RU2459144C1 - Multi-stage decomposition method of solid fuel by means of oxidation, and device for its implementation - Google Patents
Multi-stage decomposition method of solid fuel by means of oxidation, and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459144C1 RU2459144C1 RU2011103553/05A RU2011103553A RU2459144C1 RU 2459144 C1 RU2459144 C1 RU 2459144C1 RU 2011103553/05 A RU2011103553/05 A RU 2011103553/05A RU 2011103553 A RU2011103553 A RU 2011103553A RU 2459144 C1 RU2459144 C1 RU 2459144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxidation
- zone
- fuel
- temperature
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике, а именно - к способам производства тепловой энергии за счет разложения твердого топлива в окислителе.The invention relates to energy, and in particular to methods for producing thermal energy by decomposing solid fuel in an oxidizing agent.
Известен способ производства тепловой энергии за счет сжигания топлива в окислителе - патент РФ №2291349, МПК F23B 10/00 от 01.01.2010.A known method of producing thermal energy by burning fuel in an oxidizing agent is RF patent No. 2291349, IPC F23B 10/00 of 01/01/2010.
В топливном цикле, в основе которого лежит сжигание органического топлива, организуют круговорот органического топлива и его окислителя, в качестве которого используют элементный фтор. Для этого вводят в процесс неорганическое топливо в виде диоксида кремния или оксида редкого металла, относящегося к группе тугоплавких и образующего с фтором летучее соединение, сжигают его, используя в качестве окислителя образующийся в результате горения органического топлива тетрафторид углерода. Из полученных продуктов горения, а именно фторида кремния или фторида редкого металла, восстанавливают кремний или редкий металл, получая одновременно элементный фтор, а из углекислого газа, также с использованием элементного фтора и восстановленного кремния или металла, воспроизводят чистый углерод, направляя его, как и элементный фтор, на первоначальную операцию сжигания углерода.In the fuel cycle, which is based on the burning of fossil fuels, organize the cycle of fossil fuels and its oxidizing agent, which use elemental fluorine. To do this, inorganic fuel is introduced into the process in the form of silicon dioxide or rare metal oxide belonging to the refractory group and forming a volatile compound with fluorine, it is burned using carbon tetrafluoride formed as a result of combustion of organic fuel. From the resulting combustion products, namely silicon fluoride or rare metal fluoride, silicon or rare metal is reduced to obtain elemental fluorine, and pure carbon is produced from carbon dioxide, also using elemental fluorine and reduced silicon or metal, directing it, just like elemental fluorine, on an initial carbon burning operation.
Недостатком способа является то, что сжигание происходит в пространстве с использованием в качестве окислителя элементного фтора, и ввода в процесс неорганического топлива в виде диоксида кремния.The disadvantage of this method is that combustion occurs in space using elemental fluorine as an oxidizing agent, and inorganic fuel is introduced into the process in the form of silicon dioxide.
Известен способ сжигания и сухой перегонки твердого топлива, взятый за прототип - патент РФ №2319065, МПК F23B 30/00 от 10.03.2002. Способ включает загрузку топлива в камеру, нагревание его до температуры выхода летучих, разделение паровой и твердой фаз и сжигание последней в топке, причем, перед помещением топлива в камеру ее нагревают изнутри выше температуры, при которой происходит выход основной массы летучих.A known method of burning and dry distillation of solid fuel, taken as a prototype - RF patent No. 2319065, IPC F23B 30/00 from 03/10/2002. The method includes loading fuel into the chamber, heating it to the exit temperature of the volatiles, separating the vapor and solid phases and burning the latter in the furnace, and, before placing the fuel in the chamber, it is heated from the inside above the temperature at which the bulk of the volatiles exit.
Недостатком способа является порционность сжигания и неспособность контролировать полноту и глубину сгорания топлива, а также неспособность регулировать выделение тепловой энергии, невозможность получать и отводить топочный газ для дальнейшего его использования.The disadvantage of this method is the batching rate of combustion and the inability to control the completeness and depth of combustion of the fuel, as well as the inability to control the release of thermal energy, the inability to receive and discharge flue gas for its further use.
Известен газогенератор для газификации древесных отходов, патент РФ №2341727, МПК F23B 30/00, C10J 03/20 от 04.03.2005. Газогенератор содержит футерованный корпус с подсушкой опила в верхней части и коаксиально установленный кожух. Кожух образует с корпусом «рубашку». Патрубок с дроссельной заслонкой подключен к внутренней части коаксиального трубопровода, сообщенного с камерой горения, расположенной на уровне фурменного пояса. В корпусе размещено устройство виброожижения опила, снабженное вибратором эксцентрикового типа и расположенное ниже фурменного пояса в камере восстановления, а под устройством виброожижения размещена сменная зольниковая решетка с зольниковой камерой.Known gasifier for gasification of wood waste, RF patent No. 2341727, IPC F23B 30/00, C10J 03/20 from 04.03.2005. The gas generator comprises a lined case with drying of sawdust in the upper part and a coaxially mounted casing. The casing forms a “shirt” with the body. The throttle nozzle is connected to the inside of the coaxial pipe in communication with the combustion chamber located at the level of the tuyere belt. A sawdust vibratory fluidization device, equipped with an eccentric type vibrator and located below the tuyere belt in the recovery chamber, is located in the housing, and a replaceable ash pan grate with an ash pan chamber is located under the vibratory fluidization device.
