RU2549947C1 - Biomass utilisation plant and method - Google Patents
Biomass utilisation plant and method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549947C1 RU2549947C1 RU2014107374/03A RU2014107374A RU2549947C1 RU 2549947 C1 RU2549947 C1 RU 2549947C1 RU 2014107374/03 A RU2014107374/03 A RU 2014107374/03A RU 2014107374 A RU2014107374 A RU 2014107374A RU 2549947 C1 RU2549947 C1 RU 2549947C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- biomass
- catalyst
- gasification
- layer
- Prior art date
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 39
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 17
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 14
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example diesel Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам и способам для переработки отходов, преимущественно биомассы, путем газификации с получением жидких и газообразных горючих продуктов, используемых в качестве топлива или промежуточных полупродуктов для химического синтеза или жидких моторных топлив.The invention relates to devices and methods for processing waste, mainly biomass, by gasification to produce liquid and gaseous combustible products used as fuel or intermediate intermediates for chemical synthesis or liquid motor fuels.
Известен способ и аппарат переработки отходов (US 6190429, F27B, 20/02/2001) путем газификации, включающий стадии газификации отходов в реакторе кипящего слоя при сравнительно низкой температуре, подачи газов и угля, полученных в реакторе кипящего слоя, в высокотемпературную камеру сгорания, получения низко- или среднекалорийного газа в высокотемпературной камере сгорания при сравнительно высокой температуре. В реакторе кипящего слоя предпочтительно используется кипящий слой с продольной циркуляцией частиц. Высокотемпературная камера сгорания может быть выполнена как вихревая камера сгорания. Температура в реакторе кипящего слоя может быть в интервале 450-800°C. Температура в высокотемпературной камере сгорания может быть 1300°C и выше. К недостаткам известного способа относится высокая температура в камере сгорания (1300°C и выше), что приводит к образованию значительного количества оксидов азота в дымовых газах, а также сложность установки и способа переработки.A known method and apparatus for processing waste (US 6190429, F27B, 20/02/2001) by gasification, comprising the steps of gasifying waste in a fluidized bed reactor at a relatively low temperature, supplying gases and coal obtained in a fluidized bed reactor to a high temperature combustion chamber, obtaining low- or medium-calorie gas in a high-temperature combustion chamber at a relatively high temperature. In a fluidized bed reactor, a fluidized bed with a longitudinal circulation of particles is preferably used. A high temperature combustion chamber can be implemented as a vortex combustion chamber. The temperature in the fluidized bed reactor may be in the range of 450-800 ° C. The temperature in the high temperature combustion chamber can be 1300 ° C or higher. The disadvantages of this method include the high temperature in the combustion chamber (1300 ° C and above), which leads to the formation of a significant amount of nitrogen oxides in flue gases, as well as the complexity of the installation and processing method.
Известны способ и установка для переработки отходов путем сушки, сублимации, окисления и сжигания (US 5806444, F23G 015/00, 15.09.1998). Установка для осуществления метода включает печь с камерой внутри для кипящего слоя частиц, средства для рециркуляции частиц слоя, устройство для смешения частиц и отходов, покрытия циркулирующих частиц слоя отходами, сушки отходов, средства для подачи отходов в печь из устройства сушки отходов. Изобретение применимо для переработки влажных отходов, в особенности шламов. Недостатками установки для осуществления способа является сложность рециркуляции частиц кипящего слоя и подготовка отходов к переработке. Дополнительно отходящие из установки газы загрязняются газовыми выбросами, образующимися при сушке отходов.A known method and installation for processing waste by drying, sublimation, oxidation and combustion (US 5806444, F23G 015/00, 09/15/1998). The apparatus for implementing the method includes a furnace with a chamber inside for a fluidized bed of particles, means for recycling the particles of the layer, a device for mixing particles and waste, coating the circulating particles of the layer with waste, drying the waste, means for supplying waste to the furnace from the waste drying device. The invention is applicable to the processing of wet waste, in particular sludge. The disadvantages of the installation for implementing the method is the difficulty of recycling particles of the fluidized bed and the preparation of waste for processing. In addition, the exhaust gases from the installation are polluted by gas emissions resulting from the drying of waste.
