Спосіб безперервного відділення біонафти і її складових частин від газового потоку, що утворюється в процесах швидкого піролізу/термолізу, та пристрій для його здійснення
Номер патенту: 81189
Опубліковано: 10.12.2007
Автори: Джонсон Варен Л., Радлєн Десмонд Ст.А.Г., Яварі Голам Х.
Формула / Реферат
1. Спосіб безперервного відділення біонафти і її складових частин від газового потоку, що утворюється в процесах швидкого піролізу/термолізу, у зручній формі у вигляді рідини, з одержанням газу, що не конденсується та вільного від забруднюючих домішок, який відрізняється тим, що включає відділення біонафти і її складових частин від газового потоку шляхом гарячої інерційної сепарації за такої температури біонафти, за якої в'язкі й/або густі складові частини знаходяться нижче точки швидкого розкладання, але вище точки, за якої їхня в'язкість стає настільки низькою, що це призводить до зниження ефективності роботи сепараційного устаткування, забезпечення секції осадження, установлюваної після зазначеної секції гарячої інерційної сепарації, у якій температуру газу підтримують з одного боку досить низькою, щоб забезпечити осадження крапель із газового потоку, а з іншого боку, досить високою, щоб в'язкість зазначених крапель залишалася досить низькою для запобігання неефективній роботі сепараційного устаткування, і конденсування пари з газового потоку.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає збір рідини з газового потоку, отриманого в ході процесів піролізу/термолізу.
3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що етап сепарації біонафти включає використання першого циклонного сепаратора для збору часток рідини з розмірами 5 мікронів і вище.
4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що етап сепарації біонафти включає використання меандрової труби, установлюваної після зазначеного першого циклонного сепаратора для відділення часток рідини субмікронних розмірів і більше.
5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що включає використання резервуара для збору біонафти, твердих вуглеводнів і коксу, приєднаного до виходу зазначеного циклонного сепаратора, причому зазначений резервуар працює з одного боку за температури, досить низької для конденсації продуктів, що конденсуються, а з іншого боку, що перевищує точку замерзання продуктів, що конденсуються, для того, щоб збільшити час утримання газового потоку.
6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначена секція осадження включає газовий резервуар.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений етап конденсації проводять у конденсаційній секції, температуру в якій підтримують на рівні 5-20 °С.
8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що зазначена конденсаційна секція включає охолоджувач для газу.
9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що включає використання другого циклонного сепаратора, з'єднаного з виходом зазначеного охолоджувача для газу і призначеного для відділення конденсату повторно захопленого газовим потоком в охолоджувачі для газу.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що включає використання резервуара для збору конденсату, з'єднаного з виходом вказаного другого циклонного сепаратора.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що включає використання рециркуляційних трубопроводів, з'єднаних з виходами зазначених резервуара-збірника першого циклона, газового резервуара й резервуара-збірника конденсату, і призначених для рециркуляції зібраної рідини в газовий потік до етапу сепарації.
12. Пристрій для безперервного відділення біонафти і її складових частин від газового потоку, що утворюється в процесах швидкого піролізу/термолізу, у зручній формі у вигляді рідини, з одержанням газу, що не конденсується, вільного від забруднюючих домішок, що містить сепаратор для відділення біонафти і її складових частин від газового потоку шляхом гарячої інерційної сепарації за такої температури зазначеної біонафти, за якої в'язкі й/або густі складові частини знаходяться за температури нижче точки швидкого розкладання, але вище точки, за якої їхня в'язкість стає настільки низькою, що не призводить до зниження ефективності роботи сепараційного устаткування, пристрій для затримування газу, що містить газовий тракт, у якому відбувається осідання крапель, при цьому пристрій виконаний з можливістю підтримки температури газу такою високою, за якої в'язкість зазначених крапель залишається досить низькою, щоб уникнути зниження ефективності роботи сепараційного устаткування, та конденсаційну секцію, приєднану до випускного отвору пристрою для затримування газу, у якій відбувається охолодження газу до температури, досить низької для конденсації парів у вигляді вільнотекучої рідини, але більш високої, ніж точка замерзання вказаних рідин.
13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що зазначений сепаратор є інерційним сепаратором, призначеним для відділення часток рідини з розмірами 5 мікронів і більше.
14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що інерційний сепаратор додатково включає перший циклонний сепаратор.
15. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що додатково містить резервуар готової продукції для зберігання рідини, отриманої в процесах піролізу/термолізу, випускний отвір якого підключено до впускного отвору зазначеного першого циклонного сепаратора.
16. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що зазначений сепаратор також включає трубну меандрову установку, приєднану до виходу інерційного сепаратора, для збору субмікронних і більших крапель біонафти, часток твердих вуглеводнів, смол, коксу й аерозолю.
17. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що містить резервуар-збірник першого циклона, підключений до випускного отвору першого циклонного сепаратора, причому резервуар-збірник першого циклона призначений для збору біонафти, твердих вуглеводнів і коксу.
18. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що містить другий циклонний сепаратор, підключений до випускного отвору зазначеного охолоджувача газу, для відділення конденсату, повторно захопленого газовим потоком.
19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що містить резервуар для збору конденсату, підключений до випускного отвору другого циклонного сепаратора.
20. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що містить рециркуляційні трубопроводи, підключені до виходів резервуара-збірника першого циклона, газового резервуара й резервуара-збірника, для рециркуляції зібраної рідини в резервуар готової продукції.
Текст
1. Спосіб безперервного відділення біонафти і її складових частин від газового потоку, що утворюється в процесах швидкого піролізу/термолізу, у зручній формі у вигляді рідини, з одержанням газу, що не конденсується та вільного від забруднюючих домішок, який відрізняється тим, що включає відділення біонафти і її складових частин від газового потоку шляхом гарячої інерційної сепарації за такої температури біонафти, за якої в'язкі й/або густі складові частини знаходяться нижче точки швидкого розкладання, але вище точки, за якої їхня в'язкість стає настільки низькою, що це призводить до зниження ефективності роботи сепараційного устаткування, забезпечення секції осадження, установлюваної після зазначеної секції гарячої інерційної сепарації, у якій температуру газу підтримують з одного боку досить низькою, щоб забезпечити осадження крапель із газового потоку, а з іншого боку, досить високою, щоб в'язкість зазначених крапель залишалася досить низькою для запобігання неефективній роботі сепараційного устаткування, і конденсування пари з газового потоку. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає збір рідини з газового потоку, отриманого в ході процесів піролізу/термолізу. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що етап сепарації біонафти включає використання першого циклонного сепаратора для збору часток рідини з розмірами 5 мікронів і вище. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що етап сепарації біонафти включає використання меандрової труби, установлюваної після зазначеного першого циклонного сепаратора для 2 (19) 1 3 81189 4 рідини, з одержанням газу, що не конденсується, зберігання рідини, отриманої в процесах вільного від забруднюючих домішок, що містить піролізу/термолізу, випускний отвір якого сепаратор для відділення біонафти і її складових підключено до впускного отвору зазначеного частин від газового потоку шляхом гарячої першого циклонного сепаратора. інерційної сепарації за такої температури 16. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що зазначеної біонафти, за якої в'язкі й/або густі зазначений сепаратор також включає трубну складові частини знаходяться за температури меандрову установку, приєднану до виходу нижче точки швидкого розкладання, але вище інерційного сепаратора, для збору субмікронних і точки, за якої їхня в'язкість стає настільки низькою, більших крапель біонафти, часток твердих що не призводить до зниження ефективності вуглеводнів, смол, коксу й аерозолю. роботи сепараційного устаткування, пристрій для 17. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що затримування газу, що містить газовий тракт, у містить резервуар-збірник першого циклона, якому відбувається осідання крапель, при цьому підключений до випускного отвору першого пристрій виконаний з можливістю підтримки циклонного сепаратора, причому резервуартемператури газу такою високою, за якої в'язкість збірник першого циклона призначений для збору зазначених крапель залишається досить низькою, біонафти, твердих вуглеводнів і коксу. щоб уникнути зниження ефективності роботи 18. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що сепараційного устаткування, та конденсаційну містить другий циклонний сепаратор, підключений секцію, приєднану до випускного отвору пристрою до випускного отвору зазначеного охолоджувача для затримування газу, у якій відбувається газу, для відділення конденсату, повторно охолодження газу до температури, досить низької захопленого газовим потоком. для конденсації парів у вигляді вільнотекучої 19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що рідини, але більш високої, ніж точка замерзання містить резервуар для збору конденсату, вказаних рідин. підключений до випускного отвору другого 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що циклонного сепаратора. зазначений сепаратор є інерційним сепаратором, 20. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що призначеним для відділення часток рідини з містить рециркуляційні трубопроводи, підключені розмірами 5 мікронів і більше. до виходів резервуара-збірника першого циклона, 14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що газового резервуара й резервуара-збірника, для інерційний сепаратор додатково включає перший рециркуляції зібраної рідини в резервуар готової циклонний сепаратор. продукції. 15. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що додатково містить резервуар готової продукції для Даний винахід стосується безперервного збору крапель аерозолю й рідини з газового потоку, що утвориться в процесі піролізу/термолізу біомаси, для того, щоб уникнути осадження цих крапель, за коксування або карамелізації й, внаслідок цього, вимушеного переривання роботи устаткування, розташованого нижче за потоком. Удосконалювання технологій привело до швидкого зростання виробництва рідин шляхом піролізу біомаси. Подібні рідини взагалі називаються "біонафта". Біонафта -це термін, що використовується в промисловості для позначення речовин, отриманих перетворенням органічних відходів, наприклад, відходів лісотехнічної промисловості або сільськогосподарських відходів, у ході процесу швидкого піролізу. Біонафта термічно нестабільна, і при тривалому впливі підвищених температур схильна до полімеризації або карамелізації й термічному крекінгу. Ці продукти присутні у вигляді газів, аерозолів, пар і коксу. У зазначеному процесі спочатку за допомогою циклонних сепараторів видаляють кокс. Через термічну нестабільність біонафти звичайні поверхневі конденсатори неефективні й надзвичайно швидко забиваються. Крім цього, пари біонафти схильні до хімічного розкладання. Тому в більшості технологічних процесів після циклонних сепараторів установлюють баштові охолоджувачі для швидкого охолодження, конденсації й коалесценції крапель біонафти. Проте, у відхідних газах залишається значна кількість стійких аерозолів. Відповідно, далі для очищення газового потоку звичайно застосовуються фільтрація або електростатичне осадження. Дані системи неідеальні й мають такі недоліки, як високі перепади тиску в системі, дорожнеча обслуговування й більші капітальні витрати. Це особливо стосується вихідної сировини у вигляді біомаси з високим вмістом смол і твердих вуглеводнів, наприклад, такого як гніт цукрового очерету й деревні відходи з високим вмістом кори. Для відділення аерозолів і крапель рідини від газу в промисловості, зокрема в нафто- і газопереробній промисловості, застосовуються різні типи устаткування, наприклад, скрубери, фільтри, циклони мокрого типу, сепаратори з відбійниками й сітчастими насадками. Однак, дані засоби неефективні у відділенні крапель біонафти й надтонких аерозолів (із частками субмікронних розмірів). Краплі біонафти, які є краплями рідини, і субмікронні аерозолі мають властивості, відмінні від властивостей вуглеводневих аерозолів. На відміну від вуглеводневих рідин, які випаровуються при середніх температурах, краплі біонафти мають високу в'язкість і при нагріванні полімеризуються, а в кінці утворюють кокс. 5 81189 6 субмікронних розмірів і коалесценції крапель Внаслідок субмікронного розміру часток аерозолю біонафти при інерційному зіткненні. неможливо відокремити весь аерозоль за Описаний спосіб