Ефективна установка і спосіб риформінгу органічного матеріалу
Формула / Реферат
1. Порційний обробляючий пристрій для одержання синтез-газу, який має збільшений тепловий ККД, що містить камеру піролізу для піролізу органічного матеріалу нагріванням його у збідненій на кисень атмосфері для генерування синтез-газу, який включає, по суті, CO і Н2, установку риформінгу для збільшення температури синтез-газу таким чином, щоб розщеплювати в'язкі продукти на більш прості вуглецеві молекули, причому установка риформінгу має зону реакції конверсії водяного газу, трубопровідні засоби, що формують циркуляційний контур для багаторазової циркуляції газів між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу, пристрої для додавання пари в газ, який циркулює у вказаній зоні реакції конверсії водяного газу так, що шляхом реакції конверсії водяного газу CO споживається і утворюється Н2, одержання реакції конверсії водяного газу, що поповнює CO, що споживається протягом вказаної реакції, газом з високою корисною тепловіддачею і збільшує процентний вміст Н2, присутнього в синтез-газі, і обвідний трубопровід, розташований паралельно вказаній установці риформінгу для циркуляції синтез-газу через камеру піролізу без проходження його через установку риформінгу; з можливістю рециркуляції синтез-газу зі збільшеною тепловіддачею через камеру піролізу і збільшення теплопередачі органічного матеріалу в ній для зменшення часу його газифікації.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить систему керування, яка проводить моніторинг вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу і керує циркуляцією газу між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу в залежності від нього.
3. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що включає систему керування, причому вказана система керування має засоби, які проводять моніторинг складу синтез-газу у вказаній установці риформінгу і вказана система керування керує подачею газу в газосинтезатор і/або парогенеруючий пристрій в залежності від нього.
4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що додатково включає пристрої контролю перетікання газів у вказаний газосинтезатор і вказаний парогенеруючий пристрій, причому вказана система керування керує вказаними пристроями і, таким чином, керує подачею вказаного газу в газосинтезатор і парогенеруючий пристрій в залежності від нього.
5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить систему керування, яка керує упорскуванням пари у вказаний газ в залежності від вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу.
6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що засоби для рециркуляції синтез-газу включають газодувні засоби у вказаних трубопровідних засобах, пристрій додатково містить систему керування, яка керує вказаними газодувними засобами в залежності від вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу.
7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана установка риформінгу має камеру змішування нижче по потоку від вказаної зони реакції конверсії водяного газу у вказаному циркуляційному контурі, причому пристрій додатково містить систему керування з можливістю моніторингу вмісту водню в синтез-газі у вказаній камері змішування і керування циркуляцією газу між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу в залежності від нього.
8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що система керування керує упорскуванням пари у вказаний газ в залежності від вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу, причому вказаний пристрій для упорскування пари у вказаній установці риформінгу встановлюється для упорскування пари у вказану камеру змішування.
9. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що вказана установка риформінгу має накопичувальну камеру між вказаною зоною реакції конверсії водяного газу і вказаним газосинтезатором і вказаним парогенеруючим пристроєм, і вказана система керування проводить моніторинг складу синтез-газу у вказаній накопичувальній камері.
10. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить байпасний вентилятор в обвідному трубопроводі для керування передачею синтез-газу через обвідний трубопровід.
11. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана система керування виконана з можливістю циркуляції синтезу-газів більше ніж 3 рази і аж до 24 разів між камерою піролізу і установкою риформінгу.
