RU2351846C2 - Automated shaft furnace for thermal gasification of mixed composition of various solid components - Google Patents
Automated shaft furnace for thermal gasification of mixed composition of various solid components Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351846C2 RU2351846C2 RU2007115484/02A RU2007115484A RU2351846C2 RU 2351846 C2 RU2351846 C2 RU 2351846C2 RU 2007115484/02 A RU2007115484/02 A RU 2007115484/02A RU 2007115484 A RU2007115484 A RU 2007115484A RU 2351846 C2 RU2351846 C2 RU 2351846C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft furnace
- gas phase
- outlet pipe
- wastes
- shaft
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 41
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 5
- 239000000411 inducer Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000013072 incoming material Substances 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области термической переработки твердых промышленных и бытовых отходов, содержащих горючие и негорючие твердые компоненты, путем пиролиза и газификации органической составляющей отходов для получения углеводородных продуктов пиролиза: топливного газа, а также твердого кускового и сыпучего остатков, которое найдет широкое применение в экологии для утилизации разнообразных твердых отходов, в частности, при получении газообразного топлива для последующего использования в энергетической, а золы для применения - в строительной промышленности.The invention relates to the field of thermal processing of solid industrial and household waste containing combustible and non-combustible solid components, by pyrolysis and gasification of the organic component of the waste to produce hydrocarbon pyrolysis products: fuel gas, as well as solid lump and bulk residues, which will be widely used in ecology for utilization of various solid wastes, in particular, upon receipt of gaseous fuel for subsequent use in energy, and ash for use - in the construction industry.
Уже известно очень большое количество автоматизированных шахтных печей, каждая из которых разработана в зависимости от области применения, состава перерабатываемого материала, целевого назначения получаемых продуктов, вида используемого или получаемого топлива, конструктивных особенностей самой шахтной печи и достигнутого уровня научно-технического прогресса к данному моменту времени.A very large number of automated shaft furnaces is already known, each of which is developed depending on the field of application, the composition of the material being processed, the intended use of the products obtained, the type of fuel used or produced, the design features of the shaft furnace itself and the achieved level of scientific and technological progress at a given point in time .
1. Патенты (с указанием даты публикации)1. Patents (indicating the date of publication)
SU 506628 А1, 3.03.1971;SU 506628 A1, 03/03/1971;
SU 1698575 А1, 15.12.1991;SU 1698575 A1, 12/15/1991;
SU 1698575 A1, 15.12.1991;SU 1698575 A1, 12/15/1991;
SU 1836603 A3, 23.08.1993;SU 1836603 A3, 08.23.1993;
GB 1104378 A, 28.02.1968;GB 1,104,378 A, 02/28/1968;
US 3511194, 24.01.1969;US 3511194, 01.24.1969;
US 5558028 A, 24.09.1996;US 5558028 A, 09.24.1996;
DE 1193860 А, 26.05.1965;DE 1193860 A, 05/26/1965;
ЕР 0444652 А2, 04.09.1991;EP 0444652 A2, 09/04/1991;
RU 94021263 А1, 27.02.1996;RU 94021263 A1, 02.27.1996;
RU 2089786 С1, 10.09.1997.RU 2089786 C1, 09/10/1997.
2. Литература2. Literature
1. Ксендзовский В.Р. Автоматизация процессов производства окатышей. М.: Металлургия, 1971, 216с.1. Ksendzovsky V.R. Automation of pellet production processes. M .: Metallurgy, 1971, 216p.
2. Печи для производства извести. Справочник. Монастырев А.В., Александров А.В. - М.: Металлургия, 1979, 232с.2. Furnaces for the production of lime. Directory. Monastyrev A.V., Aleksandrov A.V. - M.: Metallurgy, 1979, 232s.
3. Тепловая работа шахтных печей и агрегатов с плотным слоем. Гордон Я.М. и др. М.: Металлургия. 1989, 120с.3. Thermal operation of shaft furnaces and units with a dense layer. Gordon Y.M. et al. M .: Metallurgy. 1989, 120s.
4. Беленький A.M. и др. Автоматическое управление металлургическими процессами. Учебник для ВУЗов. - М.: Металлургия, 1989. - 25 л4. Belenky A.M. and others. Automatic control of metallurgical processes. Textbook for high schools. - M .: Metallurgy, 1989. - 25 L
5. Глинков Г.М. и др. Контроль и автоматизация металлургических печей. Учебник для ВУЗов. - М.: Металлургия, 1989 г. - 20 л.5. Glinkov G.M. et al. Control and automation of metallurgical furnaces. Textbook for high schools. - M.: Metallurgy, 1989 - 20 l.
6. Кривдин В.А. и др. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии. Учебник для ВУЗов. - М.: Металлургия, 1989, 462, с.28-35.6. Krivdin V.A. and others. Thermal work and designs of furnaces of ferrous metallurgy. Textbook for high schools. - M.: Metallurgy, 1989, 462, p. 28-35.
7. Инженерная защита окружающей среды. Очистка вод, утилизация отходов. / Под редакцией Ю.А.Бирмана. М.: Издательство «АСВ», 2002, 296 с. // Раздел IV. Утилизация отходов термическими методами, с.195.7. Engineering environmental protection. Water purification, waste disposal. / Edited by Yu.A. Birman. M.: Publishing house "ASV", 2002, 296 S. // Section IV. Disposal of waste by thermal methods, p. 195.
8. Лихачев Ю.М. и др. Обращение с твердыми коммунальными и промышленными отходами. Санкт-Петербург: Издательство «Менделеев», 2005, 288 с.8. Likhachev Yu.M. and others. Solid municipal and industrial waste management. St. Petersburg: Mendeleev Publishing House, 2005, 288 pp.
Известна система устройств для автоматизации известеобжигающих шахтных печей, работающих на твердом топливе, опубликованная в журнале «Строительные материалы», 1963, №5, с.19-21, автор Темкин Л.Д.A known device system for the automation of lime kilns operating on solid fuels, published in the journal "Building Materials", 1963, No. 5, p.19-21, author Temkin L.D.
Она включает в себя импульсную систему автоматической загрузки угля и известняка в строго заданном соотношении и систему автоматического регулирования самого процесса обжига со стабилизацией следующих параметров:It includes a pulse system for the automatic loading of coal and limestone in a strictly specified ratio and a system for automatically controlling the firing process with stabilization of the following parameters:
- разрежения на выходе из печи;- rarefaction at the outlet of the furnace;
- расхода воздуха на входе в печь;- air flow at the inlet to the furnace;
- положения зон подогрева и обжига по разнице температур от датчиков, установленных в соответствующих зонах, или по температуре уходящего газа.- the position of the heating and firing zones according to the temperature difference from the sensors installed in the respective zones, or according to the temperature of the exhaust gas.
