[go: up one dir, main page]

RU2416053C2 - Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes - Google Patents

Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2416053C2
RU2416053C2 RU2009109645/03A RU2009109645A RU2416053C2 RU 2416053 C2 RU2416053 C2 RU 2416053C2 RU 2009109645/03 A RU2009109645/03 A RU 2009109645/03A RU 2009109645 A RU2009109645 A RU 2009109645A RU 2416053 C2 RU2416053 C2 RU 2416053C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
pyrolysis
gas
reactors
welded
Prior art date
Application number
RU2009109645/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009109645A (en
Inventor
Виктор Васильевич Рожин (RU)
Виктор Васильевич Рожин
Original Assignee
Виктор Васильевич Рожин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Васильевич Рожин filed Critical Виктор Васильевич Рожин
Priority to RU2009109645/03A priority Critical patent/RU2416053C2/en
Publication of RU2009109645A publication Critical patent/RU2009109645A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2416053C2 publication Critical patent/RU2416053C2/en

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: device for processing - low temperature pyrolysis of hydrocarbon-containing solid and liquid wastes consists of two sealed horizontal reactors mounted one above another, also drying reactor is an upper one, while pyrolysis reactor is a lower one. The reactors are equipped with screw feeders, with chambers for collection of processed product, with channels of steam-gas mixtures exhaust, with a screw unloader of solid material from the pyrolysis chamber and with a smoke fumes exhaust. The reactor of pyrolysis is furnished with gas burners for heating to 450-500°C. Blade screws are mounted on fixed hollow axles in the reactors, while a gas burner is installed into the hollow axle of the pyrolysis reactor. The drying reactor is heated to 150-200°C from outside with smoke fumes, temperature of which is controlled by means of network of pipes arranged between the reactors and by pumping cold air and/or process gas through them, also by pumping heated gases through the hollow axle. Semi-tubes are welded on a case of the reactor from beneath. Process gas is pumped via orifices in the case of the reactor and via these semi-tubes into the cavity of the reactor. Rotary blade screws are combined out of two opposite wound and inter-welded bands at a similar pitch; they rotate on the fixed axle. Blades are welded to a vertical band which is wound along an upper band. On ends the blades of the screws have scrapers positioned with a back incline.
EFFECT: prevention of accumulation of crust and scale on working surfaces of device.
1 cl, 1 dwg

Description

Устройство переработки (низкотемпературный пиролиз) углеводородсодержащих твердых и жидких бытовых, промышленных, сельскохозяйственных, лесных и др. отходов - экологически чистое, компактное, модульного типа, пробитое в управлении, высокопроизводительное, с высоким тепловым КПД способно перерабатывать ТБО, различные полимерные материалы, резинотехнические изделия, отходы лесопромышленного комплекса, опил, стружку, торф, отходы скотоводства, свиноводства, птицеводства, полеводства, отработки масла, отходы производства бумажных фабрик, отходы угольных шламонакопителей и пр. продуктов, а также горы существующих и старых мусорных свалок, что позволит в дальнейшем решить проблему очистки наших земель от мусора, рекультивировать земли, занимаемые свалками, дать возможность природе очистить подземные воды под свалками и окружающих территорий и получить значительное количество энергоносителей, восполняемых постоянно за счет жизнедеятельности человека, а не получения биотоплива за счет изъятия посевных площадей.The processing device (low-temperature pyrolysis) of hydrocarbon-containing solid and liquid household, industrial, agricultural, forest and other wastes - environmentally friendly, compact, modular type, punched in control, high-performance, with high thermal efficiency capable of processing solid waste, various polymeric materials, rubber products waste from the timber industry, sawdust, shavings, peat, waste from cattle breeding, pig breeding, poultry farming, field cultivation, oil processing, paper mill waste, waste coal sludge collectors and other products, as well as mountains of existing and old landfills, which will further solve the problem of cleaning our land from garbage, reclaim land occupied by landfills, enable nature to clean underground water under landfills and surrounding areas and get a significant amount energy carriers that are constantly replenished due to human activity, and not biofuels due to the withdrawal of sown areas.

В настоящее время существует множество способов утилизации ТБО и пр. отходов. Примером может служить СУДОВАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ, SU 1315737, основной целью которой является эпизодическое (по мере накопления различного вида отходов в бункерах - накопителях) сжигание продукта с выбросом в атмосферу продуктов сгорания без получения и дальнейшего использования вторичного продукта путем прогрева продукта, поступающего последовательно в три обогреваемые шнековые камеры, где продукт прогревается, сушится, размельчается, просыпается через отверстия в корпусах камер на колосники для дожига с частичным использованием дизельного топлива.Currently, there are many methods of solid waste disposal and so forth. Wastes. An example is the MARINE WASTE FURNACE FURNACE, SU 1315737, the main purpose of which is the occasional (as various types of waste accumulate in the storage bins), the product is burned with the release of combustion products into the atmosphere without receiving and further using the secondary product by heating the product coming sequentially into three heated screw chambers, where the product is warmed up, dried, crushed, wakes up through openings in the chamber housings on the grates for afterburning with partial use diesel fuel.

В (19) RU (11)96110679 (13) А заявители описывают ретортный способ, т.е. загрузка емкости, герметизация ее с проверкой герметичности, загрузка емкости в камеру прогрева, прогрев, охлаждение, выгрузка. Недостатками ретортного способа являются - цикличность, низкий КПД, трудность в поддержке теплового режима.In (19) RU (11) 96110679 (13) And the applicants describe the retort method, i.e. loading the tank, sealing it with a leak test, loading the tank into the heating chamber, heating, cooling, unloading. The disadvantages of the retort method are cyclicality, low efficiency, difficulty in maintaining the thermal regime.

