EA043512B1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING BIOCHAR BY HEAT TREATMENT - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING BIOCHAR BY HEAT TREATMENT Download PDFInfo
- Publication number
- EA043512B1 EA043512B1 EA202192536 EA043512B1 EA 043512 B1 EA043512 B1 EA 043512B1 EA 202192536 EA202192536 EA 202192536 EA 043512 B1 EA043512 B1 EA 043512B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- conveyor device
- processed
- process chamber
- chamber
- pyrolysis gas
- Prior art date
Links
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к способу и устройству согласно преамбулам независимых пунктов формулы изобретения, которые относятся к производству посредством термической обработки биочара, который является функциональным, т.е. его можно использовать, например, в качестве так называемого поглотителя углерода.The present invention relates to a method and apparatus according to the preambles of the independent claims, which relate to the production by heat treatment of a biochar that is functional, i.e. it can be used, for example, as a so-called carbon sink.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
Применение традиционного устройства типа конвертера Томпсона основано на загрузке исходного сырья, подлежащего обработке, в один или более шнековых конвейеров, находящихся в технологической камере, входящей в устройство; исходное сырье, подлежащее обработке, транспортируется этим конвейером (или конвейерами) в продольном направлении технологической камеры и одновременно подвергается непрямому нагреву. Исходное сырье, находящееся внутри конвейеров и карбонизированное за счет передачи тепла от конвейеров к исходному сырью, подлежащему обработке, выгружается из второго конца конвейеров на сборный конвейер, который отводит карбонизированное исходное сырье из технологической камеры. При таком решении пиролизный газ, образующийся внутри шнековых конвейеров, традиционно мигрирует совместно с исходным сырьем, подлежащим обработке, в направлении его перемещения и поступает из разгрузочного конца шнековых конвейеров в сборную камеру, а из нее перемещается дальше по соединительному трубопроводу в печь для сжигания пиролизного газа, расположенную под пространством шнекового конвейера, для его сжигания. Дымовой газ из печи для сжигания пиролизного газа поступает во внутреннее пространство шнекового конвейера, при этом тепло, содержащееся в дымовом газе, передается посредством конвективной теплопередачи шнековым конвейерам перед удалением дымового газа из технологической камеры с помощью разгрузочного устройства.The use of a traditional device such as a Thompson converter is based on loading the feedstock to be processed into one or more screw conveyors located in a process chamber included in the device; the feedstock to be processed is transported by this conveyor (or conveyors) in the longitudinal direction of the process chamber and is simultaneously subjected to indirect heating. The feedstock contained within the conveyors and carbonized by heat transfer from the conveyors to the feedstock to be processed is discharged from the second end of the conveyors onto a collection conveyor, which removes the carbonated feedstock from the process chamber. With this solution, the pyrolysis gas generated inside the screw conveyors traditionally migrates together with the feedstock to be processed in the direction of its movement and enters from the discharge end of the screw conveyors into the collection chamber, and from there it moves further along the connecting pipeline to the furnace for burning the pyrolysis gas , located under the space of the screw conveyor, for its combustion. The flue gas from the pyrolysis gas combustion furnace enters the interior of the screw conveyor, and the heat contained in the flue gas is transferred through convective heat transfer to the screw conveyors before removing the flue gas from the process chamber by the unloading device.
Активация обсуждаемого типа устройства требует, чтобы печь для сжигания пиролизного газа была полностью нагрета, например с использованием сжигаемого в ней твердого топлива, до достаточно высокой температуры перед началом фактического процесса карбонизации, чтобы обеспечить воспламенение пиролизного газа и последующее протекание процесса в так называемом самоподдерживающемся режиме. Поэтому обсуждаемое решение является трудоемким и медленным, в частности, в том, что касается первоначального запуска.Activation of the type of device discussed requires that the pyrolysis gas combustion furnace be fully heated, for example using a solid fuel burned therein, to a sufficiently high temperature before the actual carbonization process begins to allow the pyrolysis gas to ignite and then proceed in a so-called self-sustaining mode. Therefore, the solution discussed is labor-intensive and slow, particularly with regard to the initial start-up.
Решения указанного типа также доступны в настоящее время в таких вариантах осуществления, в которых печь для сжигания пиролизного газа снабжена, например, керосиновой горелкой для поддержания вспомогательного пламени, другой вариант осуществления состоит в том, что пиролизный газ, перемещаемый в направлении, противоположном направлению движения шнекового конвейерного устройства, поступает в печь для сжигания пиролизного газа, где он поджигается указанным пламенем горелки.Solutions of this type are also currently available in such embodiments in which the pyrolysis gas combustion furnace is equipped, for example, with a kerosene burner to maintain an auxiliary flame, another embodiment is that the pyrolysis gas is moved in a direction opposite to the direction of movement of the screw conveyor device, enters the furnace for burning pyrolysis gas, where it is ignited by the specified burner flame.