12. Спосіб порційної обробки органічного матеріалу для одержання синтез-газу в порційному процесі, який включає етапи, на яких проводять піроліз порції органічного матеріалу в камері піролізу шляхом нагрівання у збідненій на кисень атмосфері для одержання синтез-газу, по суті, що містить СО і Н2, пропускають синтез-газ через установку риформінгу, в якій його температура підвищується так, щоб розщеплювати в'язкі продукти на більш прості вуглецеві молекули, і спрямовують назад в камеру піролізу, причому пропускання синтез-газу через установку риформінгу включає введення пари в синтез-газ так, що пара піддається реакції конверсії водяного газу, в якій СО витрачається і отримується Н2, одержання реакції конверсії водяного газу, що поповнює СО, який споживається у вказаній реакції, газом з високою корисною тепловіддачею, що збільшує процентний вміст Н2, присутнього в синтез-газі, і рециркулюють синтез-газ, що має збільшену теплоємність, назад в камеру піролізу, щоб газифікувати в ній органічний матеріал, причому енергія подається, щоб поповнювати енергію, яка споживається протягом вказаної реакції; і коли температура рециркульованого синтез-газу сягає бажаного рівня, синтез-газ спрямовують повз установку риформінгу, щоб запобігти досягненню дуже високого рівня температури газу.
13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що споживаний СО постійно поповнюється.
14. Спосіб за будь-яким з пп. 11-12, який відрізняється тим, що синтез-гази циркулюють більше ніж 3 рази і аж до 24 разів між камерою піролізу іустановкою риформінгу.
15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що установка риформінгу має камеру змішування і накопичувальну камеру, і зона реакції конверсії водяного газу забезпечується у вказаній камері змішування.
16. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що склад синтез-газу піддається моніторингу у вказаній установці риформінгу для визначення вмісту водню в синтез-газі.
17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що включає додавання пари у вказану зону реакції конверсії водяного газу в залежності від вмісту водню, що спостерігається, для сприяння генеруванню водню.
18. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що додатково включає керування процесом шляхом керування швидкістю циркуляції газу.
19. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що кожна порція синтез-газу оцінюється для визначення чи досяг синтез-газ один або більше заданих контрольних критеріїв контролю якості, порція синтез-газу вводиться в процес синтезу у випадку, коли він досягає необхідного критерію контролю якості, і в іншому випадку порція використовується для одержання пари, яка використовується для підвищення виробництва синтез-газу.
20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що використання синтез-газу для одержання пари включає спрямування його по трубопроводу в бойлер, і пара, що виготовляється, в бойлері, застосовується в установці риформінгу для використання в реакції конверсії водяного газу.
21. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що збільшення корисної тепловіддачі синтез-газу перед рециркуляцією його через камеру піролізу зменшує час газифікації органічного матеріалу в ній.
Текст
Реферат: Група винаходів належить до отримання синтез-газу з твердих вуглецевмісних речовин. Пристрій для одержання синтез-газу має камеру піролізу (12) для генерування синтез-газу, установку риформінгу (14) і трубопровідні засоби (22, 24) з насосами, що формують циркуляційний контур. Камера риформінгу (14) має камеру змішування (18) газів з водяною парою для конверсії водяного газу. Отриманий у камері піролізу (12) газ спрямовують на риформінг для деструкції високомолекулярних сполук. При цьому здійснюють конверсію водяного газу з отриманням водню, який рециркуляційно використовують як більш ефективний теплоносій для підігріву камери піролізу (12) від установки риформінгу (14). При надмірному підвищенні температури теплоносія його перепускають повз установки риформінгу (14) за допомогою насоса (29). Отриманий в установці риформінгу (14) синтез-газ, в залежності від якості, спрямовують або у бойлер (32) для отримання водяної пари, або в систему (35) синтезу палива. Винаходи