В (19) RU (11) 2075272 (13) С 1 сделана попытка осуществления непрерывного способа переработки, совмещенной с сушкой и глубокой высокотемпературной обработкой в одном трехсекционном горизонтально расположенном реакторе. Вызывает сомнение полезность и жизнеспособность данного устройства, т.к. полученный полезный продукт в результате пиролиза и газификации направляется в топку (камеру прогрева). При трапециевидном сечении камеры тепловой обработки невозможно создать герметичность разделенных камер сушки, пиролиза и дожига, парогазовая смесь под давлением найдет выход, что приведет к срыву процесса, образованию накипи, нагара, закоксовыванию внутренних поверхностей камер из-за отсутствия механизма продвижения продукта и очистки поверхностей.In (19) RU (11) 2075272 (13) C 1, an attempt was made to implement a continuous processing method combined with drying and deep high-temperature processing in one three-section horizontally located reactor. It is doubtful usefulness and viability of this device, because Valuable product is obtained by pyrolysis and gasification is directed into the furnace (chamber warming). With the trapezoidal section of the heat treatment chamber, it is impossible to create the tightness of the separated drying, pyrolysis and afterburner chambers, the vapor-gas mixture under pressure will find a way out, which will disrupt the process, scale, deposit, coking of the inner surfaces of the chambers due to the lack of a product promotion mechanism and surface cleaning.

Наиболее близким по идее к предложенному мной устройству является (19) RU (11) 2202589 (13) С 2. Недостатками же являются;The closest in theory to the device I proposed is (19) RU (11) 2202589 (13) С 2. The disadvantages are;

а) необходимо иметь три реактора; сушки, пиролиза, дожига, причина - дожди, снега, большая влажность продукта (в приводимом примере №1 влаги 21% от массы обрабатываемого продукта, может быть и значительно больше);a) it is necessary to have three reactors; drying, pyrolysis, afterburning, the reason is rains, snow, high humidity of the product (in the given example No. 1 moisture 21% of the mass of the processed product, may be much more);

б) техническая невозможность создания надежной герметичности вращающегося, прогретого до температуры 600°С реактора (п.5 формулы) диаметром до 3000 мм, при t воспламенения парогазовой углеводородсодержащей среды порядка 300-360°С и, имея в камере пиролиза парогазовую среду в 600 градусов, при нарушении системы герметичности и прорыве газа в атмосферу получим факел огня, при попытке тушения получим охлаждение реактора, разрежение в реакторе, резкий подсос атмосферного воздуха и взрыв - взрывоопасно;b) the technical impossibility of creating reliable tightness of a rotating reactor heated to a temperature of 600 ° C (claim 5) with a diameter of up to 3000 mm, with t igniting a gas-vapor hydrocarbon-containing medium of the order of 300-360 ° C and having a gas-vapor medium of 600 degrees in the pyrolysis chamber , if the tightness system is broken and gas breaks into the atmosphere, we get a fire torch, when we try to extinguish, we get the reactor cooling, rarefaction in the reactor, a sharp suction of atmospheric air and an explosion - it is explosive;

в) парогазовый поток из камер сборников будет подхватывать твердые микроскопические частицы, которые будут быстро засорять катализаторы SR-1 и выводить их из строя;c) the vapor-gas flow from the collection chambers will pick up solid microscopic particles, which will quickly clog the SR-1 catalysts and disable them;

г) по необходимости созданный реактор сушки будет работать с нарушениями экологических требований, т.к. прогрев-сушка продукта осуществляется непосредственно дымовыми газами повышенной температуры, воздействие которой на полимерные материалы вызовет бурную реакцию оплавления, изменение химического состояния с выделением вредных отравляющих газов и выбросом их (по патенту) вместе с паром в атмосферу;g) if necessary drying created reactor will operate with impaired environmental requirements, since heating and drying of the product is carried out directly by flue gases of elevated temperature, the effect of which on polymeric materials will cause a violent fusion reaction, a change in the chemical state with the release of harmful poisonous gases and their release (according to the patent) together with steam into the atmosphere;

д) как и что разделять друг от друга - теплоизоляцию от нагревающего слоя или нагревающий слой от корпуса реактора для осуществления вращения реактора, при первоначальной конструктивной закладке температурных деформаций;e) how and what to separate from each other - thermal insulation from the heating layer or the heating layer from the reactor vessel for the implementation of the rotation of the reactor, with the initial structural laying of temperature deformations;

е) вызывает большие опасения жизнеспособность реактора дожига при t 1200°C (указано несколько раз в описании) и даже t в 850°C, указанной в двух примерах, тем более консольное исполнение шнека (по чертежу);f) causes great concern the viability of the afterburner reactor at t 1200 ° C (indicated several times in the description) and even t at 850 ° C, indicated in two examples, especially the cantilever version of the screw (according to the drawing);

ж) по примеру №1; t пиролиза 400-500°С (при обогреве реактора расположенными внутри реактора трубами), при вращении реактора штрибсами будет подхватываться продукт и забрасываться на нагретые до 400-500°С трубы, образовывая накипь, нагар, закоксовывание, потерю итак довольно низкого КПД, отказ в работе и все из-за отсутствия устройства очистки от нагара и ококсования.g) according to example No. 1; pyrolysis of 400-500 ° C (when the reactor is heated by pipes located inside the reactor), when the reactor is rotated by strips, the product will be picked up and thrown onto pipes heated to 400-500 ° C, forming scale, soot, coking, loss of a rather low efficiency, failure in all due to lack of cleaning devices from carbon and okoksovaniya.