Известен способ переработки биомассы или отходов и устройство для его осуществления с получением энергии, а именно пара и/или электричества путем сжигания биотоплива или отходов с минимальными выбросами вредных или токсичных соединений (US 5626088, F23G 007/00, 06.05.1997). Основные решения известного способа предусматривают: газификацию биотоплива или отходов в газификаторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем; стандартный бойлер для сжигания топлива, имеющий горелку для сжигания пылевидного угля или нефти (или природного газа в его нижней части), и средства для сжигания газа, полученного в газификаторе, расположенные выше горелки. Биотоплива или отходы газифицируют в кипящем слое, например, угольной золы, выделенной из топки бойлера, или других твердых частиц. Недостатками известного устройства и способа являются необходимость дополнительного оборудования для очистки сырого газа газификации от токсичных компонентов, относительно высокие температуры сжигания 800-1050°C в бойлере, не предотвращающие образование термических и топливных оксидов азота, а также CO при малых избытках воздуха при горении (5-10%) (особенно при горении дополнительного топлива в виде пылевидного угля).A known method of processing biomass or waste and a device for its implementation to produce energy, namely steam and / or electricity by burning biofuel or waste with minimal emissions of harmful or toxic compounds (US 5626088, F23G 007/00, 05/06/1997). The main solutions of the known method include: gasification of biofuel or waste in a circulating fluidized bed gasifier; a standard boiler for burning fuel, having a burner for burning pulverized coal or oil (or natural gas in its lower part), and means for burning gas obtained in the gasifier located above the burner. Biofuels or waste gasify in a fluidized bed, for example, coal ash extracted from the furnace of the boiler, or other solid particles. The disadvantages of the known device and method are the need for additional equipment for cleaning raw gas from gasification from toxic components, relatively high combustion temperatures of 800-1050 ° C in the boiler, which do not prevent the formation of thermal and fuel nitrogen oxides, as well as CO with small excess air during combustion (5 -10%) (especially when burning additional fuel in the form of pulverized coal).
Наиболее близкой по технической сущности является установка для газификации биомассы (RU 76424, F23G 7/00, F27B 15/00, 02.04.2008), включающая вертикальный цилиндрический реактор со слоем твердых частиц в его нижней части, оборудованный средствами подачи среды под давлением (воздуха, паровоздушной смеси, инертного газа) в слой твердых частиц, а также средствами для сбора горючих продуктов газификации, расположенных в его верхней части. Реактор для газификации биомассы расположен коаксиально внутри кольцевого реактора, содержащего слой гранулированного катализатора полного окисления в его нижней части, и оборудованный газораспределительной решеткой и средствами для подачи топлива, например дизельного, и воздуха в слой катализатора, а также средствами для сбора продуктов сгорания, расположенных в его верхней части. Преимущественно, выход внутреннего реактора (средства для сбора горючих продуктов газификации) дополнительно снабжен каналом для подачи части продуктов газификации в качестве дополнительного топлива в нижнюю часть внешнего реактора. Преимущественно, внутренний реактор дополнительно оборудован циклоном и емкостью для сбора твердых продуктов газификации биомассы, а внешний реактор дополнительно оборудован циклоном и емкостью для сбора твердых продуктов горения топлива. В частном случае дно внутреннего реактора выполнено в виде конуса с острым углом, например 30°.The closest in technical essence is the installation for biomass gasification (RU 76424, F23G 7/00, F27B 15/00, 04/02/2008), including a vertical cylindrical reactor with a layer of solid particles in its lower part, equipped with means for supplying pressure medium (air , vapor-air mixture, inert gas) into the layer of solid particles, as well as means for collecting combustible gasification products located in its upper part. The biomass gasification reactor is located coaxially inside a ring reactor containing a layer of granular catalyst of complete oxidation in its lower part and equipped with a gas distribution grid and means for supplying fuel, for example diesel, and air to the catalyst layer, as well as means for collecting combustion products located in its top. Advantageously, the outlet of the internal reactor (means for collecting combustible gasification products) is further provided with a channel for supplying part of the gasification products as additional fuel to the lower part of the external reactor. Advantageously, the internal reactor is additionally equipped with a cyclone and a container for collecting solid biomass gasification products, and the external reactor is additionally equipped with a cyclone and a container for collecting solid fuel combustion products. In a particular case, the bottom of the internal reactor is made in the form of a cone with an acute angle, for example, 30 °.
