Спосіб і установка для виробництва синтез-газу і управління двигуном внутрішнього згоряння на ньому

, приєднаний до димової труби (58). Таким чином, використовуване обладнання включає: а. сушарку палива (1) і сховище з приймальною ємністю для палива; б. двоступінчату систему виробництва горючого газу, в якій перший ступінь являє собою піролізний реактор (2) для утворення піролізного газу і піролізного коксу, а другий ступінь газифікатор (8) для піролізного коксу з піролізного реактора для утворення газу-продукту (2). В якості газифікатора використовується стаціонарний атмосферний газифікатор або газифікатор з поворотною трубкою. Як піролізна установка, так і газифікатор можуть працювати окремо і незалежно один від одного. До інших компонентів відносяться: в. встановлюваний в потоці піролізного газу і газу-продукту циклонний сепаратор гарячого газу (3, 9) і рукавний фільтр (12) у потоці газу-продукту; г. встановлюваний в потоці піролізного газу і газу-продукту теплообмінник або охолоджувач газу (4, 13), які відповідно охолоджують піролізний газ і газ-продукт приблизно до 300 °C; д. встановлюваний в потоці піролізного газу і газу-продукту газоочищувач (16, 51); є. смоляний електрофільтр (21), встановлюваний у гілці синтез-газу після об'єднання трубопроводів потоків піролізного газу і газу-продукту; ж. установка, в якій синтез-газ можна очищувати механічно і/або біологічно і/або фізично і/або хімічно; з. газовий ущільнювач або компресор синтез-газу (22), за допомогою якого синтез-газ можна стиснути до > 200 бар; і. пристрій приготування запального палива (19), який складається з центрифуги або сепаратора і гомогенізатора, в яких забруднена поглинальна олія і/або конденсат з піролізного реактора (2) і/або смола зі смоляного електростатичного фільтра (21) може перероблятися для використання в якості запального палива; к. двотактний газорідинний двигун (30) в якості теплового двигуна, який має окремі інжектори (24, 25, 26) для сильно стисненого синтез-газу, для запального палива, утвореного з поглинальної олії і/або піролізної олії/ піролізного конденсату і/або смоли, а також для повітря для горіння, при цьому синтез-газ високого стиснення може вводитися крізь окремий інжектор (24) в газорідинний двигун (30). Перевагою цієї системи є її комбінування з одним зі способів подачі теплової енергії в піролізний реактор згідно з фіг. 1, наприклад, подача відпрацьованих газів двигуна і/або теплообмінник для подачі теплової енергії. Якість газу Піролізний газ Нижча теплотворна здатність 3 [кДж/Нм ] Нижча теплотворна здатність 3 ГкВт/Нм ] Вуглекислий газ (СО2) Чадний газ (CO) Метан (СН4) Водень(Н2) Кисень (О2) Азот (N2) Сірчаний газ (SО2) Соляна кислота (НСІ) Вода (Н2О) Етилен(С2Н4) Газ-продукт газифікації з повітрям Суміш синтез-газу з піролізного газу і газупродукту 15,691 5,230 8,72 4,36 1,45 2,42 [об. %] 37,50 27,50 12,00 12,50 [об. %] 10,00 27,02 2,02 7,77 0,37 47,71 0,01 0,00 5,10 [об. %] 19,17 27,18 5,35 9,35 0,37 32,47 0,01 0,00 4,32 1,00 2,00 2,75 1,00 10 UA 106269 C2 Продовження таблиці Піролізний газ Етан (С2Н6) Пропан (С3Н8) Бутан (С4Н10) 2,2-диметилпропан 2.0 (С5Н12) Бензол (С6Н6) 2,2-диметилбутан (С6Н14) СхНу 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1,00 Газ-продукт газифікації з повітрям Суміш синтез-газу з піролізного газу і газупродукту 1,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,50 Перелік цифрових позначень 1 Сушарка палива 2 Піролізний реактор 3 Циклон гарячого газу (потік піролізного газу) 4 Охолоджувач газу 5 Нагнітач підвищення тиску 6 Приймач палива для газифікатора 7 Приймальна ємність для матеріалу шару газифікатора 8 Атмосферний газифікатор (бажано стаціонарний газифікатор у псевдозрідженому шарі) 9 Циклон гарячого газу (потік газу-продукту) 10 Попередній нагрівач для часткової кількості газу-продукту, що повертається в газифікатор (теплообмінник відведеного тепла) 11 Попередній нагрівач повітря 12 Рукавний фільтр ι 13 Охолоджувач газу 14 Циркуляційна газодувка для газу-продукту, що повертається в газифікатор 15 Нагнітач підвищення тиску газу-продукту 16 Очищувач синтез-газу або очищувач газу-продукту залежно від місця об'єднання з піролізним газом 17 Бак свіжої олії 18 Бак промивальної рідини 19 Пристрій приготування запального палива (центрифуга з гомогенізатором) 20 Буферний бак для запального палива 21 Смоляний електростатичний фільтр 22 Компресор синтез-газу 23 Ділянка регулювання синтез-газу 24 Інжектор для введення синтез-газу крізь форсунки 