Пристрій для отримання деревного вугілля і сорбентів на його основі

Пристрій для отримання деревного вугілля та сорбентів на його основі, що містить вертикальний апарат шахтного типу, пальниковий тунель, канал, що з'єднує камеру-реактор із пальниковим тунелем, пристрій для видалення димових газів у атмосферу, який відрізняється тим, що він споряджений теплоутилізатором, який включає секції для генерації пари і підігріву повітря, та пальниковим тунелем, безпосередньо з'єднаним із теплоутилізатором, при цьому секції теплоутилізатора приєднуються до камери-реактора, а у каналі, що з'єднує камеру-реактор із пальниковим тунелем, встановлено повітряне сопло. Корисна модель відноситься до пристроїв для отримання деревного вугілля і сорбентів на його основі і може бути використаний у хімічній, деревопереробної промисловості, у сільському господарстві. Відомий пристрій для отримання деревного вугілля і вуглецевого адсорбенту у вертикальному апараті шахтного типу із внутрішнім обігрівом (Глущенко И.М. Химическая технология горючих ископаемых. - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985. - С.63-67). В відомому способі теплоносієм є газ, який попередньо підігрівається в рекуператорі. Таким чином, виникає необхідність у зовнішньому теплоносії, а також, його підігрів в рекуператорі, що значно підвищує питомі витрати енергії на процес термічної обробки. Найбільш близьким по технічній сутності, що взятий за прототип, є пристрій для отримання деревного вугілля і вуглецевого адсорбенту у вертикальному апараті шахтного типу із внутрішнім обігрівом, у якому через шар вугілля проходить газоподібне середовище (пара, газ, повітря), при цьому виділяється теплота та відбувається активація вуглецевого залишку (Патент Российской федерации №2014882 кл. D 01 J 20/20, 30.06.94 Бюл. №12). Недоліком даного пристрою є наявність у продуктах згоряння рідких і пароподібних продуктів піролізу, неможливість транспортування піролізного газу до теплогенеруючого обладнання, завдяки конденсації смоли на стінах газового каналу. Процес отримання деревного вугілля і сорбентів на його основі при роботі із надлишковим тиском відбувається періодично, що потребує побудову двох та більше камер-реакторів для наближення для безперервного процесу. При реалізації безперервного процесу у одній камері-реактору необхідно підтримувати надлишковий тиск у всіх елементах, що зв'язані із камерою-реактором: завантажувальному бункері, бункері для деревного вугілля, пальниковому тунелі. Це підвищує енерговитрати на процес, та ускладнює його реалізацію. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності та зменшення енергетичних витрат на процес виробництва деревного вугілля. Технічний результат полягає в підвищенні ефективності процесу піролізу за рахунок використання теплоти продуктів згоряння піролізного газу (19) UA (11) 49122 (13) U (21) a200713961 (22) 12.12.2007 (24) 26.04.2010 (46) 26.04.2010, Бюл.№ 8, 2010 р. (72) ШЕВЧЕНКО ГЕННАДІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, ГУБИНСЬКИЙ СЕМЕН МИХАЙЛОВИЧ, ШИШКО ЮЛІЯ ВІКТОРІВНА, КРЕМНЕВА КАТЕРИНА ВОЛОДИМИРІВНА, УСЕНКО АНДРІЙ ЮРІЙОВИЧ, ГРЕК ОЛЕКСАНДР СЕРГІЙОВИЧ, ЄФІМОВ ІЛЛЯ ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ 3 в теплоутилізуючому пристрої, що містить у собі секції випарника і підігрівача повітря. Поставлена задача вирішується у відомому пристрої для отримання деревного вугілля та сорбентів на його основі, що містить вертикальний апарат шахтного типу, пальниковий тунель, канал, що з'єднує камеру-реактор із пальниковим тунелем, пристрій для видалення димових газів у атмосферу. Згідно з корисною моделлю пристрій споряджений теплоутилізатором, який включає секції для генерації пари і підігріву повітря, та пальниковим тунелем, безпосередньо з'єднаним із теплоутилізатором, при цьому секції теплоутилізатора приєднуються до