В качестве аварийных сигналов используются следующие отклонения параметров, поступающих по информационным каналам от соответствующих датчиков:The following deviations of the parameters coming through the information channels from the respective sensors are used as alarms:
- снижение разрежения перед отсасывающим вентилятором;- reduction of vacuum before the suction fan;
- понижение давления после нагнетания вентилятора;- pressure drop after blowing the fan;
- повышение температуры уходящих газов;- increase in temperature of flue gases;
- аварийные уровни шихты в шахтной печи и ослабление натяжения троса силового подъемника.- emergency levels of the charge in the shaft furnace and the weakening of the cable tension of the power lift.
К недостаткам приведенной системы относятся:The disadvantages of this system include:
1. Низкий уровень надежности, обусловленный применением релейно-контактных логических схем и управляющих воздействий.1. The low level of reliability due to the use of relay-contact logic circuits and control actions.
2. Большая потребность в топливной загрузке.2. Great need for fuel loading.
3. Усложненная структура управления в пусковом, регламентном и остановочном режимах.3. The complicated management structure in start-up, scheduled and stop modes.
4. Низкая информационная обеспеченность для выбора гибкого рационального алгоритма управления процессом.4. Low information security for choosing a flexible rational process control algorithm.
Известна автоматизированная шахтная печь, предназначенная для обжига известняка с твердым топливом, описанная в книге: Печи для производства извести. Справочник. Монастырев А.В., Александров А.В. М.: Металлургия, 1979, 232 с. (см. с.124-132, рис.36-40).Known automated shaft furnace for calcining limestone with solid fuel, described in the book: Furnaces for the production of lime. Directory. Monastyrev A.V., Aleksandrov A.V. M .: Metallurgy, 1979, 232 p. (see p. 124-132, Fig. 36-40).
Она включает в себя шахтную печь, электровибрационный питатель с дозатором, двухклапанный механизм загрузки, валковый двухклинный механизм выгрузки, приборы контроля и средства управления. Степень загрузки шахтной печи по ее высоте контролируют посредством радиоактивных сигнализаторов уровня.It includes a shaft furnace, an electrovibration feeder with a dispenser, a two-valve loading mechanism, a two-wedge roller unloading mechanism, control devices and controls. The degree of loading of the shaft furnace by its height is controlled by radioactive level alarms.
Загрузка печи осуществляется в автоматическом режиме в зависимости от уровня находящегося в ней материала. По достижении нижнего уровня производится загрузка, а верхнего - ее прекращение.The furnace is loaded automatically, depending on the level of material in it. Upon reaching the lower level, loading is performed, and the upper - its termination.
Недостатком данной автоматизированной шахтной печи является невозможность создания рационального режима ее работы ввиду низкой информационной обеспеченности объекта управления.The disadvantage of this automated shaft furnace is the inability to create a rational mode of its operation due to the low information security of the control object.
Известно также устройство по реализации способа управления доменной печью, содержащее воздуходувную машину подачи дутья в печь, дымовую трубу для сброса избытка давления, два датчика давления: на входе воздуха в печь и на выходе газа из печи, соответствующие регуляторы, исполнительные механизмы с дроссельными клапанами и коммутатор каналов (см. патент RU 2212014 С2, 05.04.2001).There is also known a device for implementing a method for controlling a blast furnace, comprising a blowing machine for supplying blast to the furnace, a chimney for relieving excess pressure, two pressure sensors: at the air inlet to the furnace and at the gas outlet from the furnace, corresponding controllers, actuators with butterfly valves and channel switch (see patent RU 2212014 C2, 04/05/2001).
К недостаткам данного устройства относится:The disadvantages of this device include:
1. Отсутствие датчиков контроля состава газовой фазы на выходе из печи не позволяет оптимизировать режим ее работы.1. The lack of sensors for monitoring the composition of the gas phase at the outlet of the furnace does not allow to optimize the mode of its operation.
2. Наличие исполнительных механизмов с дроссельными клапанами на линиях подачи воздуха в печь и выхода газа из печи снижают быстродействие в работе системы регулирования давления и вызывают дополнительные потери энергии при дросселировании газовых потоков.2. The presence of actuators with throttle valves on the lines of air supply to the furnace and gas outlet from the furnace reduce the speed of the pressure control system and cause additional energy losses during throttling of gas flows.
Известны также способ и устройство для высокотемпературной переработки твердых отходов в товарную продукцию (патент 2086850, Россия от 27.12.1995).Also known is a method and device for high-temperature processing of solid waste into commercial products (patent 2086850, Russia from 12.27.1995).
Устройство включает в себя вертикальную шахтную печь, загрузочный узел сверху. Оно имеет средства для нагрева и ввода воздушного дутья в нижнюю часть печи и вывода из верхней части печи газов, образующихся в процессе термической газификации, разгрузочный узел, выполненный в виде трех летков, расположенных на разных уровнях горна. Установлены преобразователи измерения пульсаций давления газовых сред, вдуваемых в печь и выходящих из печи с использованием системы контроля и регулирования технологических параметров на основе микроЭВМ.The device includes a vertical shaft furnace, a loading unit from above. It has means for heating and introducing air blast into the lower part of the furnace and removing gases from the upper part of the furnace during thermal gasification, an unloading unit made in the form of three slots located at different levels of the hearth. Transducers for measuring pressure pulsations of gaseous media injected into the furnace and leaving the furnace were installed using a system for monitoring and regulating technological parameters based on a microcomputer.
Недостатками приведенного устройства являются:The disadvantages of this device are:
1. Потребность в угле, как топливе, для газификации отходов.1. The need for coal as fuel for gasification of waste.
2. Низкий уровень информационного обеспечения, что не позволяет гарантировать рациональный режим функционирования шахтной печи.2. The low level of information support, which does not guarantee the rational functioning of the shaft furnace.
3. Использование только одной микроЭВМ ограничивает возможности сбора и переработки информации, а также выбор управляющих воздействий.3. The use of only one microcomputer limits the ability to collect and process information, as well as the choice of control actions.
Известно устройство, представленное в статье «Автоматизация управления шахтными печами цеха металлизации с использованием динамической экспертной системы» (журнал «Мехатроника, автоматизация, управление» 2004 г., №4, с.44-49).A device is known, presented in the article "Automation of control of shaft furnaces in a metallization shop using a dynamic expert system" (journal "Mechatronics, automation, control" 2004, No. 4, p. 44-49).
