RU2845021C1 - Pyrolysis method using induction heating, heat transfer media and device for its implementation - Google Patents
Pyrolysis method using induction heating, heat transfer media and device for its implementationInfo
- Publication number
- RU2845021C1 RU2845021C1 RU2024131887A RU2024131887A RU2845021C1 RU 2845021 C1 RU2845021 C1 RU 2845021C1 RU 2024131887 A RU2024131887 A RU 2024131887A RU 2024131887 A RU2024131887 A RU 2024131887A RU 2845021 C1 RU2845021 C1 RU 2845021C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- small
- pyrolysis reactor
- pyrolysis
- heat carriers
- cylindrical
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Группа изобретений относится к утилизации твёрдых промышленных и бытовых отходов с получением продуктов, имеющих прикладное значение, например, пиролизный газ, жидкое топливо, технический углерод и т.д.The group of inventions relates to the recycling of solid industrial and household waste with the production of products of practical importance, for example, pyrolysis gas, liquid fuel, technical carbon, etc.
Известны способы утилизации, например, по патенту РФ № 2730063 МПК B09B 3/00, F23G 5/027, F23B 80/02, F23C 9/00, C10J 3/22 Способ газификации твёрдого топлива и устройство для его осуществления. Methods of utilization are known, for example, according to Russian patent No. 2730063 IPC B09B 3/00, F23G 5/027, F23B 80/02, F23C 9/00, C10J 3/22 Method of gasification of solid fuel and device for its implementation.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является патент РФ № 2544635 МПК B09B 3/00 Способ осуществления флэш-пиролиза углеродсодержащего сырья с использованием индукционного нагрева, включающий введение сырья в цилиндрический пиролизный реактор (ЦПР), расположенный в электромагнитном поле индуктора, подключенного к генератору токов высокой частоты, флэш-пиролиз сырья в процессе его перемещения вдоль корпуса ЦПР при помощи шнекового механизма под действием тепла, излучаемого корпусом ЦПР, разделение и сбор жидких, газообразных и твердых продуктов пиролиза, отличающийся тем, что в качестве индуктора используют зонированный индуктор, а геометрические размеры корпуса ЦПР и шнекового механизма выбирают такими, что выполняются следующие соотношения:The closest in technical essence to the proposed method is Russian Federation Patent No. 2544635 IPC B09B 3/00 Method for flash pyrolysis of carbon-containing raw materials using induction heating, including introducing raw materials into a cylindrical pyrolysis reactor (CPR) located in the electromagnetic field of an inductor connected to a high-frequency current generator, flash pyrolysis of the raw materials during its movement along the CPR body using a screw mechanism under the action of heat emitted by the CPR body, separation and collection of liquid, gaseous and solid pyrolysis products, characterized in that a zoned inductor is used as the inductor, and the geometric dimensions of the CPR body and the screw mechanism are selected such that the following relationships are met:
К1 = (D – d)/2 = (0,5÷2) мм, K2 = h/L = 0,1÷0,2, K3 = L/d = 2,4÷0,8,K1 = (D – d)/2 = (0.5÷2) mm, K2 = h/L = 0.1÷0.2, K3 = L/d = 2.4÷0.8,
где D – внутренний диаметр ЦПР, d – диаметр шнека, h – высота гребня винта шнека, L – шаг винта шнека. where D is the internal diameter of the CPR, d is the auger diameter, h is the height of the auger screw ridge, L is the pitch of the auger screw .
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что введение сырья в ЦПР осуществляют в периодическом режиме.2. The method according to paragraph 1 , characterized in that the introduction of raw materials into the CPR is carried out in a periodic mode.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что флэш-пиролиз осуществляют в присутствии алюмосиликатного катализатора.3. The method according to claim 1, characterized in that flash pyrolysis is carried out in the presence of an aluminosilicate catalyst.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве алюмосиликатного катализатора используют каолиновую глину.4. The method according to paragraph 3, characterized in that kaolin clay is used as the aluminosilicate catalyst.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего сырья используют органосодержащие продукты природного и искусственного происхождения.5. The method according to item 1, characterized in that organo-containing products of natural and artificial origin are used as carbon-containing raw materials.
