RU106246U1 - Установка для переработки органического сырья - Google Patents

Abstract

1. Установка для переработки органического сырья, содержащая линию подвода исходного сырья и последовательно установленные по ходу обрабатываемого сырья средство сушки обрабатываемого сырья и реактор пиролиза, имеющие входы и выходы по газу и твердой фазе соответственно, линию подвода низкосортного углеводородного топлива и нагревательную печь, включающую вход по топливу, подключенный к выходу теплообменника по греющей стороне, и вход и выход по нагреваемой среде, отличающаяся тем, что снабжена плазмохимическим реактором, предназначенным для производства синтез-газа, и циклонной топкой, имеющей вход и выход по газовой фазе, паровой фазе, жидкой фазе и твердой фазе, причем вход плазмохимического реактора соединен с выходом по газовой фазе реактора пиролиза, а средство сушки обрабатываемого сырья, реактор пиролиза и циклонная топка выполнены в виде аппаратов с псевдоожиженным слоем, линия подвода низкосортного углеводородного топлива подключена к входу по твердой фазе реактора пиролиза, выход средства сушки обрабатываемого сырья по газовой фазе соединен с входом по нагреваемой среде нагревательной печи, выход которой по нагреваемой среде соединен с входом по газовой фазе реактора пиролиза, выход которого по газовой фазе подключен к входу по греющей стороне теплообменника, вход которого по нагреваемой стороне соединен через газодувку с атмосферой, а выход по нагреваемой стороне подключен к входам по газовой фазе средства сушки обрабатываемого сырья и циклонной топке соответственно, при этом установка снабжена паротурбинной установкой, подключенной к входу по жидкой фазе и выходу по паровой фазе ци�

Description

Изобретение относится к области аппаратов, реализующих проведение различных химико-физических и тепловых процессов, в частности к устройствам, предназначенным для переработки органического сырья в топливные компоненты путем пиролиза и может быть использовано для утилизации бытовых и коммунальных отходов, а также при переработке угля низкой степени углефикации и различной зольности, илов, отходов переработки растительного сырья и т.п.

Известна установка для пиролиза бытовых и коммунальных отходов, содержащая приемную воронку, загрузочное устройство в виде вертикального стояка, снабженного дозирующим механизмом шиберного типа, швелыыахту, систему разделения газообразной смеси, включающую газоход с заслонкой и конденсатором для отвода горючих газов и жидкого топлива и газоход с заслонкой для отвода дымовых газов, включающий воздухоподогреватель, систему очистки газов и газоанализатор, и приспособление для отвода твердого остатка в виде летки с гидрозатвором. (RU 699287, F23G 5/00, 1979).

Однако, данная установка при утилизации бытовых и коммунальных отходов позволяет получить только жидкое и газообразное топливо и не обеспечивают возможности получения твердого горючего топлива. В данной установке процесс пиролиза протекает при явно избыточном содержании кислорода в зоне пиролиза, что ведет к излишнему окислению продуктов пиролиза и снижает качество и количество получаемых топливных компонентов. Известное устройство требует наличия системы очистки газов, что удорожает конструкцию в целом. Более того, получаемый по окончании пиролиза твердый остаток в виде шлака вывозится в отвалы, что не способствует решению экологической проблемы.

Известна также установка для переработки древесных отходов, включающая сушилку, оснащенную винтовым конвейером, бункер для приема сырья после сушки, приспособление для подачи сырья, конвертер для пиролиза высушенного сырья. (Биомасса как источник энергии, под редакцией С.Соуфера, О.Заборски, Москва, "Мир", 1985, с.183-187). В верхней части конвертера размещен отвод для пиролизных газов, оснащенный приспособлением для впрыскивания топливной жидкости, обеспечивающей охлаждение пиролизных газов с целью предотвращения крекинга. Отвод соединен с системой разделения парогазообразной смеси, содержащей вытяжной эксгаустер, обеспечивающий регулирование давления в реакционной камере конвертера и направление потока газа, циклон, конденсатор с вращающимся каплеотстойником для полного удаления капель топливной жидкости. Конденсатор подсоединен к печи (дожигатель с завихрением) для сжигания несконденсированной части горючих газов. Печь в свою очередь связана с сушилкой для нагрева сырья. В нижней части конвертера оборудовано устройство для выгрузки углистого вещества, выполненное в виде горизонтального шнека, соединенного конвейером с герметичным приемником.