Шахтная печь состоит из футерованного корпуса, загрузочного и выгрузочного устройств и снабжена вентилятором подачи горячего воздуха, калорифером, патрубками подачи воздуха и газа различного назначения, патрубком выхода газовой фазы, соединенным с дымососом, а загрузочное устройство оснащено шлюзовым затвором.The shaft furnace consists of a lined body, loading and unloading devices and is equipped with a hot air fan, air heater, air and gas supply pipes for various purposes, a gas phase outlet pipe connected to a smoke exhaust, and the loading device is equipped with a lock gate.
Информационное поле обеспечено датчиками контроля температуры, давления, расхода и концентрации, а в качестве управляющего модуля задействован микропроцессорный регулирующий контроллер с выработкой управляющих воздействий на исполнительные механизмы загрузки сырья, подачи воздуха и газов, а также выгрузки готового продукта.The information field is provided with sensors for monitoring temperature, pressure, flow and concentration, and a microprocessor control controller is used as a control module with the development of control actions on the executive mechanisms of loading raw materials, air and gas, as well as unloading the finished product.
Устройство характеризуется особенностями автоматизации шахтных печей в масштабе цеха металлизации, как нижний уровень интегрированной системы автоматического управления указанными объектами, при котором решается комплекс поставленных задач: контроль параметров шахтных печей, а также расходов и параметров материальных и энергетических потоков, входящих и выходящих; с созданием отдельных регулирующих контуров по стабилизации наиболее важных параметров и наличием каналов управления механизмами печей. В качестве микропроцессорного устройства выработки управляющих воздействий используется только один микропроцессорный регулирующий контроллер.The device is characterized by the features of automation of shaft furnaces at the scale of the metallization shop, as the lower level of an integrated system for the automatic control of these facilities, in which a set of tasks is solved: control of the parameters of shaft furnaces, as well as the costs and parameters of material and energy flows entering and leaving; with the creation of separate control loops to stabilize the most important parameters and the presence of control channels for the mechanisms of furnaces. As a microprocessor device for generating control actions, only one microprocessor control controller is used.
К недостаткам приведенного устройства относятся:The disadvantages of this device include:
1. Ограниченная область применения - невозможность использования для утилизации твердых отходов.1. Limited scope - the inability to use solid waste for disposal.
2. Отсутствие на нижнем уровне ЭВМ (ПК) для сбора, обработки, анализа и хранения поступающей информации от датчиков параметров неоправданно переносит решение некоторых оперативных задач по управлению на средний и верхний уровни интегрированных систем автоматического управления, что требует расширения обобщенной структуры базы данных и увеличения парка ЭВМ со своим программным обеспечением.2. The absence at the lower level of a computer (PC) for collecting, processing, analyzing and storing incoming information from parameter sensors unjustifiably transfers the solution of some operational control tasks to the middle and upper levels of integrated automatic control systems, which requires expanding the generalized database structure and increasing computer park with its software.
3. Использование динамической экспертной системы требует: предварительного накопления большого объема статистического материала об объекте управления, экспертной оценки мнения специалистов по особенностям поведения данного объекта в регламентном или изменившемся режимах, которые часто бывают противоречивыми, что практически невозможно реализовать в условиях ввода новых объектов управления со своими специфическими режимами эксплуатации и приборным оснащением.3. The use of a dynamic expert system requires: preliminary accumulation of a large amount of statistical material about the control object, expert assessment of the opinions of specialists on the peculiarities of the behavior of this object in the regulated or changed modes, which are often contradictory, which is almost impossible to implement in the context of introducing new control objects with your own specific operating modes and instrumentation.
4. Высокая чувствительность устройства к параметрам настройки модели, когда незначительные погрешности в ее наладке, вызванные неточностью априорных знаний о характеристиках объекта управления, каковым является шахтная печь, могут вызвать неполноту утилизации твердых отходов и привести к резкому снижению выхода углеводородной фракции в газовой фазе.4. High sensitivity of the device to model settings, when minor errors in its adjustment, caused by inaccuracies in a priori knowledge about the characteristics of the control object, such as a shaft furnace, can cause incomplete utilization of solid waste and lead to a sharp decrease in the yield of hydrocarbon fraction in the gas phase.
Задачей изобретения является расширение области применения шахтной печи, обеспечение полноты утилизации твердых отходов, увеличение выхода топливного газа с повышенным содержанием углеводородной фракции и более надежным функционированием устройства управления объектом.The objective of the invention is to expand the scope of the shaft furnace, ensuring the completeness of solid waste disposal, increasing the yield of fuel gas with a high content of hydrocarbon fraction and more reliable operation of the facility control device.
