для відділення води, масообмінних колону 46 для відділення паливної рідини, відцентровий активний циклон 47 з приводом 48. Руху летючих компонентів в установці для переробки органічного сировини здійснюється вентилятором 49, підключеним до відцентровому активному циклону 47. на виході вентилятора 49 встановлений шиберний регулятор 50, який здійснює розподіл піролізного газу на два потоки: один з яких - зворотний газ - направляють на тангенціальний підведення 38 зворотного газу для забезпечення процесу піролізу сировини, а інший потік відводять в теплогенератор 51. теплогенератор 51 через шиберний регулятор 52 повідомлений одночасно з сушаркою 53 сировини і з вентилятором 54, який з'єднаний з трубою викиду 55. для відводу і збору рідких складових парогазообразной суміші з установки для переробки органічної сировини передбачено наступне: до конденсатору 45 для збору води приєднаний через холодильник 56 збірник 57 конденсату з насосом 58, к масообмінних колоні 46 через холодильник 59 приєднаний збірник 60 паливної рідини, забезпечений необхідною запірно-регулюючої арматурою (на кресленні не позначена) і насосами 61, 62.

Для регулювання і управління приводами 7 і 18 відповідно шлюзового дозатора 6 завантаження і шлюзового дозатора 17 вивантаження, і рівнеміра контактного типу передбачений електронний блок управління (на кресленні не позначений). Контроль температури процесу піролізу здійснюється термометрами Т1 і Т2, розміщеними в середній частині корпусу 2 реактора і на відводі 42.

Пристрій працює наступним чином

Сировина, спресовані у брикети або кулькоподібних і висушене в сушарці 53, за допомогою завантажувального пристосування (на кресленні не позначено) подають в приймальний бункер 1 для сировини. З приймального бункера 1 для сировини через циліндричний отвір 11 у верхній плиті 9 шлюзового дозатора 6 завантаження сировина надходить в циліндричну камеру 14 прямокутного блоку 13, заповнюючи його повністю. Приводом 7 прямокутного блоку 13 через тягу повідомляється рух у бік циліндричного отвору 12, розташованого в нижній плиті 10. При досягненні циліндричної камери 14 циліндричного отвору 12 порція сировини, що знаходиться в циліндричній камері 14, починає надходити в завантажувальну камеру 4 реактора для піролізу. Після досягнення прямокутним блоком 13 крайнього положення, до повного суміщення циліндричної камери 14 з сировиною і циліндричного отвору 12 в нижній плиті 10, спрацьовує кінцевий вимикач, і прямокутний блок 13 зупиняється, при цьому сировину з циліндричної камери 14 повністю висипається в завантажувальну камеру 4 реактора для піролізу. Потім привід 7 починає рух в зворотному напрямку, переміщаючи прямокутний блок 13 до вихідної точки - до циліндричного отвору 11 у верхній плиті 9 під прийомним бункером 1 сировини.

Рівень сировини в реакторі для піролізу контролюють рівнеміром 16 контактного типу, який приводиться в дію приводом 7, зокрема, від електромагнітного пристрою. При переміщенні датчик-щупа (на кресленні не позначений) рівнеміра 16 всередину порожнини реактора для піролізу відбувається контакт датчик-щупа (або його відсутність) з наявними сировиною: якщо щуп не впирається в сировині і провалюється всередину (що означає відсутність сировини), то спрацьовує кінцевий вимикач датчик-щупа, і сигналізує пристосування рівнеміра 16 контактного типу подає сигнал на привід 7 шлюзового дозатора 6 завантаження, і автоматично починається процес завантаження сировини як описано вище. Зворотно-поступальний рух рівнеміра 16 контактного типу здійснюються за допомогою електронного блоку управління (на кресленні не позначено) через задані проміжки часу.