В настоящее время наиболее заметным недостатком оборудования описанного выше типа является его невысокая объемная производительность [Вт/м3] как результат непрямой или конвективной передачи тепла, используемого для нагревания шнековых конвейеров. Прежде всего, это заметно увеличивает время запуска устройства из холодного состояния до начала фактического непрерывного процесса карбонизации. С другой стороны, существенным недостатком является то, что предварительный нагрев камеры печи требует либо использования твердого топлива в течение довольно длительного периода времени, либо использования постоянного вспомогательного пламени, генерируемого с использованием отдельного топлива, для обеспечения возможности воспламенения пиролизного газа. Поэтому современная технология не может обеспечить способ получения угля, который можно было бы осуществить с разумными инвестиционными и эксплуатационными затратами.Currently, the most noticeable disadvantage of equipment of the type described above is its low volumetric productivity [W/m 3 ] as a result of indirect or convective heat transfer used to heat screw conveyors. First of all, it noticeably increases the time it takes for the device to start up from a cold state before the actual continuous carbonation process begins. On the other hand, a significant disadvantage is that preheating the furnace chamber requires either the use of solid fuel for a fairly long period of time, or the use of a constant auxiliary flame generated using a separate fuel to allow the pyrolysis gas to ignite. Therefore, current technology cannot provide a method of producing coal that can be accomplished at reasonable investment and operating costs.
Например, в международной заявке на патент WO 2011/004073 раскрыт способ получения углерода посредством термической обработки, в котором материал, подлежащий обработке, при помощи загрузочного устройства подают в конвейерное устройство, соединенное с технологической камерой, которая по существу является конвертером Томпсона. Материал, подлежащий обработке, перемещают в технологической камере в продольном направлении при помощи конвейерного устройства, изолированного от технологической камеры, при этом пиролизный газ, образующийся в результате переноса тепла из технологической камеры в материал, подлежащий обработке, который содержится в конвейерной системе, перемещается внутри конвейерной системы в направлении, противоположном направлению движения конвейерной системы, и отводится из конвейерной системы в камеру сгорания, предусмотренную в технологической камере, для его сжигания. Образующийся при этом дымовой газ выводят из технологической камеры при помощи разгрузочного устройства, а термически обработанный материал при помощи разгрузочных элементов выгружают из конвейерного устройства для дальнейшей обработки. При этом, во-первых, пиролизный газ сжигают непрерывно работающим устройством газовой горелки, и, вовторых, передачу тепла конвейерной системе, находящейся в технологической камере, осуществляют по существу за счет прямого излучения от пламени устройства газовой горелки и от стенок камеры сгорания.For example, international patent application WO 2011/004073 discloses a method for producing carbon by thermal treatment, in which the material to be treated is fed by means of a charging device into a conveyor device connected to a process chamber, which is essentially a Thompson converter. The material to be processed is moved in the process chamber in the longitudinal direction using a conveyor device isolated from the process chamber, while the pyrolysis gas generated as a result of heat transfer from the process chamber to the material to be processed, which is contained in the conveyor system, moves inside the conveyor system in the direction opposite to the direction of movement of the conveyor system, and is discharged from the conveyor system into a combustion chamber provided in the process chamber to burn it. The resulting flue gas is removed from the process chamber using an unloading device, and the heat-treated material is unloaded from the conveyor device for further processing using unloading elements. In this case, firstly, the pyrolysis gas is burned by a continuously operating gas burner device, and, secondly, heat transfer to the conveyor system located in the process chamber is carried out essentially due to direct radiation from the flame of the gas burner device and from the walls of the combustion chamber.
Однако и это решение само по себе не может обеспечить получение биочара таким образом, чтобы концентрация полициклических ароматических углеводородных соединений, содержащихся в нем, была достаточно низкой.However, this solution in itself cannot ensure the production of biochar in such a way that the concentration of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds contained in it is sufficiently low.
- 1 043512- 1 043512
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Задачей настоящих способа и устройства по изобретению является обеспечение значительного улучшения, касающегося указанных выше проблем, и за счет этого значительного прогресса по сравнению с доступными решениями согласно предшествующему уровню техники. Для решения этой задачи способ и устройство по изобретению в первую очередь отличаются тем, что указано в отличительных частях относящихся к ним независимых пунктов формулы изобретения.The object of the present method and device of the invention is to provide a significant improvement regarding the above problems and thereby a significant advance compared to the available solutions according to the prior art. To solve this problem, the method and device according to the invention are primarily distinguished by what is indicated in the distinctive parts of the independent claims related to them.