сприяють зменшенню теплових втрат і часу при виробництві синтез-газу. UA 101185 C2 (12) UA 101185 C2 UA 101185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід стосується способу одержання синтез-газу. Газифікація є процесом, який перетворює вуглецевмісні матеріали, такі як біомаса, в монооксид вуглецю і водень за рахунок реакції сировинного матеріалу при високих температурах з регульованою кількістю кисню. Одержувана газова суміш називається синтезгазом або сингазом. Синтез-газ переважно складається з СО (монооксиду вуглецю) і водню. Ці два елементи є базовими структурними елементами для спиртів (метанолу, етанолу, пропанолу і т. д.). Газифікація є ефективним способом витягання енергії з багатьох різних видів органічних матеріалів і забезпечує повне видалення відходів. Газифікація є більш ефективною, ніж пряме спалювання вихідного палива, зокрема, завдяки тому, що більше органічних компонентів, які містяться в перероблюваному матеріалі, перетворюються в енергію (більш високий тепловий ККД). Сингаз може спалюватися безпосередньо в двигунах внутрішнього згоряння або використовуватися для одержання спиртів, таких як метанол, етанол і пропанол, а також водню. Газифікація викопних видів палива в цей час широко використовується в промислових масштабах для вироблення електрики. Звичайно генерування синтез-газу в газифікаторі йде через декілька процесів. Піроліз Перший процес є піролізом, і він відбувається по мірі того, як температура всередині газифікуючого пристрою зростає з киснезбідненою атмосферою, нагріваючи вуглецевмісні матеріали. Процес піролізу є газифікацією органічних речовин з нульовим вмістом кисню. Для одержання синтез-газу з органічного матеріалу процес може бути як газифікуючим процесом (часткове окислення органічного матеріалу), так і піролізом (нульове окислення органічного матеріалу). Піроліз виробляє більше синтез-газу, оскільки він не окислює будь-який синтез-газ, який ним виробляється. Процес риформінгу Це здійснюється у високотемпературній камері риформінгу, яка приймає синтез-гази з камери піролізу. У камері риформінгу температура синтез-газу зростає до високої температури (>900°С), щоб тим самим розщеплювати в'язкі продукти на більш прості вуглецеві молекули. Коли додається пара в камеру риформінгу, то співвідношення водню до монооксиду вуглецю змінюється, це досягається за допомогою використання реакції конверсії водяного газу (реакція конверсії). Реакція конверсії є екзотермічною хімічною реакцією, в якій вода і монооксид вуглецю реагують до одержання діоксиду вуглецю і водню: (1) СО+Н2ОСО2+Н2 Реакція конверсії збільшує кількість одержуваного водню. Однак реакція конверсії є ендотермічною реакцією і вимагає високої температури. Реакція конверсії є чутливою до температури і має тенденцію до одержання продуктів, по мірі зростання температури. Як результат реакція конверсії забирає значну енергію з камери риформінгу, роблячи її непомірно дорогою. Спроби знизити температуру реакції з використанням каталізаторів не були особливо успішними. Більш важливо, що реакція конверсії також споживає монооксид вуглецю з синтез-газу. Монооксид вуглецю потрібний, щоб одержувати необхідне співвідношення водню до СО для одержання спиртів, таких як метанол, етанол і пропанол. Існує, отже, оптимальний діапазон для операції конверсії, де використання більшої конверсії стає менш вигідним, оскільки і споживання СО, і енергоспоживання будуть дуже великими. Суть винаходу Даний винахід намагається забезпечити поліпшений спосіб генерування синтез-газу. Відповідно, даний винахід забезпечує пристрій для одержання синтез-газу, що включає: камеру піролізу для генерування синтез-газу; установку риформінгу; трубопровідні засоби, що формують циркуляційний контур для багаторазового циркулювання газів між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу; і пристрої для додавання водню у вказану циркуляцію газу у вказаний контур шляхом реакції конверсії водяного газу. У переважному варіанті здійснення вказана установка риформінгу має зону реакції конверсії водяного газу і вказаний пристрій далі включає систему керування для моніторингу вмісту водню синтез-газу у вказаній установці риформінгу і регулювання циркуляції газу