Сделана попытка непрерывного проведения переработки ТБО в SU 1548601, но вызывают сомнение вопросы по работоспособности и качеству получаемого вторичного продукта;An attempt was made to continuously conduct the processing of solid waste into SU 1548601, but questions regarding the operability and quality of the resulting secondary product are questionable;

а) в примере приведено - бумага, картон, древесина и т.п. Кто может дать гарантию в том, что в кузове мусоровоза не окажутся двух-трех-одиннадцати секционные батареи отопления, обрезки труб отопления и водопровода, газовые и электрические нагреватели воды, замененные в квартирах, да мало ли еще какие предметы могут быть в мусоровозе, включая бетонные, железобетонные и др. куски, проволоку, тогда какой мощности должен быть измельчитель, т.к. извлечение металла по патенту осуществляется после пиролиза из твердой составляющей, и не застрянет ли все это в питателе измельчителя;a) in the example given - paper, cardboard, wood, etc. Who can guarantee that in the back of a garbage truck there will not be two, three, or eleven sectional heating batteries, pipe cuts for heating and water pipes, gas and electric water heaters replaced in apartments, but there are still some items that can be in the garbage truck, including concrete, reinforced concrete and other pieces, wire, then what kind of power should be a chopper, because the metal extraction according to the patent is carried out after pyrolysis from the solid component, and if all this does not get stuck in the grinder feeder;

б) как продукт пиролиза будет проходить через шлюзовую камеру и раструб, имеющий изгиб в 90°, при отсутствии механизма, осуществляющего это продвижение;b) how the product of pyrolysis will pass through the airlock and the bell, having a bend of 90 °, in the absence of a mechanism for this promotion;

в) сушка, прогрев и пиролиз продукта осуществляются в одном реакторе, тогда зачем разделять камеры прогрева продукта на секции, т.к. все равно выгрузка парогазовой смеси из реактора происходит совместно с влагой (водой) после сушки продукта, а влажность его может быть до 50% и выше от веса всего продукта (остатки сточных вод);c) drying, heating and pyrolysis of the product are carried out in one reactor, then why separate the heating chambers of the product into sections, because all the same, the vapor-gas mixture is unloaded from the reactor together with moisture (water) after drying the product, and its humidity can be up to 50% and higher of the weight of the whole product (waste water residues);

г) H2O можно разложить на Н и О электролитическим способом или путем нагрева до 2000° при больших давлениях, но это сложно осуществить, т.к. они тут же вступают в реакцию окисления, поэтому при сушке очень влажного продукта нужно устройство разделения воды от остального продукта, иначе встретятся большие проблемы при осуществлении горения газа;d) H 2 O can be decomposed into H and O by the electrolytic method or by heating to 2000 ° at high pressures, but this is difficult to implement, because they immediately enter the oxidation reaction, so when drying a very wet product, you need a device for separating water from the rest of the product, otherwise there will be big problems when burning gas;

д) немаловажным фактором в данном устройстве является то, что весь полученный вторичный продукт используется непосредственно для работы турбоэлектрогенератора без осуществления накопления жидкой фракции;d) an important factor in this device is that all the resulting secondary product is used directly for the operation of the turboelectric generator without the accumulation of liquid fraction;

е) спиральная навивка внутри транспортирующей трубы будет способствовать продвижению продукта только при вращении самой транспортирующей трубы, в данном же случае при попадании в реактор кусков металла, бетона, камня до 10 см (по патенту), будет способствовать образованию мертвых зон, накипи, нагара, ококсованию в нижней части реактора в пространствах между отверстиями при малых давлениях газа, что в дальнейшем приведет к постепенному уменьшению и перекрытию нижних отверстий, перенаправляя поток газа в верхние отверстия, где меньше давление продукта, т.к. тяжелые куски породы будут осаждаться внизу. Установка (как вариант) в транспортирующей трубе шнека со сплошной спиралью и отверстиями в оси и только (по фиг 3), не по размеру внутреннего диаметра транспортирующей трубы с учетом каких-то технологических зазоров при изготовлении и на температурные деформации, а именно по указанному чертежу, не будет препятствовать процессам образования, накипи, нагара и ококсования при малых давлениях газа в пространствах между отверстиями с постепенным уменьшением и закупоркой их, начиная от загрузки с продвижением к выгрузке, что приведет к падению КПД устройства. Да и какой мощности - производительности должны быть компрессоры, чтобы обеспечить давление выхода направленных струй газа через множество отверстий в корпусе и полой оси реактора (по чертежу) с t 500°C и давлении 20 кг/см2, особенно по стр.21-28 /12/ описания (проведение пиролиза при повышенных температурах 800-1000°C) и, соответственно, воздуходувки. Осуществление же ворошения и продвижения продукта при низких давлениях невозможно, только продувка для прогрева продукта.f) spiral winding inside the conveying pipe will promote the product only when the conveying pipe itself rotates, in this case when pieces of metal, concrete, stone get into the reactor up to 10 cm (according to the patent), it will contribute to the formation of dead zones, scale, soot, coking in the lower part of the reactor in the spaces between the holes at low gas pressures, which will subsequently lead to a gradual decrease and overlap of the lower holes, redirecting the gas flow to the upper holes, where it is less tion product, as heavy pieces of rock will settle down below. Installation (as an option) in the conveying pipe of the screw with a continuous spiral and holes in the axis and only (in FIG. 3), not according to the size of the inner diameter of the conveying pipe, taking into account some technological clearances in the manufacture and temperature deformations, namely according to the specified drawing , will not interfere with the processes of formation, scale, carbonization and coking at low gas pressures in the spaces between the holes with a gradual decrease and corking them, starting from loading with progress to unloading, which will lead to a fall Device efficiency. And what kind of power - capacity should there be compressors in order to provide the outlet pressure of the directed gas jets through many holes in the reactor vessel and hollow axis (according to the drawing) with t 500 ° C and a pressure of 20 kg / cm 2 , especially on pages 21-28 / 12 / descriptions (pyrolysis at elevated temperatures 800-1000 ° C) and, accordingly, blowers. Implementation of tedding and promotion of the product at low pressures is impossible, only purging to warm the product.

