Застосування пристрою з подвійним перехресним видавлюючим шнеком для обробки матеріалу в піролітичних умовах та спосіб обробки вугілля в піролітичних умовах

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Застосування пристрою для обробки матеріалу, що містить корпус, у якому встановлений подвійний перехресний видавлюючий шнек із зустрічним обертанням, видавлюючий шнек містить два паралельні шнеки, оснащені гвинтовими лопатями, причому товщина гвинтової лопаті дорівнює принаймні половині відстані між двома сусідніми гвинтовими лопатями, як пристрою для обробки матеріалу у корпусі в піролітичних умовах.

2. Застосування пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що два шнеки щільно прилягають до корпусу з таким розрахунком, щоб матеріал, що піддається переробці, був вимушений залишатися між зазначеними гвинтовими лопатями шнеків.

3. Застосування пристрою за п. 2, яке відрізняється тим, що видавлюючий шнек має пустотілий вал.

4. Застосування пристрою за п. 2, яке відрізняється тим, що гвинтова лопать або гвинтові лопаті на зазначеному пустотілому валу є також пустотілими.

5. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-4, яке відрізняється тим, що видавлюючий шнек має подвійну гвинтову лопать принаймні на частині його довжини.

6. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-5, яке відрізняється тим, що видавлюючий шнек має гвинтову лопать зі змінним кроком.

7. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-6, яке відрізняється тим, що видавлюючий шнек має гвинтову лопать із секціями з поперемінним коротким і довгим кроком.

8. Застосування пристрою за п. 7, яке відрізняється тим, що видавлюючий шнек має гвинтову лопать, одна секція якої має короткий крок, ще одна секція має довгий крок і, переважно, кінцева секція має свій кінцевий крок.

9. Застосування пристрою за пп. 7 або 8, яке відрізняється тим, що перед кожною секцією видавлюючого шнека, яка має гвинтову лопать з довгим кроком, міститься місильний елемент між валом видавлюючого шнека та корпусом.

10. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-9, яке відрізняється тим, що корпус має один або кілька випускних отворів для утворених газів та/або один або кілька випускних отворів для утворених продуктів.

11. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 7-10, яке відрізняється тим, що у корпусі є випускний отвір для утворених газів принаймні для кожної секції видавлюючого шнека з гвинтовою лопаттю з довгим кроком.

12. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-11, яке відрізняється тим, що відстань між валом шнека та корпусом є принаймні такого самого порядку, як відстань між двома послідовними гвинтовими лопатями, і переважно відстань між валом і корпусом є більшою за відстань між двома послідовними гвинтовими лопатями.

13. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-12, яке відрізняється тим, що шнек має вал, на якому містяться внутрішні деталі, наприклад лопатки та/або стрижні.

14. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-13, яке відрізняється тим, що корпус має подвійну стінку.

15. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-14, яке відрізняється тим, що корпус та/або видавлюючий шнек виготовлені з чавуну, переважно з чавуну з кулястим графітом.

16. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-15, яке відрізняється тим, що корпус має довжину 1-25 метрів, переважно 8-15 метрів, найкраще приблизно 12 метрів.

17. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-16, яке відрізняється тим, що зазначеним матеріалом є залізна руда або оксид металу, а обробкою є виробництво сталі або іншого металу у присутності відновника.

18. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-16, яке відрізняється тим, що зазначеним матеріалом є гудрон та/або нафта, а обробкою є виробництво бензину, дизельного палива та/або інших хімічних речовин.

19. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-16, яке відрізняється тим, що зазначеним матеріалом є біомаса, шини або відходи, а обробкою є виробництво нафтогазових продуктів.

20. Застосування пристрою за будь-яким з попередніх пунктів, яке відрізняється тим, що зазначеним матеріалом є вугілля, а обробка спрямована на одержання напівкоксу.

21. Спосіб обробки вугілля в піролітичних умовах, за яким обробку вугілля здійснюють у три стадії, а саме: стадії нагріву вугілля, стадії реакції, на якій вугілля перетворюють на принаймні частково пластичне, та третій стадії, на якій утворюють один або декілька продуктів переробки, який відрізняється тим, що його виконують у пристрої, застосування якого зазначене в будь-якому з пп. 1-16, 20, з примусовим переміщенням вугілля та утворених продуктів переробки за допомогою подвійного перехресного видавлюючого шнека із зустрічним обертанням.