Способ работы данной установки заключается в следующем:

предварительное измельчение древесных отходов до размеров частиц менее 25 мм, сушку измельченного сырья при температуре 55-315°C, загрузку высушенного сырья в реактор и противоточный пиролиз при 427-760°С. Образующийся в результате пиролиза поток парогазообразной смеси выпускают через верх конвертера, охлаждают на выходе топливной жидкостью, и направляют в систему разделения парогазообразной смеси, которая обеспечивает разделение топливной жидкости и пиролизных газов, часть из которых (обратный газ) сжигают для поддержания температуры процесса пиролиза, а полученный после сжигания поток газов направляют в сушилку, вторую часть пиролизных газов используют для других целей. Образовавшееся в результате пиролиза углистое вещество с помощью шнека выгружают в бункер.

Несмотря на то, что данная установка позволяет перерабатывать отходы с получением топливной жидкости, горючих газов и твердого углистого вещества, она, как и установка по RU 699287, не лишена недостатков. К недостаткам следует отнести возможность переработки в данной установке только отходов древесного производства (коры, опилок) и кожуры ореха, и необходимость предварительного измельчения сырья до размеров частиц менее 25 мм. Кроме того, в этой установке процесс пиролиза также протекает при явно избыточном содержании кислорода в зоне пиролиза, что ведет к излишнему окислению продуктов пиролиза и снижает качество и количество получаемых топливных компонентов.

Известна также установка для газификации твердого топлива предназначенная для переработки торфа, низкосортного угля, отходов деревообработки, твердых бытовых отходов и т.п. путем взаимодействия топлива с газифицирующим агентом и пиролиза с получением горючего продукт-газа (RU 2232347, F23G 5/027, 27.10.2002). Этот горючий продукт-газ может использоваться для нагрева паровых и водогрейных котлов, в сушильных агрегатах как топливо для газовых турбин, а также может найти широкое применение в энергетике. Газификатор твердого топлива содержит вертикальную шахтную печь, внутри которой последовательно, сверху вниз, расположены зоны сушки, пиролиза и горения твердого топлива. В верхней части печи расположены загрузочное устройство и патрубок для отбора продукт-газа, в нижней части - патрубок для подачи газифицирующего агента и устройство для накопления и вывода твердых продуктов переработки - золы. Между верхней и нижней частями газификатора расположены одна или несколько секций, являющихся составными частями газификатора, имеющих в центре сквозные внутренние полости, расположенные в направлении вертикальной оси газификатора и сообщающиеся с внутренними полостями верхней и нижней части, а также с внутренними полостями других составных частей газификатора. Секции имеют кожух с расположенной в нем футеровкой, в которой закреплены концы термоаккумулирующих элементов, расположенных во внутренней полости секции. Причем одна или несколько секций печи выполнены с возможностью вращения относительно верхней и нижней частей газификатора вокруг его вертикальной оси. Установка имеет достаточно сложную конструкцию, поскольку представляет единый аппарат, содержащий к тому же вращающиеся узлы, что исключает быструю их замену и ремонт.

Известна установка для переработки органического сырья, содержащая бункер исходного сырья и последовательно установленные по ходу обрабатываемого сырья: средство сушки обрабатываемого сырья, реактор пиролиза и устройство охлаждения полукокса, имеющие входы и выходы по газу и твердой фазе соответственно, а также линию выхода пирогаза и нагревательную печь, включающую входы и выходы по топливу и нагреваемой среде, соответственно (RU 2346026, C10J 3/00, 10.02.2009).