Недостатком шнекового питателя в RU 2100402 является то, что изменение шага навивки ленты для уплотнения продукта в средней части шнека приведет к тому, что. имея многогранный профиль корпуса шнека или продольное оребрение внутри корпуса в месте измененного шага шнека и далее, для предотвращения прокрутки продукта вместе со шнеком, создаст предпосылки для выброса продукта через питатель при отсутствии продукта в вертикальной подводящей шахте, что чревато открытием прохода парогазовой смеси под избыточным давлением в реакторе при температуре 500 и выше градусов, при температуре воспламенения парогазовой смеси порядка 360-380 градусов.The disadvantage of a screw feeder in RU 2100402 is that changing the pitch of the tape winding to seal the product in the middle part of the screw will lead to the fact that. having a multi-faceted profile of the screw housing or a longitudinal finning inside the housing at the place of the changed screw pitch and further, to prevent product scrolling with the screw, will create the prerequisites for the product to be ejected through the feeder in the absence of the product in the vertical supply shaft, which is fraught with the passage of the vapor-gas mixture under excessive pressure in a reactor at a temperature of 500 and above degrees, at a flash point of a steam-gas mixture of the order of 360-380 degrees.

Предлагаемое мной устройство является наиболее прогрессивным, т.к. дает возможность в течение весенне-летнего и осеннего периода накопить в достаточном количестве энергоносители в виде жидкой и твердой составляющей для использования в зимний период, посевной и уборочной страды, обеспечение тепло и электроэнергией очистных сооружений городов, поселков сельскохозяйственных предприятий. Твердая составляющая может быть использована в отопительный сезон, т.к. она приравнена по теплотворной способности к антрациту, как в искомом виде, так и в газообразном, пропустив ее через газогенераторную печь, давно используемую в промышленных и бытовых нуждах. Газовая составляющая может быть использована непосредственно для обеспечения нужд экологически чистого производства по тепло и энергообеспечению.The device I offer is the most progressive, because makes it possible during the spring-summer and autumn period to accumulate in sufficient quantities energy sources in the form of a liquid and solid component for use in winter, sowing and harvesting straddles, providing heat and electricity to sewage treatment plants in cities and agricultural enterprises. The solid component can be used in the heating season, because it is equal in calorific value to anthracite, both in the desired form and in gaseous, passing it through a gas generator furnace, has long been used in industrial and domestic needs. The gas component can be directly used to meet the needs of environmentally friendly production of heat and energy supply.