25 Інжектор для введення запального палива крізь форсунки 26 Інжектор для впуску повітря 27 Випускний клапан 28 Турбонагнітач 29 Охолоджувач наддувного повітря 30 Двотактний газорідинний двигун 31 Каталізатор вибіркового каталітичного відновлення (SCR) і окислювальний каталізатор (Oxi-Kat) 32 Електростатичний фільтр для відпрацьованих газів двигуна 33 Глушник шумів випуску 34 Теплообмінник випуску 35 Димова труба 36 Вхід в пристрій приготування запального палива (19) 37 Сховище з приймальним пристроєм для золи шару і матеріалу шару газифікатора 50 Генератор кисню 51 Газоочищувач піролізного газу 52 Газоочищувач СО2, 53 Компресор синтез-газу 54 Газосховище 11 UA 106269 C2 5 10 55 Реактор для синтезу 56 Парова турбіна 57 Теплообмінник для відведених відпрацьованих газів 58 Димова труба 59 Труба для повернення піролізного газу 60 Ділянка регулювання для частини піролізного газу, що повертається 61 Ділянка регулювання для частини піролізного газу, що об'єднується з газом-продуктом 62 Місце об'єднання газу-продукту і піролізного газу з утворенням синтез-газу (альтернатива) (фіг. 4) 63 Місце об'єднання газу-продукту і піролізного газу з утворенням синтез-газу (фіг. 1) ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб виробництва синтез-газу шляхом виробництва смоляного піролізного газу і газупродукту, а також піролізного конденсату з високим вмістом смоли для роботи двотактного газорідинного двигуна, що призначений для децентралізованого виробництва електроенергії і тепла, що включає наступні кроки: а) подрібнення сировини і відходів, що містять органічні матеріали або органічний матеріал, до бажаного розміру частинок і висушування до необхідного вмісту вологи у цьому паливі, б) введення приготовленого таким чином органічного палива в піролізний реактор, в) вироблення і подача теплової енергії для проведення ендотермічного розкладання органічного палива при піролізній температурі від 400 °C до 650 °C з виробництвом піролізного газу і піролізного коксу, г) очищення і охолодження піролізного газу до температури приблизно 300 °C і наступне очищення газу з використанням засобу промивання у формі біодизелю і/або рослинної олії з охолодженням до температури нижче 60 °C з конденсацією смол піролізного газу піролізним конденсатом і/або біодизелем або рослинною олією, д) подачі піролізного коксу у приймальну ємність газифікатора або безпосередньо в газифікатор та захоплення піролізного конденсату для виробництва запального палива для двотактного газорідинного двигуна, яким є газо-дизельний тепловий двигун, е) повної або часткової автотермічної газифікації піролізного коксу з подачею повітря і/або технічного кисню, і/або водяної пари для утворення газу-продукту при температурах близько 1000 °C і з подачею тепла з частково відведеного назад газу-продукту для нагрівання газифікатора, ж) очищення і охолодження газу-продукту приблизно до 300 °C, з) відведення назад часткового потоку газу-продукту для нагрівання газифікатора згідно з кроком е), з підігріванням у підігрівачі в головному потоці гарячого газу-продукту, і) додаткового очищення газу-продукту або утворюваного синтез-газу після об'єднання цього газу і піролізного газу від частинок смоли і пилу у газоочищувачі за допомогою поглинальної олії, а також охолодження до температури приблизно 40 °C з утворенням піролізного смоляного конденсату, 3 к) об'єднання піролізного газу, який ще має теплоту згорання > 15 МДж/Нм , з низькокалорійним 3 газом-продуктом, попередньо очищеним згідно з кроком і) (теплота згорання 200 бар для прямої подачі синтез-газу крізь форсунки у тепловий двигун, о) обробки поглинальної олії разом з піролізним конденсатом і смолою зі смоляного електростатичного фільтра з однорідним розмішуванням і механічним укорочуванням довголанцюгових молекул вуглецю, при цьому ця рідка суміш подається крізь форсунки у тепловий двигун як запальне паливо, п) подачі крізь форсунки як синтез-газу високого стиснення, так і запального палива через окремі інжектори у камері згорання теплового двигуна і введення повітря для горіння, окремо від цих паливних матеріалів через власний канал в камері згорання. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що необхідну для піролізу органічного, переробленого палива в теплову енергію у формі тепла в першому ступені ( 200 бар синтез-газ подають в камеру згорання теплового двигуна через окремий інжектор, при цьому повітря для горіння потрапляє в камеру згорання через власний канал. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що обробку поглинальної олії разом зі смолою з електростатичного фільтра і піролізним конденсатом здійснюють у пристрої приготування запального палива, що складається з центрифуги і гомогенізатора. 6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що для очищення піролізного газу і/або газу-продукту або утвореного після їх об'єднання синтез-газу для промивання використовують рослинну олію, яка після насичення очищується у пристрої приготування запального палива. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для очищення і охолодження піролізного газу використовують повернений назад очищений піролізний конденсат, при цьому одночасно відбувається різке зниження температури піролізного газу. 8. Спосіб за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що абсорбційне очищення газів проводять виключно поглинальною олією у формі рослинної олії. 9. Установка для здійснення способу згідно з одним або кількома пп. 1-8, яка включає: а) сушарку палива (1) і сховище з приймальною ємністю для палива, б) пристрій для двоступінчатого виробництва горючого газу з синтез-газу і запального палива, яке служить для спалення у двотактному газорідинному двигуні, в якому перший ступінь містить піролізний реактор (2) для утворення піролізного газу і піролізного коксу, а другий ступінь стаціонарний атмосферний газифікатор (8) для піролізного коксу з піролізного реактора (2) для утворення газу-продукту, при цьому для виробництва горючого газу він виконаний з можливістю перемикання для виробництва горючого газу у двох ступенях, при цьому перший ступінь містить піролізний реактор (2), а другий - стаціонарний атмосферний газифікатор, причому піролізний реактор (2) має теплообмінник для газу-продукту та виконаний так, що необхідна для піролізу теплова енергія отримується з утворюваного в газифікаторі (8) газу-продукту або необхідна для піролізу теплова енергія передається через завантажувальний пристрій, в якій подається гаряча зола шару і матеріал шару з газифікатора (8), які збираються у сховищі (37), в) встановлюваний в потоці піролізного газу і газу-продукту циклонний сепаратор гарячого газу (3, 9) і рукавний фільтр (12) у потоці газу-продукту, г) встановлюваний в потоці піролізного газу і газу-продукту теплообмінник (4, 13), який відповідно охолоджує піролізний газ і газ-продукт приблизно до 300 °C, д) встановлюваний в потоці піролізного газу і газу-продукту або синтез-газу газоочищувач (16, 51), е) смоляний електрофільтр (21), встановлюваний у гілці синтез-газу після об'єднання трубопроводів потоків піролізного газу і газу-продукту, ж) установку, в якій синтез-газ можна очищувати механічно і/або біологічно, і/або фізично, і/або хімічно, з) компресор синтез-газу (22), за допомогою якого синтез-газ можна стиснути до > 200 бар, і) пристрій для приготування запального палива (19), в якому забруднена поглинальна олія і/або конденсат з піролізного реактора (2), і/або смола зі смоляного електростатичного фільтра (21) переробляються для використання як запального палива, к) двотактний газорідинний двигун (30) як тепловий двигун, який має окремі інжектори (24, 25, 26) для сильностисненого синтез-газу, для запального палива, утвореного з поглинальної олії і/або піролізної олії/конденсату, і/або смоли, а також для повітря для горіння, при цьому виконана так, що синтез-газ високого стиснення може вводитися крізь окремий інжектор (24) у двотактний газорідинний двигун (30). 10. Установка за п. 9, яка відрізняється тим, що містить пристрій виробництва кисню (50), який працює паралельно з газифікатором (8) і він оснащений відповідними форсунками для введення крізь форсунки як засобу газифікації технічного кисню і/або водяної пари. 11. Установка за п. 9 або 10 яка відрізняється тим, що містить очищувач СО2 (52), який встановлений в потоці синтез-газу для очищення вмісту СО2 в синтез-газі. 12. Установка за пп. 9 або 10, або 11, яка відрізняється тим, що містить реактор для синтезу (55) для шлюзування частинки Н2 і СО в синтез-газі у необхідному співвідношенні і зрідження згідно з процесом Фішера-Тропша. 13 UA 106269 C2 13. Установка за будь-яким з пп. 9-12, яка відрізняється тим, що пристрій приготування запального палива (19) складається з центрифуги і гомогенізатора з зубчастим ободом для розрізання довголанцюгових молекул вуглеводнів згідно з геометрією зубчастого ободу, а також для змішування рідин. 14 UA 106269 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15