Спосіб отримання штучного палива з вуглецевої, у тому числі й органічної, сировини і установка для його здійснення

1. Спосіб отримання штучного палива з вуглецевої, у токгу числі й органічної, сировини шляхом її газифікації в реакторі, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що газифікацію здійснюють в герметичному корпусі реактора сухою перегонкою без доступу повітря з протіканням екзотермічної реакції розкладу сировини - піролізного процесу при температурах, що відповідають теплоті екзотермічно? реакції даного виду сировини, а як підігрівач циркуляційного газу в робочому режимі реактора використовують газ, отриманий у реакторі. 2. Установка для отримання штучного палива з вуглецевої, у тому числі й органічної, сировини, яка містить в собі газогенератор з нагрівачем, реактор, корпус якого обладнаний люками для завантаження сировини І виходу напівкоксу, патрубками входу циркуляційного І виходу циркуляційного та товарного газу, і з'єднаний трубопроводами через систему охолодження І очистки з споживачем, яка в і д р і з н я є т ь с я тим, що корпус реактора обладнаний герметичними люковими закриттями, а вихідний патрубок з'єднаний трубопроводом через,регенеративний теплообмінник з нагрівачем циркуляційного газу. 3. Установка по п. 2, яка в і д р і з н я є т ь с я тим, що реактор обладнаний ВІДСІЧНИМИ заслінками, які встановлені на вхідному і вихідному патрубках. Винахід стосується галузі отримання штучного палива (синтетичного газу, смоли, рідкого палива, напівкоксу І т.д.) з вуглецевої сировини", у тому числі й органічного походження, і може бути застосований в енергетиці, паливній, хімічній та Інших галузях народного господарства. Відомий процес отримання синтез-газу та інших горючих продуктів з вуглецевої сировини шляхом її термообробки у печах або реакторах при нормальному або підвищеному тиску І підвищеній температурі. Процес газифікації палива відбувається при дутті в шар палива повітря, кисню чи водяного пару (авт. св. N? 961564, 1138035, м.кл. С 10 J 3/00). Відома установка для отримання штучного палива, що складається Із послідовно підключених печі, холодильника, смо С > сл 14513 ловідокремлювача, ексгаустера, скрубера І нагрівана, до якого під'єднані газогенератор І повітродувка (Гойрах И.М., Пинягин Н.Б. Химия и технология искусственного жидкого топлива. М„ Гостоптехиздат, 1954, с. 486, прототип). Процес розкладу твердої вуглецевої сировини відбувається у печі реакторі з безперервною подачею сировини у люковий отвір у верхній частині корпуса реактора І вивантаженням відпрацьованого палива-коксу (напівкоксу) з нижньої частини корпуса. Синтетичний газ Із реактора надходить до споживача через систему охолодження І очистки. У такому технологічному процесі працюють усі ВІДОМІ установки для отримання синтетичного палива Із вуглецевої сировини. У сучасних умовах енергетичної кризи в Україні виробництво штучного палива може частково вирішити проблему отримання власних енергоносіїв. Аналіз паливно-енергетичного балансу України показує, що запаси, в першу чергу бросової, сировини (ВІДХОДІВ деревини, промислових І сільськогосподарських органічних ВІДХОДІВ), а також низькосортного бурого вугілля І торфу дозволяють додатково отримувати 70-75% необхідних Україні енергоносіїв. Крім того, як сировину можливо використовувати І сировинні ресурси комунальних ВІДХОДІВ, що поліпшує екологічну обстановку населених пунктів. Особливий Інтерес становить термічне фракціювання автомобільних покришок та Інших ВІДХОДІВ гумово-технічного виробництва. Використання як сировини для отримання штучного палива вищеназваних сировинних ресурсів відомим способом і на відомих установках практично неможливе, або ККД таких установок дуже малий. Це обумовлено тим, що забезпечити безперервний технологічний цикл, виходячи із наявної кількості, особливо бросової сировини, не завжди можливо. Крім того, процес фракціювання відбувається в умовах високих температур горіння з піддувом кисню або повітря, що приводить до повного спалювання І низького виходу корисних продуктів термічного фракціювання сировини, В основу запропонованого винаходу поставлено завдання створення промислової установки І способу термічного розпаду вуглецевої, у тому числі органічної, сировини з безвідходною технологією термічного фракціювання сировини, з максимальним виходом корисних продуктів фракціювання 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 4 з забезпеченням екологічності установки І поліпшенням експлуатаційних характеристик. Суть винаходу полягає в тому, що при отриманні штучного палива Із вуглецевої, у тому числі й органічної, сировини шляхом ЇТ газифікації в реакторі, газифікацію здіснюють у герметичному корпусі реактора сухою перегонкою палива без доступу повітря з протіканням екзотермічної реакції розкладу сировини (піролізного процесу) при температурах, відповідних теплоті екзотермічної реакції даного виду сировини, У ролі палива для теплоносія (циркуляційного газу) у робочому режимі реактора використовують піролізний газ, отриманий у реакторі. В установці, на якій реалізовано спосіб отримання штучного палива Із вуглецевої сировини І яка включає нагрівач з газогенератором, реактор, корпус якого має люки для завантаження сировини І виходу напівкоксу, патрубки входу циркуляційного І виходу циркуляційного І товарного газу, І з'єднаний трубопроводами через системи охолодження та очистки Із споживачем, корпус реактора обладнаний герметичними люковими закриттями. Вихідний патрубок корпуса реактора трубопроводами через систему охолодження І очистки з'єднаний, окрім споживача, також ! з нагрівачем газу. На вихідному І вхідному патрубках реактора встановлені відсікаючі заслінки. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак І технічним результатом полягає в слідуючому: 1. Піролізний процес розкладу сировини охоплює цілий ряд термічних змін: зміна структури шляхом Ізомеризації, розщеплення молекул шляхом розпаду (крекінгу) І ускладнення їх шляхом конденсації І полімеризації, що призводить до отримання таких продуктів, як газ, смола, напівкокс І надсмольна вода. Усі продукти є цінною сировиною І технологія їх отримання майже безвідходна. 2. Здійснення піролізного розкладу сировини в герметичному замкнутому об'ємі без присутності кисню обмежує проходження реакції окислення, внаслідок чого піролізний газ має більш високу калорійність, ніж газ, який отримано в процесі термічної переробки органічної сировини в присутності повітря чи кисню, що підвищує ефективність установки на 25-30%. 3. Герметичність об'єму реактора, в якому здійснюється реакція, після його завантаження забезпечує рівномірний екзотермічний процес по всьому ыару пали 14513 270°С. Для різної сировини теплота екзова, що підвищує ефективність процесу термічної реакції різна, але для деревини, термічного фракціювання сировини І в вугілля І відходів сільгосппиробиицтва вона цілому ефективність установки. знаходиться в межах 1050-1250 Дж/кг. Це 4. Використання лк иагрівача теплоносія для підтримки піролізного процесу в 5 дає можливість визначити дійсну температуру піролізу, яка відповідає кожному виду реакторі вихідного газу -- продукта розкласировини. Для вказаної вище сировини водання сировини-створює замкнуту систему на відповідає 630°С. нагріву і тим самим знижує споживану устаОтримані при термічному розгляді проновкою потужність. дукти можна поділити на 4 групи гали, смо5. Наявність відсікаючих заслінок на 10 ли, напівкокс, надсмольна вода. патрубках корпуса реактора забезпечує Летючі продукти піролізного процесу періодичність завантаження І роботи устана виході з реактора подають в холодильник новки в залежності від наявності сировини, 7, де їх охолоджують повітрям. Тут забезпещо значно розширює діапазон промислового використання. 15 чують конденсацію І виділення частки смоли, більш повно її виділяють в На кресленні представлена запропоносмоловідокремлюсачі 8. Після ексгаустера 9 вана установка, \\а якій реалізовано спосіб газ направляють у скрубер Юч який зрошуотримання штучного палива .з вуглецевої, у ють поглинаючим маслом Тут також уловтому числі й органічної, сиропини. люють газовий бензин, після чого газ Установка містить г собі реактор, кор- 20 подають по трубопроводу 13 до споживача. пус 1 якого обладнаний патрубком 2 входу І Для нагріву газу-теплоносія відбирають чапатрубком 3 виходу циркуляційного і товарстину пІролЬного газу І по трубопроводу 14 ного газу, люками 4 І 5 відповідно завантанаправляють через рєгенераіивний тепложення сировини І вивантаження коксу. На люках 4 І 5 установлені герметизуючі закрит- 25 обмінник 15, де його підігрівають гарячим повітрям з охолоджувача 7, в трубчастий тя 6. нагрівач 11. Корпус 1 реактора з'єднаний з холоСконденсовані продукти стікають у смодильником 7, смоловідокремлювачем 8, екслозбірники І можуть надалі на переробних гаустером 9, скрубером 10. Трубчастий нагрівач 11 з'єднаний Із вхідним патрубком 30 підприємствах підлягати розгонці з отриманням бензинових фракцій, парафінів, 2 реакторз І газогенератором 12. По трубобітумів І т. ін. проводу 13 газ направляють споживачу, а на лінії 14 зворотнього газу між скрубером 10 і Після закінчення процесу термічного нагрівачем 11 встановлено теплообмінник фр' кціювання сировини в корпусі 1 реакто15, патрубки входу І вихдцу якого з'єднані 35 ра зупиняється подача палива в нагрївач 11, ВІДПОВІДНО З ХОЛОДИЛЬНИКОМ 7 і закриваються заслінки 17 І реактор повітродувкою 16. відсікається від системи. На патрубках 2 і 3 встановлені З метою уникнення безпеки вибуху завідсікаючі заслінки 17. лишки піролізного газу з реактора Установка працює таким чином. 40 відкачують вакуумним насосом, після чого Реактор завантажується сировиною (девідкривають люк 5 І відбувається вивантаревина, відходи сільськогосподарського виження напівкоксу. Потім знову завантажуробництва І т. ін.) через люк 4, після чого ють наступну порцію сировини І процес його корпус 1 герметизується люковими заВІДНОВЛЮЄТЬСЯ. криттями 6. Для запуску установки і орючий 45 Такі установки доцільно мати в місцях газ із газогенератора 12 надходить у трубчаскупчення органічної сировини, у іва0инстий нагрівач 11, там горить і створює висоНИЦЬКИХ господарствах, на деревообробних котемпературний теплоносій, необхідний підприємствах, міських звалищах і т. Ін. Водля роботи реактора. ни поліпшать екологічну обстановку f дадуть Процес розкладу сировини в реакторі 50 штучні горючі прсдукги для різких народногосподарських потреб. проходить у напрямку п**оетчорєнн«? малостійких високомолекулярних речовин 8 В H&Q (корпорації) "Соеенєпгоре більш стійкі речовини, як прості (гази), так І сурс" виготовлено І випрэбув іно дослідний більш складні (смоли, фурани і т. Ін ). зрозок промислової установки для о і римаь Особливістю піролізного процесу є ек- 55 нч штучною палива з орган'чноі сировини, зотермічний характер реакції розкладу срьа якій реалізовано запропь тааний ганічної сиропини при температурах вище спосіб 14513 Сырье 12 Гаь к потребителю Упорядник Замовлення 4135 Техред М.Моргеитал Коректор Л. Філь Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101