Известное устройство, предполагающее шнековую транспортировку сырья сквозь зону пиролиза, в которой производят пиролиз органических веществ с получением газа, имеющего высокую теплотворную способность, процесс сепарации твердых и газообразных веществ с отделением твердого остатка, утилизацию водяного пара и твердого остатка с передачей получившегося тепла в другие стадии процесса, Устройство содержит систему шнеков трех камер: сушильной, пиролизной и разделительной, при этом сначала предназначенную для пиролиза биомассу направляют в бункер для сырья, затем биомассу проталкивают через зону сушки, производя одновременный обогрев зоны сушки дымовыми газами и собирая выделяющийся при сушке конденсат коллектором для сбора пара и выводя пар отдельно от дымовых газов. Выводимый пар направляют снова в камеру сушки для оптимизации температуры сушки и исключения перегрева сушильного пространства до предпочтительной температуры в 400°C, при этом избыток пара убирают из сушильной камеры при достижении оптимальной температуры, высушенное сырье собирают в бункере сухого сырья, откуда часть его с помощью шнека поступает на сжигание с получением дымовых газов для обогрева шнекового пиролизера, остальную часть высушенного сырья подают посредством шнека в пиролизную камеру и транспортируют в течение промежутка времени от 2 до 7 минут через обогреваемое пиролизное шнековое пространство с обеспечением равномерности толщины прогреваемого слоя биомассы, в котором происходит разложение биомассы с помощью непрерывного конвекционного теплообмена между стенками шнековой камеры и сырьем, а выделяющийся при пиролизе высококалорийный газ собирают в коллекторе для сбора газа, откуда направляют потребителю. Полукокс собирают в камере приема газа и полукокса и посредством водоохлаждаемого шнека отгружают потребителю, причем дымовые газы после обогрева пиролизного шнека и шнека для сушки отводят через дымоход, а обратный прорыв газа предотвращают газовыми пробками. В результате функционирования данного устройства возможно разложение способом пиролиза широкого спектра органического сырья, с получением высококалорийного твердого остатка в виде полукокса, при максимальном использовании тепловой энергии биомассы.

Однако шнековая конструкция устройства существенно усложняет его, значительно снижает ремонтнопригодность, и не позволяет оптмизировать тепловые потоки по газу и твердой компоненте при смене характеристик обрабатываемого сырья.

Кроме того, охлаждение шнека осуществляется за счет подачи воды в его полость, т.е. в режиме теплопередачи за счет теплопроводности, что также снижает энергетические и экономические показатели установки в целом. Функционирование шнека при температуре ~450°C, тем более при длительном времени, требует использования специальных материалов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является установка для переработки органического сырья, содержащая линию подвода исходного сырья и последовательно установленные по ходу обрабатываемого сырья средство сушки обрабатываемого сырья и реактор пиролиза, имеющие входы и выходы по газу и твердой фазе соответственно, линию подвода низкосортного углеводородного топлива, и нагревательную печь, включающую вход по топливу, подключенный к выходу теплообменника по греющей стороне, и вход и выход по нагреваемой среде (RU 2066338, С10В 49/22, 10.09.1996). Известное устройство предназначено для переработки различных видов углеродсодержащих материалов (топлив) с использованием твердого теплоносителя, например известняка. При этом выбор твердого теплоносителя и его характеристики зависит от вида перерабатываемого топлива.

В известных вышеприведенных установках одновременная переработка твердых бытовых отходов и углеводородных, например бурого угля, не предусмотрена. Кроме того, практически отсутствуют схемы рецикла рабочих тел, получаемых в элементах установок.

Задачей настоящего изобретения является разработка и создание установки для переработки, органического сырья, обладающего улучшенными параметрами.