Недостатками установки являются небольшая внешняя поверхность реактора газификации, необходимая для передачи теплоты из кольцевого реактора. Это приводит к увеличению высоты кипящего слоя твердых дисперсных частиц и катализатора и, соответственно, высоты реакторов и, как следствие, к увеличению энергетических затрат на дутьевое оборудование для обеспечения кипения слоя. Дополнительно возрастает расход дисперсных частиц и дефицитного дорогостоящего катализатора полного окисления. При сжигании части биомассы в реакторе газификации происходит разбавление газообразных продуктов газификации азотом воздуха и снижение их теплотворной способности.The disadvantages of the installation are the small external surface of the gasification reactor, necessary for the transfer of heat from the ring reactor. This leads to an increase in the height of the fluidized bed of solid dispersed particles and catalyst and, accordingly, in the height of the reactors and, as a consequence, to an increase in the energy costs of blowing equipment to ensure boiling of the bed. Additionally, the consumption of dispersed particles and a scarce expensive catalyst for complete oxidation increases. When part of the biomass is burned in a gasification reactor, the gaseous products of gasification are diluted with air nitrogen and their calorific value decreases.
К недостаткам установки относятся также сложность регулирования температуры в кипящем слое и неоднородность слоя за счет газовых пузырей, которая приводит к увеличению выбросов токсичных веществ с дымовыми газами при горении топлив в кольцевом реакторе и снижению степени газификации биомассы в реакторе газификации.The installation’s disadvantages also include the difficulty of controlling the temperature in the fluidized bed and the heterogeneity of the layer due to gas bubbles, which leads to an increase in toxic substances emissions from flue gases during fuel combustion in a ring reactor and a decrease in the degree of biomass gasification in a gasification reactor.
Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в разработке способа и установки для утилизации биомассы, эффективно использующей тепло при сжигании топлива с обеспечением экологической безопасности отходящих дымовых газов и позволяющая уменьшить расход катализатора полного окисления.The problem solved by the present invention is to develop a method and installation for the utilization of biomass, efficiently using heat when burning fuel, ensuring environmental safety of the exhaust flue gas and allowing to reduce the consumption of the catalyst for complete oxidation.
Задача решается конструкцией установки для утилизации биомассы путем газификации или пиролиза, в которой вертикальный цилиндрический реактор со слоем твердых частиц в его нижней части, оборудованный средствами для подачи биомассы и среды под давлением (воздуха, паровоздушной смеси, инертного газа) в слой твердых частиц, а также средствами для сбора горючих продуктов газификации на выходе в его верхней части, расположенный коаксиально внутри кольцевого реактора, содержащего слой гранулированного катализатора полного окисления в его нижней части, и оборудованный газораспределительной решеткой и средствами для подачи топлива и воздуха в слой катализатора, а также средствами для сбора продуктов сгорания, расположенных в его верхней части. К внешней поверхности внутреннего реактора приварены плоские ребра из материала корпуса реактора, а между патрубками для подачи биомассы и среды под давлением размещена газораспределительная решетка, над которой располагается организующая насадка, неизотермическая решетка и теплообменник, а в патрубок для подачи среды под давлением направляются газообразные продукты газификации. Кольцевой реактор в нижней части содержит частицы катализатора глубокого окисления веществ в смеси с дисперсными частицами инертного материала в соотношении 20-90 мас.% катализатора и 10-80 мас.% инертного материала, а над газораспределительной решеткой располагается организующая насадка, неизотермическая решетка и теплообменник.The problem is solved by the design of the installation for biomass utilization by gasification or pyrolysis, in which a vertical cylindrical reactor with a layer of solid particles in its lower part, equipped with means for supplying biomass and pressure medium (air, vapor-air mixture, inert gas) to the layer of solid particles, and also means for collecting combustible gasification products at the outlet in its upper part, located coaxially inside a ring reactor containing a layer of granular catalyst for complete oxidation in its the bottom part, and equipped with a gas distribution grill and means for supplying fuel and air to the catalyst bed, as well as means for collecting combustion products located in its upper part. Flat ribs from the material of the reactor vessel are welded to the outer surface of the internal reactor, and a gas distribution grid is located between the nozzles for supplying biomass and pressure medium, over which the organizing nozzle, non-isothermal grid and heat exchanger are located, and gaseous gasification products are sent to the pipe for supplying pressure medium . The ring reactor in the lower part contains particles of a deep oxidation catalyst mixed with dispersed particles of an inert material in a ratio of 20-90 wt.% Catalyst and 10-80 wt.% Inert material, and an organizing nozzle, a non-isothermal grate, and a heat exchanger are located above the gas distribution grid.