Сировина, що надходить в реакційну камеру 3 і опускається вниз під дією сили власної ваги, просувається вниз реакційної камери 3 і прогрівається, який їхав назустріч топковим газом, який утворюється в результаті згоряння в кільцевої топкової камері 36 зворотного газу і повітря, що подається в топку 36 тангенціальним підведенням 39 повітря. При цьому зворотний газ подають через тангенціальний підведення 38 зворотного газу в підвищеній концентрації для забезпечення повного спалювання кисню, що міститься в подається повітрі. Вступники зворотний газ і повітря потрапляють на пальник 40, розміщену на вході в кільцеву топку 36 і обладнану плазматрон, який активізує паливні компоненти (зворотний газ і повітря), забезпечуючи тим самим процес горіння і освіти топкового газу, вільного від кисню. Отриманий топковий газ з високою температурою омиває сировину, що знаходиться в реакційній камері 3 реактора для піролізу, при цьому відбувається піроліз сировини. В результаті піролізу з сировини возгоняются летючі компоненти у вигляді парогазообразной суміші, а вуглистий твердий залишок (напівкокс), що залишається після видалення летких компонентів, надходить в зольную камеру 5 реактора для піролізу, а потім надходить в циліндричну камеру 27 прямокутного блоку 26 шлюзового дозатора 17 вивантаження . Приводом 18 прямокутному блоку 26 через тягу повідомляється рух у бік циліндричного отвору 25, розташованого в нижній плиті 21. При русі прямокутного блоку 26 від початкового положення (від зольной камери 4), повертається важіль 35 і відкидна кришка 34 закриває камеру 33 гасіння. Порція гарячого напівкоксу, що знаходиться в циліндричному отворі 27 прямокутного блоку 26, переміщається до камери 33 гасіння і висипається на закриту кришку панелі 34. Після досягнення прямокутним блоком 26 положення, в якому гарячий напівкокс вже майже видалений з нього, приводиться в дію тяга засувки (на кресленні не позначена), що подає воду на розпилювач 30 води. Порція води охолоджує гарячий напівкокс, що знаходиться на відкидний кришці 34 камери гасіння 33, а що утворився при гасінні парвіддаляється з циліндричної парової камери 29 через патрубок відводу пара (на кресленні не позначений), розміщений на її кришці 31. Коли прямокутний блок 26 досягає повного суміщення его цилиндрической камеры 27 с камерой гашения 33, полукокс полностью выгружается на откидную крышку 34, срабатывает концевой выключатель и прямоугольный блок 26 начинает движение в обратном направлении, при этом тяга задвижки подачи воды для гашения полукокса приводится тоже в обратное действие и закрывает подачу воды на разбрызгиватель 30. Привод 18 шлюзового дозатора 17 выгрузки, работая в обратном направлении, перемещает прямоугольный блок 26 к исходной точке - под зольную камеру 4.

Парогазообразная смесь, образовавшаяся в результате пиролиза через отвод 42 в верхней части корпуса 2 реактора для пиролиза, поступает в циклон 43, где освобождается от взвешенных частиц, затем, пройдя каталитическую насадку 44, парогазообразная смесь попадает в конденсатор 45 для отделения воды. В конденсаторе 45 для отделения воды происходит охлаждение парогазообразной смеси и конденсация жидкой, преимущественно водной, фракции, которая удаляется через выходной патрубок (на чертеже не показан) и холодильник 56 в сборник 57 конденсата, откуда, по мере накопления, отводится насосом 58 по назначению. Далее освобожденная от воды газообразная смесь поступает в нижнюю часть массообменной колонны 46, поднимаясь вверх по колонне, она вступает в контакт с орошаемой жидкостью, в качестве которой используют охлажденную топливную жидкость, которая поглощает основную массу жидких топливных компонентов из газовой смеси, и отводится из нижней части массообменной колонны 46 через холодильник 59 в сборник 60 топливной жидкости, откуда частично охлажденная топливная жидкость забирается насосом 61 и подается на орошение массообменной колонны 46, а ее основная часть по мере накопления топливной жидкости в сборнике 60 топливной жидкости удаляется на склад (на чертеже не обозначен) насосом 62.

Пиролизные газы, вышедшие из массообменной колонны 46, поступают в центробежный активный циклон 47, где под действием центробежных сил вращающейся полой крыльчатки оставшиеся капли топливной жидкости отбрасываются к стенкам центробежного активного циклона 47 и стекают вниз, с последующим удалением в сборник 60 топливной жидкости. Очищенный пиролизный газ, освобожденный от воды и топливной жидкости, всасывается центробежным вентилятором 49 и подается на шиберный регулятор 50, где разделяется на 2 потока: один направляется к горелке 40 кольцевой топочной камеры 36 через тангенциальный подвод 38 обратного газа для обеспечения работы реактора для пиролиза, другой - отводится на полное дожигание в теплогенератор 51, а затем продукты горения поступают на сушку сырья в сушилку 53 сырья. Продукты горения, полностью окисленные в теплогенераторе 51 и обогащенные влагой в сушилке 53 сырья, отводят вентилятором 54 в трубу 55 выброса и выбрасывают в атмосферу. В случаях, когда сушилка 53 сырья выключена, продукты горения из теплогенератора 51 направляют через шиберный регулятор 52 непосредственно в трубу 55 выброса.

Спосіб здійснюють наступним чином.