В результате решения данной задачи возможно получение технических результатов, заключающихся в том, что повышается к.п.д. установки в целом за счет использования процессов рецикла, упрощается конструкция установки и обеспечивается возможность одновременной переработки исходного сырья в виде твердых бытовых отходов и низкосортного угля или торфа повышается ее ремонтнопригодность за счет использования унифицированных узлов и элементов, снижаются тепловые нагрузки на отдельные узлы установки, уменьшаются удельные энергетические и материальные затраты и повышается технологичность установки.

Данные технические результаты достигаются тем, что установка для переработки органического сырья, содержащая линию подвода исходного сырья и последовательно установленные по ходу обрабатываемого сырья средство сушки обрабатываемого сырья и реактор пиролиза, имеющие входы и выходы по газу и твердой фазе соответственно, линию подвода низкосортного углеводородного топлива, и нагревательную печь, включающую вход по топливу, подключенный к выходу теплообменника по греющей стороне, и вход и выход по нагреваемой среде, снабжена плазмохимическим реактором, предназначенным для производства синтез газа, и циклонной топкой, имеющей вход и выход по газовой фазе, паровой фазе, жидкой фазе и твердой фазе, причем вход плазмохимического реактора соединен с выходом по газовой фазе реактора пиролиза, а средство сушки обрабатываемого сырья, реактор пиролиза и циклонная топка выполнены в виде аппаратов с псевдоожиженным слоем, линия подвода низкосортного углеводородного топлива подключена к входу по твердой фазе реактора пиролиза, выход средства сушки обрабатываемого сырья по газовой фазе соединен с входом по нагреваемой среде нагревательной печи, выход которой по нагреваемой среде соединен с входом по газовой фазе реактора пиролиза, выход которого по газовой фазе подключен к входу по греющей стороне теплообменника, вход которого по нагреваемой стороне соединен через газодувку с атмосферой, а выход по нагреваемой стороне подключен к входам по газовой фазе средства сушки обрабатываемого сырья и циклонной топке, соответственно, при этом установка снабжена паротурбинной установкой, подключенной к входу по жидкой фазе и выходу по паровой фазе циклонной топки, а выход по твердой фазе реактора пиролиза соединен с входом по твердой фазе циклонной топки.

Отличительная особенность настоящего изобретения заключается в том, что установка снабжена плазмохимическим реактором, предназначенным для производства синтез газа, и циклонной топкой, имеющей вход и выход по газовой фазе, паровой фазе, жидкой фазе и твердой фазе, причем вход плазмохимического реактора соединен с выходом по газовой фазе реактора пиролиза, а средство сушки обрабатываемого сырья, реактор пиролиза и циклонная топка выполнены в виде аппаратов с псевдоожиженным слоем, линия подвода низкосортного угля подключена к входу по твердой фазе реактора пиролиза, выход средства сушки обрабатываемого сырья по газовой фазе соединен с входом по нагреваемой среде нагревательной печи, выход которой по нагреваемой среде соединен с входом по газовой фазе реактора пиролиза, выход которого по газовой фазе подключен к входу по греющей стороне теплообменника, вход которого по нагреваемой стороне соединен через газодувку с атмосферой, а выход по нагреваемой стороне подключен к входам по газовой фазе средства сушки обрабатываемого сырья и циклонной топке, соответственно, при этом установка снабжена паротурбинной установкой, подключенной к входу по жидкой фазе и выходу по паровой фазе циклонной топки, а выход по твердой фазе реактора пиролиза соединен с входом по твердой фазе циклонной топки.

