Парогазогенератор – утилізатор

1 Паро газогенератор - утилізатор, що містить корпус, в якому утворена камера горіння з газовими або рідинними пальниками водяна порожнина з патрубками входу і виходу середовищ, димогарні канали, піролізна реторта та герметичні піролізні труби, що омиваються продуктами згорання, через які за допомогою шнеків пропускається піролізована сировина, причому продукти піролізу надходять до камери горіння, який відрізняється тим, що піролізна реторта виконана в окремому герметичному корпусі, розміщена в корпусі парогазогенератора консольно-коаксіально, містить кришку завантаженя-ви вантаження контейнерів з утилізованими відходами, розміщеними усередині корпуса реторти, і патрубок виходу парогазової фази, водяна порожнина, утворена сполученими за допомогою колекторів трубами, розміщеними в зазорі між корпусами, й утворює димогарні канали, а піролізні труби проходять через корпус парогазогенератора в зоні камери горіння 2 Паро газогенератор за п 1, який відрізняється тим, що труби водяної порожини виконують роль підтримних і жорсткісних елементів корпуса реторти 3 Паро газогенератор за п 1, який відрізняється тим, що до вхідного патрубка водяної порожнини підключений нагнітач рідких вуглеводнів, і вона має можливість використовуватися для їх піролізу 4 Паро газогенератор за п 1, який відрізняється тим, що контейнери розміщені на ложементних полозках 5 Паро газогенератор за п 1, який відрізняється тим, що на внутрішній поверхні корпуса реторти встановлені напрямні для полозків Винахід відноситься до термічної переробки вуглецевої сировини й утилізації ВІДХОДІВ органічного походження, в тому числі, й твердих побутових ВІДХОДІВ та промислових високоорганічних ВІДХОДІВ полімерів, поліетілена, зношених покришок і може бути застосований у нафтохімічній, енергетичній, паливній та інших галузях для отримання штучного палива (газу, рідкого палива, напівкоксу) та інших цінних продуктів Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого є пристрої [заявка Великобританії № 1549187 МПК F22 33/18, 1979 р ] , що містять корпус, в якому утворена камера горіння з газовими та рідинними пальниками, водяна порожнина із патрубками входу і виходу середовищ, димогарні канали, піролізна реторта та герметичні піролізні труби, що омиваються продуктами згорання, через які за допомогою шнеків пропускається піролізована сировина, причому продукти піролізу надходять до камери горіння для підтримки термічного процесу В даних установках вирішені питання переробки органічної сировини методом піролізу з метою отримання палива, що повертається до камери горіння для підтримки процесу парогенерацм та власне піролізу, що значно підвищує к п д таких установок за рахунок більш ефективного використання внутрішньоциклової теплової енергії і робить їх більш універсальними Однак, піроліз - вибірний процес, а тим більше піроліз у трубах, (трубчатих реакторах), що суворо обмежений видом піролізованої сировини, обмежує й область застосування подібних комбінованих установок КІЛЬКІСТЬ І ЯКІСТЬ отримуваних продуктів піролізу органічної сировини та їх співвідношення залежить від температури процесу, де розрізняють низькотемпературний піроліз (400 - 450°С), середньотемпературний (до 800°С) і високотемпературний (900 - 1050°С) Найбільш екологічно чистий термічний метод переробки й утилізації органіки піроліз на цей час може бути економічно вигідним з отриманням палив і, на думку більшості учених, здійснений промисловим способом тільки для полімерів, поліетіленів, зношених покришок, сухої рослинної органіки Знешкодження твердих побутових ВІДХОДІВ (ТБВ) піролізом економічно неефективно, і тому ю 1415 зараз не може знайти призначення, що веде до накопичення цих ВІДХОДІВ І подальшого погіршення екологічної ситуації у країні й у всьому СВІТІ В основу