Данное устройство предусматривает устранение вышеперечисленных недостатков. Поступающий в бункер 11 продукт переработки, прошедший через технологическую линию сортировки и подготовки ТБО к пиролизу, где предусмотрено удаление черных и цветных металлов, бетона, камней, стекла и пр. неперерабатываемого мусора с максимальной крупностью частиц в 50 мм (текстолит, эбонит и пр. полимерный и древесный материал) прогревается отходящими дымовыми газами в бункере 11, затем шнековым питателем 10 уплотняется и подается в реактор сушки 22, где подвергается интенсивному перемешиванию лопастями 16 шнека 9 с уже нагретым продуктом и, за счет прокачиваемого, прогретого технологического газа через неподвижную ось шнека 9 с отверстиями 12, в буквальном смысле, продукт будет подвержен ударному прогреву до 150-200°С, отдавая влагу уходящему газу через дымоход В. Шнек питателей имеет постоянный шаг навивки ленты и в конце, на одну треть длины, имеет конус с выходным отверстием, в 4-5 раз меньшим, чем площадь сечения до конуса, с продолжением трубы того же сечения длиной 250-300 мм. Уплотненный продукт в этом патрубке будет являться запорным устройством для выхода парогазовой смеси из реактора сушки и пиролиза, а так же всаса в реакторы атмосферного воздуха, даже если в приемном бункере 11, 7 и 14 будет отсутствовать продукт. Чем больше прокачиваемого газа и выше его температура, тем больше нужно будет подавать продукта для сушки, т.е. выше будет производительность. Приваренные к корпусам реакторов полутрубы служат для прогрева и прокачки через них технологического газа, уравновешиванию скачков и стабилизации температурных режимов процесса, а также для увеличения жесткости конструкции корпусов реакторов, дабы снизить, насколько возможно, последствия температурных деформаций. Лопастные шнеки, с малым углом атака лопастей, перемешивают продукт по всей длине реакторов и продвигают его вперед, продукт прогревается по мере отдачи влаги, уменьшаясь в весе и объеме. В конце шнеки имеют 2 витка лопастей с обратной навивкой и противоположным углом атака, чтобы была произведена задержка-накопление обработанного продукта для более полной его обработки и выдачи его в приемные бункер 7, 14. Лопасти 16 изготовлены по фиг.1, скребки 19 приварены к концу лопасти с уклоном назад для того, чтобы налипшие или зацепившиеся продукты могли быть сброшенными с лопастей и скребков, которые предназначены для снятия накипи и нагара с внутренней стенки реактора. При малых углах атаки лопастей возможно увеличение числа оборотов шнеков для создания лучших условий проведения реакций сушки и пиролиза. Сам шнек подвержен процессу самоочищения за счет перекатывания продукта по лопастям, оси и шнеку. Соударения грубых частиц продукта между собой способствуют разрушению крупных частей продукта. За счет того, что основа лопастных шнеков не сплошная, имеется возможность пропуска прогретых газов через отверстия в осях, способствуя тем самым удалению мертвых зон шнеков и лучшему прогреву перемешиваемого продукта. При прикосновении продукта к неподвижным осям происходит прогрев его и, соответственно, появляются предпосылки образования накипи, нагара и ококсования на поверхности осей. Вместе с захваченными мелкими частицами продукта, при вращении шнека, накипь, нагар и ококсование используются в качестве смазывающего материала. Вращение шнека с большими поверхностными пустотами по неподвижной оси с отверстиями будет способствовать очистке отверстий и препятствовать образованию накипи, нагара и ококсованию как на осях, так и на внутренней поверхности реакторов. Вот именно по вышеперечисленным условиям выбрана такая конструкция лопастного шнека с неподвижной осью, что позволяет уйти от консольной конструкции шнека, увеличения жесткости шнека для работы при высоких температурах, позволяет уйти, насколько это возможно, от увеличенных температурных деформаций, уменьшения удельных нагрузок прогретых деталей, уменьшения возможности образования накипи нагара, ококсования, закупорки отверстий продувки газа, простоты изготовления, увеличения надежности и ремонтопригодности устройства. По условиям экологии, парогазовая смесь из реактора сушки 22 и сборника 7 через выход А подается через циклон очистки в конденсатор сбора воды, а газ подается на компрессор и/или сразу на прогрев и снова в реактор сушки и так по кругу, излишки обогащенного газа из рессиверов подаются на газовые горелки. Сконденсированная жидкость собирается в резервуар, подвергается физико-химической обработке, очистке - фильтрации через фильтр, наполненный твердой составляющей, полученной в результате пиролиза, и идет на повторное использование, при замене наполнителя старый направляют на повторную переработку.This device provides for the elimination of the above disadvantages. Recycling product entering bunker 11, which has passed through a technological line for sorting and preparing solid waste for pyrolysis, which provides for the removal of ferrous and non-ferrous metals, concrete, stones, glass, etc., non-recyclable waste with a maximum particle size of 50 mm (textolite, ebonite, etc. polymer and wood material) is heated by the exhaust flue gases in the hopper 11, then it is compacted by a screw feeder 10 and fed to the drying reactor 22, where it is intensively mixed by the blades 16 of the screw 9 with the already heated product and, and due to the pumped, heated process gas through the fixed axis of the screw 9 with openings 12, in the literal sense, the product will be susceptible to shock heating to 150-200 ° C, transferring moisture to the exhaust gas through chimney B. The feeder auger has a constant tape winding step and at the end , one third of the length, has a cone with an outlet 4-5 times smaller than the cross-sectional area to the cone, with a pipe of the same section extending 250-300 mm in length. The sealed product in this pipe will be a shut-off device for the vapor-gas mixture to exit the drying and pyrolysis reactor, as well as for the suction in atmospheric air reactors, even if there is no product in the receiving hopper 11, 7 and 14. The greater the pumped gas and its temperature is higher, the greater the need to apply the product to dry, i.e. higher will be performance. The half-pipes welded to the reactor vessels are used for heating and pumping process gas through them, balancing jumps and stabilizing the temperature conditions of the process, as well as for increasing the rigidity of the reactor vessel structure in order to reduce, as far as possible, the effects of temperature deformations. Bladed augers, with a small angle of attack of the blades, mix the product along the entire length of the reactors and propel it forward, the product warms up as moisture returns, decreasing in weight and volume. At the end, the screws have 2 turns of blades with reverse winding and an opposite angle of attack, so that a delay is accumulated of the processed product for more complete processing and its delivery to the receiving hopper 7, 14. The blades 16 are made according to figure 1, the scrapers 19 are welded to the end of the blade with a slope back so that adhering or catching products can be discharged from the blades and scrapers, which are designed to remove scale and carbon from the inner wall of the reactor. At small angles of attack of the blades, an increase in the number of revolutions of the screws is possible to create better conditions for the drying and pyrolysis reactions. The screw itself is subject to self-cleaning due to rolling of the product along the blades, axis and screw. Collisions coarse product particles among themselves contribute to the destruction of major parts of the product. Due to the fact that the base of the blade screws is not continuous, it is possible to let the heated gases through the holes in the axes, thereby contributing to the removal of dead zones of the screws and better heating of the mixed product. When the product touches the fixed axes, it warms up and, accordingly, the prerequisites for the formation of scale, carbon deposits and coking appear on the surface of the axes. Together with the captured small particles of the product, when rotating the screw, scale, carbon deposits and coking are used as a lubricant. Rotation of the auger with large surface voids along a fixed axis with holes will help to clean the holes and prevent the formation of scale, carbon deposits and coking both on the axes and on the inner surface of the reactors. It is precisely according to the above conditions that such a design of a blade auger with a fixed axis is selected that allows you to get away from the cantilever design of the screw, increase the rigidity of the screw for working at high temperatures, allows you to get away, as far as possible, from increased temperature deformations, reduce the specific loads of heated parts, reduce the possibility of scale formation, carbonization, blockage of the gas purge holes, ease of manufacture, increase the reliability and maintainability of the device. According to environmental conditions, the gas-vapor mixture from the drying reactor 22 and the collector 7 through outlet A is fed through a purification cyclone to a water collection condenser, and gas is supplied to the compressor and / or immediately to be heated and again to the drying reactor, and so on, in a circle, excess enriched gas from receivers are fed to a gas burner. Condensed liquid is collected in a tank, subjected to physico-chemical treatment, purification - filtration through a filter filled with a solid component obtained as a result of pyrolysis, and is recycled, when replacing the filler, the old one is sent for recycling.