між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу в залежності від них. Переважно вказана система керування має засоби для моніторингу складу синтез-газу у вказаній установці риформінгу і вказана система керування виконана з можливістю 1 UA 101185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 регулювання подачі вказаного газу в: газосинтезаторі і/або парогенеруючий пристрій в залежності від нього. Переважно пристрій включає засоби для регулювання пересування газів у вказаний газосинтезатор і вказані парогенеруючі пристрої і, в якому вказана система керування виконана з можливістю контролю вказаних засобів таким чином, щоб регулювати подачу вказаного газу в: вказаний газосинтезатор і/або вказаний парогенеруючий пристрій в залежності від нього. Переважно, пристрій далі включає газодувні засоби для циркуляції вказаних газів і вказана система керування виконана з можливістю контролю вказаних газодувних засобів в залежності від вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу. Переважно вказана установка риформінгу має камеру змішування нижче по потоку від вказаної зони реакції конверсії водяного газу у вказаному циркуляційному контурі, і вказана система керування виконана з можливістю спостереження за вмістом водню в синтез-газі у вказаній камері змішування, таким чином, щоб регулювати циркуляцію газу між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу в залежності від нього. Переважно вказаний пристрій для уприскування пари у вказаний газ у вказану установку риформінгу встановлюється для уприскування пари у вказану камеру змішування. Переважно вказана установка риформінгу має накопичувальну камеру між вказаною зоною реакції конверсії водяного газу і вказаним газосинтезатором і вказаними парогенеруючими пристроями, а вказана система керування виконана з можливістю моніторингу складу синтезгазу у вказаній накопичувальній камері. Камера піролізу може бути порційною камерою піролізу. Переважно, вказана система керування працює, щоб циркулювати синтез-гази більш ніж 3 рази і аж до 24 разів між камерою піролізу і установкою риформінгу. Система керування виконана з можливістю циркулювати синтез-гази більш ніж 3 рази і аж до 24 разів між камерою піролізу і установкою риформінгу. Переважно система керування виконана з можливістю циркулювати синтез-гази більше ніж 3 рази і аж до 10 разів між камерою піролізу і установкою риформінгу. Даний винахід також забезпечує спосіб одержання синтез-газу в порційному процесі, спосіб, що включає: генерування синтез-газу в камері піролізу; і подачу вказаного газу з вказаної камери піролізу в зону реакції конверсії водяного газу для одержання перетвореного сингазового потоку, що має збагачений водневий вміст; в якому вказана камера піролізу і вказана зона реакції конверсії водяного газу знаходяться в газоциркуляційному контурі, і вказаний сингаз рециркулюється за допомогою вказаного контуру множину разів. У переважному варіанті здійснення CO, який споживається протягом вказаної реакції у вказаній реакційній зоні, доповнюється воднем. Переважно, який споживається CO безперервно поповнюється. Синтез-газ генерується в порційній камері піролізу і синтез-гази циркулюють по вказаному контуру від 3 разів до 24 разів, переважно, від 3 разів до 15 разів і переважно від 3 разів до 10 разів. Зона реакції конверсії водяного газу зручно забезпечується в установці риформінгу і перехід синтез-газу віз установки риформінгу використовується для нагрівання газу. Установка риформінгу переважно має камеру змішування і накопичувальну камеру, а зона реакція конверсії водяного газу забезпечується у вказаній камері змішування. У одному варіанті здійснення модифікований синтез-газ використовується для газифікації органічних сполук в камері піролізу. Склад синтез-газу відстежується у вказаній установці риформінгу для визначення вмісту водню в синтез-газі, і пара додається у вказану зону реакції конверсії водяного газу в залежності від вмісту водню, який спостерігається, для сприяння генеруванню водню. У ідеалі процес регулюється шляхом керування швидкістю циркуляції газу. Переважно кожна партія синтез-газу оцінюється, щоб визначати чи досягає синтез-газ одного або більше заданих контрольних критеріїв контролю якості, порція