В качестве наиболее важных преимуществ, полученных за счет способа и устройства по настоящему изобретению, следует отметить простоту и эффективность принципа действия, парк оборудования, подходящего для их осуществления, и их применение. С использованием настоящего изобретения можно получить биочар, содержащий очень малое количество полициклических ароматических углеводородных соединений, в наилучшем случае - вообще их не содержащий, что можно обеспечить посредством термической обработки исходного сырья, подлежащего обработке, внутри конвейерной системы за счет использования водяного пара, образующегося из воды, подаваемой в конвейерную систему. Изобретение можно осуществить технически крайне простым и эффективным образом посредством использования, прежде всего, непрерывно работающего конвейерного устройства, оборудованного загрузочным и разгрузочным элементами, которое является по существу газонепроницаемым по отношению к окружающей среде. За счет этого можно предотвратить поступление кислорода в пиролизный газ, находящийся внутри конвейерного устройства, причем пиролизный газ по мере перемещения к загрузочному концу конвейерного устройства, т.е. по принципу противотока по отношению к исходному сырью, подлежащему обработке, которое перемещается внутри того же устройства в продольном направлении, эффективно охлаждается, поскольку содержащееся в нем тепло передается в исходное сырье, подлежащее обработке, двигающееся в противоположном направлении, что обеспечивает возможность проведения пиролизного газа при идеальной температуре к газовой горелке для его сжигания.Among the most important advantages obtained by the method and apparatus of the present invention are the simplicity and efficiency of the principle of operation, the stock of equipment suitable for their implementation and their application. Using the present invention, it is possible to obtain a biochar containing a very small amount of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds, in the best case, without them at all, which can be achieved by thermal treatment of the feedstock to be processed inside the conveyor system through the use of steam generated from water fed into the conveyor system. The invention can be carried out technically in an extremely simple and efficient manner by using, in particular, a continuously operating conveyor device equipped with loading and unloading elements, which is essentially gas-tight with respect to the environment. Due to this, it is possible to prevent the entry of oxygen into the pyrolysis gas located inside the conveyor device, and the pyrolysis gas as it moves towards the loading end of the conveyor device, i.e. based on the principle of countercurrent with respect to the feedstock to be processed, which moves inside the same device in the longitudinal direction, is effectively cooled, since the heat contained in it is transferred to the feedstock to be processed, moving in the opposite direction, which makes it possible to conduct pyrolysis gas at ideal temperature to the gas burner to burn it.
Использование камеры сгорания достаточно большого объема в технологической камере обеспечивает, прежде всего, сжигание дымовых газов с двухсекундным временем задержки при температуре, превышающей 850°С, что требуется согласно директиве ЕС по сжиганию отходов. Кроме того, условия, имеющиеся в задней секции камеры сгорания, благоприятны для протекания реакции селективного некаталитического восстановления (SNCR; от англ.: selective non-catalytic reduction) азота, а именно - температура, лежащая в диапазоне от 800 до 1100°С, и окислительная атмосфера.The use of a sufficiently large combustion chamber in the process chamber ensures that the flue gases are primarily burned with a two-second dwell time at temperatures exceeding 850°C, as required by the EU waste incineration directive. In addition, the conditions present in the rear section of the combustion chamber are favorable for the selective non-catalytic reduction reaction (SNCR) of nitrogen, namely a temperature ranging from 800 to 1100 ° C, and oxidizing atmosphere.
Устройство, выполненное согласно способу по настоящему изобретению, имеет оптимальную объемную производительность, поскольку передача тепла конвейерному устройству происходит в технологической камере от пламени газовой горелки (или горелок) посредством прямого лучистого тепла (передача тепла посредством излучения пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры), что, прежде всего, ускоряет запуск процесса производства биочара, поскольку температура поверхности конвейерного устройства повышается за счет прямого излучения от газового пламени значительно быстрее, чем в случае конвективной передачи тепла. Соответственно, за счет настоящего изобретения можно собрать устройство, которое является значительно меньшим по размеру и более компактным, чем имеющиеся в настоящее время аналоги, и инвестиционные расходы и расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию также будут значительно более приемлемыми, чем в случае традиционных решений.The device made according to the method of the present invention has optimal volumetric productivity, since the heat transfer to the conveyor device occurs in the process chamber from the flame of the gas burner (or burners) by means of direct radiant heat (heat transfer by radiation is proportional to the fourth power of absolute temperature), which, first of all, In total, it speeds up the start of the biochar production process, since the surface temperature of the conveyor device increases due to direct radiation from the gas flame much faster than in the case of convective heat transfer. Accordingly, with the present invention, it is possible to assemble a device that is significantly smaller and more compact than currently available analogues, and the investment, maintenance and operating costs will also be significantly more affordable than in the case of conventional solutions.