Задача решается также способом утилизации биомассы путем использования вышеописанной установки.The problem is also solved by the method of biomass utilization by using the above installation.
На Фиг. изображена схема установки для утилизации биомассы.In FIG. depicts a setup diagram for the disposal of biomass.
Установка состоит из реактора 1 с газораспределительной решеткой 2, на которую загружают дисперсные частицы 3. Над газораспределительной решеткой 2 располагаются организующая насадка 4, неизотермическая решетка 5 и теплообменник 6, охлаждаемый водой. На внешней поверхности реактора приварены плоские ребра 7. Над газораспределительной решеткой 2 ниже организующей насадки 4 расположен ввод устройства для подачи биомассы 8. Газы после выхода из верхней части реактора 1 отделяются от твердых продуктов в циклоне 9, а жидкие продукты конденсируются в теплообменнике 10. После теплообменника 10 газодувкой 11 газы газификации частично подаются под газораспределительную решетку 2. Реактор 1 расположен коаксиально внутри кольцевого реактора 12. Реактор 12 также снабжен газораспределительной решеткой 13, на которой расположен слой дисперсного катализатора полного окисления 14. Под газораспределительную решетку 13 вводится воздух. Над газораспределительной решеткой расположены ввод топлива (жидкого) 15, ввод части газов газификации 16 и ввод устройства для подачи твердых продуктов газификации 17, выше которых расположены организующая насадка 18, неизотермическая решетка 19 и теплообменник 20. В верхней части реактора расположен выход дымовых газов 21 и далее средства очистки дымовых газов от пыли 22.The installation consists of a
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Слой частиц катализатора полного окисления 14 в реакторе 12 нагревается за счет внешнего источника теплоты до температуры 300-350°C. Затем под газораспределительную решетку 13 в слой катализатора подается воздух, который приводит слой в псевдоожиженное состояние и одновременно в слой через устройство 15 начинает дозироваться топливо. Температура в слое повышается до 700-750°C. После этого внешний источник теплоты отключается. Температура в слое регулируется расходом топлива. Наличие организующей насадки 18 позволяет полностью окислить топливо до неизотермической решетки 19. В зависимости от параметров неизотермической решетки 19 температура в верхней части псевдоожиженного слоя поддерживается ниже температуры псевдоожиженного слоя под решеткой за счет отвода теплоты теплообменником 20 над решеткой 19, что позволяет снизить температуру слоя и отходящих из реактора дымовых газов в пределе до температуры конденсации паров воды, например 100°C. Теплота, выделяющаяся в псевдоожиженном слое катализатора реактора 12, передается через стенку и ребра 7 в реактор 1 и нагревает слой дисперсных частиц 3. После достижения в реакторе 12 рабочей температуры под газораспределительную решетку реактора 1 газодувкой 11 подается инертный газ для псевдоожижения слоя дисперсных частиц 3, например дымовые газы после циклона 22 через вентиль 23. Избыток дымовых газов сбрасывается через вентиль 24. После вытеснения из реактора 1, циклона 9 и теплообменника 10 кислорода вентиль 23 закрывается, а в слой 3 устройством 8 подается биомасса. В слое 3, организованном насадкой 4, происходит газификация биомассы. Температура в слое 400-750°C поддерживается расходом биомассы, а также отвода теплоты при нагреве воды в теплообменнике 6 над неизотермической решеткой 5. Выделяющиеся при газификации биомассы продукты (твердые, жидкие и газообразные) из реактора 1 направляются на разделение в циклон 9 и теплообменник 10. После циклона 9 твердые продукты направляются на сжигание в реактор 12 или на утилизацию, например, в качестве адсорбента или облагороженного твердого топлива или на захоронение (при полном превращении биомассы до минеральной золы). После теплообменника 10 жидкие продукты направляются на сжигание в реактор 12 или на переработку для получения энергетического или моторного топлива. Газообразные продукты после теплообменника 10 направляются на сжигание в реактор 12 или на переработку в качестве сырья для химического синтеза, например, моторного топлива.The layer of particles of the catalyst for
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами, таблицей и Фиг.The invention is illustrated by the following examples, table and FIG.