Высушенный и прогретый до 200°С продукт из приемной камеры 7 питателем 5 подается в пиролизную камеру реактора 23, где подвергается интенсивному перемешиванию, с уже прогретым продуктом, продвижению вперед в камеру сборника 14 и прогреву до 450-500°С газовыми горелками 1 снаружи реактора, через полую ось реактора горелкой 6 и прокачиваемым прогретым газом через приваренные к корпусу полутрубы 2 и отверстия 4. Парогазовая смесь из реактора 23 поступает на дальнейшую обработку - циклон, катализатор или без него, охладитель-разделитель жидкой фракции по температурным режимам и газ (на чертеже не показаны, т.к. существует множество изобретенных и апробированных ректификационных и крекинговых устройств). Избыточное давление в реакторах на 5-10 мм ртутного столба достигается за счет подачи в реактор прогретого технологического газа и отсоса парогазовой смеси вентиляторами или компрессорами.The product, dried and warmed up to 200 ° C, from the receiving chamber 7 is fed by the feeder 5 to the pyrolysis chamber of the reactor 23, where it is intensively mixed with the product already warmed up, propelled forward into the collection chamber 14 and heated up to 450-500 ° С by gas burners 1 outside the reactor through the hollow axis of the reactor with a burner 6 and pumped heated gas through half pipes 2 and holes welded to the body 4. The gas-vapor mixture from the reactor 23 is fed for further processing — a cyclone, with or without a catalyst, a liquid fraction cooler-separator of temperature and gas (not shown, because there are many proven and inventive distillation and cracking devices). Overpressure in reactors of 5-10 mm Hg is achieved by supplying the reactor with heated process gas and suction of the gas mixture with fans or compressors.

Выгрузка твердой фракции из приемника 14 осуществляется шнеком выгрузки 15. Набор труб со входами С, установленными между реакторами, предназначенными для прогрева технологических газов и атмосферного воздуха и уменьшения температура прогрева реактора сушки.The solid fraction is unloaded from the receiver 14 by the discharge screw 15. A set of pipes with inlets C installed between the reactors designed to heat the process gases and atmospheric air and reduce the temperature of the heating of the drying reactor.

Герметизация реакторов достигается за счет уплотненного продукта в патрубках питателей загрузки и выгрузки, а так же за счет уплотнений сальниковыми набивками (на чертеже не показано) из асбестового шнура, пропитанного графитовой или молибденовой высокотемпературной смазкой в подшипниковой области между неподвижным торцом реакторов, защищенных от перегрева в области подшипника водяной рубашкой (на чертеже не показано) - вращающейся шейкой шнека и неподвижной осью.Sealing of reactors is achieved due to the compacted product in the nozzles of the loading and unloading feeders, as well as due to seals with stuffing box packing (not shown in the drawing) from an asbestos cord impregnated with graphite or molybdenum high-temperature grease in the bearing area between the fixed end of the reactors protected against overheating in the area of the bearing with a water jacket (not shown in the drawing) - a rotating neck of the screw and a fixed axis.

Корпуса реакторов, неподвижные оси, шнеки, приваренные полутрубы и конструкции газовых горелок изготавливаются из жаропрочного, высоколегированного металла из условий наименьших температурных деформаций при температурах 450-600°С при длине реакторов, в зависимости от типоразмера, 3-6 м.Reactor shells, fixed axes, screws, welded half tubes and gas burner designs are made of heat-resistant, highly alloyed metal from the conditions of the lowest temperature deformations at temperatures of 450-600 ° C with a length of reactors, depending on the size, 3-6 m.

Реакторы находятся внутри металлической, футерованной огнеупорным материалом, с наружной теплоизоляцией защитой 3 с вмонтированными в нее газовыми горелками 1 и вводами газа F.The reactors are located inside a metal lined with refractory material, with external thermal insulation protection 3 with gas burners 1 mounted in it and gas inlets F.

Диаметр сушильного реактора зависит от типоразмера проектируемого модуля по производительности (наличия и возобновляемости продукта), с учетом того, что выход продукта из реактора сушки на 20-50% меньше веса загружаемого продукта, в зависимости от влажности и состава продукта.The diameter of the drying reactor depends on the size of the designed module for productivity (availability and renewability of the product), taking into account the fact that the product yield from the drying reactor is 20-50% less than the weight of the loaded product, depending on the humidity and composition of the product.