Другие предпочтительные варианты осуществления способа и устройства по настоящему изобретению представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.Other preferred embodiments of the method and device of the present invention are presented in the corresponding dependent claims.
Перечень фигур чертежейList of drawing figures
В последующем описании изобретение будет рассмотрено более подробно со ссылкой на прилагаемый чертеж, который изображает общий принцип работы устройства, функционирующего согласно способу по настоящему изобретению.In the following description, the invention will be discussed in more detail with reference to the accompanying drawing, which depicts the general operating principle of an apparatus operating in accordance with the method of the present invention.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of implementing the invention
Настоящее изобретение прежде всего относится к способу производства посредством термической обработки биочара, который является функциональным в качестве поглотителя углерода; этот способ включает загрузку исходного сырья х, подлежащего обработке, при помощи загрузочных элементов 1а во внутреннее пространство конвейерного устройства 3, которое находится в технологической камере 2 типа конвертера Томпсона и является изолированным относительно нее, для перемещения исходного сырья х, подлежащего обработке, в технологической камере 2 в продольном направлении s технологической камеры, при этом пиролизный газ у, выделяющийся из исходного сырья х, подлежащего обработке, которое находится в конвейерном устройстве 3, в результате передачи к нему тепла из технологической камеры отводят из конвейерного устройства для его сжигания в камере 4 сгорания технологической камеры. Образующийся дымовой газ у' удаляют из технологической камеры при помощи разгрузочного устройства 5, а полученный биочар х' удаляют из конвейерного устройства с помощью разгрузочных элементов 1b для дальнейшей обработки. Если обратиться конкретно к приложенной иллюстративной технологической схеме способа, то пиролизный газ у поджигают устройством 7 газовой горелки, предпочтительно работающим непрерывно, и передача тепла к конвейерному устройству 3, находящемуся в технологической камере 2, осуществляется по существу прямым излучением от пламени устройства 7The present invention primarily relates to a method for producing, by heat treatment, a biochar that is functional as a carbon sink; this method involves loading the feedstock x to be processed using loading elements 1a into the interior of a conveyor device 3, which is located in and isolated from a process chamber 2 of the Thompson converter type, to move the feedstock x to be processed in the process chamber 2 in the longitudinal direction s of the technological chamber, while the pyrolysis gas y, released from the feedstock x to be processed, which is located in the conveyor device 3, as a result of the transfer of heat to it from the technological chamber, is removed from the conveyor device for its combustion in the combustion chamber 4 technological chamber. The resulting flue gas y' is removed from the process chamber using the unloading device 5, and the resulting biochar x' is removed from the conveyor device using the unloading elements 1b for further processing. Referring specifically to the attached illustrative process flow diagram, the pyrolysis gas is ignited by a gas burner device 7, preferably operating continuously, and heat transfer to the conveyor device 3 located in the process chamber 2 is carried out essentially by direct radiation from the flame of the device 7
- 2 043512 газовой горелки и от стенок камеры 4 сгорания. Кроме того, пиролизный газ у перемещается внутри конвейерного устройства 3 в противотоке относительно продольного направления s технологической камеры к загрузочному концу I конвейерного устройства для передачи тепла, содержащегося в пиролизном газе, исходному сырью х, подлежащему обработке, которое перемещают в продольном направлении s технологической камеры, и для подачи охлажденного пиролизного газа у к устройству 7 газовой горелки. Количество РАН соединений, содержащихся в получаемом биочаре х', уменьшают или снижают до нуля при помощи водяного пара z' за счет подачи воды z во внутреннее пространство конвейерного устройства 3, причем воду z подают во внутреннее пространство конвейерного устройства 3 с его разгрузочного конца II для перемещения потока z' пара совместно с пиролизным газом у в противотоке по отношению к продольному направлению s технологической камеры по направлению к загрузочному концу I конвейерного устройства.- 2 043512 gas burner and from the walls of the combustion chamber 4. In addition, the pyrolysis gas y moves inside the conveyor device 3 in countercurrent relative to the longitudinal direction s of the process chamber to the loading end I of the conveyor device to transfer the heat contained in the pyrolysis gas to the feedstock x to be processed, which is moved in the longitudinal direction s of the process chamber, and for supplying cooled pyrolysis gas to the gas burner device 7. The number of RAS compounds contained in the resulting biochar x' is reduced or reduced to zero using water vapor z' by supplying water z into the internal space of the conveyor device 3, and water z is supplied into the internal space of the conveyor device 3 from its discharge end II for movement of the steam flow z' together with the pyrolysis gas y in countercurrent with respect to the longitudinal direction s of the technological chamber towards the loading end I of the conveyor device.