може передбачати наявність допомогою згаданого вище устаткування без резервуара для збору біонафти, твердих спеціальних фільтрів. Концентрація аерозолю й вуглеводнів і коксу, що приєднують до випуску краплі рідини становить приблизно 20% від обсягу першого циклонного сепаратора. виробництва біонафти. Внаслідок високої в'язкості Секція осадження може бути встановлена біонафти й наявності інших часток фільтри після секції гарячої інерційної сепарації, причому забруднюються вкрай швидко. Заміна ж фільтрів секція осадження працює в температурному досить коштовна, і крім цього, є проблеми з їхньою діапазоні від 50 до 50°С і призначена для утилізацією. збільшення часу знаходження газу й уповільнення Процеси термолізу/піролізу й виробництво швидкості газового потоку. Секція осадження може біонафти з біологічної сировини, що містить тверді містити резервуар для газу. вуглеводні й різні екстрагуючі речовини є Зазначений спосіб може також передбачати основною проблемою у виробництві біонафти. наявність конденсаційної секції, що працює в Рішення цих проблем підвищує вартість продукції температурному діапазоні від 5 до 20°С і яка й обслуговування. Забруднення устаткування, приєднана до випускного отвору секції осадження, закоксовування або карамелізація, а також при цьому в зазначеній конденсаційній секції полімеризація аерозолів біонафти в газовому відбувається відділення й збір конденсуючих компресорі, газових теплообмінниках і речовин з газового потоку. До складу електростатичних осаджувачах підвищує вартість конденсаційної секції може входити охолоджувач виробництва й обслуговування, і приводить до газу. того, що здійснення безперервних процесів стає Зазначений спосіб може також передбачати складним і коштовним. наявність другого циклонного сепаратора, що Способи відділення аерозолю й твердих приєднують до випускного отвору зазначеного вуглеводнів, що не конденсуються або газів, що вище охолоджувача газу для відділення рециркулюють та які утворяться підчас піролізу конденсату, повторно захопленого газовим або термолізу біомаси, зокрема гніта й кори, які потоком в охолоджувачі газу. містять тверді вуглеводні й екстрагуючі речовини, До випускного отвору згаданого вище другого дотепер були невідомі. Такі пристрої, як циклони, циклонного сепаратора може бути приєднано скрубери, фільтри, сепаратори з відбійниками або резервуар для збору конденсату. із сітчастими насадками, не здатні забезпечити Зазначений спосіб може передбачати ефективне відділення субмікронних часток наявність рециркуляційних трубопроводів, аерозолів біонафти або твердих вуглеводнів від підключених до випусків резервуару-збірника газового потоку при низьких виробничих і першого циклона, газового резервуара й експлуатаційних витратах. резервуара-збірника другого циклона, для СУТНІСТЬ ВИНАХОДУ повернення зібраної рідини в ємність з Відповідно до даного винаходу, накопиченою рідкою біонафтою що приєднана до запропоновано спосіб безперервного відділення впускного отвору першого циклонного сепаратора біонафти і її компонентів від газового потоку, що до стадії сепарації. утворюється в процесах швидкого піролізу або Відповідно до іншого аспекту даного винаходу, термолізу, у зручній формі у вигляді рідини, з запропонований пристрій для безперервного одержанням, таким чином, газу, що не відділення біонафти і її складових частин від конденсується, вільного від забруднюючих газового потоку процесів швидкого домішок. Даний спосіб включає відділення піролізу/термолізу, у зручній формі, у вигляді біонафти і її складових частин від газового потоку рідини, з одержанням газу, що не конденсується, за допомогою гарячої інерційної сепарації за такої вільного від забруднюючих домішок. Пристрій температури біонафти, за якої її в'язкі й/або густі включає сепаратор, призначений для відділення складові частини перебували б за температури біонафти і її складових частин від газового потоку нижче точки швидкого розкладання, але вище й для підтримки температури біонафти і її значення, за якого їхня в'язкість стає настільки складових частин на такому рівні, щоб в'язкі й/або високою, що це призводить до зниження густі складові частини перебували за температури ефективності роботи сепараційного устаткування. нижче крапки швидкого розкладання, але вище Далі проводять осадження крапель із газового крапки, за