В результате создано качественно новое устройство, реализующее комплекс преимуществ, а именно:

- в установке имеет место рецикл рабочего тела, в частности для проведения пиролиза используется рециркуляционный пирогаз, а не дымовые газы, как в известных решениях, что снижает степень загрязнения конечного продукта - полукокса;

- в установке использованы аппараты с псеводоожиженным слоем аналогичные по своим конструктивным особенностям;

- в установке предусмотрены меры по снижению рабочих температур эксплуатации вспомогательного оборудования, особенно газодувок; действительно, выход реактора пиролиза по газу охлаждается в теплообменнике и лишь затем поступает на вход газодувки;

- влажный воздух с выхода средства сушки обрабатываемого сырья направляется в качестве окислителя в нагревательную печь;

Вышеперечисленные основные особенности установки по настоящему изобретению предполагают создание единой структуры, функционирующей по принципиально новому алгоритму.

Кроме того, установка дополнительно содержит последовательно соединенные магнитный сепаратор и диспергатор исходного сырья, причем вход магнитного сепаратора подключен к линии подвода исходного сырья, выполненной в виде бункера, а выход диспергатора соединен со входом по твердой фазе средства сушки обрабатываемого сырья.

Установка может также содержать измельчитель низкосортного углеводородного топлива, причем вход упомянутого измельчителя соединен с линией подвода низкосортного сырья, а выход упомянутого измельчителя соединен с входом по твердой фазе реактора пиролиза.

Целесообразно, чтобы аппараты с псевдоожиженным слоем были выполнены с тангенциальным подводом по твердой фазе.

Кроме того, паротурбинная установка может содержать генератор электрической энергии, позволяющий вырабатывать электрическую энергию как для потребностей собственно установки, так и для сторонних потребителей.

На чертеже приведена общая схема установки по настоящему изобретению (на чертеже не показаны известные элементы, присущие таким устройствам: запорная арматура, регулирующая арматура, различного рода датчики и пр., поскольку не их наличие является сущностью изобретения; данное сделано с тем, чтобы не «затенять» чертеж ненужной информацией).

Установка для переработки органического сырья содержит линию подвода исходного сырья, например, в виде бункера 1 и последовательно установленные по ходу обрабатываемого сырья средство 2 сушки обрабатываемого сырья и реактор 3 пиролиза, имеющие входы и выходы по газу и твердой фазе соответственно. Установка имеет также линию подвода низкосортного углеводородного топлива, например, в виде бункера 4, и нагревательную печь 5, включающую вход по топливу, подключенный к выходу теплообменника 6 по греющей стороне, и вход и выход по нагреваемой среде. Установка снабжена плазмохимическим реактором 7, предназначенным для производства синтез газа, и циклонной топкой 8, имеющей вход и выход по газовой фазе, паровой фазе, жидкой фазе и твердой фазе. Вход плазмохимического реактора 7 соединен с выходом по газовой фазе реактора 3 пиролиза. Средство 2 сушки обрабатываемого сырья, реактор 3 пиролиза и циклонная топка 8 выполнены в виде аппаратов с псевдоожиженным слоем. Бункер 4 (линия подвода низкосортного углеводородного топлива) подключен к входу по твердой фазе реактора 3 пиролиза через измельчитель 9 низкосортного углеводородного топлива. Между бункером 1 и входом по твердой фазе средства сушки обрабатываемого сырья установлены последовательно соединенные магнитный сепаратор 10 и диспергатор 11. Выход средства 2 сушки обрабатываемого сырья по газовой фазе соединен через газодувку 12 с входом по нагреваемой среде нагревательной печи 5, выход которой по нагреваемой среде соединен с входом по газовой фазе реактора 3 пиролиза, выход которого по газовой фазе подключен через разделитель 13 к входу по греющей стороне теплообменника 6, вход которого по нагреваемой стороне соединен через газодувку 14 с атмосферой, а выход по нагреваемой стороне подключен через разделитель 15 к входу по газовой фазе средства 2 сушки обрабатываемого сырья через газодувку 16 к входу по газовой фазе циклонной топки 8. Выход теплообменника 6 по греющей стороне соединен через газодувку 17 и разделитель 18 с входом по топливу и входом по нагреваемой среде печи 5, соответственно. Средство 2 сушки может быть снабжено акустическим излучателем 19. Установка включаем также паротурбинную установку 20, подключенную к входу по жидкой фазе и выходу по паровой фазе циклонной топки 8 с образованием замкнутого контура, содержащего конденсационный горшок 21. Выход по твердой фазе реактора 3 пиролиза соединен с входом по твердой фазе циклонной топки 8. Паротурбинная установка 20 содержит генератор 22 электрической энергии, позволяющий вырабатывать электрическую энергию как для потребностей собственно установки в целом, так и для сторонних потребителей. Часть синтез-газа из реактора 7 посредством газодувки 23 через разделитель 24 и разделитель 25 поступает в виде топлива в печь 5 и циклонную топку 8. Выход циклонной топки 8 по твердым продуктам горения подключен к бункеру 25 водяного охлаждения. Дымовые газы из печи 5 и циклонной топки 8 через теплообменники 26 объединены в смесителе 27. Установка содержит также блок очистки синтез-газа от золы, включающий скруббер 28, насос 29, газодувку 30, отстойник 31, емкость с водой 32 и аппарат 33 воздушного охлаждения. В состав установки входит также блок очистки дымовых газов включающий газодувку (дымосос) 34, газодувку 35, насосы 36, отстойник 37, абсорберы 38, емкости 39 и фильтр 40. Блок очистки синтез-газа (предварительная очистка от золы) и блок очистки дымовых газов не являются предметом настоящего изобретения. Соединение элементов, входящих в состав данных блоков отражено на чертеже.