Сущность изобретения состоит в том, что автоматизированная шахтная печь для термической газификации смесового состава разнообразных твердых компонентов включает шахтный футерованный корпус, загрузочное устройство со шлюзовым затвором и выгрузочное устройство, вентилятор подачи горячего воздуха, калорифер, патрубки подачи воздуха и газов, выходной патрубок отвода газовой фазы, соединенный с дымососом, конусный сборник золы и разгрузочный узел, управляющий модуль в виде микропроцессорного регулирующего контроллера для выработки управляющих воздействий на исполнительные механизмы подачи твердых компонентов, газов, воздуха и выгрузки готового продукта, статический многоканальный источник питания и персональный компьютер, два датчика уровня загрузки твердых компонентов, размещенные в верхней части шахтной печи и два датчика уровня золы в сборнике, смещенные по высоте, термопреобразователи, расположенные в шахтном футерованном корпусе в пяти точках по высоте корпуса, в выгрузочном устройстве, в сборнике золы, в патрубке подачи горячего воздуха в шахтную печь и в выходном патрубке отвода газовой фазы из шахтной печи, датчики давления, расположенные по высоте шахтного футерованного корпуса в трех точках, датчик разряжения газовой фазы в выходном патрубке, датчики расхода горячего воздуха в патрубке его подачи и газовой фазы в выходном патрубке, датчики концентрации кислорода в воздухе на входе в калорифер и углерода в газовой фазе выходного патрубка, многоканальные датчики концентрации углеводородной и углекислородной фракции в газовой фазе выходного патрубка, причем выгрузочное устройство по контуру снабжено двумя параллельно расположенными кольцевыми электродами с размещенным внизу многорядным шнековым измельчителем с колосниковой решеткой под ним, а конусный сборник золы снабжен охлаждающей рубашкой, многолопастным ворошителем, разгрузочным узлом с затвором из нижнего и верхнего шиберов, вибрационным побудителем расхода со сканирующими частотой и амплитудой, выходы датчиков параллельно подключены к микропроцессорному регулирующему контроллеру и персональному компьютеру, выходы с микропроцессорного регулирующего контроллера связаны с входами статического многоканального источника питания, выходы которого подключены к входам приводов исполнительных механизмов, калориферу, к двум параллельно расположенным кольцевым электродам выгрузочного устройства.The essence of the invention lies in the fact that an automated shaft furnace for thermal gasification of a mixed composition of various solid components includes a shaft lined casing, a loading device with a lock gate and an unloading device, a hot air fan, air heater, air and gas supply pipes, an outlet branch pipe for gas phase discharge connected to a smoke exhaust, a conical ash collector and a discharge unit, a control module in the form of a microprocessor control controller for generating control influences on the actuators for supplying solid components, gases, air and unloading the finished product, a static multi-channel power source and a personal computer, two sensors for loading solid components located in the upper part of the shaft furnace and two ash level sensors in the collector, displaced in height, thermal converters located in the shaft lined case at five points along the height of the case, in the unloading device, in the ash collector, in the nozzle for supplying hot air to the shaft furnace and in the bottom pipe of the outlet of the gas phase from the shaft furnace, pressure sensors located at the height of the shaft lined housing at three points, the sensor of rarefaction of the gas phase in the outlet pipe, flow sensors of hot air in the pipe of its supply and gas phase in the outlet pipe, oxygen concentration sensors in the air at the inlet to the air heater and carbon in the gas phase of the outlet pipe, multichannel sensors for the concentration of hydrocarbon and carbon fraction in the gas phase of the outlet pipe, and the discharge device The uru is equipped with two parallel ring electrodes with a multi-row screw shredder located below with a grate under it, and the conical ash collector is equipped with a cooling jacket, multi-blade agitator, an unloading unit with a shutter from the lower and upper gates, a vibratory flow driver with scanning frequency and amplitude, output sensors are connected in parallel to a microprocessor-based controller and a personal computer, outputs from a microprocessor-based controller Oller connected to the inputs of the static multichannel power source, which outputs are connected to inputs of the actuators drives the heater, arranged in parallel to two ring electrodes unloading device.
В порядке обоснования соответствия предлагаемого изобретения критериям «промышленная применимость» и «научная новизна» приводим следующие доказательства:In order to justify the conformity of the invention with the criteria of "industrial applicability" and "scientific novelty" we give the following evidence:
1. Сегодня в России ежегодно образуется свыше 150 млн. м3 или 7 млрд. т твердых отходов, содержащих вторичные материальные ресурсы следующего состава и количества: макулатура - 20+40%; металл - 4+5%; пластмассы - 12+15%;1. Today in Russia annually more than 150 million m 3 or 7 billion tons of solid waste are generated containing secondary material resources of the following composition and quantity: waste paper - 20 + 40%; metal - 4 + 5%; plastics - 12 + 15%;
стекло - 5-7%; текстиль - 6-12% и древесина - 8-14%. В настоящее время используется, т.е. перерабатывается только 2,0 млрд. т твердых отходов или всего 20% от общей их массы.glass - 5-7%; textiles - 6-12% and wood - 8-14%. Currently used, i.e. only 2.0 billion tons of solid waste or only 20% of its total mass is processed.
2. К данному моменту в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т твердых отходов с соответствующим изъятием из хозяйственного оборота для этих целей около 100 тыс. га земли. Открытые поверхности свалок представляют серьезную экологическую и санитарную опасность для человека и окружающей природной среды. Кроме того, они склонны к самовозгоранию и могут стать очагом пожара окружающих лесных массивов. Сами же твердые отходы еще являются питательной средой, способствующей интенсивному размножению и обеспеченному существованию источников и переносчиков заразных болезней: насекомых и грызунов. Твердые отходы также вызывают появление и усиление неприятных запахов, увеличивают интенсивность пылевых выделений и степень загрязнения грунтовых вод и воздушной среды2. To date, about 80 billion tons of solid waste has been accumulated in dumps and storages with the corresponding withdrawal of about 100 thousand hectares of land from economic turnover for these purposes. The open surfaces of landfills pose a serious environmental and sanitary hazard to humans and the environment. In addition, they are prone to spontaneous combustion and can become a hotbed of fire in the surrounding forests. Solid waste itself is still a breeding ground that promotes intensive reproduction and the secured existence of sources and carriers of infectious diseases: insects and rodents. Solid waste also causes the appearance and intensification of unpleasant odors, increases the intensity of dust emissions and the degree of pollution of groundwater and the air
3. Мегаполисы с их высокой концентрацией населения, производства и транспорта привлекают значительное количество материальных и энергетических ресурсов, переходящих в процессе использования, в конечном итоге, в разряд отходов, складируемых на свалках, зачастую несанкционированных, и полигонах. Вовлечение этих отходов в хозяйственный оборот крупных городов может обеспечить мегаполисы дополнительными ресурсами, способствующими их дальнейшему развитию. Это достигается широким внедрением промышленной переработки отходов с получением газообразных энергоносителей и твердой товарной продукции, чем обеспечивает успешное решение многих социальных, экономических и экологических задач региона.3. Megacities with their high concentration of population, production, and transport attract a significant amount of material and energy resources, which in the course of use are transferred, ultimately, to the category of waste stored in landfills, often unauthorized, and landfills. The involvement of these wastes in the economic turnover of large cities can provide megacities with additional resources that contribute to their further development. This is achieved by the widespread introduction of industrial waste processing with the production of gaseous energy carriers and solid commercial products, which ensures the successful solution of many social, economic and environmental problems of the region.