6. Устройство для осуществления флэш-пиролиза углеродсодержащего сырья с использованием индукционного нагрева, включающее загрузочный узел, ЦПР со шнековым механизмом, размещенный внутри витков индуктора, узлы разделения, охлаждения и сбора продуктов пиролиза, отличающееся тем, что загрузочный узел выполнен с возможностью его подсоединения к ЦПР соосно или перпендикулярно продольной оси ЦПР, корпус ЦПР выполнен из токопроводящего материала, характеризующегося точкой Кюри не ниже 450°C, индуктор выполнен зонированным, а геометрические размеры корпуса ЦПР и шнекового механизма удовлетворяют следующим соотношениям:6. A device for carrying out flash pyrolysis of carbon-containing raw materials using induction heating, comprising a loading unit, a central heating system with a screw mechanism located inside the inductor turns, units for separating, cooling and collecting pyrolysis products, characterized in that the loading unit is designed with the possibility of connecting it to the central heating system coaxially or perpendicularly to the longitudinal axis of the central heating system, the central heating system body is made of a conductive material characterized by a Curie point of at least 450°C, the inductor is zoned, and the geometric dimensions of the central heating system body and the screw mechanism satisfy the following relationships:
К1 = (D – d)/2 = (0,5÷2) мм, K2 = h/L = 0,1÷0,2, K3 = L/d = 2,4÷0,8,K1 = (D – d)/2 = (0.5÷2) mm, K2 = h/L = 0.1÷0.2, K3 = L/d = 2.4÷0.8,
где D – внутренний диаметр ЦПР, d – диаметр шнека, h – высота гребня винтаwhere D is the internal diameter of the CPR, d is the diameter of the screw, h is the height of the screw ridge
шнека, L – шаг винта шнека.auger, L – pitch of the auger screw.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что ЦПР ориентирован7. The device according to item 6, characterized in that the CPR is oriented
горизонтально или наклонно снизу-вверх.horizontally or obliquely from bottom to top.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве токопроводящего материала, характеризующегося точкой Кюри не ниже 450°C, используют нержавеющую сталь. 8. The device according to item 6, characterized in that stainless steel is used as the conductive material characterized by a Curie point of at least 450°C.
9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что индуктор отделен от наружных стенок ЦПР слоем теплоизолятора.9. The device according to item 6, characterized in that the inductor is separated from the outer walls of the central heating system by a layer of heat insulator.
К основным недостаткам этого технического решения при его использовании для мобильной утилизационной модульной установки, предназначенной для использования в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориям (см. заявку №2023132093 от 06.12.23 г., Решение о выдаче патента от 01.07.2024 г.):The main disadvantages of this technical solution when used for a mobile modular waste disposal unit intended for use in the Far North and equivalent areas (see application No. 2023132093 of 06.12.23, Decision to issue a patent of 01.07.2024):
– отсутствуют необходимые катализаторы в виде каолиновой глины (способ по п. 3);– the necessary catalysts in the form of kaolin clay are absent (the method according to item 3);
– введения утилизируемого сырья (УС) в ЦПР осуществляется в периодическом режиме (способ по п. 2), что приводит к усложнению эксплуатации установки. – the introduction of recyclable raw materials (RR) into the CPR is carried out in a periodic mode (the method according to paragraph 2), which complicates the operation of the installation.
Технической задачей изобретения является разработка способа пиролиза, где для улучшения параметров процесса пиролиза (времени нагрева, однородности нагрева) вводятся специальные теплоносители, которые создают дополнительные точки нагрева в объеме утилизируемого углеродсодержащего сырья, приводя к сокращению времени нагрева углеродсодержащего сырья.The technical task of the invention is to develop a method of pyrolysis, where, in order to improve the parameters of the pyrolysis process (heating time, heating homogeneity), special heat carriers are introduced, which create additional heating points in the volume of utilized carbon-containing raw materials, leading to a reduction in the heating time of the carbon-containing raw materials.