Установка по настоящему изобретению проиллюстрирована на примере переработки ТБО (твердых бытовых отходов) и бурого угля. В данной установке реализуется процесс классификации и сушки сырья, пиролиз сырья с получением пирогаза и полукокса, плазмохимический процесс пирогаза с получением синтез-газа, газификация полукокса с получением синтез-газа. Суммарная мощность производства 100 ООО тонн в год по сырью.

Сырье поставляется на склад автомобильным транспортом. Разгрузка осуществляется напрямую из автомобиля с эстакады в приемочный бункер. Из приемочного бункера подача сырья в границы установки осуществляется автомобильным погрузчиком с ковшом для сыпучих материалов. Погрузчик загружает сырье с фракцией частиц 5-300 мм, непосредственно в бункер 1. Из бункера 1 сырье выгружается на транспортную линию и поступает в магнитный сепаратор 10, где происходит отбор «черных» металлов. Из магнитного сепаратора 10 сырье направляется в высокоскоростной диспергатор 11 для измельчения и удаления влаги. Измельченное сырье, фракцией 1-2 мм из нижней части диспергатора 11 непрерывно подается пневматическим транспортом в средство сушки (реактор) 2, а вода сбрасывается в канализацию. Уголь из бункера 4 предварительно измельчается в измельчителе 9. Измельченное сырье с фракционным составом частиц 1-2 мм в количестве 7470 кг/ч и температурой 20°C поступает тангенциально в средство 2, где в кипящем слое подогревается до температуры 50°C горячим воздухом с температурой 70°C. Поступающий горячий воздух предварительно проходит через акустический излучатель 19. Акустические колебания воздушного потока приводят к дополнительной движущей силы сушки за счет ускорения конвекционных и диффузионных процессов на поверхности частиц с развитой микрокапиллярной структурой. На этом этапе из сырья интенсивно испаряется остаточная влага. (При этом в сырье целесообразно добавлять полиэтиленовую крошку в количестве 3-5% на сырье с фракционным составом частиц 1-2 мм.). Помимо сушки в аппарате 2 происходит разделение органической и неорганической части ТБО. Процесс основан на разности плотностей сырья в псевдоожиженном слое.

Из аппарата 2 отработанный влажный воздух газодувкой 12 направляется в трубчатую нагревательную печь 5, где используется в качестве окислителя для сжигания пирогаза и/или синтез-газа для поддержания процесса горения.

