Спосіб переробки органічної сировини в термохімічному реакторі

1. Спосіб переробки органічної сировини в термохімічному реакторі, що включає попереднє прогрівання органічної сировини та завантаження її у вертикальний термохімічний реактор, термохімічну переробку органічної сировини, яку здійсню C2 2 (19) 1 3 рідку і газоподібну складові та вивантаження твердого залишку, що містить вуглець. В об'єкті, що заявляється, і прототипі збігаються такі суттєві ознаки. Обидва способи включають попереднє прогрівання органічної сировини та завантаження її у вертикальний термохімічний реактор, термохімічну переробку органічної сировини, що здійснюється в потоці газоподібного теплоносія, який подають у сировину на різних рівнях, розділення паро-газової суміші, яка утворюється, на рідку і газоподібну складові та вивантаження твердого залишку, що містить вуглець. Ефективність переробки органічної сировини в термохімічному реакторі залежить від багатьох факторів, у тому числі: від рівномірності та повноти попереднього прогрівання сировини перед подачею в реактор, від рівномірності та повноти обробки сировини в реакторі, а також від тривалості контакту теплоносія і сировини. Аналіз технічних властивостей прототипу, обумовлених його ознаками, показує, що одержанню очікуваного технічного результату при використанні прототипу перешкоджають такі причини: - недостатньо рівномірно та швидко здійснюється попереднє прогрівання сировини після її завантаження в замкнутий об'єм камери, яка розташована над термохімічним реактором; - недостатньо рівномірно та повно здійснюється обробка сировини в термохімічному реакторі газоподібним теплоносієм, що обумовлюється недостатнім та слабким розпушуванням органічної сировини, що перероблюється, безпосередньо в реакторі потоками газоподібного теплоносія, які спрямовані через порожнисті кільця знизу нагору по периферії завантаженої у реактор сировини та не взаємодіють між собою; - недостатньо рівномірно нагрівається органічна сировина за перетином термохімічного реактора, оскільки через втрати тепла через стінки сировина нагрівається біля стінок реактора менше, ніж в середині реактора. З огляду на викладене вище ефективність переробки органічної сировини в термохімічному реакторі за прототипом недостатньо висока. Крім того, спосіб за прототипом характеризується низьким виходом рідких фракцій вуглеводнів та, через незакінченість процесів термохімічної переробки для всього об'єму органічної сировини, що перебуває в реакторі, низькою якістю отриманого твердого залишку, який містить вуглець. В основу об'єкта, що заявляється, поставлена задача створити такий спосіб переробки органічної сировини в термохімічному реакторі, в якому удосконалення шляхом введення нової сукупності дій дозволяє при використанні об'єкта, що заявляється, забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності переробки органічної сировини в термохімічному реакторі. Спосіб переробки органічної сировини в термохімічному реакторі, який заявляється, включає попереднє прогрівання органічної сировини та завантаження її у вертикальний термохімічний реактор, термохімічну переробку органічної сировини, яку здійснюють в потоці газоподібного теп 87630 4 лоносія, що подають в сировину на різних рівнях, розділення паро-газової суміші, що утворюється, на рідку і газоподібну складові та вивантаження твердого залишку, що містить вуглець. Відмітною рисою об'єкта, який заявляється, є те, що попереднє прогрівання органічної сировини здійснюють на висхідній стрічці конвеєра в процесі переміщення сировини в термохімічний реактор. При цьому прогрівання органічної сировини здійснюють за рахунок теплоти, яка генерується трубчастими електронагрівниками. Термохімічну переробку органічної сировини здійснюють в потоці газоподібного теплоносія, який подають в органічну сировину через осьовий трубопровід, розподіляючи газоподібний теплоносій на кожному рівні по конусній поверхні зверху вниз. При цьому органічну сировину додатково нагрівають з боку стінок термохімічного реактора за рахунок теплоти, що генерується трубчастими електронагрівниками. В окремих випадках використання спосіб переробки органічної сировини в термохімічному реакторі характеризується тим, що: - газоподібний теплоносій подають в органічну сировину по конусній поверхні зверху вниз, щонайменше, на трьох рівнях. - після вивантаження твердого залишку, що містить вуглець, твердий залишок прискоренно охолоджують в камері охолодження, анагріте повітря використовують для приготування газоподібного теплоносія. При використанні об'єкта, що заявляється, забезпечується досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності переробки органічної сировини в термохімічному реакторі. Між сукупністю суттєвих ознак об'єкта, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Здійснення попереднього прогрівання органічної сировини на висхідній стрічці конвеєра за рахунок теплоти, що генерується трубчастими електронагрівниками, під час переміщення сировини для завантаження в термохімічний реактор забезпечує швидке та рівномірне попереднє прогрівання всього об'єму тонкого шару сировини на конвеєрній стрічці, а також видалення з неї водяної пари впродовж часу, за який сировина піднімається в зону завантаження вертикального реактора. Здійснення термохімічної переробки органічної сировини в потоці газоподібного теплоносія, який подають у сировину через осьовий трубопровід, розподіляючи газоподібний