пропонованого винаходу поставлена задача створення промислової уніфікованої установки, за допомогою якої вирішувалася б екологічна задача знешкодження органічних і високоорганічних ВІДХОДІВ й отримання різних видів палив та цінних продуктів за рахунок здійснення в ній піролізу різної температурної градації різних видів вуглецевої сировини і більш ефективного використання тепла екзотермічних реакцій піролізу й використання внутрішньоциклової енергії Суть винаходу полягає в тому, що в парогазогенераторі, що містить корпус, в якому утворена камера горіння з газовими або рідинними пальниками, водяна порожнина з патрубками входу і виходу середовищ, димогарні канали, піролізна реторта й герметичні піролізні труби, що омиваються продуктами згорання, через які за допомогою шнеків пропускається піролізована сировина, причому продукти піролізу надходять до камери горіння, піролізна реторта, виконана в окремому герметичному циліндричному корпусі, розміщена в корпусі паро газогенератора і консольне - коаксіальне, утримує кришку завантаження - вивантаження контейнерів з утилізованими відходами, що розміщені в середині корпуса реторти і патрубка виходу парогазової фази, водяна порожнина організована сполученими через колектори трубами, розміщеними в зазорі між корпусами, що утворюють димогарні канали, а піролізні труби проходять через корпус в зоні камери горіння Причинно - наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак і технічним результатом у наступному 1 Піролізна реторта виділена в герметичний корпус із герметизуючою кришкою, що забезпечує завантаження утилізованих ВІДХОДІВ, МОЖЛИВО І радіаційних, у спеціальні контейнери, що розміщені в реторті, де здійснюється низькотемпературний піроліз (400 - 450°С) Конструкція контейнерів забезпечує рівномірний екзотермічний процес по всьому об'єму контейнерів і реторти із забезпеченням знешкодження ВІДХОДІВ та виділенні парогазової фази, спрямованої на подальше фракціонування або на допалення в камеру горіння Твердий залишок піролізу після закінчення процесу і газової нейтралізації реторти вивантажуються із контейнерів на окрему ділянку і може бути використаний, в залежності від виду ВІДХОДІВ, як тверде паливо, або в дорожному будівництві безпосередньо, або заскленим 2 Реторта розміщена консольно-коаксіально відносно корпусу паро газогенератора, що дозволяє організувати водяну порожнину в зазорі між корпусами в конструкції із труб, що утворюють димогарні канали і виконують роль неприварних опорних та жорстких елементів реторти, що здешевлює конструкцію, спрощує монтаж та експлуатацію і дозволяє максимально використовувати теплову енергію продуктів згорання для нагрівання корпусу реторти та генерації пару 3 Під час підключення до вхідного патрубку водяної порожнини нагнітача вона може служити трубчатим реактором для середньотемпературного піролізу рідких вуглеводнів та розплавів ВІДХОДІВ полімерів групи полюлефінів 4 Піролізні труби зі шнековими механізмами подачі сировини розміщені в області камери горіння у днища реторти, і в них може здійснюватися високотемпературний піроліз (850 - 950°С) дроблених, зношених покришок гранульованих, лігнини, поліетілената іншої органічної сировини Піролізний висококалорійний газ використовується в парогазогенераторі для процесу горіння і піролізу, цінний твердий залишок вуглецю виводиться із установки, а рідкі вуглеводні можуть саме тут, у парогазогенераторі (див п 3), піддягати подальшій газифікації або фракціонуванню в системі поділу На фіг 1 показаний загальний вигляд парогазогенератора-утилізатора з трубами водяної порожнини, виконаними у вигляді ЗМІЙОВИКІВ, на фіг 2 перекрій по А-А у варіанті виготовлення водяної порожнини з прямоточних труб для піролізу, на фіг 3 перекрій Б-Б по колектору зі сторони кришки, на фіг 4 перекрій В-В по піролізним трубам