Если обратиться к приложенной технологической схеме способа, то при осуществлении способа по настоящему изобретению также особенно важно, что отведение пиролизного газа у' осуществляют в продольном направлении s технологической камеры 2 до подачи 1а исходного сырья х, подлежащего обработке. Выполнение указанных операций в неправильном порядке значительно снижает полезность способа, поскольку, например, трубы, участвующие в указанных операциях, легко закупориваются, и при проведении процесса с высокой производительностью масса сырья может попасть в газовую трубу.If we refer to the attached process flow diagram of the method, then when implementing the method according to the present invention, it is also particularly important that the removal of pyrolysis gas y' is carried out in the longitudinal direction s of the technological chamber 2 before the supply 1a of the feedstock x to be processed. Carrying out these operations in the wrong order significantly reduces the usefulness of the method, since, for example, the pipes involved in these operations are easily clogged, and when the process is carried out at high productivity, a mass of raw materials can get into the gas pipe.
Также для качественного осуществления способа по настоящему изобретению особенно важно, чтобы уровень поверхности сырья, подлежащего обработке, внутри конвейерного устройства тщательно контролировался, что является абсолютно необходимым, в частности, для регулирования давления и накопления смолы. Другим аспектом, имеющим большое значение, является регулирование температуры и влажности пиролизного газа, поскольку без подачи воды газовые трубы на практике быстро закупориваются, если исходное сырье, подлежащее обработке, является сухим. Увлажнение сырья, подлежащего обработке, на практике является трудной задачей и приводит к частичной потере производительности способа, чего удается избежать за счет подачи водяного тумана z согласно приложенной технологической схеме способа в пиролизный газ у' для регулирования его влажности и температуры.It is also particularly important for the quality implementation of the method of the present invention that the surface level of the raw material to be processed inside the conveyor device is carefully controlled, which is absolutely necessary, in particular for the regulation of pressure and resin accumulation. Another aspect of great importance is the control of the temperature and humidity of the pyrolysis gas, since without water supply, gas pipes in practice quickly become clogged if the feedstock to be processed is dry. Humidification of the raw material to be processed is, in practice, a difficult task and leads to a partial loss of method productivity, which can be avoided by supplying water mist z according to the attached process flow diagram to the pyrolysis gas y' to regulate its humidity and temperature.
За счет перемещения потока z' пара совместно с пиролизным газом у в противотоке относительно продольного направления s технологической камеры по направлению к загрузочному концу I конвейерного устройства обеспечивают максимально возможную эффективность взаимодействия водяного пара и исходного сырья, подлежащего обработке, причем в другом предпочтительном варианте осуществления способа полученный биочар х' раскалывают и охлаждают под действием водяного пара перед его удалением из конвейерного устройства 3.By moving the steam flow z' together with the pyrolysis gas y in countercurrent relative to the longitudinal direction s of the process chamber towards the loading end I of the conveyor device, the maximum possible efficiency of interaction between water vapor and the feedstock to be processed is ensured, and in another preferred embodiment of the method, the resulting biochar x' is split and cooled under the action of water vapor before it is removed from the conveyor device 3.
В следующем предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению исходное сырье х, подлежащее обработке, обрабатывают в технологической камере 2 в конвейерном устройстве 3, которое находится под избыточным давлением относительно технологической камеры, и которое снабжено загрузочными и разгрузочными элементами 1а, 1b, которые являются по существу газонепроницаемыми относительно окружающей среды, что предпочтительно обеспечивают за счет использования одного или более шнековых конвейеров 3а с электрическим приводом и возможностью плавного регулирования, например приводимых в движение с переменной скоростью, или сходных конвейеров.In a further preferred embodiment of the method of the present invention, the feedstock x to be processed is processed in a process chamber 2 in a conveyor device 3, which is under positive pressure relative to the process chamber, and which is equipped with loading and unloading elements 1a, 1b, which are essentially gas-tight to the environment, which is preferably achieved through the use of one or more electrically driven and continuously variable screw conveyors 3a, for example driven at variable speed, or similar conveyors.