1. Указанные недостатки устраняются путем введения в известный способ осуществления флэш-пиролиза углеродсодержащего сырья с использованием индукционного нагрева, включающий введение сырья в ЦПР, расположенный в электромагнитном поле индуктора, подключенного к генератору токов высокой частоты, с зонированной поверхностью нагрева ЦПР, перемещение УС вдоль корпуса ЦПР при помощи шнекового механизма в процессе его пиролиза под действием теплоты, излучаемого корпусом ЦПР, разделение и сбор жидких, газообразных и твердых продуктов пиролиза, следующих действий: 1. The said disadvantages are eliminated by introducing into the known method for flash pyrolysis of carbon-containing raw materials using induction heating, which includes introducing the raw material into the CPR located in the electromagnetic field of an inductor connected to a high-frequency current generator, with a zoned heating surface of the CPR, moving the US along the body of the CPR using a screw mechanism during its pyrolysis under the action of heat emitted by the body of the CPR, separating and collecting liquid, gaseous and solid pyrolysis products, the following actions:
1) в состав подготовленного УС на входе в ЦПР вводят равномерно – распределённые по объёму подаваемого УС нагретые до заданной температуры в автономной системе индукционного нагрева специальные малогабаритные теплоносители (СМТ), а заданную температуру нагрева СМТ определяют из условия снижения удельных энергетических затрат на пиролиз УС на основе экспериментальных данных, 1) special small-sized heat carriers (SMC) heated to a specified temperature in an autonomous induction heating system, distributed uniformly throughout the volume of the supplied SMC, are introduced into the composition of the prepared SMC at the entrance to the CPR, and the specified SMC heating temperature is determined from the condition of reducing the specific energy costs for the pyrolysis of the SMC based on experimental data,
2) диаметр, масса, количество и теплофизические характеристики СМТ (теплоёмкость, теплопроводность, теплоотдача) определяют из условия снижения удельных энергетических затрат на пиролиз УС, 2) the diameter, mass, quantity and thermophysical characteristics of the SMT (heat capacity, thermal conductivity, heat transfer) are determined based on the condition of reducing the specific energy costs for the pyrolysis of the US,
3) после выхода СМТ из ЦПР вместе с твёрдой фракцией продуктов пиролиза СМТ подают в систему сепарации от твёрдых продуктов пиролиза, и далее СМТ подают в автономную систему индукционного нагрева СМТ,3) after the SMT leaves the CPR, together with the solid fraction of pyrolysis products, the SMT is fed into the separation system from solid pyrolysis products, and then the SMT is fed into the autonomous induction heating system of the SMT,
4) зонирование поверхности нагрева ЦПР и заданную температуру нагрева определяют для каждого типа смеси «УС + СМТ» из условия получения максимального количества продукта пиролиза, например, количества синтез-газа. 4) zoning of the heating surface of the CPR and the specified heating temperature are determined for each type of mixture “US + SMT” based on the condition of obtaining the maximum amount of pyrolysis product, for example, the amount of synthesis gas.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is explained by drawings.
На фиг. 1 – 2 приведены схемы, поясняющие функционирование предлагаемого способа и устройства.Fig. 1–2 show diagrams explaining the operation of the proposed method and device.
Фиг. 1. Общая схема установки: 1 – загрузочное устройство для изделий из выбранного типа полимерного композиционного материала (ПКМ) для измельчения в измельчительном устройстве 2 и получения УС 3; 4 – СМТ; 5 – устройство равномерного смешивания СМТ 4 и УС 3; 6, 16 – гермозатворы; 7 – шнек; 8 – ЦПР; 9 – теплоизоляция ЦПР; 10 – индуктор; 11 – высокочастотный индукционный генератор; 12 – теплоизоляция магистрали подачи СМТ; 13 – магистраль подачи СМТ из устройства сепарации в устройство 5; 14 – магистраль подачи парогазовых продуктов пиролиза; 15 – устройство сепарации СМТ от твердых остатков УС; 17 – устройство выгрузки твердых остатков УС. Fig. 1. General diagram of the installation: 1 - loading device for products made of the selected type of polymer composite material (PCM) for grinding in the grinding device 2 and obtaining US 3; 4 - SMT; 5 - device for uniform mixing of SMT 4 and US 3; 6, 16 - hermetic seals; 7 - auger; 8 - CPR; 9 - thermal insulation of CPR; 10 - inductor; 11 - high-frequency induction generator; 12 - thermal insulation of the SMT feed line; 13 - SMT feed line from the separation device to device 5; 14 - line for feeding steam-gas pyrolysis products; 15 - device for separating SMT from solid residues of the US; 17 - device for unloading solid residues of the US.
Фиг. 2. Схема СМТ на примере сферических металлических теплоносителей: 4 – СМТ; 7 – шнек; 8 – ЦПР; B – направление воздействия высокочастотного индукционного поля; Q – направление воздействия теплового потока.Fig. 2. Scheme of the SMT using spherical metal heat carriers as an example: 4 – SMT; 7 – screw; 8 – CPR; B – direction of action of the high-frequency induction field; Q – direction of action of the heat flow.