синтез-газу вводиться в процес синтезу у випадку, коли він досягає необхідного критерію контролю якості, і в іншому випадку порція використовується для одержання пари, яка використовується для підвищення виробництва синтез-газу. Запропоноване в даному винаході є процесом, де CO, який споживається в реакції конверсії водяного газу, постійно поповнюється, енергія, яка споживається для одержання водню, постійно підводиться, і якість кінцевого синтез-газу суворо контролюється. Крім того запропоноване в даному винаході є процесом, де процес піролізу має значне прискорення (збільшена ефективність) за допомогою регулювання хімічного складу гарячих (киснезбіднених) газів, що використовуються для газифікації органічних сполук. 2 UA 101185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того запропоноване в даному винаході є процесом, де робота системи піролізу тісно зв'язується з роботою і атмосферою установки риформінгу. Крім того запропоноване в даному винаході є порційною установкою риформінгу, яка працює безпосередньо з порційною системою піролізу, щоб інтенсивно одержувати синтез-газ регульованої якості. Даний винахід далі описується нижче шляхом прикладів з посиланнями на прикладені креслення, які показують систему одержання синтез-газу з органічного матеріалу. Посилаючись на креслення, система 10 має камеру 12 піролізу, через яку проходить органічний матеріал. Камера 12 піролізу працює при діапазоні температур звичайно від 500°С до 700°С, температура генерується звичайно шляхом інжектування синтез-газів при високих температурах. Система також має установку риформінгу 14, яка має головну камеру 16, камеру 18 змішування і накопичувальну камеру 20. Головна камера 16 установки риформінгу приєднується до камери 12 піролізу шляхом контуру трубопроводу, в якому трубопровід 22 дозволяє потоку газів протікати з камери 12 піролізу в головну камеру 16 установки риформінгу. І камера 18 змішування, і накопичувальна камера 20 відкриті для головної камери 16 установки риформінгу, щоб приймати гази з головної камери. У доповнення камера 18 змішування пов'язана з камерою 12 піролізу шляхом каналу або трубопроводу 24, щоб дозволяти протікати газам з камери 18 змішування назад в камеру 12 піролізу. Рециркуляційні вентилятори 26, 27 встановлюються, відповідно, в трубопроводах 22 і 24 для прискорення циркуляції газів. Наступний канал або трубопровід 27 дозволяє обійти установку риформінгу і рециркуляційний вентилятор 29 встановлюється в каналі 27 для прискорення циркуляції газів. Головна камера 16 установки риформінгу працює при температурі звичайно від 900°С до 1400°С, гази нагріваються і температура досягається і підтримується системою 28 горіння, звичайно спалюючи природний газ або подібне. У доповнення тепло подається в головну камеру 16 установки риформінгу від часткового окислення синтез-газу, що протікає з камери 12 піролізу в головну камеру 16 установки риформінгу по трубопроводу 22. Гази, що проходять від головної камери 16 установки риформінгу в накопичувальну камеру 20, піддаються моніторингу за допомогою першого пристрою 30 відбору проб, який вимірює склад синтез-газу в накопичувальній камері. Перший пристрій 30 відбору проб є зручним безперервним обладнанням відбору проб. З накопичувальної камери 20 гази можуть спрямовуватися або в бойлер 32 за допомогою трубопровідного засобу 34, або в синтезуючу систему 35 по трубопроводу 36 для синтезу спиртів, таких як метанол і етанол. Керування рухом газів з накопичувальної камери 20 за допомогою трубопроводів 34, 36 може здійснюватися відповідними засобами, такими як перегородки або клапани 33 в трубопроводах, керування якими здійснюється системою 38 керування, яка регулює перегородки або клапани в залежності від сигналів, які генеруються пристроєм 30 відбору проб. У тих випадках, коли склад синтез-газу в накопичувальній камері 20 відстежується пристроєм 30 відбору проб, який є хорошої якості і в межах діапазону необхідного складу, то система 38 керування регулює перегородки або клапани в трубах 34, 36, щоб спрямовувати гази по трубі 36 у бік синтезуючої системи 35. Коли склад випадає з бажаного діапазону, то гази спрямовуються по трубопроводу 34 в бойлер 32. Бойлер 32 використовується, щоб