4. Следует отметить существенные преимущества работы шахтных печей в силу нижеизложенных обстоятельств:4. It should be noted the significant advantages of the operation of shaft furnaces due to the following circumstances:
- увеличенная поверхность материала, подвергающегося термической обработке. Так, например, загружаемый кусковой материал со средним диаметром (10-15)×10-3 м имеет поверхность тепло- и массообмена порядка 240 м2 в 1 м3 слоя при его порозности 0,4;- increased surface of the material subjected to heat treatment. So, for example, a loaded bulk material with an average diameter of (10-15) × 10 -3 m has a heat and mass transfer surface of the order of 240 m 2 in 1 m 3 layer with a porosity of 0.4;
- создание высокой турбулизации газового потока обусловлено специфической структурой слоя, а именно чередованием сужения и расширения каналов в межкусковом пространстве, что вызывает многократное изменение направлений движения газового потока при его перемещении вверх;- the creation of high turbulization of the gas stream is due to the specific structure of the layer, namely the alternation of narrowing and expansion of channels in the inter-musk space, which causes a multiple change in the direction of movement of the gas stream when it moves up;
- практически полное использование рабочего пространства (около 95%);- almost full use of the workspace (about 95%);
- эффективное использование тепловой и электрической энергии ввиду работы печи по противоточному принципу: подача обжигаемого материала и отвод газообразных продуктов реакции осуществляется навстречу друг другу. Противоточное движение обжигаемого материала и горячих газов позволяет более эффективно использовать теплоту отходящих газов на подогрев и более быстрый прогрев поступающего материала;- efficient use of thermal and electric energy due to the operation of the furnace according to the countercurrent principle: the supply of calcined material and the removal of gaseous reaction products is carried out towards each other. The countercurrent movement of the calcined material and hot gases allows more efficient use of the heat of the exhaust gases for heating and faster heating of the incoming material;
- относительная простота конструктивных решений обеспечивает надежность в работе и легкость в обслуживании;- the relative simplicity of design solutions provides reliability in operation and ease of maintenance;
- гарантирована высокая удельная производительность, достигающая 12 т/м3 в сутки, а также значительная продолжительность работы шахтной печи: 10÷20 лет;- guaranteed high specific productivity reaching 12 t / m 3 per day, as well as a significant duration of the shaft furnace: 10 ÷ 20 years;
- кратность уменьшения переработанных отходов достигает 60-80% от первоначального их объема.- the reduction rate of recycled waste reaches 60-80% of its original volume.
5. В связи со значительным ухудшением экологической обстановки у каждого человека происходит губительное для него отложение шлаков и образование ядов - конечных продуктов нарушенного обмена веществ. Но так как в системе человеческих ценностей его здоровье занимает ведущее место, то наличие тех или иных болезней у человека заставляет искать эффективные пути не только его исцеления, но и предотвращения их появления в будущем, а это неразрывно связано с созданием рациональной системы по промышленной переработке твердых отходов с целью их 100% утилизации.5. In connection with a significant deterioration of the environmental situation, each person experiences fatal deposition of toxins and the formation of poisons - the end products of impaired metabolism. But since his health takes the leading place in the system of human values, the presence of certain diseases in a person makes him seek effective ways not only to heal him, but also to prevent their occurrence in the future, and this is inextricably linked with the creation of a rational system for industrial processing of solid waste for the purpose of their 100% disposal.
6. Сегодня на мировых рынках проектного финансирования экологические показатели с точки зрения проработки и реализации проекта начинают занимать ключевые позиции и, чтобы не подрывать конкурентоспособность отечестенных проектов, экологические требования, какими бы жесткими они ни были, надо выполнять, поскольку экологический демпинг для России не только не перспективен, но, безусловно, и вреден.6. Today, in the world markets for project financing, environmental indicators, from the point of view of project development and implementation, are beginning to occupy key positions and, in order not to undermine the competitiveness of domestic projects, environmental requirements, no matter how stringent, should be met, since environmental dumping is not only for Russia not promising, but certainly harmful.
Твердые отходы необходимо перерабатывать по мере накопления, иначе любая уникальная техническая разработка постепенно начинает превращаться в источник экологической угрозы для населения, что недопустимо в современном мире.Solid waste must be processed as it accumulates, otherwise any unique technical development will gradually begin to turn into a source of environmental threat to the population, which is unacceptable in the modern world.
7. В черной металлургии широко применяются шахтные печи, называемые доменными печами, уровень автоматизации которых достаточно высок и принцип автоматизации которых можно успешно использовать для совершенствования управления шахтной печью по термической газификации смесевого состава разнообразных твердых компонентов. Известно также использование шахтных печей при производстве извести (СаО) в строительной промышленности, где также достигнута высокая степень их автоматизации.7. In iron and steel industry, shaft furnaces called blast furnaces are widely used, the level of automation of which is quite high and the principle of automation of which can be successfully used to improve the management of the shaft furnace by thermal gasification of the mixed composition of various solid components. It is also known to use shaft kilns in the production of lime (CaO) in the construction industry, where a high degree of automation is also achieved.
8. В некоторых случаях о наилучшем режиме термической газификации и о составе получаемых продуктов при ее проведении можно косвенно судить по содержанию остаточного кислорода в выходном газовом потоке из шахтной печи, что улучшает надежностные показатели по ее управлению.8. In some cases, the best regime of thermal gasification and the composition of the products obtained during its implementation can be indirectly judged by the content of residual oxygen in the outlet gas stream from the shaft furnace, which improves the reliability of its management.
9. Использование статического многоканального источника питания (СМИП) позволяет упростить пусковой режим в работе шахтной печи и отказаться от установки регулирующих клапанов для управления газовыми потоками.9. The use of a static multi-channel power source (SMIP) makes it possible to simplify the start-up mode in the operation of a shaft furnace and to refuse to install control valves for controlling gas flows.
10. В настоящее время, когда широкое распространение получила компьютерная техника, традиционные релейно-контактные системы и контрольно-измерительные приборы могут быть успешно заменены компактной, удобной и более надежной в эксплуатации распределительно-интегрированной системой управления, состоящей из персонального компьютера на верхнем уровне и многоканального микропроцессорного контроллера на нижнем уровне. В этом случае, в качестве пульта управления используется серийный персональный компьютер (ЭВМ).10. Currently, when computer technology has become widespread, traditional relay-contact systems and instrumentation can be successfully replaced by a compact, convenient and more reliable in operation distribution-integrated control system consisting of a personal computer at the top level and multi-channel microprocessor controller at the lower level. In this case, a serial personal computer (mainframe) is used as a control panel.
Принципиальная особенность изобретения поясняется следующими графическими материалами:The principal feature of the invention is illustrated by the following graphic materials:
1. Функциональной схемой автоматизированной шахтной печи по термической газификации смесевого состава разнообразных твердых компонентов, фиг.1.1. The functional diagram of an automated shaft furnace for thermal gasification of the mixed composition of various solid components, Fig.1.
2. Структурной схемой распределенно-интегрированной системы управления (РИСУ), фиг.2.2. The structural diagram of a distributed integrated control system (RISU), Fig.2.
3. Структурным блоком статического многоканального источника питания (СМИП), фиг.3.3. The structural unit of a static multi-channel power source (SMIP), Fig.3.
