Установка абляційного піролізу

Установка абляційного піролізу, що містить абляційний реактор, послідовно з'єднані циклон, конденсатор, осушник і пристрій завантаження, яка відрізняється тим, що абляційний реактор ви 31166 5) зниження якості одержуваного піропалива, тому що система конденсації забезпечує одночасну конденсацію піропалива і вологи. В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою абляційного піролізу, в якому шляхом виконання абляційного реактора у вигляді шнека з не менше, ніж двома заходами, при довжині корпуса реактора не менше одного діаметра шнека, введення вихрової камери і каналів, що звужуються по довжині шнеку, забезпечується інтенсифікація виходу рідкого піропалива і збільшення максимально припустимого розміру часток сировини з одночасним збільшенням енергетичного ККД процесу за рахунок збільшення абляційної сили, що діє на частки біомаси, забезпечення для усіх часток біомаси оптимальних темпів нагрівання і наступного охолодження, забезпечення процесу теплом за рахунок згоряння піролізного газу (при необхідності вуглистої речовини). Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в установці абляційного піролізу, що містить абляційний реактор, послідовно з'єднані циклон, конденсатор, осушник і пристрій завантаження, згідно з винаходом абляційний реактор виконаний у вигляді шнека з не менше, ніж двома заходами, корпус якого має довжину не менше одного діаметра шнека, а навколо корпуса абляційного реактора співвісно з ним розташована вихрова камера, причому канали шнека на протязі 0,9 його довжини виконані звуженими при висоті профілю на вході 0,10-0,15 діаметра шнека, а на решті частини шнека канали мають постійний прохідний переріз при висоті профілю 1-3 мм, при цьому конденсатор і осушник виконані у вигляді тепломасообмінних апаратів, причому конденсатор має систему охолодження піропаливом, а осушник - водою. Запропонована конструкція пристрою абляційного піролізу дозволяє: 1) виконання каналів шнеку з не менше, ніж двома заходами звужуючимися на протязі 0,9 його довжини, і постійного прохідного перетину на решті частини шнеку, створює великий опір при просуванні сировини, що приводить до збільшення сил тиску і тертя, і веде до підсилення абляційного ефекту, а отже, до збільшення максимально припустимого розміру часток сировини; 2) обертання шнека з окружною швидкістю не менше 1 м/с на його периферії приводить до оптимальних умов абляції часток і сприяє максимальному виходу рідкого піропалива; 3) виконання корпуса абляційного реактора довжиною не менше одного діаметра забезпечує завершення процесу швидкого піролізу в межах пристрою; 4) підігрів вихідної сировини продуктами згоряння, а також забезпечення процесу теплом за рахунок згоряння піролізного газу підвищує енергетичний ККД пристрою в цілому; 5) виконання конденсатора й осушувача у вигляді контактних тепломассообмінних апаратів, де конденсатор обладнано системою охолодження піропаливом, а осушувач - водою, дозволяє підвищити ступінь уловлювання піропалива внаслідок доброї розчинності крапель піропалива, що конденсуються, в шарі рідкого піропалива, а також підвищити якість одержуваного піропалива (зменшити його вологість), а також одержа ти після промивки газу воду з малим вмістом розчинених смол, що знижує екологічну небезпеку при її скиданні в навколишнє середовище. На фігурі показано пристрій абляційного піролізу, а стрілками на малюнку - напрямок руху газу, піропалива, твердих часток і води. Пристрій містить в собі абляційний реактор 1 з корпусом реактора 2, багатозаходний шнек 3, вихрову камеру 4, футерівку 5, передній підшипник 6, корпус переднього підшипника 7, корпус заднього підшипника 8, задній підшипник 9, завантажувальний пристрій 10, редуктор 11, електродвигун постійного струму 12, трубопровід 13, циклон 14, патрубок 15, трубопровід 16, конденсатор піропалива 17, бак піропалива 18, теплообмінник 19, насос 20, регулювальний вентиль 21, трубопровід 22, трубопровід 23, осушувач газу 24, бак для води 25, теплообмінник 26, насос 