якої їхня в'язкість стає надмірно потоку в секції осадження за досить високої низькою й знижує ефективність роботи температури газу, щоб в'язкість зазначених сепараційного устаткування, а також пристрій крапель залишалася досить низькою для затримки газу, у якому газ перебуває за досить уникнення неефективної роботи сепараційного низької температури, що забезпечує осідання устаткування. І нарешті, здійснюють стадію крапель із газового потоку, але досить високої, так конденсації, на якій конденсують пари з газового щоб в'язкість цих крапель не ставала занадто потоку. низькою, і не знижувала б ефективність На етапі відділення біонафти передбачено сепараційного устаткування. наявність першого циклонного сепаратора для Сепаратор може бути першим циклонним збору часток рідини з розміром 5 мікронів і вище. сепаратором, після якого встановлена трубна Етап сепарації біонафти може включати меандрова установка, підключена до випускного меандрову трубу, установлену після зазначеного отвору парового циклонного сепаратора, і яка циклонного сепаратора, для збору часток рідини 7 81189 8 включені деякі приклади кращих варіантів забезпечує збір субмікронних крапель біонафти, здійснення винаходу, проілюстровані твердих вуглеводнів, смол, коксу й аерозолю. До пояснювальною фігурою, що додається, де на випускного отвору для зливу рідини першого фігурі зображено схему системи Hot Back End. циклонного сепаратора може бути підключений Як показано на Фігурі, процес резервуар для збору біонафти, твердих піролізу/термолізу здійснюється в три етапи, і вуглеводнів і коксу. включає: секцію гарячої інерційної сепарації 17, Пристрій затримки газів може являти собою секцію гарячого осадження 20 і секцію холодної газовий резервуар. До випускного отвору секції конденсації 22. У резервуар 10 по трубопроводу осадження може бути приєднана конденсаційна 11 надходить піролізована біомаса або біонафта і секція, що працює в температурному діапазоні від інші складові частини, охолоджені в баштовому 5 до 20°С, причому в зазначеній конденсаційній охолоджувачі. Краплі рідини й газоподібні секції відбувається відділення й збір конденсуючих продукти з резервуара 10 по трубопроводу 13 речовин з газового потоку. надходять у циклон 12 секції гарячої інерційної Конденсаційна секція може являти собою сепарації 17, температуру в якій підтримують у газовий охолоджувач. До випускного отвору діапазоні від 30 до 60°С. Циклон 12 відіграє роль другого газового охолоджувача може бути відцентрового сепаратора, у якому відбувається приєднано другий циклонний сепаратор, що часткове відділення від газу рідкої біонафти, забезпечує збір конденсату, повторно захопленого аерозолю, коксу й твердих вуглеводнів розміром 5 газовим потоком у газовому охолоджувачі. До мікронів і більше. Рідина й інші складові частини випускного отвору згаданого вище другого збираються в резервуарі 14, тоді як газ надходить циклонного сепаратора може бути приєднано на трубчасту меандрову установку 16, у якій резервуар для збору конденсату. відбувається інерційна й ударна сепарація в тому Пристрій може містити рециркулювальні ж температурному діапазоні, що й у циклоні 12. трубопроводи, підключені до випускних отворів При цьому зазначений температурний діапазон резервуару-збірника першого циклона, резервуара вище температури злипання твердих вуглеводнів, для газу й резервуара-збірника другого циклона, екстрактів і аерозолів. З меандрової установки 16 для повернення зібраної рідини в ємність із газ надходить у резервуар 18 для газу секції біонафтою, що зберігається, яка приєднана до гарячого осадження 20, температуру в якому впускного отвору першого циклонного сепаратора. підтримують у діапазоні 30-50°С. У газовому Підсумовуючи, спосіб і пристрій, які далі резервуарі 18 відбувається зниження швидкості будуть називатися системою "Hot Back End", газового потоку, і відділення рідини з газового мають наступні переваги: потоку в результаті дії сили ваги й збільшення 1. Знижується кількість вологи й аерозолю, що часу знаходження газу в резервуарі. З резервуара надходить у розташований нижче по потоку 18 газ надходить на охолоджувач 24 газу, електростатичний осаджувач, що дозволяє розташований поруч із секцією 22 холодної знизити розміри електростатичного осаджувача на конденсації, у якому підтримується температура 70%; на