Диаметр реактора пиролиза проектируется с учетом выхода парогазовой смеси порядка 60-65% от веса, загруженного в реактор высушенного продукта, т.е. площадь сечения реактора пиролиза должна быть на 40-50% меньше площади сечения реактора сушки.The diameter of the pyrolysis reactor is designed taking into account the output of the steam-gas mixture of about 60-65% of the weight loaded into the reactor of the dried product, i.e. pyrolysis reactor sectional area should be 40-50% less than the sectional area of the drying reactor.

Длительность реакции пиролиза в реакторе уже прогретого до 200°С продукта при быстром (ударном) прогреве до 450-500°С порядка 25-45 минут, в зависимости от поддерживаемых температурных режимов, допущенной крупности кусков продукта, с учетом этого можно рассчитать диаметры, длину реакторов и производительность модуля.The duration of the pyrolysis reaction in the reactor of a product already warmed up to 200 ° С with rapid (shock) heating up to 450-500 ° С is about 25-45 minutes, depending on the supported temperature conditions, the allowed size of the product pieces, taking into account this, we can calculate the diameters, length reactors and module performance.

ОПИСАНИЕ ПО ЧЕРТЕЖУDESCRIPTION OF THE DRAWING

1. Газовые горелки и трубы подачи воздуха.1. Gas burners and air supply pipes.

2. Полутрубы, приваренные к реакторам, для прогрева технологического газа.2. The half-tube welded to the reactor, for heating the process gas.

3. Огнеупорная футеровка и теплоизоляция.3. Refractory lining and thermal insulation.

4, 12. Отверстия для прохода горячего технологического газа в реактор.4, 12. The openings for the passage of the hot process gas in the reactor.

5, 10. Шнековые загрузчики с редуктором.5, 10. Screw loaders with gear.

6. Е. Газовая горелка в полой оси шнека.6. E. Gas burner in the hollow axis of the screw.

7. Сборник сухого продукта.7. Collection of dry product.

С. Выходы технологического газа и воздуха.C. Process gas and air outputs.

8. Огнеупорная перемычка.8. Fireproof jumper.

9, 13. Лопастной шнек.9, 13. Paddle auger.

А. Выход парогазовой смеси из реактора сушки.A. The output of the gas mixture from the drying reactor.

11. Загрузочный бункер с подогревом.11. Heated loading hopper.

В. Выход отработанных дымовых газов.B. Exhaust flue gas output.

Д. Выход парогазовой смеси из реактора пиролиза.D. The output of the gas mixture from the pyrolysis reactor.

14. Сборник твердой фракции.14. The collection of solid fractions.

16. Шнек выгрузки.16. Auger unloading.

17. Поперечная навивка, приваренная на плоскостную навивку 20 с шагом 350-500 мм полосы 100*10 мм.17. Transverse winding, welded onto a planar winding 20 with a pitch of 350-500 mm strip 100 * 10 mm.

18. Плоскостная навивка полосы 100*10 по трубе оси шнека диаметром 250-300 мм на длину реактора противоположной навивки 20.18. Flat winding strip 100 * 10 along the pipe axis of the screw with a diameter of 250-300 mm for the length of the reactor opposite winding 20.

19. Скребок очистки.19. Scraper cleaning.

20. Плоскостная навивка поверх навивки 18 в противоположном направлении и приваренная к полосе 18.20. Plane winding over winding 18 in the opposite direction and welded to strip 18.

21. Факелы газовых горелок.21. Torches of gas burners.

22, 23. Корпуса реакторов.22, 23. Reactor shells.

F. Входы газа и воздуха для газовых горелок.F. Gas and air inlets for gas burners.

Claims (1)

Устройство переработки - низкотемпературного пиролиза углеводородосодержащих твердых и жидких отходов, содержащее 2 герметичных горизонтальных реактора, установленных друг над другом, один из которых реактор сушки - верхний, другой реактор пиролиза - нижний, оснащенные шнековыми питателями, камерами сбора обработанного продукта, каналами выхода парогазовых смесей, шнековым выгружателем твердой составляющей из пиролизной камеры, каналом выхода дымовых газов, газовыми горелками для прогрева реактора пиролиза до 450-500°С, отличающееся тем, что в реакторах установлены неподвижные полые оси, на которых установлены лопастные шнеки, в полую ось реактора пиролиза вставлена газовая горелка, реактор сушки прогревается до 150-200°С снаружи отходящими дымовыми газами, температура которых регулируется сетью труб, установленных между реакторами, и прокачкой через них холодного воздуха и/или технологического газа, и закачкой прогретых газов через полую ось; на корпус реактора снизу приварены полутрубы для прокачки через них в полость реактора технологического газа через отверстия в корпусе реактора; вращающиеся лопастные шнеки собраны из двух противоположно навитых и сваренных между собой полос с одинаковым шагом с возможностью вращения на неподвижной оси, по верхней полосе навита вертикальная полоса и все сварено в один рабочий узел, и уже к вертикальной полосе приварены лопасти; лопасти шнеков на концах имеют скребки, установленные с уклоном назад таким образом, чтобы обеспечить использование образующихся на шнеках и осях накипи, нагара и закоксовывания в качестве смазочного материала. A processing device for low-temperature pyrolysis of hydrocarbon-containing solid and liquid wastes, containing 2 sealed horizontal reactors installed one above the other, one of which is a drying reactor top, the other a pyrolysis reactor bottom, equipped with screw feeders, processed product collection chambers, vapor-gas mixture exit channels, screw unloader of a solid component from the pyrolysis chamber, a flue gas exit channel, gas burners for heating the pyrolysis reactor to 450-500 ° C, characterized in so that fixed hollow axes are installed in the reactors, on which rotary screws are mounted, a gas burner is inserted into the hollow axis of the pyrolysis reactor, the drying reactor is heated to 150-200 ° C from the outside by flue gases, the temperature of which is regulated by a network of pipes installed between the reactors and pumping cold air therethrough and / or process gas and the injection of heated gases through the hollow spindle; half pipes are welded to the bottom of the reactor vessel for pumping process gas through them into the reactor cavity through openings in the reactor vessel; rotating paddle screws are assembled from two strips opposite to each other and welded together with the same pitch with the possibility of rotation on a fixed axis, a vertical strip is wound along the upper strip and everything is welded into one working unit, and the blades are already welded to the vertical strip; the auger blades at the ends have scrapers mounted with a slope back in such a way as to ensure that scale, coke and coking formed on the augers and axes are used as a lubricant.
RU2009109645/03A 2009-03-17 2009-03-17 Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes RU2416053C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109645/03A RU2416053C2 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109645/03A RU2416053C2 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009109645A RU2009109645A (en) 2010-01-20
RU2416053C2 true RU2416053C2 (en) 2011-04-10