генерувати пару, яка вводиться в камеру 18 змішування установки риформінгу за допомогою трубопроводу 42. Другий пристрій 44 відбору проб (також зручний безперервний пристрій відбору проб) піддає моніторингу склад газів в камері 18 змішування установки риформінгу і регулює вентилятори 26, 27 в залежності від цього складу. Реакція конверсії водяного газу відбувається в камері 18 змішування установки риформінгу і склад газів риформінгу аналізується пристроєм 44 відбору проб. Енергія CO, яка споживається протягом реакції конверсії в реакційній зоні, заповнюється газом з високою тепловіддачею, воднем. Система керування 38 регулює рециркулюючі вентилятори 26, 27 в залежності від сигналів від пристрою 44 відбору проб, так, щоб рециркулюючі вентилятори 26, 27 визначали рівень рециркуляції між установкою 14 риформінгу і камерою 12 піролізу в залежності від складу газів, що відстежується пристроєм 44 відбору проб. Кожний рециркуляційний вентилятор проштовхує синтез-газ між камерами. Вентилятори є великогабаритними, щоб дозволяти газам циркулювати між камерами при дуже високій швидкості. Звичайно, рециркуляційні вентилятори 26, 27 встановлюються і регулюються, щоб рециркулювати гази від 3 до 24 разів перед їх виведенням газовим контуром в накопичувальну камеру 20. 3 UA 101185 C2 5 10 15 20 25 30 Переважно, щоб органічні матеріали в камері 12 піролізу безперервно нагрівалися гарячими газами, рециркулюючими по трубопроводу 24, тим самим, газифікуючи більше органічних сполук в камері 12 піролізу. Вентилятор 29 регулюється системою керування, щоб обійти установку риформінгу в тих випадках, коли температура газу в камері 12 піролізу перевищує бажаний рівень, щоб запобігати досягненню дуже високого рівня температури газу. Синтез-газ в камері 18 змішування установки риформінгу модифікується вищеописаним процесом для збільшення процентного вмісту водню. Цей більш високий процентний вміст водню також використовується, щоб газифікувати органічний матеріал в камері 12 піролізу і виробляти більш високу теплопередавальну здатність. При робочій температурі камери піролізу 600°, питома теплоємність водню дорівнює 14,76 КДж/кгК, в порівнянні з питомою теплоємністю природного газу (кисневопаливні димові гази) 1,76 КДж/кгК. Підвищена теплопередавальна здатність призводить до більш високої теплопередачі органічного матеріалу і це, в свою чергу, призводить до більш швидкого розщеплення органічного матеріалу і значно менш короткого часу газифікації. Результатом, отже, збільшеної ефективності газифікації є сильно поліпшений тепловий ККД і сильно поліпшена здатність переробки органічної речовини в порівнянні із звичайними процесами нагрітих газів. Система 38 керування також регулює введення пари в камеру 18 змішування установки риформінгу по трубопроводу 42 в залежності від результатів пристрою 44 відбору проб. Керування зручно здійснюється шляхом клапана 43. Вміст водню в синтез-газі в камері 18 відстежується пристроєм 44 відбору проб і в залежності від результату система 38 керування регулює подачу пари, щоб збільшити або знизити кількість пари і генерування водню. Система 38 керування також регулює рециркуляційні вентилятори 26, 27 і, тим самим, регулює швидкість циркуляції газів. Перевагою накопичувальної камери 20 є те, що синтез-газ, який отримується і який входить в накопичувальну камеру виводиться в процес синтезу за допомогою трубопроводу 36 лише, коли він належної якості, оскільки перевірений пристроями 30 відбору проб. Якщо він не належної якості, то він використовується для парогенерації бойлером 32, який в свою чергу підвищує виробництво синтез-газу. У основному, система встановлюється для забезпечення мінімум 10-200 передач газу по колу контуру трубопроводів 22, 24 і через камеру 12 піролізу і установку 14 риформінгу перед виходом з контуру в накопичувальну камеру 20 і на наступні процеси. Даний винахід створює можливість для значного рівня керування якістю кінцевого синтезгазу. Численні переходи газу навколо системи, як описано вище, вигідні тим, що можуть використовуватися, щоб газифікувати більше органічних сполук в камері піролізу. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Порційний обробляючий пристрій для одержання синтез-газу, який має збільшений тепловий ККД, що містить камеру піролізу для піролізу органічного матеріалу нагріванням його у збідненій на кисень атмосфері для генерування синтез-газу, який включає, по суті, CO і Н2, установку риформінгу для збільшення температури синтез-газу таким чином, щоб розщеплювати в'язкі продукти на більш прості вуглецеві молекули, причому установка риформінгу має зону реакції конверсії водяного газу, трубопровідні засоби, що формують циркуляційний контур для багаторазової циркуляції газів між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу, пристрої для додавання пари в газ, який циркулює у вказаній зоні реакції конверсії водяного газу так, що шляхом реакції конверсії водяного газу CO споживається і утворюється Н2, одержання реакції конверсії водяного газу, що поповнює CO, що споживається протягом вказаної реакції, газом з високою корисною тепловіддачею і збільшує процентний вміст Н2, присутнього в синтез-газі, і обвідний трубопровід, розташований паралельно вказаній установці риформінгу для циркуляції синтез-газу через камеру піролізу без проходження його через установку риформінгу; з можливістю рециркуляції синтез-газу зі збільшеною тепловіддачею через камеру піролізу і збільшення теплопередачі органічного матеріалу в ній для зменшення часу його газифікації. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить систему керування, яка проводить моніторинг вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу і керує циркуляцією газу між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу в залежності від нього. 3. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що включає систему керування, причому вказана система керування має засоби, які проводять моніторинг складу синтез-газу у вказаній 4 UA 101185 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 установці риформінгу і вказана система керування керує подачею газу в газосинтезатор і/або парогенеруючий пристрій в залежності від нього. 4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що додатково включає пристрої контролю перетікання газів у вказаний газосинтезатор і вказаний парогенеруючий пристрій, причому вказана система керування керує вказаними пристроями і, таким чином, керує подачею вказаного газу в газосинтезатор і парогенеруючий пристрій в залежності від нього. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить систему керування, яка керує упорскуванням пари у вказаний газ в залежності від вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу. 6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що засоби для рециркуляції синтез-газу включають газодувні засоби у вказаних трубопровідних засобах, пристрій додатково містить систему керування, яка керує вказаними газодувними засобами в залежності від вмісту водню в синтезгазі у вказаній установці риформінгу. 7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана установка риформінгу має камеру змішування нижче по потоку від вказаної зони реакції конверсії водяного газу у вказаному циркуляційному контурі, причому пристрій додатково містить систему керування з можливістю моніторингу вмісту водню в синтез-газі у вказаній камері змішування і керування циркуляцією газу між вказаною камерою піролізу і вказаною зоною реакції конверсії водяного газу в залежності від нього. 8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що система керування керує упорскуванням пари у вказаний газ в залежності від вмісту водню в синтез-газі у вказаній установці риформінгу, причому вказаний пристрій для упорскування пари у вказаній установці риформінгу встановлюється для упорскування пари у вказану камеру змішування. 9. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що вказана установка риформінгу має накопичувальну камеру між вказаною зоною реакції конверсії водяного газу і вказаним газосинтезатором і вказаним парогенеруючим пристроєм, і вказана система керування проводить моніторинг складу синтез-газу у вказаній накопичувальній камері. 10. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить байпасний вентилятор в обвідному трубопроводі для керування передачею синтез-газу через обвідний трубопровід. 11. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана система керування виконана з можливістю циркуляції синтезу-газів більше ніж 3 рази і аж до 24 разів між камерою піролізу і установкою риформінгу. 12. Спосіб порційної обробки органічного матеріалу для одержання синтез-газу в порційному процесі, який включає етапи, на яких проводять піроліз порції органічного матеріалу в камері піролізу шляхом нагрівання у збідненій на кисень атмосфері для одержання синтез-газу, по суті, що містить СО і Н2, пропускають синтез-газ через установку риформінгу, в якій його температура підвищується так, щоб розщеплювати в'язкі продукти на більш прості вуглецеві молекули, і спрямовують назад в камеру піролізу, причому пропускання синтез-газу через установку риформінгу включає введення пари в синтез-газ так, що пара піддається реакції конверсії водяного газу, в якій СО витрачається і отримується Н 2, одержання реакції конверсії водяного газу, що поповнює СО, який споживається у вказаній реакції, газом з високою корисною тепловіддачею, що збільшує процентний вміст Н2, присутнього в синтез-газі, і рециркулюють синтез-газ, що має збільшену теплоємність, назад в камеру піролізу, щоб газифікувати в ній органічний матеріал, причому енергія подається, щоб поповнювати енергію, яка споживається протягом вказаної реакції; і коли температура рециркульованого синтез-газу сягає бажаного рівня, синтез-газ спрямовують повз установку риформінгу, щоб запобігти досягненню дуже високого рівня температури газу. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що споживаний СО постійно поповнюється. 14. Спосіб за будь-яким з пп. 11-12, який відрізняється тим, що синтез-гази циркулюють більше ніж 3 рази і аж до 24 разів між камерою піролізу і установкою риформінгу. 15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що установка риформінгу має камеру змішування і накопичувальну камеру, і зона реакції конверсії водяного газу забезпечується у вказаній камері змішування. 16. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що склад синтез-газу піддається моніторингу у вказаній установці риформінгу для визначення вмісту водню в синтез-газі. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що включає додавання пари у вказану зону реакції конверсії водяного газу в залежності від вмісту водню, що спостерігається, для сприяння генеруванню водню. 18. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що додатково включає керування процесом шляхом керування швидкістю циркуляції газу. 5 UA 101185 C2 5 10 19. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що кожна порція синтез-газу оцінюється для визначення чи досяг синтез-газ один або більше заданих контрольних критеріїв контролю якості, порція синтез-газу вводиться в процес синтезу у випадку, коли він досягає необхідного критерію контролю якості, і в іншому випадку порція використовується для одержання пари, яка використовується для підвищення виробництва синтез-газу. 20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що використання синтез-газу для одержання пари включає спрямування його по трубопроводу в бойлер, і пара, що виготовляється, в бойлері, застосовується в установці риформінгу для використання в реакції конверсії водяного газу. 21. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що збільшення корисної тепловіддачі синтез-газу перед рециркуляцією його через камеру піролізу зменшує час газифікації органічного матеріалу в ній. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюEffective installation and organic material reforming method
Автори англійськоюChalabi, Rifat, A., Perry, Ophneil, Henry
Назва патенту російськоюЭффективная установка и способ риформинга органического материала
Автори російськоюЧалаби Рифат А., Перри Офнейл Генри
МПК / Мітки
Мітки: риформінгу, ефективна, органічного, спосіб, матеріалу, установка
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-101185-efektivna-ustanovka-i-sposib-riformingu-organichnogo-materialu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Ефективна установка і спосіб риформінгу органічного матеріалу</a>
Попередній патент: Пристрій для концентрування газових домішок, розчинених у розплаві
Наступний патент: Спосіб приготування вафель та пристрій для їх виготовлення
Випадковий патент: Спосіб обстеження будівельних об'єктів