Обоснование предложенных действий способаJustification of the proposed actions of the method
1.1) в состав измельченного УС на входе в ЦПР вводят равномерно – распределённые по объёму подаваемого УС подогретые СМТ 1.1) heated SMT, distributed evenly throughout the volume of the supplied US, are introduced into the composition of the crushed US at the entrance to the CPR
В предлагаемом способе утилизации присутствует два последующих друг за другом действия подготовки УС при подаче в ЦПР:The proposed method of disposal includes two successive steps for preparing the US when submitting it to the CPR:
– измельчение, например, нефтепродуктовой тары, изготовленной из выбранного состава ПКМ и загружаемой в загрузочное устройство (фиг. 1 поз. 1), до заданной насыпной плотности ρ ус , т.е. получение УС 3;– crushing, for example, petroleum product containers made from the selected PCM composition and loaded into the loading device (Fig. 1, pos. 1), to a given bulk density ρ ус , i.e. obtaining УС 3;
– смешивание раздробленного УС 3, с заданной насыпной плотностью, с СМТ 4 равномерно – распределённые по объёму подаваемого УС 3 в устройстве равномерного смешивания (фиг. 1 поз. 5) для получения подготовленной для подачи в ЦПР смеси «УС + СМТ». – mixing crushed US 3, with a given bulk density, with SMT 4 uniformly – distributed over the volume of US 3 supplied in the uniform mixing device (Fig. 1 pos. 5) to obtain a mixture of “US + SMT” prepared for feeding to the CPR.
Процесс предварительного нагрева смеси «УС + СМТ» происходит в устройстве равномерного смешивания (фиг. 1 поз. 5) за счёт передачи теплоты от нагретых СМТ к измельчённой УС, при этом температура СМТ не должна приводить к расплаву измельчённого УС.The process of preheating the mixture “US + SMT” occurs in a uniform mixing device (Fig. 1, pos. 5) due to the transfer of heat from the heated SMT to the crushed US, while the temperature of the SMT should not lead to the melting of the crushed US.
Равномерно-распределённое смешивание смеси «УС + СМТ» обеспечивается существующими промышленными системами, широко используемыми во многих отраслях химических производствах (получение сложных удобрений, красителей, моющих средств, резинотехнических изделий, переработка пластмасс и т.д., например, кн. [Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. - М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.].Uniformly distributed mixing of the mixture "US + SMT" is provided by existing industrial systems, widely used in many branches of chemical production (production of complex fertilizers, dyes, detergents, rubber products, plastics processing, etc., for example, the book [Makarov Yu.I. Apparatus for mixing bulk materials. - M.: Mashinostroenie, 1973. - 216 p.].
Нагрев СМТ осуществляется в процессе пиролиза УС при продвижении системы «УС + СМТ» по ЦПР поз. 8. При запуске процесса пиролиза, первоначальный нагрев СМТ осуществляется в ЦПР без УС при перемещении СМТ по ЦПР при помощи шнека Heating of the SMT is carried out during the process of pyrolysis of the US when the "US + SMT" system moves along the CPR, pos. 8. When starting the pyrolysis process, the initial heating of the SMT is carried out in the CPR without the US when the SMT moves along the CPR using a screw
1.2) диаметр, масса, количество и теплофизические характеристики СМТ (теплоёмкость, теплопроводность, теплоотдача) определяют из условия снижения удельных энергетических затрат на пиролиз УС 1.2) the diameter, mass, quantity and thermophysical characteristics of the SMT (heat capacity, thermal conductivity, heat transfer) are determined from the condition of reducing the specific energy costs for the pyrolysis of the US
Максимальный поперечный размер СМТ определяют из условия прохождения внутри ЦПР в процессе пиролиза УС:The maximum transverse size of the SMT is determined from the condition of passage of the US inside the CPR during the pyrolysis process:
d смт < D вн ЦПР – d шн (1) d cmt < D int CPR – d shn (1)
Масса одного СМТ выбирается из условия удельной массы выбранного материала и плотности, удовлетворяющему условию (1).The mass of one SMT is selected based on the condition of the specific mass of the selected material and the density satisfying condition (1).