Автоматизированная шахтная печь 1, предназначенная для термической газификации смесевого состава разнообразных твердых компонентов, состоит из следующих составных частей (фиг.1):Automated shaft furnace 1, designed for thermal gasification of the mixed composition of various solid components, consists of the following components (figure 1):
- шахтного футерованного корпуса 2 в виде усеченного конуса;- shaft lined
- загрузочного устройства 3;-
- выгрузочного устройства 4;- unloading device 4;
- сборника золы 5;- collection of ash 5;
- разгрузочного узла 6.- unloading unit 6.
Шахтный футерованный корпус 2 в верхней части снабжен выходным патрубком 7 для отвода газовой фазы при помощи дымососа 8 с двигателем 9.The shaft lined
Диапазон загрузки твердых компонентов (шихты) изменяется в пределах: 10 - минимальный, 11 - максимальный уровни.The loading range of solid components (charge) varies in the range: 10 - minimum, 11 - maximum levels.
Загрузочное устройство 3, являющееся в верхней области сферой 12, а в нижней - усеченным конусом 13, снабжено шлюзовым затвором 14, состоящим из нижнего 15 и верхнего клапанов 16, соединенных жестко между собой. Верхний клапан 16 подвешен к силовому тросу 17, который через блок 18 соединен с лебедкой 19, вращаемый двигателем 20.The
Выгрузочное устройство 4 снабжено в верхней части двумя параллельно расположенными кольцевыми электродами 21, а в нижней части многорядным шнековым измельчителем 22, соединенным через редуктор 23 с двигателем 24.The unloading device 4 is equipped in the upper part with two parallel ring electrodes 21, and in the lower part with a multi-row screw chopper 22 connected through a gearbox 23 to the motor 24.
Под шнековым измельчителем расположена колосниковая решетка 25. Выгрузочное устройство 4 снабжено патрубками подачи: 26 - горячего воздуха, обогащенного кислородом; 27 - пара через клапан 28 с двигателем 29.A grate 25 is located under the auger grinder. Unloading device 4 is equipped with supply pipes: 26 - hot air enriched with oxygen; 27 - a pair through the valve 28 with the engine 29.
Для подачи горячего воздуха в выгрузочное устройство 4 предназначен дутьевой вентилятор 30 с двигателем 31. Подогрев воздуха осуществляется в калорифере 32.To supply hot air to the unloading device 4, a blower fan 30 with an engine 31 is designed. Air is heated in the air heater 32.
Обогащение воздуха кислородом осуществляется через клапан 33 с двигателем 34.The enrichment of air with oxygen is carried out through the valve 33 with the engine 34.
Конусный сборник золы 5 снабжен охлаждающей рубашкой 35, выполненной в виде трубчатого змеевика, и многолопастным ворошителем 36, вращаемый через редуктор 37 двигателем 38.The conical ash collector 5 is equipped with a cooling jacket 35, made in the form of a tubular coil, and a multi-blade agitator 36, rotated through the gearbox 37 by the engine 38.
Разгрузочный узел 6 снабжен затвором, состоящим из нижнего 39 и верхнего 40 шиберов, перемещающихся при помощи соответствующих зубчатых передач 41 и 42 посредством двигателей 43 и 44.The unloading unit 6 is equipped with a shutter consisting of a lower 39 and an upper 40 gates moving with the help of
Для облегчения выгрузки золы служит вибрационный побудитель расхода 45 со сканирующими частотой и амплитудой.To facilitate the unloading of ash, a
Треугольными стрелками обозначены материальные и энергетические потоки:Triangular arrows indicate material and energy flows:
- 46 - дутьевой воздух;- 46 - blast air;
- 47 - кислород;- 47 - oxygen;
- 48 - нагретый воздух;- 48 - heated air;
- 49 - пар;- 49 - steam;
- 50 - отводимая газовая фаза;- 50 - vented gas phase;
- 51 - выгружаемая зола.- 51 - paged ash.
В шахтной печи контролируют следующие параметры:The following parameters are controlled in a shaft furnace:
Температуру при помощи термопреобразователей по высоте шахтной печи:Temperature with the help of thermal converters along the height of the shaft furnace:
- в шахтном футерованном корпусе в пяти точках: 52, 53, 54, 55 и 56;- in the shaft lined building at five points: 52, 53, 54, 55 and 56;
- в выгрузочном устройстве 57;- in the unloading device 57;
- в сборнике золы 58;- in the collection of ash 58;
- в патрубке подачи горячего воздуха 59;- in the nozzle for supplying hot air 59;
- в выходном патрубке отвода газовой фазы из шахтной печи 60.- in the outlet pipe of the outlet of the gas phase from the shaft furnace 60.
Уровень:Level:
- загрузки твердых отходов: минимальный (отметка 10) при помощи датчика уровня 61, а максимальный (отметка 11) посредством датчика уровня 62;- solid waste loading: minimum (mark 10) with a level sensor 61, and maximum (mark 11) with a level sensor 62;
- золы в сборнике золы: минимальное значение - при помощи датчика уровня 63, а максимальное значение посредством датчика уровня 64.- ash in the ash collector: the minimum value is with a level sensor 63, and the maximum value with a level sensor 64.
Давление:Pressure:
- по высоте шахтного футерованного корпуса 2 посредством датчиков давления: 65, 66 и 67;- the height of the shaft lined
- в линии подачи 26 горячего воздуха - 68.- in the
Разрежение:Underpressure:
- в выходном патрубке 7 отвода газовой фазы - датчика разряжения - 69.- in the outlet pipe 7 of the outlet of the gas phase - vacuum sensor - 69.
Расход:Consumption:
- горячего воздуха, подаваемого по патрубку подачи 26 в выгрузочное устройство при помощи датчика расхода 70;- hot air supplied through the
- газовой фазы в выходном патрубке 7 при помощи датчика расхода 71.- the gas phase in the outlet pipe 7 using the flow sensor 71.
Концентрацию:Concentration:
- кислорода в воздухе, подаваемого в калорифер 32 посредством датчика концентрации 72;- oxygen in the air supplied to the air heater 32 by means of a concentration sensor 72;
- углеводородной фракции (СхНу) в выходном патрубке 7 отвода газовой фазы из шахтной печи при помощи многоканального датчика концентрации 73;- hydrocarbon fraction (CHNu) in the outlet pipe 7 of the removal of the gas phase from the shaft furnace using a multi-channel concentration sensor 73;
- углерода (С) посредством датчика концентрации 74 и углекислородной фракции и остаточного кислорода (СО, СО2, О2) при помощи многоканального датчика концентрации 75 в выходном патрубке 7 отвода газовой фазы из шахтной печи.- carbon (C) by means of a concentration sensor 74 and a carbon fraction and residual oxygen (CO, CO 2 , O 2 ) using a multi-channel concentration sensor 75 in the outlet pipe 7 of the exhaust gas phase from the shaft furnace.