рівні 5-20°С. В охолоджувачі 24 відбувається 2. Всі відділені компоненти й речовини подальше відділення речовин, що конденсуються, виводяться в зручній для переробки формі, а саме від газу, що не конденсується. Далі газ із у вигляді рідини. охолоджувача 24 надходить на інший циклон 26 3. Істотно знижуються або повністю для відділення конденсату, повторно захопленого усуваються наступні несприятливі явища: в охолоджувачі 24, від газу, що не конденсується. - утворення конденсату на ізоляторах Далі конденсат із другого циклона 26 збирається в електростатичного осаджувача резервуар 28 збору конденсату. Рідина, зібрана в - утворення відкладень на електродах резервуар-збірник 14 від першого циклона, від електростатичного осаджувача резервуару 18 газу й резервуару 28 для збору - утворення відкладень у компресорі конденсату повертається насосом 30 по утворення відкладень у газовому рециркуляційному трубопроводу 32 у резервуар теплообміннику 10, у якому вона змішується із біонафтою, що там утворення відкладень у газовому зберігається. охолоджувачі Далі система, що складається із циклона 12, - утворення відкладень на вимірювальних спеціальної трубної меандрової установки 16 з приладах декількома поворотами труб на 90°, газового - падіння тиску на фільтраційному устаткуванні резервуара 18, охолоджувача 24 газу й другого - екологічні проблеми, пов'язані із заміною й циклона 26, буде називатися в даному документі утилізацією фільтрів і сітчастих насадок. Hot Back End System (Система з Гарячою Даний винахід призначений для використання Рециркуляцією Залишків). після баштового охолоджувача в установці Установку "Hot Back End" розміщають після піролізу біомаси. Крім того, після зазначеної баштового охолоджувача в системі системи можлива установка електростатичного піролізу/термолізу біомаси. Секція 17 гарячої осаджувача. Система Hot Back End значно знижує інерційної сепарації може бути реалізована на навантаження на електростатичний осаджувач основі різноманітних інерційних пристроїв, або фільтр, і істотно або повністю усуває температуру в якій підтримують на рівні 30- 65°С необхідність їхнього періодичного очищення. для видалення важких смол,твердих вуглеводнів і Інші особливості й переваги будуть роз'яснені залишкового коксу. У холодній секції 22, що в наведеному нижче детальному описі, у якому 9 81189 10 2) Робоча температура першого циклона 12 включає охолоджувач 24 газу, що працює при 5знаходиться в діапазоні від 30 до 60°С залежно від 20°С, перебуває другий комплекс інерційних згаданих вище умов процесу. пристроїв для видалення легколетучих рідин. Під 3) Робоча температура трубної меандрової інерційними пристроями розуміються циклони, установки 16 знаходиться в діапазоні від 30 до інерційні сепаратори й відстійники. 60°С залежно від згаданих вище умов процесу. Залежно від умов процесу приблизно від 10 до 4) Робоча температура газового резервуара 50% сумарного обсягу утворюваної біонафти у 18 знаходиться в діапазоні від 30 до 50°С залежно вигляді пар, аерозолю й крапель надходить разом від згаданих вище умов процесу. До цього етапу з рециркулюючим газом або газами, що не температура в системі повинна бути підвищена, конденсуються, з гарячого резервуара 10. оскільки в противному випадку відбудеться Необхідно відокремити дані рідини від газів, що не виділення твердих вуглеводнів/смол, і при конденсуються, до подачі суміші в охолодженні підвищиться з в'язкість, що приведе електростатичний осаджувач, компресор (не до виходу з ладу насоса й вимірювальних показаний) та інше технологічне устаткування. приладів, таких як регулятор рівня, оглядове Перший етап сепарації проводять відразу після віконце й запірна арматура. гарячого резервуара 10 готової продукції, і на 5) Робоча температура газового охолоджувача цьому етапі в циклоні 12 відбувається відділення 24 знаходиться в діапазоні від 5 до 20°С залежно від газів, що не конденсуються, від 3 до 21% від згаданих вище умов процесу. рідини, що входить у склад біонафти, твердих 6) Робоча температура останнього циклона 26 вуглеводнів, екстрактів, води й коксу. Другий етап знаходиться в діапазоні від 7 до 25 °С залежно від включає спеціальну трубну меандрову установку згаданих вище умов процесу. Призначення й 16 і резервуар 18 газу, і є найбільш ефективним умови експлуатації кожної секції системи Hot