Пример 1Example 1
В установке, изображенной на Фиг., проводят утилизацию биомассы газификацией методом быстрого пиролиза. В качестве биомассы используют опилки древесины хвойных пород с влажностью 10%. Диаметр внутреннего реактора газификации 1-60 мм. Диаметр внешнего кольцевого реактора 12-122 мм. В реактор 12 загружают алюмомагниймеднохромовый катализатор полного окисления CuMgCr2O4/Al2O3 со средним диаметром гранул 1,5 мм. Под газораспределительную решетку 13 подают воздух в количестве 28 м3/ч. Высота кипящего слоя в реакторе 12 до неизотермической решетки - 0,5 м. В реактор 1 загружают гранулы речного песка со средним диаметром 1,3 мм. Под газораспределительную решетку 2 подают инертный газ в количестве 10 м3/ч (дымовые газы после циклона 22 или газы газификации). Высота кипящего слоя в реакторе 1 до неизотермической решетки - 0,5 м. Над газораспределительными решетками в реакторах 1 и 12 размещены организующие насадки в виде пакета решеток из проволоки диаметром 3 мм с ячейкой в свету 20 мм и расстоянием между решетками 30 мм. Высота насадок 300 мм. Над организующими насадками размещают неизотермические решетки в виде пакета решеток из проволоки диаметром 3 мм с ячейкой в свету 10 мм и расстоянием между решетками 10 мм. Высота насадки 60 мм. Над неизотермическими решетками размещают трубчатые теплообменники змеевикового типа, охлаждаемые водой. На внешней стенке реактора 1 приварены теплообменные ребра 7 толщиной 5 мм и высотой 15 мм с общей поверхностью 0,16 м2. Слой катализатора в реакторе 12 разогревают до температуры 300°C за счет подогрева воздуха внешним электроподогревателем. Затем в слой реактора 12 начинают дозировать дизельное топливо и доводят температуру в слое до 700-750°C за счет теплоты сгорания топлива. Затем в реактор 1 начинают подавать древесные опилки. В реакторе 1 устанавливают температуру 500°C за счет изменения расхода подаваемых опилок. На выходе реактора 12 фиксируют содержание CO и оксидов азота в дымовых газах. На выходе реактора после теплообменника 10 фиксируют содержание CO, CO2, CH4, H2 в газах газификации и количество образующихся жидких продуктов. После циклона 9 фиксируют количество образующихся после газификации твердых продуктов.In the installation depicted in Fig., Spend the disposal of biomass gasification by rapid pyrolysis. Softwood sawdust with a moisture content of 10% is used as biomass. The diameter of the internal gasification reactor is 1-60 mm. The diameter of the outer ring reactor is 12-122 mm. In the reactor 12 is loaded alumina-copper-chromium catalyst for the complete oxidation of CuMgCr 2 O 4 / Al 2 O 3 with an average diameter of granules of 1.5 mm Under the
Данные по составу продуктов газификации приведены в таблице.Data on the composition of gasification products are given in the table.