При загрузке в конвейерное устройство 3 исходного сырья, подлежащего обработке, можно использовать, например, способ и систему загрузки согласно патенту Финляндии № 119125, в частности, для осуществления загрузки исходного сырья, подлежащего обработке, во-первых, непрерывно и, во-вторых, таким образом, чтобы технологические газы не могли улетучиваться нерегулируемым образом из внутреннего пространства конвейерного устройства или из технологической камеры в окружающую среду.When loading the feedstock to be processed into the conveyor device 3, it is possible to use, for example, the loading method and system according to Finnish patent No. 119125, in particular to carry out the loading of the feedstock to be processed, firstly, continuously and, secondly, in such a way that process gases cannot escape in an uncontrolled manner from the interior of the conveyor device or from the process chamber into the environment.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения конвейерное устройство 3 наиболее эффективно нагревают сразу же после его введения в технологическую камеру 2 одной или более газовыми горелками 7; причем горелка 7а установлена на входной стенке 2а технологической камеры сонаправленно с конвейерным устройством.In a further preferred embodiment of the present invention, the conveyor device 3 is most effectively heated immediately after its introduction into the process chamber 2 by one or more gas burners 7; Moreover, the burner 7a is installed on the inlet wall 2a of the process chamber in co-direction with the conveyor device.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения пропускную способность конвейерного устройства 3, например одного или более шнековых конвейеров 3а, можно изменять в продольном направлении s технологической камеры, в частности, для уменьшения толщины слоя исходного сырья х, подлежащего обработке, от загрузочного конца I конвейерного устройства 3 по направлению к его разгрузочному концу II. Соответственно, конвейерное устройство 3 предпочтительно реализуют, например, с использованием шнекового конвейера 3а, имеющего меньший шаг витков на загрузочном конце и больший шаг витков на разгрузочном конце.In a further preferred embodiment of the present invention, the throughput of the conveyor device 3, for example one or more screw conveyors 3a, can be varied in the longitudinal direction s of the process chamber, in particular to reduce the thickness of the feed layer x to be processed from the loading end I of the conveyor device 3 towards its discharge end II. Accordingly, the conveyor device 3 is preferably implemented, for example, using a screw conveyor 3a having a smaller pitch at the loading end and a larger pitch at the discharge end.
Также можно предусмотреть подачу воздуха для устройства 7 газовой горелки, например для одной или более параллельных газовых горелок 7а, отдельным вентилятором для подачи воздуха горения. С другой стороны, в связи с газовой горелкой 7а также возможно и предпочтительно использовать, например, эжекционный вентилятор для отсасывания пиролизного газа у за счет эжекционной насадки, встроенной в газовую горелку.It is also possible to provide air supply for the gas burner device 7, for example for one or more parallel gas burners 7a, with a separate fan for supplying combustion air. On the other hand, in connection with the gas burner 7a it is also possible and preferable to use, for example, an ejection fan for sucking out the pyrolysis gas y by means of an ejection nozzle built into the gas burner.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения также можно с использованием способа по настоящему изобретению обрабатывать по существу разнородные виды исIn a further preferred embodiment of the present invention, it is also possible to process substantially dissimilar types of products using the method of the present invention.
- 3 043512 ходного сырья х, за счет загрузки их, как показано, например, в приложенной технологической схеме способа, в конвейерное устройство через раздельные загрузочные элементы 1а; поступающие из них разнородные виды сырья смешиваются друг с другом при проталкивании их шнековым конвейером 3а по направлению к технологической камере. В этом контексте, разумеется, возможен вариант осуществления, в котором различные виды исходного сырья смешивают друг с другом в отдельной смесительной камере и загружают одним загрузочным элементом в конвейерное устройство 3.- 3 043512 running raw materials x, by loading them, as shown, for example, in the attached process flow diagram, into a conveyor device through separate loading elements 1a; the dissimilar types of raw materials coming from them are mixed with each other when they are pushed by the screw conveyor 3a towards the process chamber. In this context, of course, an embodiment is possible in which different types of raw materials are mixed with each other in a separate mixing chamber and loaded with one loading element into the conveyor device 3.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в технологической камере выполняют восстановление азота, осуществляемое, например, способом так называемого селективного некаталитического восстановления, с использованием дополнительного форсуночного устройства 1s для подачи в камеру 4 сгорания среды, содержащей аммиак, например распыленной мочевины, водного раствора аммиака и т.п. За счет размещения указанной форсунки в точке, обозначающей конец зоны горения пламени газа, среда, распыляемая из форсуночного устройства, испаряется, при этом образующийся аммиак смешивается с дымовым газом и имеет достаточно длительное время для влияния на дымовые газы для протекания значимой реакции азота. Кроме того, в способе по настоящему изобретению дополнительно предусмотрено, например, за счет кислородного датчика, что горение перманентно обеспечивается избытком воздуха.In another preferred embodiment of the present invention, nitrogen reduction is carried out in the process chamber, carried out, for example, by the so-called selective non-catalytic reduction method, using an additional nozzle device 1s for supplying an ammonia-containing medium, for example atomized urea, an aqueous ammonia solution, into the combustion chamber 4 and so on. By placing said nozzle at a point marking the end of the combustion zone of the gas flame, the medium sprayed from the nozzle device is evaporated, while the resulting ammonia mixes with the flue gas and has a sufficiently long time to influence the flue gases for a significant nitrogen reaction to occur. In addition, the method according to the present invention further provides, for example by means of an oxygen sensor, that combustion is permanently ensured by excess air.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения осуществлена подача добавок в производимый биочар х' посредством их смешивания с водой z, подаваемой в конвейерное устройство 3.In the next preferred embodiment of the present invention, additives are supplied to the produced biochar x' by mixing them with water z supplied to the conveyor device 3.