Воздух забирается из атмосферы газодувкой 14 и прокачивается через теплообменник 6. В теплообменнике 6 воздух подогревается до температуры 70°C отходящими из реактора 3 газами полукоксования. Часть нагретого воздуха поступает через разделитель 15 в средство 2, а другая часть воздуха направляется в циклонную топку 8 для поддержания процесса горения.

Обезвоженная органическая часть ТБО в количестве 3150 кг/ч и температурой 50°C смешивается в смесителе 41 с измельченным бурым углем (фракция 2 мм) в количестве 1250 кг/ч и направляется в реактор 3, где протекает процесс полукоксования. Для реализации процесса полукоксования в реактор 3 подают подогретые в печи 5 до температуры 800°С газообразные продукты полукоксования. Процесс полукоксования протекает в псевдоожиженном слое реактора без доступа кислорода воздуха. Ввод сырья и теплоносителя в реактор 3 осуществляется тангенциально.

Из реактора 3 поток газообразных продуктов с температурой 500°C делится в разделителе 13 на два потока. Первый поток пирогаза поступает в теплообменник 6, где отдает свое тепло воздуху, поступающему в реактор 2. Из теплообменника 6 газодувкой 17 пирогаз направляется в печь 5. В печи 5 часть пирогаза поступает через разделитель 18 на сжигание для поддержания температуры процесса, а основная часть пирогаза подогревается в змеевиках печи и возвращается в рецикл. Рециркуляционные потоки технологической схемы организованы таким образом, что при полукоксовании в реакторе 3 образуется 2350 кг/ч пирогаза.

Второй поток пирогаза из реактора 3 поступает в плазмохимический реактор 7, где протекают плазмохимические реакции. Под воздействием низкотемпературной плазмы метан, пары смолы, вода и диоксид углерода, входящие в состав пирогаза, превращаются в синтез-газ. С целью повышения выхода синтез-газа и достижения термодинамического равновесия процесса в реакторе 7 предусмотрен дополнительный подвод перегретого водяного пара.

По одному из вариантов, полученный синтез-газ из реактора 7 газодувкой 30 целиком направляется на охлаждение в аппарат 33 воздушного охлаждения, а затем на очистку от золы в скруббер 28, где промывается водой. В верхнюю часть скруббера насосом 29 впрыскивается водяной поток, который подпитывается из емкости 32. Из нижней части скруббера 28 удаляется вода с золой, которая поступает в отстойник 31 для расслоения. После расслоения вода возвращается насосом 29 в скруббер 28. Очищенный от золы синтез-газ подается газодувкой 30 на абсорбционную очистку от соединений серы, СО₂ и пр. для дальнейшего сжигания синтез-газа в газовой турбине.

По второму из вариантов, полученный синтез-газ из реактора 7 газодувкой 23 подается в разделитель 24 и для «гибкости» процесса частично направляется через разделитель 25 на сжигание в трубчатой печи 5 и/или в циклонной топке 8, а частично в скруббер 28.

Полукокс из реактора 3 с температурой 500°С направляется в циклонную топку 8. Полукокс вводится в циклонную топку 8 тангенциально в нижнюю часть котла и подхватывается горячим потоком воздуха. В топке создается «кипящий» (псевдоожиженный) слой за счет продувания воздухом «кипящего» слоя сжигаемого полукокса, поступающего в зону воздухораспределителя. Для «гибкости» процесса и повышения КПД топки предусмотрен дополнительный поток синтез-газа через рецикл с последующим сжиганием. Температура в топке 1000-1200°С. Рекуперация тепла осуществляется в змеевике экономайзера (котла-утилизатора), который входит в конструкцию топки. Вода подается из конденсационного горшка 21 в экономайзер топки, где вырабатывается перегретый водяной пар среднего давления. Перегретый водяной пар подается в паровую турбину 20 для выработки электрической энергии генератором 22. На выходе из турбины 20 образуется «мягкий» водяной пар, который возвращается в конденсационный горшок 21, где конденсируется в воду и подпитывается необходимым количеством воды. В процессе горения образуются продукты сгорания - дымовые газы и зола. Из нижней части циклонной топки 8 горячая зола поступает на охлаждение в бункер водяного охлаждения 25.