22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що протягом переміщення вугілля та продуктів переробки видавлюючий шнек самоочищається.

23. Спосіб за пп. 21 або 22, який відрізняється тим, що вугілля та продукти переробки під час їх переміщування перемішують.

24. Спосіб за будь-яким з пп. 21-23, який відрізняється тим, що видавлюючий шнек обертають зі швидкістю не більше ніж 25 обертів на хвилину, переважно зі швидкістю приблизно 1 оберт на хвилину.

25. Спосіб за будь-яким з пп. 21-24, який відрізняється тим, що вугілля і продукти переробки нагрівають до температури не вище 300-1000 °С, переважно до температури 400-700 °С, найкраще до температури приблизно 600 °С.

26. Спосіб за будь-яким з пп. 21-25, який відрізняється тим, що час переміщення вугілля та продуктів переробки у корпусі дорівнює 10-60 хвилинам.

27. Спосіб за будь-яким з пп. 21-26, який відрізняється тим, що вугілля і продукти переробки оброблюють під тиском 0,5-5 бар у твердій/рідкій/газоподібній фазі.

Текст

2 (19) 1 3 10. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-9, яке відрізняється тим, що корпус має один або кілька випускних отворів для утворених газів та/або один або кілька випускних отворів для утворених продуктів. 11. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 7-10, яке відрізняється тим, що у корпусі є випускний отвір для утворених газів принаймні для кожної секції видавлюючого шнека з гвинтовою лопаттю з довгим кроком. 12. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-11, яке відрізняється тим, що відстань між валом шнека та корпусом є принаймні такого самого порядку, як відстань між двома послідовними гвинтовими лопатями, і переважно відстань між валом і корпусом є більшою за відстань між двома послідовними гвинтовими лопатями. 13. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-12, яке відрізняється тим, що шнек має вал, на якому містяться внутрішні деталі, наприклад лопатки та/або стрижні. 14. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-13, яке відрізняється тим, що корпус має подвійну стінку. 15. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-14, яке відрізняється тим, що корпус та/або видавлюючий шнек виготовлені з чавуну, переважно з чавун у з кулястим графітом. 16. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-15, яке відрізняється тим, що корпус має довжину 1-25 метрів, переважно 8-15 метрів, найкраще приблизно 12 метрів. 17. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-16, яке відрізняється тим, що зазначеним матеріалом є залізна руда або оксид металу, а обробкою є виробництво сталі або іншого металу у присутності відновника. 18. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-16, яке відрізняється тим, що зазначеним матеріалом є гудрон та/або нафта, а обробкою є виробництво бензину, дизельного палива та/або інших хімічних речовин. 19. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-16, яке відрізняється тим, що зазначеним матеріалом є 81782 4 біомаса, шини або відходи, а обробкою є виробництво нафтогазових продуктів. 20. Застосування пристрою за будь-яким з попередніх пунктів, яке відрізняє ться тим, що зазначеним матеріалом є вугілля, а обробка спрямована на одержання напівкоксу. 21. Спосіб обробки вугілля в піролітичних умовах, за яким обробку вугілля здійснюють у три стадії, а саме: стадії нагріву вугілля, стадії реакції, на якій вугілля перетворюють на принаймні частково пластичне, та третій стадії, на якій утворюють один або декілька продуктів переробки, який відрізняє ться тим, що його виконують у пристрої, застосування якого зазначене в будь-якому з пп. 1-16, 20, з примусовим переміщенням вугілля та утворених продуктів переробки за допомогою подвійного перехресного видавлюючого шнека із зустрічним обертанням. 22. Спосіб за п. 21, який відрізняє ться тим, що протягом переміщення вугілля та продуктів переробки видавлюючий шнек самоочищається. 23. Спосіб за пп. 21 або 22, який відрізняє ться тим, що вугілля та продукти переробки під час їх переміщування перемішують. 24. Спосіб за будь-яким з пп. 2123, який відрізняється тим, що видавлюючий шнек обертають зі швидкістю не більше ніж 25 обертів на хвилину, переважно зі швидкістю приблизно 1 оберт на хвилину. 25. Спосіб за будь-яким з пп. 2124, який відрізняється тим, що вугілля і продукти переробки нагрівають до температури не вище 300-1000 °С, переважно до температури 400-700 °С, найкраще до температури приблизно 600 °С. 26. Спосіб за будь-яким з пп. 2125, який відрізняється тим, що час переміщення вугілля та продуктів переробки у корпусі дорівнює 10-60 хвилинам. 