back пристроєм відділення рідини в систему Hot Back End залежать від типу сировини, швидкості подачі End, оскільки на цьому етапі збирається від 4 до й швидкості газового потоку як викладено нижче: 14% рідини, що складається із твердих У першому циклоні 12 збираються краплі вуглеводнів, біонафти, екстрактів, води й коксу. біонафти, частки твердих вуглеводнів/смол, коксу Зібрана на даному етапі рідина відрізняється дуже й аерозолю з розміром більше 5 мікронів. У високою в'язкістю. Уже після цього етапу можна даному циклоні 12 збирається від 3 до 21% сказати, що весь аерозоль, тверді вуглеводні, сумарного виробництва біонафти. Швидкість пар вугілля й краплі біонафти вилучені, і що гази, що перебуває в діапазоні від 10 до 40м/с (2000 до не конденсуються, вступники на наступний етап 8000 футів/хв) при падінні тиску 0,12-1,25Кпа (0,5-5 відділення рідини, вільні від цих забруднювачів, дюймів водяного стовпа). Завдяки використанню що утворюють осад. Перед подачею газів, що не циклона 12 і збору рідини, значно знижуються конденсуються, у газовий охолоджувач необхідно навантаження й падіння тиску на другій стадії очистити їх від біонафти, і особливо твердих сепарації, а саме, у трубній меандровій установці. вуглеводнів, оскільки в противному випадку, ці У трубній меандровій установці 16 і резервуарі речовини швидко забруднять охолоджувач. 18 для газу збираються краплі біонафти, частки Останнім етапом у системі Hot Back End є твердих вуглеводнів/смол, коксу й аерозолю охолоджувач газу й другий циклон, призначені для субмікронних розмірів і більше. У трубній видалення домішок, що конденсуються, з газу, що меандровій установці 16 і газовому резервуарі 18 не конденсується. На даному етапі з газів, що не збирають від 4 до 14% сумарної кількості конденсуються, віддаляється 9% рідини, що біонафти. Швидкість пар у трубній меандровій залишилася. Приблизно один відсоток установці 16 знаходиться в діапазоні від 20 до забруднювачів, вільних від біонафти й твердих 80м/с (від 4000 до 16000 футів/хв). Падіння тиску в вуглеводнів, надходить на електростатичний трубній меандровій установці 16 становить від осаджувач, що не є частиною системи Hot Back 1,25Кпа до 0,25Мпа (5-100 дюймів водяного End. Відмінною рисою системи Hot Back End є стовпа). У підсумку в трубній меандровій установці низька вартість обслуговування й низькі 16 віддаляються практично всі забруднювачі експлуатаційні витрати. газового потоку, такі як тверді вуглеводні/смоли, У резервуарі 10 готової продукції, першому кокс і аерозоль. циклоні 12, трубній меандровій установці 16 і в У газовому резервуарі 18 відбувається резервуарі 18 газу необхідно підтримувати зниження швидкості газового потоку й збільшення підвищену температуру для підтримки всіх часу знаходження газу для створення можливості твердих вуглеводнів/смол і біонафти в осаджування крапель, захоплених потоком із гомогенному агрегатному стані. Далі тверді трубної меандрової установки 16. Значення вуглеводні/смоли й біонафти подають на швидкості пари в газовому резервуарі становить охолоджувач 24 газу й останній циклон 26, у якому 0,05-0,2м/с (10-40 футів/хв) при падінні тиску менш відбувається їхнє охолодження й конденсація. 0,5Кпа (2 дюймів водяного стовпа). У деяких Далі наведені кращі температури для кожної секції випадках можлива установка сітчастої насадки на системи Hot Back End: виході газового резервуара 18. При цьому 1) Залежно від типу сировини, швидкості напіврідкі забруднення не виходитимуть з газового подачі сировини й швидкості газового потоку, у резервуара 18 і решітка на виході буде чистою. резервуарі 10 готової продукції робоча У газі, що надходить в охолоджувач 24 газу, температура повинна становити від 35 до 65°С. також відсутні домішки, що утворюють осад (тверді вуглеводні/смоли). Охолоджувач 24 знижує 11 81189 12 температуру пар, що приводить до практично Меандро Резервуар Сировина Циклон №1 повного відділення конденсату з газового потоку. газовий продукції Швидкість потоку в охолоджувачі 24 становить тонкоподрібнений гніт 79,6 3,8 від 5 до 50м/с (від 1000-10000 футів/хв) при падінні середньо зернистий 70,7 10,7 тиску від 0,5 до 5Кпа (від 2 до 20 дюймів водяного гніт стовпа). грубо зернистий гніт 53,0 12,5 Допускається застосування плоских, кожухобіла деревина 62,8 20,6 трубних або ребристотрубчастих теплообмінників