В частном случае СМТ могут представлять из себя пустотелые внутри шарики из такого же материала, что и корпус ЦПР.In a particular case, the SMT can be hollow balls made of the same material as the CPR body.
Количество СМТ определяется из условия подачи расчётного количества теплоты в устройство равномерного смешивания 5 для предварительного нагрева смеси «УС + СМТ» перед подачей в ЦПР 8.The amount of SMT is determined based on the condition of supplying the calculated amount of heat to the uniform mixing device 5 for preheating the mixture “US + SMT” before feeding it to the CPR 8.
Теплоёмкость, теплопроводность и теплоотдача СМТ выбираются их условия создания внутри смеси «УС + СМТ» процесс однородного прогрева при прохождении смеси «УС + СМТ», начиная с подачи СМТ в устройство равномерного смешивания 5 до завершения процесса пиролиза в ЦПР.The heat capacity, thermal conductivity and heat transfer of the SMT are selected based on their conditions for creating a process of uniform heating within the mixture “US + SMT” during the passage of the mixture “US + SMT”, starting with the supply of SMT to the uniform mixing device 5 until the completion of the pyrolysis process in the CPR.
1.3) после выхода СМТ из ЦПР вместе с твёрдой фракцией продуктов пиролиза СМТ подают в систему сепарации от твёрдых продуктов пиролиза, и далее СМТ подают в устройство равномерного смешивания СМТ и УС 1.3) after the SMT leaves the CPR together with the solid fraction of pyrolysis products, the SMT is fed into the separation system from solid pyrolysis products, and then the SMT is fed into the device for uniform mixing of SMT and US
На фиг 1 поз. 15 приведена позиция системы сепарации, для случая использования электромагнита для металлических СМТ. Системы сепарации, например, металлосепаратор - оборудование, используемое для выявления и последующего удаления металлических частиц из потока свободно падающих сыпучих материалов. В настоящее время имеется широкий выбор металлосепараторов, например, https://proplast.ru/.Fig. 1 pos. 15 shows the position of the separation system, for the case of using an electromagnet for metal bulk materials. Separation systems, for example, a metal separator - equipment used to identify and subsequently remove metal particles from a flow of freely falling bulk materials. Currently, there is a wide selection of metal separators, for example, https://proplast.ru/.
1.4) зонирование поверхности нагрева ЦПР и заданную температуру нагрева определяют для каждого типа смеси «УС + СМТ» из условия получения максимального количества продукта пиролиза, например, количества синтез-газа 1.4) zoning of the heating surface of the CPR and the specified heating temperature are determined for each type of mixture “US + SMT” based on the condition of obtaining the maximum amount of pyrolysis product, for example, the amount of synthesis gas
Зонирование поверхности нагрева ЦПР рассмотрено в материалах способа, взятого за прототип. The zoning of the heating surface of the central heating plant is considered in the materials of the method taken as a prototype.
Преимущественный выход синтез-газа обусловлен тем, что получение электрической энергии для работы всей мобильной утилизационной модульной установки предполагается путём функционирования электрических генераторов на основе синтез-газа с использование двигателя внутреннего сгорания, например, (кн. Шлыкова А. О., Шарыпин Д. А., Казаков А. В. Гибридная энергоустановка для объектов малой распределенной энергетики //Перспективы развития науки в современном мире. – 2017. – С. 79-90), https://www.d-system.ru/gaz/ag/8/The preferential yield of synthesis gas is due to the fact that the generation of electrical energy for the operation of the entire mobile recycling modular plant is assumed through the operation of electric generators based on synthesis gas using an internal combustion engine, for example, (Book Shlykova A. O., Sharypin D. A., Kazakov A. V. Hybrid power plant for small distributed energy facilities // Prospects for the development of science in the modern world. - 2017. - P. 79-90), https://www.d-system.ru/gaz/ag/8/
2. Устройство для реализации способа2. Device for implementing the method
За прототип предлагаемого устройства принято устройство по патенту РФ №2544635 МПК B09B 3/00, который приведён выше.The prototype of the proposed device is the device according to the Russian Federation patent No. 2544635 IPC B09B 3/00, which is given above.