27. Спосіб за будь-яким з пп. 2126, який відрізняється тим, що вугілля і продукти переробки оброблюють під тиском 0,5-5 бар у твердій/рідкій/газоподібній фазі. 5 81782 Винахід відноситься до застосування пристрою для обробки матеріалу в піролітичних умовах, причому зазначений пристрій має корпус для переробки матеріалу. Винахід відноситься також до способу переробки вугілля в піролітичних умовах у три стадії, а саме: стадія нагріву матеріалу, стадія реакції, на якій матеріал може перетворитися на принаймні частково пластичний, та третя стадія, на якій утворюються один або кілька продуктів переробки. Переробка в піролітичних умовах представляє собою відомий спосіб отримання напівкоксу з вугілля у три стадії, наприклад, відомий з [документу US-A-5 296 005 або заявки WO-A-02/31081]. У кожному з відомих способів вугілля нагрівають, після чого вугілля перетворюється на принаймні частково пластичне і втрачає летючі речовини (коли його ще нагрівають). Через певний період часу пластичне вугілля втрачає певну кількість летючих речовин, і його хімічний склад змінюється таким чином, що воно стає ламким і перетворюється на напівкокс, продовжуючи втрачати летючі речовини. Зазвичай, цей спосіб здійснюють в одному або кількох корпусах, через які вугілля й напівкокс переміщують шнеком. Недоліком цього способу є те, що коли вугілля стає пластичним, воно злипається й утворює компактну масу, яку вже не можна ефективно перемішува ти через корпус, і яка представляє собою масивний кусок між гвинтовими лопатями шнека. Протягом цієї стадії реакції перемішування не відбувається. Через те, що перемішування не відбувається, теплопередача до вугілля є дуже слабкою, що призводить до перегріву вугілля біля (нагрітого) корпуса та недогріву на відстані від нього. Часто через липкість пластичного вугілля корпус забивається. З огляду на це, вугілля на стадії реакції необхідно нагрівати повільно, що зумовлює необхідність у тривалому часі на переробку та у великому або довгому пристрої. Такий самий недолік притаманний й іншим матеріалам, що перероблюють в піролітичних умовах і що є пластичними протягом принаймні частини часу переробки. В основу винаходу покладено задачу забезпечити застосування пристрою для обробки матеріалу в піролітичних умовах і спосіб обробки вугілля, що забезпечить ефективне й швидке отримання продукту переробки. В основу вина ходу покладено також задачу застосування пристрою для обробки матеріалу в піролітичних умовах і спосіб обробки вугілля, у яких матеріал на стадії реакції добре нагрівається. Крім того, в основу винаходу покладено також задачу застосування пристрою для обробки матеріалу в піролітичних умовах і спосіб обробки вугілля, у яких тривалість переробки і епюра розподілу температур матеріалу добре регулюються. Перша поставлена задача вирішується тим, що пропонується застосування пристрою для обробки матеріалу, відомого з [книги "Енциклопедія Ульмана по промисловій хімії ", 5-те вид., том А20, стор.677-683 (1992). (Ullmann's 6 Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5 th edition, volume A20, pages 677-683 (1992)] в піролітичних умовах, причому цей пристрій має корпус для переробки матеріалу, у якому передбачений подвійний перехресний видавлюючий шнек із зустрічним обертанням. Застосування подвійного перехресного видавлюючого шнеку із зустрічним обертанням у пристрої для обробки матеріалу в піролітичних умовах забезпечує ефективне примусове переміщення матеріалу та продукту переробки в корпусі, що - особливо для принаймні частково пластичного матеріалу - призводить до хорошої теплопередачі з корпусу до матеріалу. Для цього винаходу, термін "подвійний перехресний видавлюючий шнек" означає видавлюючий шнек, два приблизно паралельні шнеки якого мають гвинтові лопаті, причому товщина гвинтової лопаті дорівнює принаймні половині відстані між двома сусідніми гвинтовими лопатями, а максимальна відстань між валами шнеків дорівнює сумі висот гвинтових лопатей на обох шнеках. Застосування подвійного перехресного видавлюючого шнеку із зустрічним обертанням забезпечує пряме (об'ємне) витиснення матеріалу, на той час як одинарний шнек переміщує матеріал за рахунок опору тертю, і багато матеріалів, що мають погані фрикційні властивості, спричиняють серйозні проблеми з подачею, якщо переміщуються одинарним шнеком. Подвійний перехресний видавлюючий шнек із зустрічним обертанням забезпечує також дуже ефективне змішування важких рідин та матеріалу у вигляді часток й особливо принаймні частково пластичного матеріалу. Переважно подвійний шнек є близько перехресним. Заради ясності слід розуміти, що для цього винаходу обробку в піролітичних умовах слід тлумачити як обробку матеріалу, у якій матеріал нагрівають до певної температури без доступу кисню або в присутності кисню лише під низькими