[go: up one dir, main page]

RU2749665C1 - Способ получения и каталитического крекинга синтез-газа в вертикальном реакторе газификации непрерывного действия. - Google Patents

Способ получения и каталитического крекинга синтез-газа в вертикальном реакторе газификации непрерывного действия. Download PDF

Info

Publication number
RU2749665C1
RU2749665C1 RU2020134076A RU2020134076A RU2749665C1 RU 2749665 C1 RU2749665 C1 RU 2749665C1 RU 2020134076 A RU2020134076 A RU 2020134076A RU 2020134076 A RU2020134076 A RU 2020134076A RU 2749665 C1 RU2749665 C1 RU 2749665C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
coke
reactor
screw conveyor
blades
Prior art date
Application number
RU2020134076A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Фёдорович Юрченко
Original Assignee
Юрий Фёдорович Юрченко
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 Юрий Фёдорович Юрченко filed Critical Юрий Фёдорович Юрченко
Priority to RU2020134076A priority Critical patent/RU2749665C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2749665C1 publication Critical patent/RU2749665C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B3/00Coke ovens with vertical chambers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28Other processes
    • C10B47/32Other processes in ovens with mechanical conveying means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B7/00Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу термической деструкции органических веществ и отходов с обеспечением получения синтез-газа без жидкой фракции. Способ включает этапы, на которых сырье размером фракции 1-5 мм и влажностью 4-12 % подают шнековым транспортером, снабженным частотным приводом, в вертикальный реактор, включающий корпус, прошитый металлическими пластинами, находящимися одновременно в контакте с дымовыми газами и с продуктом пиролиза, а также ротор с лопатками, размещенными с одинаковым шагом от нижних лопаток к верхним, посредством вращательного движения которых сырье перемещают снизу вверх, проходя через камеру, разогретую до 750-850°С, где сырье распадается на кокс и газовую составляющую. Далее кокс, смешанный с газом, перемещается в верхнюю часть реактора, разогретую до 980-1000°С и представляющую собой зону крекинга, время нахождения смеси в зоне крекинга от 0.5 до1.5 секунды, после чего смесь газов по патрубку поступает на охлаждение и очистку перед дальнейшим использованием, кокс перемещается самотеком через выгрузное окно вниз по накопителю в шнековый спиральный транспортер, оборудованный водяной рубашкой и установленный под углом 45° к горизонту, откуда выгружается в накопительный бункер. Технический результат - повышение степени очистки продуктов термической переработки органических отходов перед их дальнейшей обработкой, удаление всех летучих компонентов из кокса перед его активацией и разрушение смолистых соединений из газа перед его дальнейшей очисткой. 1 ил.