На фиг.2 представлена структурная схема распределенно-интегрированной системы управления (РИСУ), состоящая из персональной ЭВМ 76 для сбора, обработки и накопления информации, поступающей от преобразователей; микропроцессорного регулирующего контроллера (МРК) 77, вырабатывающего управляющее воздействие, и статического многоканального источника питания (СМИП)78.Figure 2 presents the structural diagram of a distributed integrated control system (RISU), consisting of a
На фиг.3 изображен структурный блок СМИП 78, состоящий из девяти (79-87) автономных блоков питания для непосредственного управления приводами исполнительных механизмов и энергетическими системами.Figure 3 shows the
Буквенно-цифровыми индексами обозначены следующие каналы связи: Х1-Х23 - информационные сигналы от термопреобразователей и датчиков; У1-У12 - управляющие воздействия; Z1-Z7 - промежуточные каналы управления, поступающие от МРК 77 к СМИП 78.The following communication channels are indicated by alphanumeric indices: X1-X23 - information signals from thermal converters and sensors; U1-U12 - control actions; Z1-Z7 - intermediate control channels coming from
Работа автоматизированной шахтной печи по термической газификации смесевого состава разнообразных твердых компонентов происходит следующим образом.The work of an automated shaft furnace for thermal gasification of the mixed composition of various solid components is as follows.
В шахтной печи регулируют:In a shaft furnace regulate:
- уровень загрузки предварительно измельченных твердых отходов, содержащих органические и неорганические компоненты, в шахтном футерованном корпусе 2 при помощи датчика 61 нижнего значения уровня по каналу Х10 (отметка 10), подается сигнал к МРК 77, с которого поступает команда по каналу У1 на включение шлюзового затвора 14 через двигатель 20 на подачу твердых компонентов.- loading level of pre-ground solid waste containing organic and inorganic components in the shaft lined
Как только их уровень достигает верхней отметки 11, с датчика уровня 62 по каналу Х11 поступает сигнал на МРК 77, с которого следует команда по каналу У1 на отключение шлюзового затвора и прекращение подачи твердых компонентов;As soon as their level reaches the upper mark 11, a signal is sent to channel МРК 77 from level sensor 62 through channel X 11 , from which a command follows through channel U 1 to turn off the gate lock and stop supplying solid components;
- уровень золы в сборнике золы 5 по сигналу Х13 с датчика 64 верхнего уровня, подаваемого на МРК 77, с которого поступает команда по каналу У4 к двигателю 44 на открытие шиберного затвора разгрузочного узла 6 и по каналу Z2 через автономный блок питания 80 по каналу У3 на вибрационный побудитель расхода 45 для облегчения и ускорения подачи золы из сборника золы 5 в разгрузочный узел 6.- the ash level in the ash collector 5 at the signal X 13 from the upper level sensor 64 supplied to the
Когда уровень золы в сборнике золы 5 достигнет датчика уровня 63 нижнего значения, по каналу X12 поступает сигнал в МРК 77 с выработкой команды по каналу У4 на закрытие верхнего шиберного затвора 40, а по каналу У5 на открытие нижнего шиберного затвора 39 и по каналу У3 на отключение вибрационного побудителя расхода 45;When the ash level in the ash collector 5 reaches the level sensor 63 of the lowest value, a signal is sent to channel МРК 77 via channel X 12 with the generation of a command through channel U 4 to close the upper slide gate 40, and through channel U 5 to open the lower slide gate 39 and channel U 3 to disable the
- температуру в верхней части выгрузочного устройства 4 - зоне нагрева - по сигналу с термопреобразователя 57 по каналу Х6 на МРК 77 с выдачей управляющего воздействия по каналу Z8 через автономный блок питания 85 по каналу У11 на электронагреватель калорифера 32;- the temperature in the upper part of the unloading device 4 - the heating zone - according to the signal from the thermocouple 57 through channel X 6 to
- температуру в нижней зоне шахтного футерованного корпуса 2 - зоне пиролиза - по сигналу с термопреобразователя 52 по каналу X1 на МРК 77 с выдачей управляющего воздействия по каналу Z6 через автономный блок питания 84 по каналу У9 на два параллельно расположенных кольцевых электрода 21 выгрузочного устройства 4;- the temperature in the lower zone of the lined
- давление в нижней зоне шахтного футерованного корпуса 2 по сигналу с датчика давления 65 по каналу Х14 на МРК 77 с выдачей управляющего воздействия по каналу Z7 через автономный блок питания 85 по каналу У10 на двигатель 31 дутьевого вентилятора 30;- pressure in the lower zone of the shaft lined
- разряжение в верхней зоне шахтного футерованного корпуса 2 по сигналу с датчика разряжения 69 в выходном патрубке 7 отвода газовой фазы по каналу X18 на МРК 77 с выдачей управляющего воздействия по каналу Z9 через автономный блок питания 87 по каналу У12 на двигатель 9 дымососа 8;- discharge in the upper zone of the shaft lined
- концентрацию углерода (сажи) в выходном патрубке 7 отвода газовой фазы по сигналу с датчика концентрации углерода 74 по каналу Х23 на МРК 77 с выдачей управляющего воздействия по каналу Z4 через автономный блок питания 82 по каналу У7 на двигатель 29 клапана 28 на линии 27 подачи пара в нижнюю часть выгрузочного устройства 4;- the concentration of carbon (soot) in the outlet pipe 7 of the removal of the gas phase by a signal from the carbon concentration sensor 74 through channel X 23 to
- концентрацию кислорода в воздухе, подаваемом на вход дутьевого вентилятора 30, по сигналу с датчика концентрации кислорода 72 по каналу X21 на МРК 77 с выдачей управляющего воздействия по каналу Z5 через автономный блок питания 83 по каналу У8 на двигатель 34 клапана 33 подачи кислорода 47 в воздух 46.- the concentration of oxygen in the air supplied to the input of the blower fan 30, according to the signal from the oxygen concentration sensor 72 through channel X 21 to
В автоматизированной шахтной печи управляют:In an automated shaft furnace control:
- шнековым измельчителем 22, расположенным над колосниковой решеткой 25 с различным скоростным режимом по команде с МРК 77 по каналу Z1 через автономный блок питания 79 по каналу У2 на двигатель 24 привода шнековых измельчителей;- screw chopper 22, located above the grate 25 with different speed modes on command from
- ворошителем 36, размещенным в сборнике золы 5, по команде с МРК 77 по каналу Z3 через автономный блок питания 81 по каналу У6 на двигатель 38.- agitator 36, placed in the ash collector 5, on command from
Наличие дутьевого вентилятора и дымососа с регулируемыми приводами, калорифера с регулируемой мощностью электронагревателя в широком диапазоне, двух параллельно расположенных кольцевых электродов с регулированием подводимой мощности, кислородного обогащения дутьевого воздуха и управляемой подачи пара, а также статического многоканального источника питания и распределенно-интегрированной системы управления позволяет выбрать любой температурный режим пиролиза и обеспечить плавность и безопасность пускового режима автоматизированной шахтной печи.The presence of a blower fan and smoke exhaust with adjustable drives, a heater with adjustable electric heater power in a wide range, two parallel-mounted ring electrodes with adjustable input power, oxygen enrichment of blast air and controlled steam supply, as well as a static multi-channel power source and distributed integrated control system allows choose any temperature regime of pyrolysis and ensure smooth and safe start-up mode of automation constant shaft furnace.