парціальними тисками, що призводить до різних хімічних реакцій й утворення одного або кількох продуктів переробки та рідин реакції (наприклад, нафтопродуктів) та (або) газів. Використовувані матеріали та продукти переробки докладніше описуються нижче. Переважно, видавлюючий шнек встановлений в корпусі з поперечним перерізом у вигляді вісімки. Шнеки щільно прилягають до корпусу, і перероблюваний матеріал може знаходитися лише між гвинтовими лопатями шнеків. Замість корпуса з поперечним перерізом у ви гляді вісімки, для певних матеріалів можна використовувати корпус з поперечним перерізом у вигляді омеги. За одним з варіантів здійснення, якому віддається перевага, видавлюючий шнек має пустотілий вал. Пустотілий вал уможливлює нагрівання матеріалу і продуктів переробки за допомогою й самого шнека, що забезпечує ширше нагрівання матеріалу та продуктів переробки завдяки пропуску нагрітих газів або нагрітих рідин через пустотілий вал. 7 81782 8 Переважно, гвинтова лопать або гвинтові змішування матеріалу та продуктів переробки і, лопаті на пустотілому валу є також пустотілими. відтак, дуже ефективної теплопередачі. Це призводить до ще кращого нагрівання Переважно, корпус має подвійну стінку. матеріалу та продуктів переробки. Завдяки такій конструкції, нагріті гази або нагріту Можна передбачити видавлюючий шнек з рідину можна ефективно направляти вздовж подвійною гвинтовою лопаттю принаймні на внутрішньої стінки корпуса для нагрівання частині його довжини. Перевагою такого рішення є матеріалу та продуктів. те, що шнек має додаткову поверхню, завдяки якій Переважно, корпус та (або) видавлюючий нагрівання прискорюється і шнек можна виконати шнек виготовлені з чавуну, краще, як чавуну з коротшим. кулястим графітом. Для температур реакцій, Можна також виконати гвинтову лопать потрібних у деяких пропонованих способах, видавлюючого шнека зі змінним шагом. Перевагою видавлюючий шнек та (або) корпус можна такого рішення є покращене керування способом відливати з чавун у з кулястим графітом, що на кожній його стадії. дозволить одержати відносно недорогий пристрій. Переважно, видавлюючий шнек має гвинтову Втім видавлюючий шнек та (або) корпус можна у лопать із секціями з поперемінним коротким і разі потреби виготовити з легованої сталі або довгим шагом. Секції з коротким шагом призначені іншого металу (сплаву). для нагрівання та перемішування За одним з варіантів здійснення, якому перероблюваного матеріалу, а секції з довгим віддається перевага, корпус має довжину 1-25 шагом використовуються під час виходу летючих метрів, переважно 8-15 метрів, найкраще речовин з матеріалу. приблизно 12 метрів. За одним з варіантів здійснення, якому Друга поставлена задача вирішується тим, що віддається перевага, видавлюючий шнек має пропонується спосіб обробки вугілля в гвинтову лопать, одна секція якого має короткий піролітичних умовах у три стадії, а саме: стадія шаг, ще одна секція має довгий шаг і переважно нагріву матеріалу, стадія реакції, на якій матеріал кінцева секція має свій кінцевий шаг. Цим може перетворитися на принаймні частково варіантом здійснення можна користатися для пластичний, та третя стадія, на якій утворюються піролізу таких матеріалів, як оксиди металів один або кілька продуктів переробки, у якому з (наприклад, для піролізу залізних руд у сталь), матеріалу у корпусі утворюються продукти смоли, важка нафта, асфальти, відходи, переробки, і матеріал і продукти у корпусі пластмаси та біомаса (наприклад, для піролізу примусово переміщуються за допомогою деревини у біологічне дизельне паливо). подвійного перехресного видавлюючого шнеку із Переважно, перед кожною секцією шнека, яка зустрічним обертанням. має гвинтову лопать з довгим шагом, є місильний Через примусове переміщування вугілля у елемент між валом шнека та корпусом. Місильний корпусі, матеріал і продукти переробки добре елемент призначений для створення тиску у секції регулюють, точно встановлюють епюру розподілу перед місильним елементом. температур в матеріалі та продуктах переробки, і За одним з варіантів здійснення, якому запобігають перегріванню. Через використання віддається перевага, корпус має один або кілька подвійного перехресного видавлюючого шнеку із випускних отворів для утворених газів та (або) зустрічним обертанням забезпечують дуже один або кілька випускних отворів для утворених ефективне змішування принаймні частково продуктів. Якщо обробка призводить до утворення пластичного матеріалу на стадії реакції, оскільки різних продуктів на різних стадіях процесу, ці різні матеріал утримують у більш-менш С-подібних продукти можна, таким чином, вивантажувати сегментах між гвинтовими лопатями кожного окремо. Те саме стосується