Description

Изобретение относится к способу термической деструкции органических веществ и отходов с получением синтез газа без жидкой фракции.
Наиболее близким аналогом патентуемого решения является патент RU 2725434 С1, опубликованный 02.07.2020). Способ включает подачу сырья с размером фракции 1-30 мм шнековым транспортером, снабженным частотным приводом, в вертикальную камеру подачи сырья, включающую ротор с лопатками, перемещение сырья снизу вверх через камеру, разогретую до 900-950°С, в которой сырье распадается на кокс и газовую составляющую, перемещение самотеком кокса сверху вниз по накопителю, соединенному с верхней частью камеры подачи сырья, в шнековый спиральный транспортер, оборудованный водяной рубашкой, перемещение кокса по транспортеру снизу вверх под наклоном 28-32° к горизонтали и одновременное охлаждение, выгрузку охлажденного кокса в накопительный бункер, выведение газовой составляющей из верхней части камеры посредством патрубка вниз обратно в зону вторичного нагрева камеры горения, повторное воздействие на газы температурой 930-980°С в течение 1,5 секунд и выведение газов из нижней части патрубка в систему дальнейшей обработки перед использованием.
Основными недостатками и отличием данного способа являются:
1. Деструкция органики и крекинг синтез газа проходит в двух установках: пиролизном реакторе и системе рекуператоров. Система четырех рекуператоров по габаритам в несколько раз превышает реактор. - Потребуются дополнительные площади. Большие габариты рекуператоров приведут к дополнительным теплопотерям.
2. Высокотемпературный рекуператор будет забивается сажей, выделяющейся в процессе крекинга синтез газа. - Это отразится на качестве газа, работа реактора станет циклической и может привести к прогоранию рекуператора.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в разработке технологии, обеспечивающей максимальную очистку сырья (сын-газ и кокс), получаемого в результате термической переработки органических отходов.
Поставленная задача решается конструктивными компонентами комплекса, осуществляющего термическую переработку, позволяющими управлять временем нахождения исходного материала в реакторе и удалить все летучие компоненты из сырья, насытив этим газ и улучшив пористые свойства кокса, и упростить процесс дальнейшей очистки газа. Кроме того, в предлагаемом способе используется упрощенная по сравнению с известными комплексами конструкция с высокой производительностью.
Технический результат, обеспечиваемый заявленным изобретением, заключается в повышении степени очистки продуктов термической переработки органических отходов перед их дальнейшей обработкой, в том числе способ позволяет удалить все летучие компоненты из кокса перед его активацией и разрушить смолистые соединения из газа перед его дальнейшей очисткой.
Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа термической деструкции сыпучей органики, включающей этапы, на которых сырье размером фракции 1-5 мм подают шнековым транспортером, снабженным частотным приводом, в вертикальный реактор, включающий ротор с лопатками, размещенными с одинаковым шагом от нижних лопаток к верхним, посредством вращательного движения которых сырье перемещают снизу вверх, проходя через камеру, разогретую до 750-850°С, где сырье распадается на кокс и газовую составляющую. Далее кокс, смешанный с газом, перемещается в верхнюю часть реактора, разогретую до 980-1000°С и представляющую собой зону крекинга. Время нахождения смеси в зоне крекинга от 0.5 до1.5 секунды, после чего смесь газов по патрубку поступает на охлаждение и очистку перед дальнейшим использованием. Кокс перемещается самотеком через выгрузное окно в низ по накопителю, в шнековый спиральный транспортер, оборудованный водяной рубашкой и установленный под углом 45° к горизонту. Кокс, перемещаясь по транспортеру с низу в верх охлаждается и выгружается в накопительный бункер.
На шнековый транспортер установлен частотный привод, который позволяет управлять расходом сырья и производительностью установки, зависящей от времени нахождения сырья в реакторе, что обеспечивает удаление всех летучих компонентов из сырья и улучшение пористых свойств кокса, получающегося в результате термической переработки сырья, а также временем крекинга синтез газа. Лопатки вертикального вала, размещенные с одинаковым шагом, способствуют перемещению сырья вверх с одновременным перемешиванием, стабилизируют поток, сдерживают преждевременный вынос газом сырья из реактора, управление приводом осуществляется частотным преобразователем. Повторный нагрев смеси до 950-1000’С обеспечивает максимальное отделение летучих компонентов от кокса с передачей их в получаемый газ и обеспечивает процесс каталитического крекинга газа, при котором все смолянистые соединения (нафталиновые и парафиновые фракции) распродаются на простые газы и сажу. Катализатором служит кокс, образовавшийся в процессе пиролиза органики, поданной в реактор. Для герметизации камеры реактора, транспортер установлен под углом 45 градусов к горизонту.