теплоносій на кожному з рівнів по конусній поверхні зверху вниз, забезпечує інтенсивне розпушування органічної сировини, яка переробляється, її рівномірну та повну обробку по висоті реактора, що забезпечується за рахунок взаємодії потоків газоподібного теплоносія, які, піднімаючись знизу нагору, взаємодіють з потоками газоподібного теплоносія, що подають у сировину зверху вниз. Додаткове нагрівання органічної сировини з боку стінок термохімічного реактора теплотою, що генерується трубчастими електронагрівниками, дозволяє забезпечити спільну взаємодію газоподібного теплоносія та теплоти, яка генерується трубчастими електронагрівниками, розташованими в 5 87630 стінках реактора, що, в свою чергу, забезпечує рівномірне нагрівання сировини за перетином реактора, починаючи від його стінок, та компенсацію втрати тепла через стінки реактора під час термохімічної переробки органічної сировини. Використання комбінованого підведення теплоти сприяє рівномірному нагріванню органічної сировини у всьому об'ємі термохімічного реактора, а саме, підведення теплоти за периметром термохімічного реактора за допомогою трубчастих електронагрівників забезпечує переміщення теплових потоків від периферійної зони реактора до центральної зони, а підведення теплоти через осьовий трубопровід за допомогою газоподібного теплоносія, який подають на кожному рівні по конусним поверхням зверху вниз, забезпечує переміщення теплових потоків від осьової зони до периферійної зони. Завдяки використанню способу, що заявляється, процес термохімічної переробки органічної сировини інтенсифікується, його тривалість скорочується, процеси термохімічної переробки протікають одночасно у всьому об'ємі органічної сировини, крім того продуктивність переробки органічної сировини в термохімічному реакторі суттєво збільшується при забезпеченні високої якості отриманого твердого залишку, що містить вуглець, і рідких компонентів. Прискорене охолодження твердого залишку, який містить вуглець, в камері охолодження після вивантаження та використання нагрітого повітря для приготування газоподібного теплоносія дозволяє забезпечити повернення теплоти в термохімічний реактор, а, отже, сприяє зниженню витрат палива на здійснення термохімічної переробки органічної сировини, подальшому підвищенню ефективності її переробки в термохімічному реакторі при збільшенні продуктивності та покращенні якості отриманого твердого залишку, що містить вуглець, і рідких компонентів. В конкретному прикладі спосіб переробки органічної сировини в термохімічному реакторі, що заявляється, реалізується так. В якості вихідної органічної сировини можуть бути використані тверді виробничі та побутові відходи, в т.ч. зношені автопокришки, соняшникова лузга, промаслене дрантя, тирса тощо. Спочатку вихідну органічну сировину завантажують за допомогою стрічкового конвеєра у вертикальний термохімічний реактор. Під час завантаження сировини у вертикальний термохімічний реактор в процесі її переміщення на висхідній Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 стрічці конвеєра здійснюють попереднє прогрівання сировини. Попереднє прогрівання здійснюють за рахунок теплоти, яка генерується трубчастими електронагрівниками, наприклад, марки ТЭН70Б13/1Т220. Ці електронагрівники встановлені, наприклад, у кількості 24 штук з сумарною потужністю 27кВт між висхідною та низхідною ділянками стрічки конвеєра, швидкість якого становить, наприклад, 1,0м/хв., при цьому прогрівання сировини на висхідній стрічці конвеєра здійснюють впродовж 4-5хв. Термохімічну переробку органічної сировини в термохімічному реакторі здійснюють у потоці газоподібного теплоносія, який подають у сировину через осьовий трубопровід, розподіляючи газоподібний теплоносій на кожному, наприклад, з трьох рівнів по конусній поверхні зверху вниз. Для утворення та підведення теплоносія використовують, наприклад, двопровідний пальник продуктивністю 4 м3 /год при коефіцієнті надлишку повітря α=0,450,9. Швидкість нагрівання сировини в реакторі встановлюють, наприклад, рівною 3°С/хв. При цьому органічну сировину додатково нагрівають з боку стінок термохімічного реактора за рахунок теплоти, яка генерується трубчастими електронагрівниками, наприклад, марки ТЭН-200Д13/3Т-350 у кількості 9 штук сумарною потужністю 27кВт. При цьому термохімічну переробку органічної сировини здійснюють при температурі 300-600°С впродовж 60-80хв. Паро-газову суміш, яка утворюється під час термохімічної переробки, відводять з реактора за допомогою газодувки, наприклад, потужністю 3кВт та кількістю оборотів 1500об/хв. та розділяють на рідку і газоподібну складові. Рідку складову для подальшого використання розділяють на фракції з температурою: 250-300°С, 150-250°С та 20-150°С. Після завершення термохімічної переробки органічної сировини здійснюють вивантаження нагрітого до температури близько 400°С твердого залишку, що містить вуглець. Після вивантаження твердий залишок, що містить вуглець, прискорено охолоджують у камері охолодження, наприклад, з температурою охолодного повітря 30°С та потужністю нагнітача 0,7кВт, а нагріте повітря використовують для приготування газоподібного теплоносія. Виходячи з викладеного вище, можна зробити висновок: при використанні об'єкта, що заявляється, досягається технічний результат, який полягає у підвищенні ефективності переробки органічної сировини в термохімічному реакторі. Підписне Тираж 28 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