Технический результат при использовании данного изобретения состоит в полноте утилизации твердых отходов, увеличении выхода топливного газа с повышенной концентрацией углеводородной фракции, а также в обеспечении более надежной работы автоматизированной шахтной печи.The technical result when using this invention consists in the complete utilization of solid waste, increasing the yield of fuel gas with an increased concentration of the hydrocarbon fraction, as well as providing more reliable operation of an automated shaft furnace.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007115484/02A RU2351846C2 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Automated shaft furnace for thermal gasification of mixed composition of various solid components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007115484/02A RU2351846C2 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Automated shaft furnace for thermal gasification of mixed composition of various solid components |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007115484A RU2007115484A (en) | 2008-10-27 |
| RU2351846C2 true RU2351846C2 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41015183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007115484/02A RU2351846C2 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Automated shaft furnace for thermal gasification of mixed composition of various solid components |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2351846C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456506C2 (en) * | 2010-05-11 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "А.Д.Д. Сервис" | Automated mobile complex for thermal utilisation of solid wastes |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1104378A (en) * | 1965-05-14 | 1968-02-28 | Yoichiro Sasaki | Refuse destruction system and furnace therefor |
| US5558028A (en) * | 1995-07-11 | 1996-09-24 | Lin; Wen-Chiang H. | Incinerator frame |
| RU2097654C1 (en) * | 1993-02-19 | 1997-11-27 | Мечев Валерий Валентинович | Plant for reworking domestic garbage and gasification of fine-grained solid fuel |
| RU2105245C1 (en) * | 1995-10-13 | 1998-02-20 | Научно-исследовательский центр "Экология" | Method for processing solid domestic and industrial waste |
| RU2163326C2 (en) * | 1997-07-28 | 2001-02-20 | Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" | Furnace for thermal reworking of industrial and domestic wastes |
-
2007
- 2007-04-24 RU RU2007115484/02A patent/RU2351846C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1104378A (en) * | 1965-05-14 | 1968-02-28 | Yoichiro Sasaki | Refuse destruction system and furnace therefor |
| RU2097654C1 (en) * | 1993-02-19 | 1997-11-27 | Мечев Валерий Валентинович | Plant for reworking domestic garbage and gasification of fine-grained solid fuel |
| US5558028A (en) * | 1995-07-11 | 1996-09-24 | Lin; Wen-Chiang H. | Incinerator frame |
| RU2105245C1 (en) * | 1995-10-13 | 1998-02-20 | Научно-исследовательский центр "Экология" | Method for processing solid domestic and industrial waste |
| RU2163326C2 (en) * | 1997-07-28 | 2001-02-20 | Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" | Furnace for thermal reworking of industrial and domestic wastes |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЕРЕМЕНКО Ю.И., Автоматизация управления шахтными печами цеха металлизации с использованием динамической экспертной системы», Мехатроника, автоматизация, управление, 2004, №4, с.44-49. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456506C2 (en) * | 2010-05-11 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "А.Д.Д. Сервис" | Automated mobile complex for thermal utilisation of solid wastes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007115484A (en) | 2008-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4922841A (en) | Method and apparatus for using hazardous waste to form non-hazardous aggregate | |
| CA2716912C (en) | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation | |
| US9109172B2 (en) | Low temperature gasification facility with a horizontally oriented gasifier | |
| US20100154304A1 (en) | Gasifier comprising one or more fluid conduits | |
| US20080147241A1 (en) | Control System for the Conversion of Carbonaceous Feedstock into Gas | |
| CN109987813B (en) | Oily sludge pyrolysis treatment system | |
| CN210826059U (en) | Energy-saving environment-friendly biochar continuous production intelligent control system | |
| CN111189053A (en) | Automatic control system for pyrolysis, gasification and combustion of household garbage | |
| RU2351846C2 (en) | Automated shaft furnace for thermal gasification of mixed composition of various solid components | |
| CN112240553A (en) | Plasma gasification melting furnace system and control method thereof | |
| CN2641477Y (en) | Multiple spiral wind cinerator for medical wastes | |
| CN207407351U (en) | The intermittent vibrating, deslagging device of waste incinerator | |
| RU144018U1 (en) | INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL GENERATION OF ENERGY GASES FROM SOLID FUEL (OPTIONS) | |
| Zhang et al. | Dried sludge reburning blended with calcium magnesium acetate addition in a fluidized bed combustor | |
| CN102519047A (en) | Hazardous waste harmless incineration system with low energy consumption | |
| Celenza | Industrial waste treatment processes engineering: specialized treatment systems | |
| CN104310732A (en) | High-temperature plasma vitrification device for sludge and treatment method thereof | |
| JPS63187018A (en) | Control device for fluidized bed type refuse incinerator | |
| CN116293716A (en) | High-water-content sludge continuous self-maintaining smoldering treatment method | |
| CN115031236A (en) | An organic hazardous waste integrated plasma multi-stage gasification melting furnace device, system and method | |
| Spooren et al. | Semiwet scrubbing: Design and operational experience of a state‐of‐the‐art unit | |
| CN110963661A (en) | A sludge pyrolysis system | |
| WO1990002910A1 (en) | Method and apparatus for using hazardous waste to form non-hazardous aggregate | |
| Botha et al. | Sewage-sludge incineration in South Africa using a fluidized-bed reactor | |
| WO2019184592A1 (en) | Household refuse gasification pyrolysis treatment device for saving energy and decreasing energy consumption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090425 |