Family

ID=42120454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009109645/03A RU2416053C2 (en) 2009-03-17 2009-03-17 Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2416053C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521996C1 (en) * 2013-04-18 2014-07-10 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "РАМПЛАЗМА" Apparatus for processing raw material consisting of carbon-containing solid materials
RU2817493C1 (en) * 2023-08-30 2024-04-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for processing carbon-containing wastes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1315737A2 (en) * 1985-10-17 1987-06-07 Предприятие П/Я А-3600 Shipborne incinerator
SU1548601A1 (en) * 1988-01-20 1990-03-07 Специализированное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Специализированного Транспортного Управления По Очистке Городских Территорий И Водных Протоков Ленгорсовета Method of pyrolysis of solid domestic refuse
RU2100402C1 (en) * 1993-09-27 1997-12-27 Сименс А.Г. Device for transporting waste in pyrolysis reactor
RU2202589C2 (en) * 1998-09-24 2003-04-20 ЖОУ Дингли Method and device for production of hydrocarbons from domestic garbage or wastes and/or wastes of organic materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1315737A2 (en) * 1985-10-17 1987-06-07 Предприятие П/Я А-3600 Shipborne incinerator
SU1548601A1 (en) * 1988-01-20 1990-03-07 Специализированное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Специализированного Транспортного Управления По Очистке Городских Территорий И Водных Протоков Ленгорсовета Method of pyrolysis of solid domestic refuse
RU2100402C1 (en) * 1993-09-27 1997-12-27 Сименс А.Г. Device for transporting waste in pyrolysis reactor
RU2202589C2 (en) * 1998-09-24 2003-04-20 ЖОУ Дингли Method and device for production of hydrocarbons from domestic garbage or wastes and/or wastes of organic materials

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521996C1 (en) * 2013-04-18 2014-07-10 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "РАМПЛАЗМА" Apparatus for processing raw material consisting of carbon-containing solid materials
RU2817493C1 (en) * 2023-08-30 2024-04-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for processing carbon-containing wastes
RU239551U1 (en) * 2025-09-26 2025-12-08 Закрытое Акционерное Общество "Роса" (Зао "Роса") PYROLYSIS FURNACE FOR PRODUCING CARBONIZATE FROM COMPACTED PLANT WASTE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009109645A (en) 2010-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0446930B1 (en) Pyrolytic conversion system
US6178899B1 (en) Waste treatment method and waste treatment apparatus
RU2763026C2 (en) Furnace
DE102006007458B4 (en) Method and apparatus for gasifying carbonaceous material and apparatus for generating electrical energy
KR20100136534A (en) Self-heating and mobile drying units
US20100089295A1 (en) Continuously-Fed Non-Densified Biomass Combustion System
JP2006089742A (en) Continuous pyrolysis system of waste synthetic polymer compound
Garcia-Perez et al. Methods for producing biochar and advanced biofuels in Washington State
CN104128349B (en) The equipment that a kind of house refuse produces fuel oil, combustion gas or/and fuel gas generation
WO2002088277A1 (en) Method for recycling composite materials
WO2012093982A1 (en) Pyrolysis plant for processing carbonaceous feedstock
CN105855274A (en) Household garbage disposal system and method
RU2768809C1 (en) Mobile pyrolysis reactor module for thermal processing of wastes
CN109022005A (en) A kind of continuous biomass charing device and production method
CN105838447A (en) Biomass gasified gas system and ash removal and slag discharging dust removal system thereof
CN106675589A (en) Exhaust gas and waste heat recovery technology for biochar preparation by sludge reduction gasification
RU2416053C2 (en) Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes
RU207663U1 (en) MOBILE PYROLYSIS REACTOR MODULE FOR WASTE THERMAL PROCESSING COMPLEXES
CN107335677B (en) A kind of hazardous waste method for innocent treatment and device
EP3464519B1 (en) Production of a gas and methods therefor
CN107750196A (en) Pyrolytic distillation method and device
RU2523322C2 (en) Device for thermal catalytic utilisation of wastes
KR100983631B1 (en) waste's carbonization system
WO2013140418A1 (en) Multi-condition thermochemical gas reactor
CN210345487U (en) Smokeless incineration device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110318