камери-реактору, а у каналі, що з'єднує камеру-реактор із пальниковим тунелем, встановлено повітряне сопло. Загальними ознаками пропонованого пристрою й прототипу є: наявність вертикального апарату шахтного типу із внутрішнім обігрівом, рух повітря та пари через шар матеріалу, утворення деревного вугілля. Відмінними ознаками пристрою, що заявляється, є те, що він споряджений теплоутилізатором, який включає секції для генерації пари і підігріву повітря, та пальниковим тунелем, безпосередньо з'єднаним із теплоутилізатором, теплота продуктів згоряння, що утворилися після спалювання піролізного газу, використовується у секціях випарника води та повітряпідігрівача, спалення газоподібних продуктів піролізу відбувається безпосередньо після камери-реактору у пальниковому тунелі, у якому встановлено повітряне сопло для видалення піролізного газу із камериреактору завдяки інжектуванню піролізного газу повітрям. Необхідність відмінних ознак пропонованого пристрою обумовлена наступними причинами. Одним із шляхів підвищення ефективності процесу піролізу органічних відходів для отримання деревного вугілля і сорбентів на його основі, є використання хімічної енергії піролізного газу. Особливістю піролізного газу є вміст деревної смоли у газоподібному стані, та її конденсація при охолодженні, що зменшує хімічний потенціал піролізного газу та ускладнює роботу технологічного обладнання. Розташування теплоутилізуючого пристрою, що містить у собі секції випарника і підігрівача повітря, що з'єднані із камерою-реактором дозволяє повністю використовувати хімічну енер 49122 4 гію піролізного газу та деревної смоли у газоподібному стані. Отримане підігріте повітря та насичена пара далі поступають до камери-реактору, проходять через шар сировини де відбувається утворення деревного вугілля і його активація. Установка у каналі, що з'єднує камеру-реактор із пальниковим тунелем повітряного сопла для інжектування піролізного газу із камери-реактора надає можливість безперервного завантаження сировини у камеру-реактор, без створення герметичного завантажувального бункеру і підтримання надлишкового тиску у системі завантаження, що забезпечує зменшення енерговитрат на ведення процесу. Принципова схема, яка пояснює конструкцію пристрою для отримання деревного вугілля і сорбентів на його основі, що пропонується, наведена на фіг. До складу пристрою для отримання деревного вугілля і сорбентів на його основі входить камерареактор 1, яка горизонтальним каналом з'єднується з пальниковим тунелем 3, в каналі розташовано повітряне сопло 2, до пальникового тунелю приєднаний теплоутилізатор 4, до складу якого входять секції випарника та повітря підігрівача, що з'єднані із камерою-реактором, теплоутилізатор димовим трактом з'єднаний з димовою трубою 5. Пристрій працює наступним чином. В камеруреактор 1 завантажується сировина з біомаси та додається нагріте повітря у суміші з парою, відбувається утворення деревного вугілля і його активація. Вугілля вивантажується з нижньої частини камери, піролізний газ інжектується до пальникового тунелю 3 за допомогою повітряного сопла 2, яке розташовано в каналі, що з'єднує камеруреактор із пальниковим тунелем. В тунелі відбувається спалення газоподібних продуктів піролізу, теплота продуктів згоряння піролізного газу використовується у секціях випарника води та повітря підігрівача 4. Отримане підігріте повітря та насичена пара далі поступають до камери-реактору, продукти згоряння піролізного газу надходять до димової труб 5. Корисна модель, що заявляється, може бути багаторазово відтворений в промислових умовах при переробці біомаси та її відходів з метою отримання деревного вугілля і сорбентів на його основі. Тому він відповідає критерію «промислова застосовність». 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 49122 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601