Установка для термохімічної переробки органічної сировини

1. Установка для термохімічної переробки органічної сировини, що містить термохімічний реактор з камерою газифікації, засіб для завантаження органічної сировини, блок підготовки газо C2 2 87634 1 3 87634 4 виконаний у вигляді, щонайменше, двох перфороки газоподібного теплоносія, пристрій введення ваних порожнистих кілець розташованих в камері газоподібного теплоносія в камеру газифікації, газифікації на різних рівнях. систему розділення парогазової суміші вуглеводВ об'єкті, що заявляється, та прототипі збіганів на фракції та засіб для вивантаження вуглецеються такі суттєві ознаки. Обидва об'єкти для тервмісного твердого залишку. Відмітними особливомохімічної переробки органічної сировини містять стями установки, що заявляється, є те, що засіб термохімічний реактор з камерою газифікації, засіб для завантаження органічної сировини містить для завантаження органічної сировини, блок підгокамеру попереднього підігрівання, яка з'єднана з товки газоподібного теплоносія, пристрій введення камерою газифікації через шлюзовий затвор. Всегазоподібного теплоносія в камеру газифікації редині камери попереднього підігрівання встановтермохімічного реактора, систему розділення палений конвеєр для завантаження органічної сиророгазової суміші вуглеводнів на фракції та засіб вини та трубчасті електронагрівники, які для вивантаження вуглецевмісного твердого зарозташовані між висхідною та спадною вітками лишку. конвеєра. Пристрій для введення газоподібного Ефективність переробки органічної сировини в теплоносія в камеру газифікації містить трубопротермохімічному реакторі залежить від багатьох від, який встановлений вздовж вертикальної осі факторів, зокрема, від рівномірності та повноти камери газифікації, та розташовані на різних рівпопереднього прогрівання сировини перед заваннях цього трубопроводу сопла з конусною роботаженням у реактор, а також від рівномірності та чою поверхнею, яка розширюється донизу, для повноти обробки сировини в реакторі. спрямування газоподібного теплоносія на кожному Аналіз технічних властивостей прототипу, рівні за конусною поверхнею зверху вниз. При обумовлених його ознаками, показує, що одерцьому термохімічний реактор обладнаний трубчажанню очікуваного технічного результату при вистими електронагрівниками, розташованими ззовні користанні прототипу перешкоджають такі причикамери газифікації. ни. Використання прототипу не дозволяє В окремих випадках використання об'єкт, що забезпечити рівномірне, повне та швидке поперезаявляється, характеризується тим, що установка днє прогрівання сировини після її завантаження у обладнана пристроєм для прискореного охолозамкнутий об'єм камери, що розташована над реадження вуглецевмісного твердого залишку повітктором, а також рівномірну, повну та швидку оброрям, яке через засіб для подачі нагрітого повітря бку сировини в термохімічному реакторі газоподібз'єднане з блоком підготовки газоподібного теплоним теплоносієм, що обумовлюється недостатнім носія. розпушенням органічної сировини, яка переробПри використанні об'єкта, що заявляється, залюється, безпосередньо в реакторі потоками газобезпечується досягнення технічного результату, подібного теплоносія, які спрямовані через порожякий полягає у підвищенні ефективності термохінисті кільця знизу нагору за периферією мічної переробки органічної сировини. завантажених у реактор відходів та не взаємодіМіж сукупністю суттєвих ознак об'єкта, що зають між собою. Крім того, використання прототипу являється, та технічним результатом, що досягане дозволяє забезпечити рівномірне нагрівання ється, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. органічної сировини за всім об'ємом камери газиНаявність камери попереднього підігрівання, фікації, оскільки через втрати теплоти крізь стінки з'єднаної з камерою газифікації через шлюзовий камери газифікації відходи нагріваються біля її затвор, розміщення всередині камери попередньостінок менше, ніж всередині реактора. го підігрівання конвеєра для завантаження органіПристрій за прототипом