хвойних і листяних (залежно від температури навколишнього порід/кора середовища). біла деревина хвойних У другому циклоні 26 збирають конденсат, 64,1 20,4 і листяних порід/кора повторно захоплений газовим потоком в біонафта в'язкі речовини в'язкі охолоджувачі 24 газу. Значення швидкості газу в біонафта, тверді біонафта даній секції становить 20 до 40м/с (4000-8000 вуглеводні, вуглевод футів/хв) при падінні тиску менш 0,12-1,25Кпа (0,5продукти, що продукти 5 дюймів водяного стовпа). конденсуються, кокс конденсу Зібраний в охолоджувачі й останньому сепараторі конденсат містить велику кількість органічних сполук, наведених нижче в таблиці результатів аналізу й можуть бути піддані Результати аналізу рідини, зібраної в к перегонці, поділу й відновленню для одержання системи Hot Back End в установці піролізу/термоліз корисних побічних продуктів. Після системи Hot Back End може бути Газовий резерву установлено електростатичний осаджувач (не Компоненти Циклон №1 (1-ий етап) % мас меандрова ус показаний) для видалення залишкової біонафти, % мас вільної від твердих вуглеводнів і залишкового Кокс 0,79 0,33 коксу. Розміри електростатичного осаджувача Н2О 45,2 44,7 значно менше тих, які потрібні були б за відсутності системи Hot back end. Хоча даний винахід описано з посиланням на Приклади (застосування винаходу) пояснювальні приклади варіантів здійснення, У наведених нижче таблицях показані деякі даний опис жодним чином не обмежує обсяг приклади режимів процесу термолізу й охорони винаходу. Після ознайомлення даного характеристики резервуара-збірника. опису фахівцеві повинно бути зрозуміло, що можливо внесення змін у пояснювальніТаблиця 1 приклади варіантів здійснення, так само як можливі й інші варіанти здійснення винаходу. Таким чином, Приклади збору продукції в системі Hot Back End в установці піролізу/термолізу а # 2 (завод первинногопередбачається можливість тонн/доба) змін або виробництва потужністю 15 внесення розробки нових варіантів здійснення, які охоплюються пунктами доданої патентної Збір у кожному резервуарі у відсотках від сумарного обсягу формули, які єдино й визначають обсяг охорони виробництва біонафти винаходу. Охолоджувач Резервуар Меандрові труба й Сировина Циклон №1 газу та циклон продукції газовий резервуар №2 біла деревина хвойних і листяних 81,5 3,1 8,0 6,4 порід біла деревина хвойних і листяних 77,1 4,4 5 12,8 порід біла деревина хвойних і листяних 79,0 6,1 5,0 7,9 порід/кора біла деревина хвойних і листяних 83,0 5,3 4,2 6,4 порід/кора біонафта в'язкі речовини в'язкі речовини жовтуватий біонафта, тверді біонафта, тверді конденсат без вуглеводні, вуглеводні, біонафти й продукти, що продукти, що тверді вуглеводні конденсуються, конденсуються, кокс кокс Таблиця 2 Приклади збору продукції пристроями системи Hot Back End для установки піролізу/термолізу №1 (дослідний завод потужністю 2 тонни/день) Збір у кожному резервуарі у відсотках від сумарного обсягу виробництва біонафти
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod and device of continuously capturing biooil and its constituents from gas stream produced in fast pyrolysis/thermolysis process
Автори англійськоюRadlen Desmond St.A.G., Yavari Gholam H., Johnson Warren L.
Назва патенту російськоюСпособ непрерывного отделения бионефти и ее составляющих частей от газового потока, который образуется в процессах быстрого пиролиза/термолиза, и устройство для его осуществления
Автори російськоюРадлен Десмонд Ст.А.Г., Явари Голам Х., Джонсон Варен Л.
МПК / Мітки
МПК: B01D 53/24, B01D 5/00, B01D 45/16
Мітки: процесах, безперервного, відділення, здійснення, газового, біонафти, швидкого, спосіб, частин, складових, пристрій, потоку, утворюється
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-81189-sposib-bezperervnogo-viddilennya-bionafti-i-skladovikh-chastin-vid-gazovogo-potoku-shho-utvoryuehtsya-v-procesakh-shvidkogo-pirolizu-termolizu-ta-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб безперервного відділення біонафти і її складових частин від газового потоку, що утворюється в процесах швидкого піролізу/термолізу, та пристрій для його здійснення</a>
Попередній патент: Спосіб одержання 3,4,6-заміщеного 2-хлоралкілхіноліну
Наступний патент: Вузол робочого ролика правильної машини
Випадковий патент: Спосіб підвищення продуктивності корисних шовкопрядів