й утворених газів. шнека, у яких другий шнек здійснює ефективне Переважно, у корпусі є випускний отвір для змішування. Форма та конструкція пропонованого утворених газів принаймні для кожної секції шнека подвійного видавлюючого шнека описані вище і з гвинтовою лопаттю з довгим шагом. Завдяки цим докладніше пояснюються нижче. отворам виходять гази у секціях шнека з Переважно, протягом переміщення вугілля та гвинтовою лопаттю з довгим шагом. продуктів переробки шнек самоочищається. Якщо Переважно, відстань між валом шнека та шнек є самоочисним, матеріал або продукти корпусом є принаймні такого самого порядку, як переробки не приставатимуть до шнека, і, відтак, відстань між двома послідовними гвинтовими теплопередача від шнека до матеріалу або лопатями, переважно відстань між валом і продуктів буде ефективнішою. корпусом є більшою за відстань між двома У способі, якому віддається перевага, вугілля послідовними гвинтовими лопатями. Це та продукти переробки підчас їх переміщування призводить до найкращої теплопередачі до перемішують. Перемішування матеріалу та матеріалу та продуктів. продуктів забезпечує змішування матеріалу та За одним з варіантів здійснення пристрою, продуктів і, відтак, дуже ефективну якому віддається перевага, шнек має вал, на теплопередачу. якому передбачені внутрішні деталі, наприклад, Переважно, видавлюючий шнек обертається зі лопатки та (або) стрижні. Ці внутрішні деталі швидкістю не більше 25 обертів на хвилину, забезпечують перемішування матеріалу та краще, як зі швидкістю приблизно 1 оберт на продуктів переробки. Перемішування матеріалу та хвилину. Така відносно низька швидкість продуктів переробки призводить до ретельного обертання забезпечує ефективне змішування матеріалу та продуктів переробки. 9 81782 10 Переважно, матеріал і продукти переробки відновників у метали можна перетворити усі нагрівають до температури не вище 300-1000°С, оксиди металів, якщо це необхідно або доцільно. переважно до температури 400-700°С, найкраще Відновниками, що можуть використовуватися до температури приблизно 600°С. Природно, ці для ефективного перетворення, є матеріали, що температури залежать від перероблюваного містять вуглець, наприклад, вугілля, напівкокс, матеріалу. Завдяки ефективному змішуванню та кокс, полімери, залишки або інші матеріали, що нагріванню матеріалу у корпусі не треба, щоб містять вуглець. температура нагрівальних газів або рідин для Застосування пристрою і способу можна нагрівання корпуса та шнека значно здійснювати для переробки гудрону та (або) нафти перевищувала максимальну температуру для виробництва бензинів, дизельного палива або матеріалу. іншого палива для транспортних засобів та (або) Переважно, час переміщення матеріалу та інших хімічних речовин. Гудрон і важка нафта - це продуктів переробки у корпусі дорівнює 10-60 продукти, що є, наприклад, залишками хвилинам. Завдяки відмінному змішуванню, нафтохімічної промисловості. Натепер, щоб продукти утворюються швидко і спосіб можна утворити корисні продукти, ці залишки доводиться здійснити у короткий проміжок часу. У піддавати крекінгу при високих температурах. переважному способі, матеріал і продукти Піроліз гудрону та важкої нафти з використанням переробки оброблюють під тиском 0,5-5бар у пропонованих способу та пристрою забезпечує твердій /рідкій/ газоподібній фазі. Через швидке та відносно дешеве утворення бажаних підвищений тиск переробка матеріалу продуктів. Цими продуктами можуть бути бензин, прискорюється. дизельне паливо та (або) хімічні речовина, такі, як, У разі потреби, у пристрої можна передбачити скажімо, феноляти, нафтени, метилнафтени, внутрішні деталі для покращання змішування антрацени, креозотове масло, м'який бітумний пек, матеріалу та (або) продуктів переробки. Щоб твердий бітумний пек, пек для просочування, покращити змішування, перемішування, анодний та графітовий пек. переміщення або теплопередачу, у пристрої Застосування пристрою і способу можна можна легко встановити такі внутрішні деталі, як здійснювати з метою виробництва нафтогазових лопатки, стрижні або інші засоби. Такі внутрішні продуктів та для обробки відходів, скажімо, шин деталі мають знаходитися на (частині) гвинтової або залишків пластмаси. Пропоновані спосіб і лопаті видавлюючого шнека. Щоб покращити застосування пристрою дуже гарно підходять для переробку матеріалу, можна за потреби прикласти м'якого піролізу відходів, що дасть, наприклад, до корпусу необхідний температурний градієнт. 