Максимальная производительность по биомассе составляет 25,2 кг/ч при температуре в реакторе 12 - 700°C, а в реакторе 1 - 500°C. Содержание CO в дымовых газах после реактора 1 - 10 мг/м3, NOx - 5 мг/м3.The maximum biomass capacity is 25.2 kg / h at a temperature in the reactor of 12 - 700 ° C, and in the reactor 1 - 500 ° C. The CO content in the flue gases after the reactor is 1 - 10 mg / m 3 , NO x - 5 mg / m 3 .
Пример 2Example 2
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
С внешней стенки реактора 1 удаляют теплообменные ребра 7. Максимальная производительность реактора 1 по биомассе уменьшается до 10,1 кг/ч.Heat transfer ribs 7 are removed from the outer wall of
Пример 3Example 3
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
Из реактора 12 удаляют организующую насадку 18. Концентрация CO в дымовых газах после реактора 12 возрастает до 40-60 мг/м3.The organizing
Пример 4Example 4
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
Из реактора 1 удаляют организующую насадку 4. Максимальная производительность реактора 1 по биомассе уменьшается до 22 кг/ч.The organizing
Пример 5Example 5
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
В реактор 12 загружают 20 мас.% катализатора CuMgCr2O4/Al2O3 и 80 мас.% речного песка. Содержание CO в дымовых газах после реактора 1 - 10 мг/м3, NOx - 5 мг/м3.Into reactor 12, 20% by weight of CuMgCr 2 O 4 / Al 2 O 3 catalyst and 80% by weight of river sand are charged. The CO content in the flue gases after the reactor is 1 - 10 mg / m 3 , NO x - 5 mg / m 3 .
Пример 6Example 6
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
В реактор 12 загружают 10 мас.% катализатора CuMgCr2O4/Al2O3 и 90 мас.% речного песка. Содержание CO в дымовых газах после реактора 1 увеличивается до 40 мг/м3.10% by weight of CuMgCr 2 O 4 / Al 2 O 3 catalyst and 90% by weight of river sand are charged to reactor 12. The CO content in the flue gases after the
Пример 7Example 7
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
В реактор 1 загружают катализатор CuMgCr2O4/Al2O3. Количество неконденсирующихся газов увеличивается до 23,3% (таблица).In the
Пример 8Example 8
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
В реактор 1 загружают катализатор γ-Al2O3. Количество неконденсирующихся газов уменьшается до 5,7% (таблица).The reactor γ-loaded catalyst γ-Al 2 O 3 . The amount of non-condensable gases is reduced to 5.7% (table).
Пример 9Example 9
Аналогичен примеру 1.Similar to example 1.
В реакторе 12 поддерживают температуру 750°C. В реакторе 1 поддерживают температуру 700°C. Под газораспределительную решетку 2 подают газы газификации 5 м3/ч и водяной пар 5 м3/ч. В реактор 1 загружают катализатор CuMgCr2O4/Al2O3. Содержание неконденсирующихся газов увеличивается до 61,1% (таблица).The reactor 12 is maintained at a temperature of 750 ° C. In the
Как видно из приведенных примеров, предлагаемая установка позволяет с сохранением высоты кипящего слоя и, соответственно, энергетических затрат на дутьевое оборудование увеличить максимальную производительность по утилизируемой биомассе. При этом резко сокращается количество используемого дефицитного и дорогостоящего катализатора полного окисления. Дополнительно при использовании катализаторов при газификации биомассы имеется возможность регулировать состав продуктов газификации.As can be seen from the above examples, the proposed installation allows you to save the height of the fluidized bed and, accordingly, the energy costs of the blasting equipment to increase the maximum productivity of the utilized biomass. At the same time, the amount of the scarce and expensive catalyst for complete oxidation is sharply reduced. Additionally, when using catalysts for biomass gasification, it is possible to control the composition of gasification products.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014107374/03A RU2549947C1 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Biomass utilisation plant and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014107374/03A RU2549947C1 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Biomass utilisation plant and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2549947C1 true RU2549947C1 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53293777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014107374/03A RU2549947C1 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Biomass utilisation plant and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2549947C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109611831A (en) * | 2017-12-14 | 2019-04-12 | 湘潭锅炉有限责任公司 | A kind of lignite destructive distillation circulating fluidized bed boiler |