К недостатку этого устройства при применении к предлагаемому техническому решению относятся отсутствие:The disadvantages of this device when applied to the proposed technical solution include the absence of:
–системы по включению в состав процесса утилизации СМТ;– systems for inclusion in the process of recycling of SMT;
– системы смешения СМТ и УС для подготовки смеси «УС + СМТ», обеспечения равномерного прогрева смеси в процессе пиролиза;– mixing systems of SMT and US for preparing the mixture “US + SMT”, ensuring uniform heating of the mixture during the pyrolysis process;
– системы сепарации СМТ от твёрдой фракции продуктов пиролиза.– systems for separating SMT from the solid fraction of pyrolysis products.
2.1 Указанные недостатки устраняется включением в состав устройства для осуществления флэш-пиролиза углеродсодержащего сырья с использованием индукционного нагрева, включающее загрузочный узел, ЦПР со шнековым механизмом, размещенный внутри витков индуктора, узлы разделения, охлаждения и сбора продуктов пиролиза, загрузочный узел выполненный с возможностью его подсоединения к ЦПР соосно или перпендикулярно продольной оси ЦПР, корпус ЦПР выполнен из токопроводящего материала, характеризующегося точкой Кюри не ниже 450°C, индуктор выполнен зонированным, а геометрические размеры корпуса ЦПР и шнекового механизма удовлетворяют следующим соотношениям: К1 = (D – d)/2 = (0,5÷2) мм, K2 = h/L = 0,1÷0,2, K3 = L/d = 2,4÷0,8,2.1 The specified disadvantages are eliminated by including in the composition of the device for carrying out flash pyrolysis of carbon-containing raw materials using induction heating, including a loading unit, a CPR with a screw mechanism located inside the turns of the inductor, units for separating, cooling and collecting pyrolysis products, a loading unit designed with the possibility of its connection to the CPR coaxially or perpendicular to the longitudinal axis of the CPR, the CPR body is made of a conductive material characterized by a Curie point of at least 450 °C, the inductor is zoned, and the geometric dimensions of the CPR body and the screw mechanism satisfy the following ratios: K1 = (D – d) / 2 = (0.5 ÷ 2) mm, K2 = h / L = 0.1 ÷ 0.2, K3 = L / d = 2.4 ÷ 0.8,
где D – внутренний диаметр ЦПР, d – диаметр шнека, h – высота гребня винта, шнека, L – шаг винта шнека,where D is the internal diameter of the CPR, d is the auger diameter, h is the height of the screw ridge, L is the pitch of the auger screw,
ЦПР ориентирован горизонтально или наклонно снизу-вверх, в качестве токопроводящего материала, характеризующегося точкой Кюри не ниже 450°C, используют нержавеющую сталь, а индуктор отделен от наружных стенок ЦПР слоем теплоизолятора следующих систем: The CPR is oriented horizontally or inclined from bottom to top, stainless steel is used as a conductive material characterized by a Curie point of at least 450°C, and the inductor is separated from the outer walls of the CPR by a layer of heat insulator of the following systems:
2.1.1) равномерного смешивания СМТ и УС, выход которой соединён с ЦПР, а вход соединён с системами подачи УС и СМТ,2.1.1) uniform mixing of the SMT and US, the output of which is connected to the CPR, and the input is connected to the US and SMT feed systems,
2.1.2) подача СМТ, выход которой соединён с системой равномерного смешивания СМТ, а вход и системой сепарации СМТ от твёрдых продуктов пиролиза,2.1.2) feed of the SMT, the output of which is connected to the system of uniform mixing of the SMT, and the input to the system of separation of the SMT from solid pyrolysis products,
2.1.3) сепарации от твёрдых продуктов пиролиза СМТ, выход которой соединён с системой подачи СМТ в систему равномерного смешивания СМТ и УС, а вход с системой выгрузки продуктов пиролиза из ЦПР,2.1.3) separation from solid pyrolysis products of the SMT, the output of which is connected to the SMT feed system into the uniform mixing system of the SMT and US, and the input to the system for unloading pyrolysis products from the CPR,
2.1.4) СМТ изготавливается из тугоплавкого токопроводящего материала 2.1.4) The SMT is made of refractory conductive material
3. Обоснование введенных систем в состав устройства прототипа3. Justification of the systems introduced into the prototype device
3.1) равномерного смешивания СМТ и УС, выход которой соединён с ЦПР, а вход соединён с системами подачи УС и СМТ 3.1 ) uniform mixing of SMT and US, the output of which is connected to the CPR, and the input is connected to the supply systems of US and SMT
Система равномерного распределения по объёму подаваемого УС нагретых СМТ представляет собой механический процесс, в результате которого первоначально находящиеся раздельно твёрдые компоненты после их равномерного распределения в смешанном объёме образуют однородную смесь. Соотношение масс компонентов в промышленных смесях изменяется в широком диапазоне – от 1:1 до 1:106. Смешение широко используется во многих отраслях промышленности, в т. ч. в крупнотоннажных химических производствах (получение сложных удобрений, красителей, моющих средств, резинотехнических изделий, переработка пластмасс и т.д.The system of uniform distribution of heated SMT by volume of the supplied US is a mechanical process, as a result of which initially separately located solid components after their uniform distribution in the mixed volume form a homogeneous mixture. The ratio of the masses of the components in industrial mixtures varies in a wide range - from 1:1 to 1:106. Mixing is widely used in many industries, including large-tonnage chemical production (production of complex fertilizers, dyes, detergents, rubber products, plastics processing, etc.