70% нафтопродукту, 15% газів і 15% подібного Третя поставлена задача вирішується тим, що напівкоксу залишку. Крім того, ці спосіб і пристрій застосовують пристрій за першою ознакою надають технологію переробки вживаних шин у винаходу та (або) спосіб за другою ознакою піролітичних умовах, що дотепер у відомому винаходу, і матеріал (вугілля) перероблюють у пристрої для піролізу було неможливо. Крім того, продукт (напівкокс). Пропоновані спосіб і за допомогою пропонованих способу та застосування пристрою дуже гарно підходять до застосування пристрою у корисні продукти, переробки вугілля, оскільки принаймні частково наприклад, гази та нафтопродукти, можна пластичне вугілля добре змішується і відтак добре перетворити й різні види відходів. нагрівається і добре переміщується у корпусі. Для виробництва мономерів - будівельних Описаними вище пристроєм, що блоків, з яких складаються полімери - можна застосовується, і способом можна користатися й обробляти полімерний матеріал, наприклад, для здійснення інших способів або хімічних пластмаси. Завдяки їх гарним властивостям щодо перетворень у піролітичних умовах. Застосування змішування та переміщення, пропоновані спосіб і пристрою та (або) способом уможливлює тепер застосування пристрою дуже гарно підходять для хімічні реакції при підвищених до високих забезпечення такого перетворення. температурах, фазові переходи та сепарацію при Для перетворення біомаси на нафтопродукти високих температурах для майже всіх видів та газ (і мінерали у вигляді матеріалу, подібного до матеріалу. напівкоксу) її можна переробляти у піролітичних При застосуванні пристрою і способу можна умовах. Цими нафтопродуктами можуть бути здійснити відновлення оксидів металів. Для того палива для транспортних засобів, наприклад, щоб досягти високих швидкостей перетворення за біологічне дизельне паливо. Завдяки їх гарним прийнятних умов, що можна підібрати для кожного властивостям щодо теплопередачі, способу, можна користатися відновником. перемішування, змішування та (або) переміщення, Прикладами матеріалів, що можна пропоновані спосіб і пристрій дуже ефективні для використовува ти як оксиди металів, є оксиди такого перетворення. Виробництво енергії при заліза (наприклад, що містяться у залізній руді або використанні пропонованих способу та пристрою концентратах або залишках, що містять оксиди може сприяти вирішенню проблему викидів СО2, заліза) для виробництва чавун у або сталі, що спричиняють потепління клімату Землі. концентрати миш'яку оксиду або руди, що містять Далі винахід далі пояснюватиметься з оксид свинцю (або концентрати або відходи, що посиланням на один з варіантів здійснення, яким містять оксид свинцю), які можна відновити у віддається перевага, та з посиланнями на додані миш'як або свинець. Так само можна відновити в креслення. алюміній, цинк або мідь оксиди алюмінію, цинку або міді. В принципі, у присутності відповідних 11 81782 12 Фігура 1 представляє собою схематичний вид високих температурах для майже усіх видів пристрою, що застосовується, з частковим матеріалу. розрізом. З накопичувального бункера 10 вугілля На Фігурі 2 детальніше показана головна подають у корпус 2 через впускний отвір 6, частина пристрою на Фігурі 1. переміщують через корпус 2 шнеками 3 і На Фігурі 3 показаний подвійний шнек, що вивантажують через випускний отвір 9. Підчас використовується у пристрої зображеному на переміщення матеріал нагрівають гарячими Фігурі 1. газами або рідинами, що пропускають через На Фігурі 1 показаний один з варіантів шнеки та корпус. Спосіб можна розбити на три здійснення пристрою, що застосовується, яким стадії: стадія нагрівання, стадія реакцій і стадія, на віддається перевага, що краще підходить для якій утворюються продукти переробки та гази. напівкоксування вугілля. Пристрій 1 має корпус 2 з Кожна стадія використовує приблизно третину подвійною стінкою. Всередині корпусу встановлені довжини корпуса. Стадія нагрівання протікає під два шнека 3, що докладніше описуватимуться впускним отвором 6; стадія продукту припадає на нижче. У вигляді на Фігурі 1 показаний лише один кінець корпуса, де знаходиться випускний отвір 9. шнек 3. Для пропуску гарячих газів або рідин Завдяки наявності двох перехресних шнеків, шнеки 3 виконані пустотілими (впуск показаний як показано на Фігурі 3, які використовуються із стрілкою А, а випуск стрілкою В). зустрічним обертанням так, що верхні половини Корпус 2 має кілька впускних та випускних шнеків обертаються назустріч одна одній, отворів. Для впуск у гарячих газів у простір між матеріал у відсіках між гвинтовими лопатями двома стінками корпуса (стрілка С) передбачений шнеків добре змішується. Це особливо важливо впускний отвір 4, а для випуску цих газів підчас стадії реакції способу, на якій багато випускний отвір 5 (стрілка D). Для подачі перероблюваних матеріалів перетворюються на оброблювального матеріалу всередину корпусу частково пластичні