С другой стороны, изобретение также относится к устройству для осуществления указанного выше способа, которое содержит:On the other hand, the invention also relates to a device for carrying out the above method, which contains:
загрузочные элементы 1а для загрузки исходного сырья х, подлежащего обработке, во внутреннее пространство конвейерного устройства 3, находящегося в технологической камере 2 типа конвертера Томпсона и изолированного относительно этой камеры, для перемещения исходного сырья х, подлежащего обработке, в технологической камере 2 в продольном направлении s технологической камеры;loading elements 1a for loading the feedstock x to be processed into the internal space of the conveyor device 3 located in the process chamber 2 of the Thompson converter type and isolated relative to this chamber, for moving the feedstock x to be processed in the process chamber 2 in the longitudinal direction s technological chamber;
проточное устройство 8 для отведения пиролизного газа у, образующегося из исходного сырья х, подлежащего обработке, которое находится в конвейерном устройстве 3, в результате передачи к нему тепла из технологической камеры, из конвейерного устройства для его сжигания в камере 4 сгорания технологической камеры;a flow device 8 for removing pyrolysis gas y, formed from the feedstock x, to be processed, which is located in the conveyor device 3, as a result of the transfer of heat to it from the process chamber, from the conveyor device for its combustion in the combustion chamber 4 of the process chamber;
разгрузочное устройство 5 для удаления образующегося дымового газа у' из технологической камеры;unloading device 5 for removing the resulting flue gas y' from the process chamber;
разгрузочные элементы 1b для удаления полученного биочара х' из конвейерного устройства для дальнейшей обработки и наиболее предпочтительно непрерывно работающее устройство 7 газовой горелки для сжигания пиролизного газа у, причем передачу тепла конвейерному устройству 3, находящемуся в технологической камере 2, осуществляют посредством по существу прямого излучения от пламени устройства 7 газовой горелки и от стенок камеры 4 сгорания.unloading elements 1b for removing the resulting biochar x' from the conveyor device for further processing and most preferably a continuously operating gas burner device 7 for burning pyrolysis gas y, wherein the heat transfer to the conveyor device 3 located in the process chamber 2 is carried out by means of essentially direct radiation from flame of the gas burner device 7 and from the walls of the combustion chamber 4.
Кроме того, поток пиролизного газа у внутри конвейерного устройства 3 идет в противотоке по направлению к загрузочному концу I конвейерного устройства для передачи тепла, содержащегося в пиролизном газе, в исходное сырье х, подлежащее обработке, которое перемещают в противоположном направлении s, и для доставки охлажденного пиролизного газа у к устройству 7 газовой горелки. Устройство дополнительно содержит загрузочное устройство 1с для подачи воды z во внутреннее пространство конвейерного устройства 3 для восстановления/удаления с использованием водяного пара z' РАН соединений, содержащихся в полученном биочаре х', причем загрузочное устройство 1с выполнено так, что вода подается во внутреннее пространство загрузочного устройства 3 по существу на разгрузочном конце II конвейерного устройства для перемещения потока z' водяного пара совместно с пиролизным газом у в продольном направлении s технологической камеры к загрузочному концу I конвейерного устройства.In addition, the flow of pyrolysis gas y inside the conveyor device 3 goes in countercurrent towards the loading end I of the conveyor device to transfer the heat contained in the pyrolysis gas to the feedstock x to be processed, which is moved in the opposite direction s, and to deliver cooled pyrolysis gas to the gas burner device 7. The device additionally contains a loading device 1c for supplying water z into the internal space of the conveyor device 3 for recovery/removal using water vapor z' RAS of compounds contained in the resulting biochar x', and the loading device 1c is designed so that water is supplied to the internal space of the loading device 3 essentially at the discharge end II of the conveyor device for moving the flow z' of water vapor together with the pyrolysis gas y in the longitudinal direction s of the process chamber to the loading end I of the conveyor device.