внаслідок створення в чної сировини та трубчастих електронагрівників з реакторі неоднакових умов для термохімічної пеїхнім розташуванням між висхідною та спадною реробки сировини характеризується низькою ефевітками конвеєра забезпечує в процесі завантактивністю переробки органічної сировини, при ження сировини в термохімічний реактор поперецьому отриманий твердий вуглецевмісний залиднє прогрівання органічної сировини на висхідній шок характеризується низькою якістю, що обумоввітці конвеєра, за рахунок теплоти, яка генеруєтьлюється незакінченістю процесів термохімічної ся трубчастими електронагрівниками, а це, в свою переробки для всієї органічної сировини, яка значергу, гарантує рівномірне попереднє прогрівання ходиться в реакторі, та його тривалим окислюванза всім об'ємом тонкого шару сировини на конвеєням на повітрі після вивантаження, а процеси одерній стрічці та видалення з нього вологи впродовж ржання рідких фракцій вуглеводнів часу, за який сировина піднімається в зону заванхарактеризуються їхнім низьким виходом. таження вертикального термохімічного реактора. В основу об'єкта, що заявляється, поставлена Виконання пристрою введення газоподібного технічна задача створити таку установку для тертеплоносія в камеру газифікації у вигляді трубомохімічної переробки органічної сировини, в якій проводу, який встановлений вздовж вертикальної удосконалення шляхом введення нових елементів осі камери газифікації, та розташування на різних дозволяють при використанні об'єкта, що заявлярівнях цього трубопроводу сопел з конусною роється, забезпечити досягнення технічного резульбочою поверхнею, яка розширюється донизу, для тату, який полягає у підвищенні ефективності терспрямування газоподібного теплоносія на кожному мохімічної переробки органічної сировини. рівні за конусною поверхнею зверху вниз забезпеУстановка для термохімічної переробки оргачує під час термохімічної обробки органічної сиронічної сировини, що заявляється, містить термохівини створення в реакторі рівномірного розподімічний реактор з камерою газифікації, засіб для лення теплоносія за всім об'ємом камери завантаження органічної сировини, блок підготовгазифікації та інтенсивне розпушення органічної 5 87634 6 сировини, яка переробляється, її рівномірну та ципова схема установки для термохімічної переповну термохімічну обробку за рахунок взаємодії робки органічної сировини. потоків газоподібного теплоносія з нижнього рівня, На графічних матеріалах проставлені такі поякі, піднімаючись знизу нагору, взаємодіють з позначення: токами газоподібного теплоносія, які надходять в 1 - термохімічний реактор; сировину через сопла зверху вниз на більш висо2 - камера газифікації; кому рівні. 3 - засіб для завантаження органічної сировиОбладнання термохімічного реактора трубчасни; тими електронагрівниками, розташованими ззовні 4 - блок підготовки газоподібного теплоносія; камери газифікації, забезпечує додаткове нагрі5 - пристрій введення газоподібного теплоновання органічної сировини з боку стінок камери сія; газифікації за рахунок теплоти, яка генерується 6 - система розділення парогазової суміші вугтрубчастими електронагрівниками. Використання леводнів на фракції; трубчастих електронагрівників з одного боку спри7 - шлюзовий затвор; яє більш рівномірному нагріванню сировини за 8 - камера попереднього підігрівання; об'ємом камери газифікації, яке забезпечується за 9 - шлюзовий затвор; рахунок спільної дії теплоти, що генерується пото10 - конвеєр для завантаження органічної сиками газоподібного теплоносія зсередини, та тепровини; лоти, яка генерується трубчастими електронагрів11 - трубчасті електронагрівники; никами, розташованими в реакторі ззовні стінок 12 - висхідна вітка конвеєра; камери газифікації, а з іншого боку, забезпечує 13 - спадна вітка конвеєра; компенсацію втрат теплоти через стінки камери 14 - завантажувальний люк; газифікації під час термохімічної переробки відхо15 -трубопровід; дів. 16- сопло; Комбіноване підведення теплоти до органічної 17- сопло; сировини в камері газифікації (всередину сирови18 - сопло; ни