через високу температуру, яка передбачений впускний отвір 6. Матеріал зазвичай має дорівнювати десь приблизно 300подається з накопичувального бункера 10 у 1000°С при максимумі. Цей частково пластичний впускний отвір 6 (стрілка Е). Підчас переробки матеріал дуже липкий, важко змішується і, як матеріалу утворюються гази, що відводяться результат, його важно рівномірно нагріти, і через через випускні отвори 7 і 8 (стрілки F та G). Для це температури біля стінки або шнека дуже високі, вивантаження продукту переробки передбачений а у середині відсіків дужі низькі. Прилипання може випускний отвір 9. Якщо утворюються кілька легко спричинити й забивання пристрою. продуктів, може бути кілька випускних отворів. Подвійний видавлюючий шнек уможливлює На Фігурі 2 шнек 3 та частина корпуса 2 вирішення проблем липкого пластичного показані детальніше. Пустотілий шнек 3 показаний матеріалу, з якими доводиться стикатися на стадії в поперечному перерізі як труба з гвинтовою реакції. Завдяки малому зазору між шнеками спіраллю 11 на ній. Показаний лише один кожний відсік є практично закритим. Це призводить випускний отвір 7/8. Решта позначень відповідає до гарного змішування матеріалу усередині деталям на Фігурі 1. відсіків і, відтак, до гарної теплопередачі. Закриті На Фігурі 3 детальніше показаний подвійний відсіки шнеками переміщують через корпус, і, видавлюючий шнек, використовуваний у пристрої відтак, будь-яке забивання унеможливлюється. на Фігурах 1 і 2. Шнеки 3 та 3' мають пустотілий Зазвичай, шнеки обертаються повільно, вал і лопаті 11, 11', що переважно також є приблизно зі швидкістю приблизно 1 оберт на пустотілими для найкращої теплопередачі до хвилину, зрозуміло, залежно від виду оброблюваного матеріалу підчас пропуску гарячих оброблюваного матеріалу та довжини шнеків. У газів через шнеки. Шнеки щільно прилягають один більшості випадків пристрій довжиною 12 метрів до одного з дуже малим зазором і щільно буде достатнім. прилягають до корпуса 3, що має поперечний Оброблюваним матеріалом може бути майже переріз у ви гляді вісімки. На цій Фігурі показана будь-який матеріал. Обробка у піролітичних лише внутрішня стінка. Зрозуміло, що шнеки умовах - це відомий спосіб напівкоксування або можуть мати різні секції, кожна з яких матиме, коксування вугілля. Однак пропонованими наприклад, різний шаг лопаті. Частину лопаті способами та пристроєм можна користатися й для шнека можна було б замінити внутрішніми обробки гудрону або нафти з метою отримання деталями у вигляді, скажімо, лопаток або бензину, дизельного палива та (або) інших стрижнів. хімічних речовин. Крім того, пропонованими Пропонований спосіб обробки вугілля способом та пристроєм можна користатися для пояснюється нижче з посиланнями на Фігури. переробки шин з метою отримання нафтопродукту Обробка вугілля у піролітичних умовах - це та газу, а також для переробки відходів, обробка вугілля, коли матеріал нагрівають до наприклад, побутови х відходів або специфічніших певної температури без доступу кисню або в відходів, наприклад, пластмас. Крім як для цих присутності кисню лише під низькими матеріалів, цими способом та пристроєм можна парціальними тисками, що призводить до різних користатися для переробки біомаси, щоб хімічних реакцій і перетворень й утворення отримати паливо у вигляді нафтопродукту або продуктів переробки та газів реакції. Застосування газів. пристрою та (або) способу уможливлює тепер Підчас переробки у піролітичних умовах хімічні реакції при підвищених до високих утворюються гази. На різних стадіях способу вид температурах, фазові переходи та сепарацію при утворюваного газу може різнитися. Для більшості 13 81782 оброблюваних матеріалів ці гази може ще використовува ти для виробництва енергії. Може виявитися доцільним відділяти гази, утворені протягом однієї стадії, від газів, утворених протягом іншої. Цій меті служать два випускних отвори 7, 8, показані на Фігурі 1. Точне розміщення цих вип ускних отворів залежить від матеріалу, що піролізується, і випускних отворів може бути більше ніж два. Для інших матеріалів достатнім може бути один випускний отвір, як показано на Фігурі 2. Те саме стосується й випускного отвору для утворених продуктів. Ясно, що подвійний видавлюючий шнек, показаний на Фігурі 3, - це лише одна з можливих конфігурацій, що може використовуватися для пропонованого пристрою. Можна, наприклад, використовува ти шнеки з подвійним гвинтовою лопаттю, принаймні, на частині їх до вжини або шнеки зі змінним шагом гвинтової лопаті. Крім того, відстань між валами шнеків може бути змінною, але так, щоб їх лопаті все рівно перехрещувалися, інакше змішування погіршиться. Змінною може бути й товщина гвинтової лопаті. 14