Далее решение поясняется ссылками на фиг. 1, на которой приведена схема технологической установки, посредством которой осуществляется способ.
Твердое сырье 1 (шелуха семян, опилки, уголь и т.д.) размером не более 5 мм и влажностью не более 12% подается шнековым транспортером 2 в вертикальную камеру реактора 3. Шнек 2 снабжен частотным приводом и управляет расходом сырья и производительностью установки, которая составляет от 0,5 до 3,0 т/ч.
Далее сырье, вращающимся валом 5 с помощью направляющих лопаток 6 с подпором от шнекового транспортера 2, движется в верх по пиролизной зоне I реактора, разогретой дымовыми газами горелки до 750-850°С. Температура регулируется производительностью горелки 7 и дымососа 8, чем больше производительности, тем выше температура в зоне пиролиза. При температуре более 850°С процесс пиролиза из экзотермического переходит в эндотермический, что приводит к значительному увеличению расхода топлива и снижению скорости реакции (деструкции). Расстояние между лопатками 6 одинаково на всей длине вала 5, это позволяет, управляя частотой его вращения, управлять процессами в зоне крекинга и пиролиза. Например, увеличение скорости вращения вала 5 приведет к более активному перемешиванию продукта в зоне пиролиза, а быстрое вращение лопаток 6 в зоне крекинга стабилизирует поток, сдержит преждевременный выброс кокса из реактора. Лимитирует скорость прохождения сырья по всей длине реактора шнековый транспортер 2 с частотным приводом. В процессе движения вверх сырье быстро нагревается, благодаря оригинальной конструкции корпуса реактора 3, площадь контакта (абляции) продукта с разогретым металлом увеличена в два раза за счет прошивки корпуса реактора 3 пластинами 4 находящимися одновременно в контакте с дымовыми газами и с продуктом пиролиза. Прогретый без доступа кислорода продукт подвергается распаду (деструкции) на углеродный остаток (кокс), водород, угарный газ и простейшие органические газы (метан, этан и другие углеводороды с примесями).
Далее кокс смешанный с газом, под действием лопаток 6 и выделившегося газа, перемещается в верхнюю часть реактора (зону крекинга II), разогретую до 980-1000°С, регулируется температурой топочных газов в горелке 7. Повторный нагрев смеси в зоне крекинга до 950-980°С обеспечивает максимальное отделение летучих компонентов от кокса с передачей их в получаемый газ и обеспечивает процесс каталитического крекинга газа где все смолянистые соединения (нафталиновые и парафиновые фракции) распадаются на простые газы и сажу . Катализатором служит кокс, образовавшийся в процессе пиролиза сырья 1 поданной в реактор. Время нахождения смеси в зоне крекинга от 0.5 до1.5 секунды, устанавливается в зависимости от состава перерабатываемого продукта 1, регулируется производительностью шнекового транспортера 2. После крекинга смесь газов по патрубку 9 поступает на охлаждение и очистку перед дальнейшим использованием. Кокс перемещается самотеком через выгрузное окно в низ по накопителю, в шнековый спиральный транспортер 11, оборудованный водяной рубашкой 10. Для герметизации камеры реактора 3, транспортер 11 установлен под углом 45 градусов к горизонту. Кокс, перемещаясь по транспортеру 11 с низу в верх охлаждается до 40°С и выгружается в накопительный бункер.
Все процессы, протекающие в установке, оптимизированы для максимального удаления летучих углеводородов из сырья и получения качественного однородного кокса для его дальнейшей активации до активированного угля, а также получение синтез газа. Сингаз может быть использован в качестве газового топлива в сторонних системах. Изобретение обладает большой гибкостью и позволяет широко управлять температурой, производительностью, скоростью перемешивания в зоне реакции.
Основным отличием и преимуществам от всех известных установок является эффективное совмещение двух процессов в одной установке: процесса пиролиза и каталитического крекинга синтез газа в вертикальном реакторе непрерывного действия.
Полученный в зоне пиролиза кокс прогревается в зоне крекинга до температуры 950°. С и выполняет функции катализатора, теплоносителя, фильтра для выделенной сажи в процессе крекинга синтез газа. Достигнуто за счет двухкратного увеличения площади поверхности абляции (установка в корпус реактора пластин находящихся в двух камерах нагрева и пиролиза одновременно).
За счет отсутствия жидкой фракции нет необходимости в оборудовании для ее обработки.