Дымовые газы из трубчатой печи 5 и циклонной топки 8 охлаждаются в теплообменниках 26 и смешиваются в смесителе 27. Суммарный поток дымовых газов газодувкой 34 направляется на первичную очистку в абсорбер 38, где промывается раствором «известкового молочка» (Ca(OH)₂), который подается насосом 36 из емкости 39. В результате взаимодействия оксида серы и раствора образуется твердый осадок сульфата кальция (гипс) и карбонат кальция. Из нижней части абсорбера 38 насыщенный твердыми сульфитами раствор направляется в отстойник 37 на разделение. Из нижней части отстойника 37 влажный гипс подается в фильтр 40 на отжим. Из верхней части отстойника 37 низкоконцентрированный раствор подается в емкость 39, где смешивается с более концентрированным раствором из второго абсорбера 38.

Частично очищенный поток дымовых газов направляется на доочистку во второй абсорбер 38, где промывается свежим высококонцентрированным раствором, который подается насосом 36 из емкости 39. Очищенный от вредных соединений газовый поток газодувкой 35 отправляется на свечу рассеивания.

Claims (5)

1. Установка для переработки органического сырья, содержащая линию подвода исходного сырья и последовательно установленные по ходу обрабатываемого сырья средство сушки обрабатываемого сырья и реактор пиролиза, имеющие входы и выходы по газу и твердой фазе соответственно, линию подвода низкосортного углеводородного топлива и нагревательную печь, включающую вход по топливу, подключенный к выходу теплообменника по греющей стороне, и вход и выход по нагреваемой среде, отличающаяся тем, что снабжена плазмохимическим реактором, предназначенным для производства синтез-газа, и циклонной топкой, имеющей вход и выход по газовой фазе, паровой фазе, жидкой фазе и твердой фазе, причем вход плазмохимического реактора соединен с выходом по газовой фазе реактора пиролиза, а средство сушки обрабатываемого сырья, реактор пиролиза и циклонная топка выполнены в виде аппаратов с псевдоожиженным слоем, линия подвода низкосортного углеводородного топлива подключена к входу по твердой фазе реактора пиролиза, выход средства сушки обрабатываемого сырья по газовой фазе соединен с входом по нагреваемой среде нагревательной печи, выход которой по нагреваемой среде соединен с входом по газовой фазе реактора пиролиза, выход которого по газовой фазе подключен к входу по греющей стороне теплообменника, вход которого по нагреваемой стороне соединен через газодувку с атмосферой, а выход по нагреваемой стороне подключен к входам по газовой фазе средства сушки обрабатываемого сырья и циклонной топке соответственно, при этом установка снабжена паротурбинной установкой, подключенной к входу по жидкой фазе и выходу по паровой фазе циклонной топки, а выход по твердой фазе реактора пиролиза соединен с входом по твердой фазе циклонной топки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит последовательно соединенные магнитный сепаратор и диспергатор исходного сырья, причем вход магнитного сепаратора подключен к линии подвода исходного сырья, выполненной в виде бункера, а выход диспергатора соединен со входом по твердой фазе средства сушки обрабатываемого сырья.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит измельчитель низкосортного углеводородного топлива, причем вход упомянутого измельчителя соединен с линией подвода низкосортного углеводородного топлива, а выход упомянутого измельчителя соединен с входом по твердой фазе реактора пиролиза.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что аппараты с псевдоожиженным слоем выполнены с тангенциальным подводом по твердой фазе.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что паротурбинная установка содержит генератор электрической энергии, позволяющий вырабатывать электрическую энергию как для потребностей собственно установки, так и для сторонних потребителей.