Приготовление равномерной смеси «УС +СМТ» является важнейшей позиции для данного способа, т.к. этот этап представляет собой подготовку смеси к процессу пиролиза с начальными условиями, отличающимися от традиционных систем пиролиза, в которых на начальном этапе в ЦПР идёт разогрев до температуры пиролиза а в данном способе в ЦПР уже приходит разогретая смесь. Этот этап позволяет уменьшить время нахождения смеси «УС + СМТ» в ЦПР и повысить эффективность установки. The preparation of a uniform mixture of "US + SMT" is the most important position for this method, since this stage is the preparation of the mixture for the pyrolysis process with initial conditions that differ from traditional pyrolysis systems, in which at the initial stage the CPR is heated to the pyrolysis temperature, while in this method the CPR already receives a heated mixture. This stage allows to reduce the time of the "US + SMT" mixture in the CPR and increase the efficiency of the installation.
3.2) подача СМТ, выход которой соединён с системой равномерного смешивания СМТ, а вход и системой сепарации СМТ от твёрдых продуктов пиролиза3.2) feed of the SMT, the output of which is connected to the system of uniform mixing of the SMT, and the input to the system of separation of the SMT from solid pyrolysis products
Этот этап не нуждается в комментариях, следует добавить, что магистраль подачи СМТ, как показано на рис. 1 поз. 12 теплоизолированная.This stage does not require any comments, it should be added that the SMT supply line, as shown in Fig. 1, pos. 12, is heat-insulated.
3.3) сепарации от твёрдых продуктов пиролиза СМТ, выход которой соединён с системой подачи СМТ в систему равномерного смешивания СМТ и УС, а вход с системой выгрузки продуктов пиролиза из ЦПР3.3) separation from solid pyrolysis products of the SMT, the output of which is connected to the SMT feed system into the uniform mixing system of the SMT and US, and the input to the system for unloading pyrolysis products from the CPR
Примеры систем сепарации описаны в п. 1.3 описания способа.Examples of separation systems are described in paragraph 1.3 of the method description.
3.4) СМТ изготавливается из тугоплавкого токопроводящего материала 3.4) The SMT is made of refractory conductive material
В качестве СМТ могут быть использованы, например, электропроводный карбида кремния (плотность г/см3 = 3.21), нитрид алюминия (Al2O3 плотность 3,9 г/см3), нержавеющая сталь и т.д.For example, electrically conductive silicon carbide (density g/ cm3 = 3.21), aluminum nitride ( Al2O3 density 3.9 g/ cm3 ), stainless steel, etc. can be used as SMT.