приклад 1

Попередньо брикетований (розмір брикетів 30х50 мм) і висушений до вологості 15% мул за допомогою завантажувального пристосування подають в приймальний бункер, з якого потім сировину порціями через шлюзовий дозатор завантаження надходить в реактор для піролізу. Для повної початкової завантаження в реактор завантажують 406 кг мулу. Для початкового розігріву реактора в кільцеву топку подають такі паливні компоненти: приблизно 3 обсягу зворотного газу і 1 об'єм повітря, щоб забезпечити повне спалювання кисню, присутнього в повітрі, і невелика кількість паливної рідини для прискорення розігріву реактора для піролізу. Паливну рідину подають тільки на початковій стадії піролізу. Зворотний газ і повітря потрапляють на пальник, де активізуються плазматрон, що сприяє кращому процесу горіння паливних компонентів в кільцевої топкової камері. Утворений в процесі горіння топковий газ, який має високу температуру, через радіальні виходи, розташовані по периметру реакційної камери реактора, надходить в реакційну камеру. Топковий газ, до складу якого як основного теплоносія азот, рівномірно омиває брикети мулу і нагріває їх до температури 450 ^o С, при цьому в реакційній камері починається розкладання сировини з виділенням летючих компонентів, у вигляді парогазообразной суміші. Парогазообразная суміш піднімається вгору реактора для піролізу, додатково осушуючи свіже сировину в брикетах, що знаходиться у верхній частині реактора, що і сприяє кращому процесу піролізу сировини. Щоб уникнути попадання повітря в реактор для піролізу при зворотно-поступальному дії шлюзових дозаторів завантаження і вивантаження тиск в реакторі для піролізу підтримують нижче атмосферного, близько 650-700 мм рт. ст., що забезпечується пиловідводним дією вентилятора, встановленого в системі поділу парогазообразной суміші. Шлюзовий дозатор вивантаження налаштовують на режим: 1 такт вивантаження на 2 такту роботи шлюзового дозатора завантаження. Новоутворена парогазообразная суміш з реакційної камери надходить в циклон, де звільняється від пилу і шкідливих домішок і, пройшовши каталітичну насадку, надходить в конденсатор. У конденсаторі парогазообразная суміш звільняється від води, яка у вигляді конденсату з домішкою паливної рідини (до 10%) відводиться з конденсатора через холодильник в збірник конденсату. Газова суміш, звільнена від води, направляється в нижню частину масообмінних колони, піднімаючись вгору по колоні, вона вступає в контакт з зрошуваної рідиною, в якості якої використовують охолоджену паливну рідину. Охолоджена паливна рідина поглинає основну масу рідких паливних компонентів з газової суміші, стає більш насиченою і відводиться з нижньої частини масообмінних колони через холодильник до збірки паливної рідини, звідки частина охолодженої паливної рідини забирається насосом і подається на зрошення масообмінних колони, у міру накопичення паливна рідина з збірника паливної рідини видаляється на склад насосом. Піролізний газ, що вийшов з масообмінних колони, надходить в відцентровий активний циклон, де під дією відцентрових сил обертається порожнистої крильчатки залишилися краплі паливної рідини відкидаються до стінок відцентрового активного циклону і стікають вниз, з подальшим видаленням до збірки паливної рідини. Піролізний газ, звільнений від води і паливної рідини, всмоктується відцентровим вентилятором і подається на шиберний регулятор, де розділяється на два потоки: один з яких направляють до пальника кільцевої камери згоряння через тангенціальний підведення зворотного газу для забезпечення роботи реактора для піролізу, інший - відводять на повне допалювання в теплогенератор, а потім продукти горіння надходять на сушку сировини в сушарці сировини. Продукти горіння повністю окислюються в теплогенераторі, збагачуються вологою в сушарці сировини і потім відводяться вентилятором в трубу викиду і видаляються в атмосферу.

Вуглистий твердий залишок після видалення летких компонентів переміщається до зольной камері реактора для піролізу, звідки вивантажується порціями шлюзовим дозатором вивантаження. Шлюзовий дозатор вивантаження наводиться в дію приводом, який отримує сигнал від електронного блоку управління: 1 такт вивантаження на 2 такту завантаження. При вивантаженні вуглистий твердий залишок одночасно охолоджується водою в строго дозованому кількості (достатній для охолодження). В результаті отримують вуглистий твердий залишок у вигляді охолодженого брикетованого напівкоксу з мінімальним вмістом вологи, який, крім того, має велику калорійністю і може використовуватися в подальшому як паливо. Брикетований напівкокс для подальшого використання найбільш прийнятний. При роботі установки протягом 6 годин перероблена 1 т (1000 кг / м ³⁾ брикетованого мулу з первісної вологістю 15%, тобто вага абсолютно-сухої сировини становив 850 кг, і в результаті отримані дані, представлені в табл. 1.