за допомогою газоподібного теплоносія, який 19 - трубчасті електронагрівники; подається через сопла осьового трубопроводу на 20 - пристрій для прискореного охолодження різних рівнях, та за периметром камери газифікації вуглецевмісного твердого залишку повітрям; за допомогою трубчастих електронагрівників) за21 - засіб для подачі нагрітого повітря; безпечує рівномірне нагрівання органічної сирови22 - факел. ни за всім об'ємом камери газифікації та однакові В конкретному прикладі виконання установка температурні умови термохімічної переробки ордля термохімічної переробки органічної сировини, ганічної сировини в термохімічному реакторі. що заявляється, містить термохімічний реактор 1 з Підігрівання органічної сировини в замкнутому камерою газифікації 2, засіб 3 для завантаження об'ємі камери попереднього підігрівання та комбіорганічної сировини, блок 4 підготовки газоподібноване підведення теплоти до органічної сировини ного теплоносія, який з'єднаний з пристроєм 5 в камері газифікації дозволяє забезпечити інтенвведення газоподібного теплоносія в камеру газисивне протікання процесів термохімічної переробфікації 2, систему 6 розділення парогазової суміші ки одночасно у всьому об'ємі органічної сировини вуглеводнів на фракції. Блок 4 підготовки газопопри постійних температурних умовах, при цьому дібного теплоносія підключений до джерела призабезпечується скорочення тривалості переробки родного газу (на креслені не зображений) та через та збільшення продуктивності переробки органічгазопровід з нагнітачем додатково приєднаний до ної сировини в термохімічному реакторі при одерджерела газу в системі 6 розділення парогазової жанні твердого вуглецевмісного залишку та рідких суміші вуглеводнів на фракції. Засіб для вивантакомпонентів з високими якісними показниками. ження вуглецевмісного твердого залишку виконаНаявність пристрою для прискореного охолоний у вигляді шлюзового затвора 7. дження вуглецевмісного твердого залишку повітЗасіб 3 для завантаження органічної сировини рям, який через засіб для подачі нагрітого повітря містить камеру 8 попереднього підігрівання, яка з'єднаний з блоком підготовки газоподібного тепз'єднана з камерою газифікації 2 через шлюзовий лоносія, забезпечує прискорене охолодження позатвор 9. Всередині камери 8 попереднього підівітрям вуглецевмісного твердого залишку після грівання встановлений конвеєр 10 для завантайого вивантаження, а також використання нагрітоження органічної сировини та трубчасті електронаго при цьому повітря, зокрема, для приготування грівники 11, які розташовані між висхідною віткою газоподібного теплоносія. Це дозволяє забезпечи12 та спадною віткою 13 конвеєра 10. Завантати повернення теплоти в термохімічний реактор, а, ження сировини в камеру 8 попереднього підігріотже, забезпечує зниження витрат палива для вання здійснюється через завантажувальний люк здійснення термохімічної переробки органічної 14. сировини, підвищення ефективності її переробки в Пристрій 5 введення газоподібного теплоносія термохімічному реакторі при збільшенні продуктимістить трубопровід 15, встановлений вздовж вервності та покращенні якості отриманого твердого тикальної осі камери газифікації 2. На трубопрововуглецевмісного залишку за рахунок скорочення ді 15 на різних рівнях розташовані сопла 16, 17 та тривалості його перебування на повітрі в гарячому 18 з конусною робочою поверхнею, що розширюстані. ється донизу, для спрямування газоподібного тепСуть об'єкта, що заявляється, пояснюється лоносія на кожному рівні по конусній поверхні звеграфічним матеріалом, на якому зображена принрху вниз. При цьому в термохімічному реакторі 1 7 87634 8 ззовні камери газифікації 2 встановлені трубчасті трьох різних рівнях, газоподібний теплоносій по електронагрівники 19. конусній робочій поверхні, яка розширюється доПід шлюзовим затвором 7 встановлений принизу, вводиться в органічну сировину на кожному стрій 20 для прискореного охолодження вуглецеврівні зверху вниз. Потоки газоподібного теплоносія місного твердого залишку повітрям, який з'єднаний з нижнього рівня, піднімаючись