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Use of apparatus with double crossed extrusion screw for the processing of material under pyrolitical conditions and method for treatment of coal under pyrolitical conditions

Автори англійською

Meijer Hendrikus Koendraad Albertus, PRINS WILLEM LODEWIJK, PAAP MAARTEN, GARZON LOPEZ PAOLA SORAYA

Назва патенту російською

Примениние прибора с двойным перекрестным выдавливающим шнеком для обработки материала в пиролитических условиях и способ обработки угля в пиролитических условиях

Автори російською

Мэйэр Хэндрикус Коэнрад Альбэртус, Принс Виллем Лодевийк, Паап Маартен, Гарзон Лопез Паола Сорайа

МПК / Мітки

МПК: B01J 19/20, B01J 6/00, C10B 47/00, B01F 7/08, C10B 7/00

Мітки: вугілля, застосування, обробки, видавлюючим, умовах, перехресним, піролітичних, пристрою, подвійним, шнеком, матеріалу, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-81782-zastosuvannya-pristroyu-z-podvijjnim-perekhresnim-vidavlyuyuchim-shnekom-dlya-obrobki-materialu-v-pirolitichnikh-umovakh-ta-sposib-obrobki-vugillya-v-pirolitichnikh-umovakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Застосування пристрою з подвійним перехресним видавлюючим шнеком для обробки матеріалу в піролітичних умовах та спосіб обробки вугілля в піролітичних умовах</a>

Подібні патенти