Спосіб переробки відходів біомаси

Спосіб переробки ВІДХОДІВ біомаси шляхом їх нагріву в герметизованій посудині з температурою 355-455°С, який відрізняється тим, що переробка здійснюється в потоці гарячого повітря з температурою 300-450°С, при цьому при збільшенні температури повітря від 300 до 450°С відношення масових витрат повітря і біомаси збільшується від 0,01 до 0,25 (кг повітря / кг біомаси) Винахід відноситься до технології переробки і утилізації органічних речовин і може бути використаним для переробки сільськогосподарських і промислових ВІДХОДІВ біомаси Відомий спосіб переробки ВІДХОДІВ методом піроліза, тобто термічного розкладання без доступу кисню при температурі 450-550°С з отриманням рідких продуктів, полукокса і піролізного газу (Левін Б И Використання твердих побутових ВІДХОДІВ в системах енергопостачання М Енергоіздат, 1982 - С 60) Ознаки способу переробки ВІДХОДІВ біомаси, співпадаючі з істотними ознаками винаходу, що заявляється нагрів, термічне розкладання ВІДХОДІВ біомаси При використанні піроліза як способу переробки ВІДХОДІВ біомаси існує ряд недоліків Для нагріву ВІДХОДІВ до температури 450-550°С без доступу повітря температура стінки камери повинні бути значно вище Час перебування ВІДХОДІВ В камері, що нагрівається також повинен бути значним Звідси великі енерговитрати при реалізації процесу піроліза Найбільш близьким до рішення, що пропонується по технічній суті і результату, що досягається, є спосіб переробки ВІДХОДІВ біомаси шляхом нагріву без доступу кисню, переробку ведуть в герметизованій двокамерній судині, при цьому відходи з температурою 355-455°С обробляють в першій камері, а продукти піроліза у другій камері (п Россиі №2011119 від 12 02 91 МКИ5 F 23 G 7/00) Недоліками відомого технічного рішення є те, що нагрів ВІДХОДІВ здійснюється через стінку, її температура повинна бути значно вищою за температуру піроліза (355-455°С) Розміри камери Ознаки способу переробки ВІДХОДІВ біомаси, співпадаючі з істотними ознаками винаходу, що заявляється нагрів ВІДХОДІВ, їх термічне розкладання піроліза і час перебування в ній ВІДХОДІВ ПОВИННІ бути значними Це приводить до додаткових втрат тепла Продукти піроліза містять парогази Внаслідок їх охолоджування випадає смола, вони конденсуються і випадають на стінки при транспортуванні до енергетичних агрегатів Все це негативно позначається на процесі переробки ВІДХОДІВ У основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб переробки ВІДХОДІВ біомаси шляхом нагріву ВІДХОДІВ біомаси в потоку гарячого повітря, знизити енерговитрати на нагрів, отримати висококалорійний суміш піролізного газу з повітрям, збільшити вихід придатного Рішення задачі вирішується таким чином Нагріте повітря проходить через камеру піроліза, де в неї із завантажувального пристрою 1 дозатором подаються органічні відходи У процесі рушення газовзвесі в камері піроліза 2 відбувається охолоджування повітря, нагрів біомаси до температури не більше за 300°С та и піроліз У потоку повітря виділиться до 70-80% летучих від їх загального вмісту у відходах Розділення суміші повітря з летучими продуктами піроліза і коксового залишку відбувається в циклоні 3 Суміш повітря з піролізним газом подається в енергетичний агрегат на горіння Твердий залишок з циклону надходить в бункер 4, де охолоджується, а потім видаляється з нього При реалізації способу, згідно з винаходом, температура повітря 300-450°С, масові витрати повітря і біомаси ВІДПОВІДНО ЗМІНЮЮТЬСЯ В інтерва лі від 0,01 до 0,25 (кг біомаси / кг повітря) Такі параметри обумовлені особливостями процесу піроліза біомаси Здійснення окислювального піроліза можливе тільки в обмеженому діапазоні температур Інтенсивний процес піроліза розпочинається при температурі 280-300°С У зв'язку з цим, температура повітря як теплоносія повинна бути не нижче за 300°С Температура нагріву ВІДХОДІВ залежить від температури повітря, від співвідношення масових витрат повітря і біомаси При збільшенні темпера 47212 тури повітря, потрібно подавати в камеру більше біомаси Отже, при збільшенні температури повітря до 450°С, необхідно питому витрату біомаси підвищити до 0,25 (кг повітря / кг біомаси) При подальшому збільшенні температури повітря більш ніж 450°С, можливий перегрів окремих часток ВІДХОДІВ біомаси і їх запалення Таким чином, для реалізації способу переробки ВІДХОДІВ біомаси, температура повітря не повинна перевищувати 450°С (див таблицю 1) Таблиця 1 Температура повітря Питомий витрата біомаси Температура ВІДХОДІВ ПІСЛЯ °С 280 300 350 400 450 460 470 кг повітря / кг біомаси 0,01 0,01 0,085 0,171і 0,252 0,27 0,25 °С 260 290 303 306 311 270 У таблиці приведені дані експериментальних досліджень, піролізу піддавалися стружка хвойних порід, лушпиння соняшника При використанні суміші піролізного газу з повітрям в енергетичних агрегатах, витрату основного палива можна знизити на 10-20% При цьому необхідно враховувати, що економічна ефективність подібного способу переробки ВІДХОДІВ біомаси визначається як економією палива, так і додатковим прибутком від реалізації коксовий залишку Факти про наявність нового способу переробки ВІДХОДІВ біомаси шляхом їх нагріву ВІДМІННОГО тим, що переробка відбувається в потоку гарячого повітря з температурою 300-450°С, при цьому при збі нагріву Вихід летучих % 40 70 80 50 Запалення льшенні температури повітря від 300 до 450°С відношення масових витрат повітря і біомаси зростають від 0,01 до 0,25, і не виявлення інших ВІДМІТНИХ ознак в попередній техніці служать основою для висновку про ВІДПОВІДНІСТЬ технічного рішення критеріям новизни, що заявляється і винахідницького рівня Застосування заходів, представлених в заявці в порівнянні з прототипом дозволяє поліпшити наступні показники - знизити витрату енергоносія на нагрів, - підвищити вихід придатного, - отримати висококалорійну суміш піролізного газу з повітрям 47212 іи ntoo/іізиого гпаа з ПОВІТРЯМ іі|а! Органічні | відходи ГОРЯмв ПОВІТРЯ Гозовзвесь Пиро/ііания газ+ПОВІТРЯ ФІГ. 1 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