Из приложенной технологической схемы способа видно, что в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения отводящая труба 1а' для пиролизного газа расположена в продольном направлении выше по течению относительно загрузочного устройства 1а для исходного сырья, подлежащего обработке. В приложенной технологической схеме способа также представлено загрузочное устройство 1е для подачи водяного тумана в пиролизный газ у' для регулирования его влажности и температуры. Кроме того, устройство предпочтительно содержит охлаждающее устройство 1d для охлаждения полученного биочара х' за счет циркуляции воды/водяного пара, предпочтительно осуществляемой по принципу противотока.From the attached process flow diagram it can be seen that in a preferred embodiment of the present invention, the outlet pipe 1a' for the pyrolysis gas is located in the longitudinal direction upstream of the loading device 1a for the feedstock to be processed. The attached process flow diagram also shows a loading device 1e for supplying water mist to the pyrolysis gas y' to regulate its humidity and temperature. In addition, the device preferably includes a cooling device 1d for cooling the resulting biochar x' by circulating water/steam, preferably carried out according to the countercurrent principle.
В следующем предпочтительном варианте осуществления устройства оно содержит конвейерное устройство 3, которое заключено в технологической камере 2, находится под повышенным относительно технологической камеры давлением и снабжено загрузочным и разгрузочным элементами 1а, 1b, которые являются по существу газонепроницаемыми по отношению к окружающей среде; связанные с этим преимущества уже были указаны ранее.In a further preferred embodiment of the device, it contains a conveyor device 3, which is enclosed in a process chamber 2, is under increased pressure relative to the process chamber and is equipped with loading and unloading elements 1a, 1b, which are essentially gas-tight with respect to the environment; the associated benefits have already been stated earlier.
Очевидно, что настоящее изобретение не ограничено вариантами его осуществления, представленObviously, the present invention is not limited to its embodiments, presented
--
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20195284 | 2019-04-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA043512B1 true EA043512B1 (en) | 2023-05-29 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2272064C2 (en) | Method of pyrolysis and gasification of organic agents or mixtures of organic agents and device for realization of this method | |
| US20070101912A1 (en) | Carbonization apparatus for producing activated carbon | |
| KR20080009311A (en) | How to mix hot gases in a kiln for mineral processing | |
| JP5744721B2 (en) | Carbonization method and apparatus | |
| JP5297066B2 (en) | Pyrolysis gas treatment method and apparatus in sludge carbonization equipment | |
| TW200907041A (en) | Method and apparatus for carbonization treatment of highly hydrous organic matter | |
| RU2507460C2 (en) | Method and shaft furnace for baking of lump material | |
| EA043512B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING BIOCHAR BY HEAT TREATMENT | |
| US5749309A (en) | Process and apparatus for the thermal production of energy from waste material, particulary refuse | |
| WO2011004075A1 (en) | Method for thermal treatment of organic matter of low calorific value | |
| EP4127586B1 (en) | A method for reducing combustion temperature and thermal radiation within a lime kiln | |
| CN113767161B (en) | Method and apparatus for producing non-energy bio-coal by thermal treatment | |
| JP2009138089A (en) | Multistage screw carbonization device | |
| EP2451896A1 (en) | Method for separating carbon by thermal treatment | |
| RU2698831C1 (en) | Method and apparatus for processing carbon-containing material | |
| OA20387A (en) | Method and apparatus for the manufacturing of non-energent biocoal with thermal treatment. | |
| RU2166527C1 (en) | Method of charcoal production and plant for charcoal production | |
| JP2001254082A (en) | Rotary carbonization apparatus | |
| BR112021019862B1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING AND APPARATUS FOR MANUFACTURING BIOCHAR WITH HEAT TREATMENT | |
| JP2023000833A (en) | Thermal decomposition method | |
| JP2004161844A (en) | Recycling apparatus | |
| JP2002336899A (en) | Method for carbonizing organic sludge and carbonization device | |
| SU970059A1 (en) | Apparatus for roasting cement clinker | |
| JPS59136197A (en) | Thermal decomposing device for activated sludge |