4. Функционирование предлагаемого технического решения4. Functioning of the proposed technical solution
Для каждого варианта утилизируемых изделий из ПКМ определяются:For each variant of recycled PCM products the following are determined:
– параметры степени измельчения, т.е. насыпная плотность УС, соответственно, устанавливаются настройки измельчителя; – parameters of the degree of grinding, i.e. bulk density US, accordingly, the grinder settings are set;
– характеристики СМТ и их количество;– characteristics of SMT and their quantity;
– тепловые режимы процесса пиролиза, начиная с определения величины температуры нагрева СМТ, до нагрева ЦПР, включая размеры зонирования (распределение витков по поверхности ЦПР); – thermal modes of the pyrolysis process, starting with determining the heating temperature of the SMT, up to heating the CPR, including the zoning dimensions (distribution of turns over the surface of the CPR);
– скорость вращения шнека внутри ЦПР. – the speed of rotation of the screw inside the CPR.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2845021C1 true RU2845021C1 (en) | 2025-08-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130787A (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-05 | 周鼎力 | Household garbage horizontal-type rotating pyrolytic reaction kettle |
| RU2544635C1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Method and device for flash-pyrolysis of hydrocarbon materials using induction heating |
| WO2015198210A1 (en) * | 2014-06-25 | 2015-12-30 | Oss Management Services (Pty) Limited | System and method for recovering mercury from mercury contaminated materials |
| RU2678089C1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМЕТЕЙ" | Industrial complex for the production of charcoal without waste method of low-temperature pyrolysis from briquette wood waste |
| RU2726085C1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-07-09 | Самвел Аршавирович Алексанян | Pyrolysis furnace for recycling solid domestic and industrial wastes |
| RU2824773C1 (en) * | 2023-12-06 | 2024-08-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method of recycling carbon-containing material in self-contained small-size recycling modular plant and device for its implementation |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130787A (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-05 | 周鼎力 | Household garbage horizontal-type rotating pyrolytic reaction kettle |
| RU2544635C1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Method and device for flash-pyrolysis of hydrocarbon materials using induction heating |
| WO2015198210A1 (en) * | 2014-06-25 | 2015-12-30 | Oss Management Services (Pty) Limited | System and method for recovering mercury from mercury contaminated materials |
| RU2678089C1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМЕТЕЙ" | Industrial complex for the production of charcoal without waste method of low-temperature pyrolysis from briquette wood waste |
| RU2726085C1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-07-09 | Самвел Аршавирович Алексанян | Pyrolysis furnace for recycling solid domestic and industrial wastes |
| RU2824773C1 (en) * | 2023-12-06 | 2024-08-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method of recycling carbon-containing material in self-contained small-size recycling modular plant and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2711498C2 (en) | Gasification system | |
| RU2392543C2 (en) | Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes | |
| EP2799522A1 (en) | Microwave plasma biomass entrained flow gasifier and process | |
| WO2011019931A1 (en) | System and method using a microwave-transparent reaction chamber for production of fuel from a carbon-containing feedstock | |
| CN113457575B (en) | A system and method for producing carbon nanofibers and hydrogen by microwave continuous pyrolysis | |
| CN114479949B (en) | A two-stage waste plastic pyrolysis device and pyrolysis system | |
| RU2845021C1 (en) | Pyrolysis method using induction heating, heat transfer media and device for its implementation | |
| JP2012144609A (en) | Catalytic cracking furnace for waste plastic, and continuous liquefaction apparatus for waste plastic | |
| US8754001B2 (en) | Self sustained system for sorbent production | |
| WO2011010323A1 (en) | Process containing a step of microwave treatment of shredded tyres | |
| CN104059681A (en) | Regenerative type combustion gas radiant tube revolving bed oil shale dry distillation method and shale slag utilization technology | |
| CN113477198B (en) | Gasification cracking device based on electric induction heating and method for preparing sulfur gas | |
| CN210030584U (en) | Waste tire recycling system | |
| RU2544635C1 (en) | Method and device for flash-pyrolysis of hydrocarbon materials using induction heating | |
| EP4376993B1 (en) | System and method for converting waste carbon material into bio-crude and nutrients using hydrothermal liquefaction | |
| KR20060102577A (en) | 4 gas cooled waste synthetic resin emulsifier | |
| US11142714B2 (en) | Highly efficient and compact syngas generation system | |
| CN112896019B (en) | Domestic waste innocent treatment car | |
| US11667525B2 (en) | Petroleum sludge or other wastes recycle treatment system | |
| CN213012685U (en) | Pyrolysis catalysis modification system of feed arrangement and plastic waste | |
| EP3901519A1 (en) | Fluidized bed device and method of operation | |
| CN115785986A (en) | A continuous mixed waste plastic harmless pyrolysis disposal system and disposal method | |
| RU2240339C1 (en) | Installation for pyrolysis of hydrocarbonaceous raw material | |
| CN206408165U (en) | House refuse retorting machine and Domestic garbage treatment equipment | |
| PL241457B1 (en) | Method of fast pyrolysis of biomass, system for fast pyrolysis, in particular of biomass, and pyrolysis heating medium |