| RU2776706C2 (en) * | 2017-10-13 | 2022-07-25 | Кортус АБ | Method and installation for hydrotreatment of pyrolysis oil |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5626088A (en) * | 1995-11-28 | 1997-05-06 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for utilizing biofuel or waste material in energy production |
| US5806444A (en) * | 1994-02-25 | 1998-09-15 | Fm Industrie | Method and an installation for treating waste by drying, sublimination, oxidation, and combustion |
| RU2124674C1 (en) * | 1996-01-10 | 1999-01-10 | Акционерное общество открытого типа "Новосибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по экологическим проблемам" | Catalytic heat generator |
| RU76424U1 (en) * | 2008-04-02 | 2008-09-20 | Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской Акдемии наук | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF BIOMASS |
-
2014
- 2014-02-27 RU RU2014107374/03A patent/RU2549947C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5806444A (en) * | 1994-02-25 | 1998-09-15 | Fm Industrie | Method and an installation for treating waste by drying, sublimination, oxidation, and combustion |
| US5626088A (en) * | 1995-11-28 | 1997-05-06 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for utilizing biofuel or waste material in energy production |
| RU2124674C1 (en) * | 1996-01-10 | 1999-01-10 | Акционерное общество открытого типа "Новосибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по экологическим проблемам" | Catalytic heat generator |
| RU76424U1 (en) * | 2008-04-02 | 2008-09-20 | Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской Акдемии наук | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF BIOMASS |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776706C2 (en) * | 2017-10-13 | 2022-07-25 | Кортус АБ | Method and installation for hydrotreatment of pyrolysis oil |
| CN109611831A (en) * | 2017-12-14 | 2019-04-12 | 湘潭锅炉有限责任公司 | A kind of lignite destructive distillation circulating fluidized bed boiler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1213129C (en) | A method for gasifying organic materials and material mixtures | |
| FI122858B (en) | Method for performing pyrolysis and pyrolysis apparatus | |
| RU2428629C1 (en) | Pyrolysis thermal gas-chemical plant for utilisation of solid domestic waste | |
| CN101307244A (en) | Double-bed alternating circulation sludge pyrolysis oil production method | |
| CN105314812A (en) | Sludge treatment system and treatment method thereof | |
| RU2544669C1 (en) | Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products, and reactor for implementing it | |
| CN105885950B (en) | A solid waste three-bed combined pyrolysis gasification and tar cracking integrated system | |
| CN101955803A (en) | Low-rank coal carbonization method | |
| RU2333929C1 (en) | Method and device for hard fuel gasification | |
| Simanjuntak et al. | Experimental study and characterization of a two-compartment cylindrical internally circulating fluidized bed gasifier | |
| CN204756902U (en) | System for utilize gasifier to realize that carbon reduces discharging | |
| CN102746902B (en) | Gasification method of organic wastes and special gasification furnace | |
| CN110906338A (en) | Integrated fluidized bed garbage high-efficiency gasification combustion furnace | |
| CN102249225A (en) | System using biomass for heat supply for producing activated carbon by fly ash | |
| CN205261533U (en) | Boiler combustion system | |
| RU2549947C1 (en) | Biomass utilisation plant and method | |
| JP2014125508A (en) | Fuel gas generator | |
| RU89670U1 (en) | DEVICE FOR DISPOSAL OF WET WASTE CONTAINING ORGANIC MATERIALS | |
| KR101311849B1 (en) | Eco-friendly carbonization apparatus for treating organic waste | |
| RU2406747C1 (en) | Pyrolysis complex for recycling solid domestic wastes | |
| CN105779009A (en) | Biomass gasifying device, system and technology | |
| RU76424U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF BIOMASS | |
| RU84375U1 (en) | ORGANIC MATERIALS PYROLYSIS PROCESSING DEVICE | |
| CN104879745A (en) | Method and system of realizing carbon emission reduction by gasifier | |
| RU2721695C1 (en) | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type |