знизу нагору, взаз блоком 4 підготовки газоподібного теплоносія ємодіють з потоками газоподібного теплоносія, через засіб 21 для подачі нагрітого повітря, до який подають в сировину через сопла зверху вниз складу якого входять вентилятор і повітровід. на більш високому рівні, що забезпечує рівномірВ конкретному прикладі виконання установка ний розподіл теплоносія по всьому об'єму камери для термохімічної переробки органічної сировини, газифікації та інтенсивне розпушення органічної що заявляється, працює в такий спосіб. В якості сировини, що перероблюється. При цьому органівихідної органічної сировини можуть використовучну сировину додатково нагрівають з боку стінок ватись тверді виробничі та побутові відходи, зоккамери газифікації 2 за рахунок теплоти, що генерема зношені автопокришки, лушпайка соняшника, рується трубчастими електронагрівниками 19 марпромаслене дрантя, відходи деревообробної проки ТЭН-200Д13/3Т-350 в кількості 9 штук сумарною мисловості тощо. Органічна сировина через завапотужністю 27 кВт, що розташовані ззовні камери нтажувальний люк 14 завантажується в камеру 8 газифікації 2. Швидкість нагрівання органічної сипопереднього підігрівання та потрапляє на конверовини в реакторі 1 становить 3°С/хв. Термохімічєр 10 для завантаження органічної сировини. При на переробка органічної сировини здійснюється переміщенні органічної сировини на висхідній вітці при температурі 300-600°С впродовж 60 - 80 хви12 конвеєра 10 під час завантаження сировини у лин. вертикальний термохімічний реактор 1 здійснюПарогазову суміш, що утворюється під час ється її попереднє прогрівання. Попереднє прогрітермохімічної переробки органічних відходів, відвання здійснюють за рахунок теплоти, що генеруводять з термохімічного реактора 1 в систему 6 ється трубчастими електронагрівниками 11 марки розділення парогазової суміші вуглеводнів на ТЭН-70Б13/1Т220 в кількості 24 штук з сумарною фракції, де її розділяють на рідку та газоподібну потужністю 27 кВт. Електронагрівники 11 встановскладові. Рідку складову для подальшого викорислені між висхідною віткою 12 та спадною віткою 13 тання розділяють на фракції з температурою киконвеєра 10. Швидкість конвеєра - 1,0 м/хв. Трипіння: 250-300°С, 150-250°С та 20-150°С. Газоповалість прогрівання органічної сировини становить дібну складову, появу якої визначають за 4-5 хвилин. З камери 8 попереднього підігрівання наявністю полум'я на технологічному факелі 22, рівномірно прогріта органічна сировина через направляють в блок 4 підготовки газоподібного шлюзовий затвор 9 завантажується в камеру гатеплоносія, відключаючи його при цьому від джезифікації 2 реактора 1. Після заповнення камери рела природного газу. газифікації 2 заданою порцією органічної сировини Після завершення термохімічної переробки шлюзовий затвор 9 закривається. Для здійснення органічної сировини відкривають шлюзовий затвор термохімічної переробки органічної сировини в 7 та здійснюють вивантаження нагрітого до темпекамеру газифікації 2 по трубопроводу 15, встановратури 400°С вуглецевмісного твердого залишку в леному вздовж вертикальної осі камери газифікапристрій 20 для прискореного охолодження вуглеції 2, подають газоподібний теплоносій, який підгоцевмісного твердого залишку повітрям. В пристрої товлений у блоці 4 підготовки газоподібного 20 вуглецевмісний твердий залишок прискорено теплоносія. Газоподібний теплоносій готовлять на охолоджують повітрям, а нагріте повітря через основі природного газу або газу, який виділяється засіб 21 для подачі нагрітого повітря, який містить в системі 6 розділення парогазової суміші вуглевентилятор та повітропровід, подають у блок 4 воднів на фракції, з використанням двопровідного підготовки газоподібного теплоносія для викориспальника продуктивністю 4 м3 /год, коефіцієнт тання під час приготування газоподібного теплоносія. надлишку повітря a = 0,45 - 0,9. Через сопла 16, 17 та 18, які розташовані на трубопроводі 15 на 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 87634 Підписне 10 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