Пристрій для термічної переробки вуглевмісних матеріалів

Реферат: Пристрій для термічної переробки вуглевмісних матеріалів складається з реактора, який містить транспортну, піролізну та газову камери, завантажувальний бункер з дозаторами для шламу та вугілля, шнек, розміщений у транспортній камері з можливістю обертання, циклони для очистки газу, камеру охолодження та газові магістралі. Реактор оснащений кільцевими термічними блоками, виконаними з можливістю регулювання температурного режиму, при цьому транспортна, піролізна та газова камери об’єднані послідовно в одному корпусі реактора, що розміщений горизонтально, з закріпленими на його зовнішньому боці кільцевими термічними блоками, причому шнек виконаний з порожниною всередині, у якій розташовані додаткові кільцеві термічні блоки. UA 98188 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ТЕРМІЧНОЇ ПЕРЕРОБКИ ВУГЛЕВМІСНИХ МАТЕРІАЛІВ UA 98188 U UA 98188 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої галузі та енергетики, і може бути використана при термічній переробці шламів та некондиційного вугілля для отримання промислових газів. Відомий спосіб термічної переробки твердого палива [1], який включає двоступеневий піроліз вугілля у вихрових камерах з утворенням газової суміші, що складається з коксика та пірогазових продуктів. Недоліком цього способу є те, що використання коксико-смоляної суспензії на теплових електростанціях ускладнює їх роботу та подальшу експлуатацію і не приносить істотного виграшу. Відома установка для піролізу твердих побутових і промислових відходів [2], яка містить вертикальну піролізну камеру, завантажувальний бункер зі шнеком, камеру нагріву, футеровану вогнестійким матеріалом. Недоліком цієї установки є нерівномірний термічний вплив на відходи переробки, що знижує швидкість і ефективність реакції піролізу для різних частин шихти, залежно від її розміщення. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є пристрій для термічної переробки твердого палива [3], який містить вертикальну завантажувальну шахту, сполучену з горизонтальним корпусом транспортного каналу, усередині якого, співвісно з корпусом, розташований набивний шнек, який входить в камеру піролізу через вхідну трубу, що обертається разом з камерою піролізу, по стінкам якої проходять нагрівальні елементи у вигляді труб з гарячим газом. Недоліком цього пристрою є те, що камера піролізу виконана з можливістю обертання для перемішування маси твердого палива, що потребує забезпечення надійної її герметизації з нагрівальними елементами і іншими елементами конструкції, які не обертаються, не має можливості регулювання температурного режиму, що значно ускладнює конструкцію, а це призводить, в цілому, до підвищення матеріаломісткості, енергоємності і зниження ефективності роботи піролізного реактора. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для термічної переробки вуглевмісних матеріалів, у якому переробка паливної суміші здійснюється в реакторі, оснащеному кільцевими термічними блоками, виконаними з можливістю регулювання температурного режиму, що значно підвищує надійність конструкції реактора та ефективність його роботи для отримання необхідного промислового газу з мінімальними питомими енергетичними витратами. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в пристрої для термічної переробки вуглевмісних матеріалів, який складається з реактора, що містить транспортну, піролізну та газову камери, завантажувальний бункер з дозаторами для шламу та вугілля, шнек, розміщений у транспортній камері з можливістю обертання, циклони для очистки газу, камеру охолодження та газові магістралі, згідно з корисною моделлю, реактор оснащений кільцевими термічними блоками, виконаними з можливістю регулювання температурного режиму, при цьому транспортна, піролізна та газова камери об'єднані послідовно в одному корпусі реактора, що розміщений горизонтально, з закріпленими на його зовнішньому боці кільцевими термічними блоками, причому шнек виконаний з порожниною всередині, у якій розташовані додаткові кільцеві термічні блоки, при цьому корпус реактора і шнек виконані з теплопровідного матеріалу. Об'єднання транспортної, піролізної та газової камер послідовно в одному корпусі реактора, який розміщений горизонтально, значно спрощує конструкцію реактора, підвищує надійність та ефективність його роботи. Виконання корпусу реактора з теплопровідного матеріалу та оснащення кільцевими термічними блоками з їх закріпленням на його зовнішньому боці забезпечує можливість оперативного регулювання температурного режиму, як у бік зростання, так і його зниження. Виконання шнека з теплопровідного матеріалу, розміщеного у транспортній камері, з порожниною всередині, у якій розташовані додаткові кільцеві термічні блоки, забезпечує ефективний розігрів вуглевмісних матеріалів з усіх боків. Таким чином, корисна модель за рахунок функціональних можливостей управління температурним режимом значно підвищить надійність та ефективність її роботи. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де схематично зображено загальний вигляд пристрою для термічної переробки вуглевмісних матеріалів. Пристрій містить в собі корпус реактора 1, завантажувальний пристрій 2 з дозаторами 3, 4 для шламу та вугілля, транспортну камеру 5, піролізну камеру 6, газову камеру 7, поворотний люк 8, шнек з порожниною всередині 9, з'єднаний з двигуном 10, термічні блоки 11, насос 12, газову магістраль 13, циклони 14, камеру охолодження 15, магістраль 16 для відведення твердих домішок. 1 UA 98188 U 5 10 15 20 25 30 Пристрій працює наступним чином. Перед завантаженням вуглевмісних матеріалів у реактор 1 необхідно відрегулювати завантажувальний пристрій 2 на необхідне вагове співвідношення суміші сапропеліту та вугільного шламу за рахунок дозаторів 3, 4, залежно від кінцевої газової фази, необхідної для отримання синтез-газу, водню чи метану. При цьому при тепловій дії на суміш сапропеліту і шламу в температурному режимі від 700 до 900 °C, взятих у ваговому співвідношенні 2:1, отримують вихід синтез-газу у кількості ~ 60 % від питомого виходу газової фази, при тепловій дії на суміш сапропеліту і шламу в температурному режимі від 700 до 900 °C, взятих у ваговому співвідношенні 1:1, отримують вихід водню у кількості ~ 47 % від питомого виходу газової фази, а при тепловій дії на вугільний шлам в температурному режимі від 700 до 900 °C, отримують вихід метану у кількості ~ 30 % від питомого виходу газової фази. Суміш матеріалів для термічної переробки надходить у транспортну камеру 5 і шнеком 9 переміщується у піролізну камеру 6. У процесі переміщення суміш зазнає теплової дії від термічних блоків 11, які розміщені зовні корпусу реактора 1 та всередині шнеку 9, завдяки чому суміш швидко нагрівається, і у піролізній камері 6, де температурний режим доходить до 900 °C, відбувається процес піролізу суміші з виділенням газової фази у газову камеру 7. З камери 7 газова фаза подається насосом 12 по газовій магістралі 13 у циклони 14, де очищається від твердих домішок, які потім надходять по магістралі 16 у завантажувальний пристрій 2, попередньо підігріваючи матеріали термічної переробки, а газова фаза з циклонів 14 надходить до камери охолодження 15, звідки відбирається для подальшої переробки для отримання кінцевого газу - синтез-газу, водню чи метану. Усі процеси термічної переробки вуглевмісних матеріалів здійснюють в автоматичному режимі, при цьому вуглевмісний матеріал у піролізній камері 6 ущільнюється під дією шнеку 9 і при досяганні певного тиску, поворотний люк 8 відкривається, звільнюючи камеру 6 від шлакових залишків піролізного процесу і цикл повторюється. Таким чином, за рахунок удосконалення пристрою, в якому переробка паливної суміші здійснюється в реакторі, оснащеному кільцевими термічними блоками, виконаними з можливістю регулювання температурного режиму, значно підвищується надійність конструкції реактора, та ефективність його роботи по отриманню необхідного промислового газу з мінімальними питомими енергетичними витратами. Джерела інформації: 1. А.С. СССР, № 2798159, МПК С10В 49/12. 2. Патент РФ, № 2044756, МПК С10В 53/00, F23G 5/27, 1995. 3. Патент РФ, № 2100402, МПК С10В 53/00, F23G 5/27, 1997. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Пристрій для термічної переробки вуглевмісних матеріалів, що складається з реактора, який містить транспортну, піролізну та газову камери, завантажувальний бункер з дозаторами для шламу та вугілля, шнек, розміщений у транспортній камері з можливістю обертання, циклони для очистки газу, камеру охолодження та газові магістралі, який відрізняється тим, що реактор оснащений кільцевими термічними блоками, виконаними з можливістю регулювання температурного режиму, при цьому транспортна, піролізна та газова камери об’єднані послідовно в одному корпусі реактора, що розміщений горизонтально, з закріпленими на його зовнішньому боці кільцевими термічними блоками, причому шнек виконаний з порожниною всередині, у якій розташовані додаткові кільцеві термічні блоки. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що корпус реактора і шнек виконані з теплопровідного матеріалу. 2 UA 98188 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3