27, регулювальний вентиль 28, трубопровід 29, трубопровід 30, вентилятор 31, трубопровід 32, камеру згоряння 33, трубопровід 34. Пристрій абляційного піролізу працює наступним чином. У камеру згоряння 33 через трубопровід 32 за допомогою вентилятора 31 подається повітря, а від стороннього джерела на час запуску пристрою (стороннє джерело на мал. не показано) у камеру згоряння 33 надходить горючий газ, де він змішується з повітрям, створюючи газо-повітряну суміш, що за допомогою іскри від свічі запалюється (свічана мал. не показана). Гарячі гази з камери згоряння 33 по трубопроводу 34 тангенціально надходять у вихрову камеру 4, де вони обертаючись навколо корпусу абляційного реактора 2, нагрівають його і далі надходять у завантажувальний пристрій 10, де попередньо підігрівають сировину, і виходять за його межі. Для запобігання втрат тепла в навколишнє середовище абляційний реактор 1 покрито футерівкою 5. Коли температура корпуса абляційного реактора 2 досягне температури 400-650°С шнек 3 за допомогою електродвигуна постійного струму 12 через редуктор 11 починає обертатися в підшипнику 7, що розміщений у передньому корпусі переднього підшипника 6 і в задньому підшипнику 9, розташованому в корпусі заднього підшипника 8, з окружною швидкістю на периферії шнека не менше 1 м/с. Підігріта вихідна сировина з завантажувального пристрою 10 надходить у багатозаходний шнек 3 і рухається вздовж корпуса абляційного реактора 2, нагріваючись від нього й одночасно зазнаючи абляційного впливу (зносу), внаслідок притиснення і тертя об корпус реактора. Ці два чинники (нагрів і абляційний знос) дозволяють забезпечити оптимальні для високого виходу рідкого піропалива параметри процесу. На виході з каналів шнека 3, що звужуються, продукти піролізу складаються з парогазової суміші і часток вуглистої речовини при температурі 400-650 С, а в каналах постійного прохідного перетину частка парогазових продуктів максимізується. Далі продукти піролізу по трубопроводу 13 надходять у циклон 14, в якому відбувається відділення твердих часток від газів і відведення твердих часток через патрубок 15 за межі циклона. Очищений від твердих часток газ із циклона 14 по трубопроводу 16 надходить у конденсатор 17. Одночасно рідке піропаливо з бака 18, пройшовши теплообмінник 19, 2 31166 насос 20, регулювальний вентиль 21 з температурою 40-50 С надходить у конденсатор 17, де воно охолоджує газ до температури 100-110 С (температура нижнього діапазону конденсації піропалива), при цьому піропаливо конденсується з газу і з високою ефективністю уловлюється шаром рідкого піропалива, причому його надлишок зливається в бак 18 і далі по трубопроводу 22 у збірник піропалива (на мал. не показаний). Очищений таким чином від піропалива газ по трубопроводу 23 надходить в осушувач 24 для осушення від пари вологи. Одночасно вода із бака для води 25, пройшовши теплообмінник 26, насос 27, регулювальний вентиль 28 з температурою 20-25 С надходить в осушувач газу 24, де вона охолоджує газ до температури 30-35 С і при цьому відбувається конденсація пари вологи, що з високою ефективністю уловлюється шаром води і їх надлишок зливається в бак для води 25 і далі по трубопроводу 29 може зливатися в каналізацію. Очищений, таким чином, від піропалива в конденсаторі 17 і осушений від пари вологи в осушувачі газу 24, газ по трубопроводу 30 направляється в камеру згоряння 33. З моменту подачі очищеного піролізного газу в камеру згоряння 33 вона працює на цьому газі, а подача горючого газу від стороннього джерела (на мал. не показаний) припиняється. Пристрій абляційного піролізу переходить на автономний режим роботи. Таким чином пристрій абляційного піролізу забезпечує високий вихід рідкого піропалива, можливість роботи на сировині з достатньо великим характерним розміром часток сировини, а також одержання піропалива підвищеної якості (із малим вмістом води) і практично виключає забруднення навколишнього середовища продуктами очищеня. 3 Фіг. 31166 4 31166 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5