Claims (1)

  1. Способ термической деструкции органических веществ и отходов с получением синтез-газа без жидкой фракции, включающий этапы, на которых сырье размером фракции 1-5 мм и влажностью 4-12 % подают шнековым транспортером, снабженным частотным приводом, в вертикальный реактор, включающий корпус, прошитый металлическими пластинами, находящимися одновременно в контакте с дымовыми газами и с продуктом пиролиза, а также ротор с лопатками, размещенными с одинаковым шагом от нижних лопаток к верхним, посредством вращательного движения которых сырье перемещают снизу вверх, проходя через камеру, разогретую до 750-850°С, где сырье распадается на кокс и газовую составляющую, далее кокс, смешанный с газом, перемещается в верхнюю часть реактора, разогретую до 980-1000°С и представляющую собой зону крекинга, время нахождения смеси в зоне крекинга от 0.5 до1.5 секунды, после чего смесь газов по патрубку поступает на охлаждение и очистку перед дальнейшим использованием, кокс перемещается самотеком через выгрузное окно вниз по накопителю в шнековый спиральный транспортер, оборудованный водяной рубашкой и установленный под углом 45° к горизонту, откуда выгружается в накопительный бункер.
RU2020134076A 2020-10-16 2020-10-16 Способ получения и каталитического крекинга синтез-газа в вертикальном реакторе газификации непрерывного действия. RU2749665C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134076A RU2749665C1 (ru) 2020-10-16 2020-10-16 Способ получения и каталитического крекинга синтез-газа в вертикальном реакторе газификации непрерывного действия.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134076A RU2749665C1 (ru) 2020-10-16 2020-10-16 Способ получения и каталитического крекинга синтез-газа в вертикальном реакторе газификации непрерывного действия.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749665C1 true RU2749665C1 (ru) 2021-06-16

Family

ID=76377492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134076A RU2749665C1 (ru) 2020-10-16 2020-10-16 Способ получения и каталитического крекинга синтез-газа в вертикальном реакторе газификации непрерывного действия.

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2749665C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785170C1 (ru) * 2022-08-31 2022-12-05 Общество с ограниченной ответственностью "КАРБОН" Способ и установка для получения активированного угля из отходов зерноперерабатывающей и лесной промышленности
WO2024049330A1 (ru) * 2022-08-31 2024-03-07 Юрий Фёдорович ЮРЧЕНКО Способ и установка для получения активированного угля

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1522569A2 (de) * 2003-10-10 2005-04-13 Circutec Focus on Future GmbH Verfahren, Vorrichtungen und Anlage zur Pyrolyse von Reststoffen zur Erzeugung von Synthesegas
RU2378317C2 (ru) * 2008-03-04 2010-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Шунгит" Способ термической безотходной переработки тяжелых нефтяных остатков в смесях с твердым топливом
EA023138B1 (ru) * 2010-11-02 2016-04-29 Кеки Хормусджи Гхарда Способ получения нефтехимических продуктов из углеродистого сырья
WO2017007361A1 (ru) * 2015-07-07 2017-01-12 Константин Владимирович ЛАДЫГИН Установка для переработки органического сырья способом пиролиза
RU2644895C2 (ru) * 2016-07-27 2018-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" (ТвГУ) Способ переработки углеродсодержащих отходов растительного происхождения
EP3214155B1 (de) * 2016-03-04 2020-05-20 KOPF SynGas GmbH & Co. KG Verfahren zur produktion von synthesegas zum betreiben eines verbrennungsmotors
RU2721695C1 (ru) * 2020-02-04 2020-05-21 Юрий Федорович Юрченко Способ переработки органического сырья с получением синтетического топливного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза гравитационного типа
RU2725434C1 (ru) * 2020-03-18 2020-07-02 Юрий Федорович Юрченко Способ термической деструкции сыпучей органики в вертикальном реакторе газификации