із загальним приводом шнеків Паро газогенератор містить теплоізольований корпус 1, в якому утворена камера горіння 2 з газовими або рідинними пальниками 3, 4, піролізна реторта 5, що містить циліндричний корпус 6, вихідний патрубок парогазової фази 7, герметизуючу кришку 8, водоохолоджену та пдрофіковану для вводу в реторту спеціальних контейнерів 9 з утилізованими відходами та виводу з твердим залишком піролізу Циліндричні контейнера 9 мають негазокомпактні люки 10, встановлені в ложементному пеналі або полозках 11, на яких вони можуть переміщатися за напрямними 12 реторти У зазорі між корпусом 1 паро газогенератора і реторти 5 організована водяна порожнина, що складається із з'єднаних труб 13 через колектори 14 і 15 з патрубками 16, 17, з утворенням димогарних каналів 18 спіральних або прямолінійних у залежності від конструкції водяної порожнини Під час підключення до вхідного патрубка 16 нагнітача 19 водяна порожнина може виконувати роль порожнини піролізера Прямі піролізні труби 20 зі шнеками подачі сировини 21 проходять в області камери горіння 2 поряд із глухим днищем корпусу реторти 5 У шнеків можуть бути окремі приводи або спільний привід 22 Парогазові продукти піролізу відводяться по трубопроводу 23 в камеру горіння або в систему фракціонування 24 Тверді продукти виводяться із установки лопатевим живильником 25 в ємкості 26 Паро газогенератор - утилізатор працює таким чином Спочатку в камері горіння 2 спалюється природний газ або традиційне рідке паливо З початком екзотермічної реакції у швидкореактивних піролізних трубах 20, наприклад, розкладі ВІДХОДІВ поліетілену або РТВ, за визначених температур відбувається інтенсивне виділення піролізного газу, що відмічається датчиками тиску та 1415 відбувається переключення пальників 2, 3 з природного газу на піролізний парогаз Можливий варіант пропуску парогазу по трубопроводу 23 через систему фракціонування 24 з відділенням рідкої фракції та подачі очищеного піролізного газу до пальників 2, 3, а за надміру і до споживачів Продукти згорання, омиваючи піролізні труби 20, що виконують роль газовідображувачів для днища реторти 5, проходять, наприклад, по спіральним, димогарним каналам 18, нагрівають воду в трубах 13, виробляючи пар, а під час підключення нагнітача 19 можуть виробляти розклад рідких вуглеводнів із системи фракціонування 24 чи розплавів полімерів, а також здійснювати підсушку і піроліз, наприклад, ТБВ у реторті 5 За 3 - 4 години відбувається процес розкладу та стерилізації ТБВ у реторті 5, а кінець процесу відмічається падінням тиску до певної величини Включається система газової нейтралізації порожнини реторти вакуумуванням і без відключення пальників 2, 3 та зупинки інших процесів, автоматично за допомогою гідроциліндрів кришка 8 відкривається, і салазки 11 з контейнерами 9 виво дяться на поверхню і прямують на місце вивантаження твердого залишку, а в цей час підготовлений комплект контейнерів на салазках завозиться в реторту 5 Кришка 8 закривається Процес завантаження-вивантаження реторти 5 займає 10 - 15хв Установка практично працює в безперервному режимі Оптимальне об'єднання піролізних процесів переробки й утилізації органічної сировини та ВІДХОДІВ у ВІДПОВІДНИХ їм температурних полях в од ному моноблоці - модулі дозволяє виконати її більш всеїдною, економічно ефективною і дешевою Такі установки покращують екологічну обстановку і дозволяють вирішити енергетичну проблему, особливо у місцях скопичення органічних й високоорганічних ВІДХОДІВ На сьогодні по розробці ВІДПОВІДНО З винаходом на Україні в Миколаєві виготовляється зразок дослідно-промислового установки, а також розробляється мобільний автономний модуль малої продуктивності для оперативного вирішення економічних задач у різних регіонах держави ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71