приклад 2

Здійснюють аналогічно прикладу 1, в якості органічної сировини беруть 1 т брикетів з торфу з вмістом вологи 12%, в перерахунку на абсолютно суху вагу, при цьому вага сировини дорівнює 880 кг. В результаті переробки отримані дані, представлені в табл. 2.

Заявляються установка і спосіб переробки органічної сировини дозволяють з мінімальними витратами отримувати з непридатної сировини цінні паливні компоненти високої якості: паливну рідину, напівкокс і піролізний газ.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Установка для переробки органічної сировини, що містить засіб для подачі сировини, реактор для піролізу з реакційної камерою, систему поділу парогазообразной суміші і засіб для вивантаження, що відрізняється тим, що система поділу парогазообразной суміші виконана у вигляді послідовно встановлених циклону, каталітичної насадки, конденсатора, масообмінних колони, відцентрового активного циклону, відцентрового вентилятора і шиберного регулятора, як засіб для вивантаження встановлений шлюзовий дозатор вивантаження, виконаний у вигляді коробчатого корпусу, всередині якого закріплені верхня і нижня плити з двома циліндричними отворами і прямокутний блок, який має циліндричну камеру в середній частині і встановлений з можливістю зворотно-поступального переміщення між верхньою і нижньою плитами, при цьому верхня плита з'єднана через перше циліндричний отвір з нижньою частиною реактора для піролізу, а через друге циліндричний отвір з парової камерою, забезпеченою розприскувачем і кришкою, до якої прикріплений патрубок для відводу пара, а нижня плита через друге циліндричний отвір з'єднана з камерою гасіння, забезпеченою відкидною кришкою, реактор для піролізу забезпечений кільцевої топкової камерою, розташованою в нижній частині навколо його реакційної камери.

2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що конденсатор з'єднаний зі збіркою конденсату через холодильник.

3. Установка по п. 1, яка відрізняється тим, що масообмінних колона з'єднана зі збіркою паливної рідини через холодильник.

4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що відцентровий активний циклон з'єднаний зі збіркою паливної рідини.

5. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що шиберний регулятор з'єднаний з кільцевою топкової камерою і з теплогенератором, який одним виходом з'єднаний з сушаркою, а іншим - через вентилятор з трубою викиду.

6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що циліндричні отвори верхньої та нижньої плит і циліндрична камера прямокутного блоку в шлюзовому дозаторе вивантаження мають однаковий діаметр.

7. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що кільцева топкова камера обладнана тангенціальними підводами паливних компонентів, входом, в якому розміщена пальник з пристосуванням для іонізації і дугового займання вводяться паливних компонентів, і радіальними виходами, розташованими по периметру реакційної камери реактора для піролізу .

8. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що реактор для піролізу забезпечений шлюзовим дозатором, виконаним у вигляді коробчатого корпусу, всередині якого закріплені верхня і нижня плити з циліндричними отворами, між якими встановлено з можливістю зворотно-поступального переміщення прямокутний блок з циліндричною камерою в середній частині.

9. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що циліндричні отвори верхньої та нижньої плит і циліндрична камера прямокутного блоку в шлюзовому дозаторе завантаження мають однаковий діаметр.

10. Спосіб переробки органічної сировини, що включає завантаження сировини в реактор для піролізу з реакційної камерою, протиточний низькотемпературний піроліз, здійснюваний під невеликим розрідженням в потоці топкового газу, вивантаження углистого твердого залишку і поділ парогазообразной суміші, що відрізняється тим, що поділ парогазообразной суміші ведуть пропусканням парогазообразной суміші через циклон, каталітичну насадку в конденсатор, де конденсируют і видаляють з неї воду, яку охолоджують і виводять з процесу, звільнену від води газоподібним суміш подають на масообмінних колону для відділення паливної рідини, відокремлену паливну рідину охолоджують і виводять з процесу, а піролізний газ направляють в відцентровий активний циклон, де звільняють від залишкових крапель паливної рідини, потім очищений піролізний газ за допомогою шиберного регулятора поділяють на два потоки: перший з них - зворотний газ, направляють в кільцеву топку реактора для піролізу, а інший - в теплогенератор на дожигание , отримані в теплогенераторі продукти горіння направляють в сушку сировини, завантаження сировини здійснюють через шлюзовий дозатор завантаження.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що зворотний газ і повітря подають в кільцеву топку тангенциально, при цьому зворотний газ має по відношенню до повітря підвищену концентрацію.

12. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що вуглистий твердий залишок вивантажують через шлюзовий дозатор вивантаження з одночасним охолодженням.

Версія для друку
Дата публікації 09.04.2007гг

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