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1522569A2 (de) * 2003-10-10 2005-04-13 Circutec Focus on Future GmbH Verfahren, Vorrichtungen und Anlage zur Pyrolyse von Reststoffen zur Erzeugung von Synthesegas
EP1522569A3 (de) * 2003-10-10 2005-09-07 Circutec Focus on Future GmbH Verfahren, Vorrichtungen und Anlage zur Pyrolyse von Reststoffen zur Erzeugung von Synthesegas
RU2378317C2 (ru) * 2008-03-04 2010-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Шунгит" Способ термической безотходной переработки тяжелых нефтяных остатков в смесях с твердым топливом
EA023138B1 (ru) * 2010-11-02 2016-04-29 Кеки Хормусджи Гхарда Способ получения нефтехимических продуктов из углеродистого сырья
WO2017007361A1 (ru) * 2015-07-07 2017-01-12 Константин Владимирович ЛАДЫГИН Установка для переработки органического сырья способом пиролиза
EP3214155B1 (de) * 2016-03-04 2020-05-20 KOPF SynGas GmbH & Co. KG Verfahren zur produktion von synthesegas zum betreiben eines verbrennungsmotors
RU2644895C2 (ru) * 2016-07-27 2018-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" (ТвГУ) Способ переработки углеродсодержащих отходов растительного происхождения
RU2721695C1 (ru) * 2020-02-04 2020-05-21 Юрий Федорович Юрченко Способ переработки органического сырья с получением синтетического топливного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза гравитационного типа
RU2725434C1 (ru) * 2020-03-18 2020-07-02 Юрий Федорович Юрченко Способ термической деструкции сыпучей органики в вертикальном реакторе газификации

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785170C1 (ru) * 2022-08-31 2022-12-05 Общество с ограниченной ответственностью "КАРБОН" Способ и установка для получения активированного угля из отходов зерноперерабатывающей и лесной промышленности
WO2024049330A1 (ru) * 2022-08-31 2024-03-07 Юрий Фёдорович ЮРЧЕНКО Способ и установка для получения активированного угля

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111218291B (zh) 一种热解炭化催化一体化方法
JP6321375B2 (ja) 炭素質材料のガス化方法およびガス化システム
US3655518A (en) Retort system for oil shales and the like
CA1113881A (en) Process and apparatus for treating a comminuted solid carbonizable material
DK3132004T3 (en) Plant and process for thermocatalytic treatment of material and thus produced pyrolysis oil
CN87108376A (zh) 从焦沥青页岩和其它含烃类的物质得到油、气和副产品的装置和方法的改进
RU2544669C1 (ru) Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов и реактор для его осуществления
CN106430891B (zh) 一种高湿污泥的热解方法和装置
RU2749665C1 (ru) Способ получения и каталитического крекинга синтез-газа в вертикальном реакторе газификации непрерывного действия.
US20220396479A1 (en) Method for pyrolytic decomposition of gaseous hydrocarbons and apparatus for performing the same
CN113195685A (zh) 处理含碳材料的工艺和用于其的设备
US3251751A (en) Process for carbonizing coal
US4276120A (en) Purification of coke
CN87102450A (zh) 并流煤气化工艺及设备
RU2725434C1 (ru) Способ термической деструкции сыпучей органики в вертикальном реакторе газификации
JP7772948B2 (ja) 熱分解ガス及び熱分解コークスを製造するための熱分解方法及び熱分解装置
US11959037B2 (en) System and processes for upgrading synthetic gas produced from waste materials, municipal solid waste or biomass
US7507386B2 (en) Catalytic reactor
TWI826488B (zh) 用於產生活性碳的方法及裝置
US3961903A (en) Apparatus for reclaiming limestone mud
CN1112960C (zh) 在流态化的颗粒床层内进行反应的设备和方法
US2897054A (en) Thermal decomposition of sludges
US4571249A (en) Apparatus for the conversion of coal to gas, liquid and solid products
US2086733A (en) Production of sulphur dioxide
US2057099A (en) Production of sulphur dioxide