Недостатком газогенератора является то, что в качестве сырья используют только опил с предварительной подсушкой, а также на всем протяжении процесса используют внешний источник тепла, что приводит к низкой эффективности устройства.The disadvantage of a gas generator is that only sawdust with preliminary drying is used as a raw material, and an external heat source is used throughout the process, which leads to a low efficiency of the device.
Наиболее близким является устройство для переработки твердых горючих ископаемых, патент РФ №2342421, МПК С10В 53/06. Устройство содержит реактор, на входе соединенный с загрузочным бункером, на выходе - с отводящим каналом для парогазовой смеси, топку, снабженную отводящим каналом, а также питатель, расположенный перед топкой. Реактор содержит корпус с размещенным в нем механизмом для перемешивания и перемещения твердого топлива шнеком по длине корпуса. Корпус соединен с герметизирующей камерой.The closest is a device for the processing of solid fossil fuels, RF patent No. 2342421, IPC СВВ 53/06. The device comprises a reactor at the inlet connected to the feed hopper, at the outlet, with an outlet channel for the gas-vapor mixture, a furnace equipped with an outlet channel, and a feeder located in front of the furnace. The reactor comprises a housing with a mechanism disposed therein for mixing and moving solid fuel with an auger along the length of the housing. The housing is connected to a sealing chamber.
Недостатком устройства является то, что оно не позволяет учитывать особенность исходного сырья и, как следствие, качество выходного газа, происходящие реакции не контролируемы, а на протяжении всего периода в процессе участвуют внешние источники тепла.The disadvantage of this device is that it does not allow to take into account the peculiarity of the feedstock and, as a result, the quality of the outlet gas, the reactions that take place are not controlled, and external heat sources participate in the process throughout the entire period.
Задача изобретения - создание эффективного способа и устройства разложения твердого топлива и получение тепловой энергии, топочного газа и синтез-газа с заданными физико-химическими свойствами, температурой, давлением.The objective of the invention is the creation of an effective method and device for the decomposition of solid fuel and the receipt of thermal energy, flue gas and synthesis gas with desired physicochemical properties, temperature, pressure.
Способ многоступенчатого разложения твердого топлива окислением включает непрерывную подачу топлива в цилиндрический корпус с предварительным сжатием и нагревом исходного топлива до температуры начала активной реакции окисления. Топливо подают, перемещая его шнеком вдоль оси зоны окисления и предварительного нагрева с температурой 350-750°С и давлением 0-1 МПа, зоны основного окисления с температурой 500-1000°С, давлением 0,5-5 МПа. Далее топливо подается в зону разряжения с температурой 700-1500°С и давлением 0-(-0,9) МПа. После зоны разряжения через один патрубок выходит зольный остаток, а через другой патрубок - выходной газ с заданными физико-химическими свойствами.The method of multi-stage decomposition of solid fuel by oxidation involves the continuous supply of fuel into a cylindrical body with preliminary compression and heating of the original fuel to the temperature of the onset of an active oxidation reaction. Fuel is supplied by moving it with a screw along the axis of the oxidation and preheating zone with a temperature of 350-750 ° C and a pressure of 0-1 MPa, a zone of basic oxidation with a temperature of 500-1000 ° C, a pressure of 0.5-5 MPa. Further, the fuel is fed into the discharge zone with a temperature of 700-1500 ° C and a pressure of 0 - (- 0.9) MPa. After the discharge zone, an ash residue leaves through one nozzle, and an exhaust gas with specified physicochemical properties passes through the other nozzle.
Устройство для осуществления способа - твердотопливный преобразователь - состоит из приемного бункера, цилиндрического корпуса с расположенным внутри шнеком с переменным шагом и разрывами по зонам окисления. Над зонами окисления выполнены патрубки ввода окислителя. На противоположном конце корпуса расположены патрубок вывода газа с заданными характеристиками с находящимся внутри патрубка вакуумным насосом и патрубок вывода зольного остатка. Для подачи охлаждающей жидкости вал шнека выполнен полым. Для устранения провисания и натягивания вал расположен на подшипниках с натяжным устройством в виде пружины.A device for implementing the method - a solid fuel converter - consists of a receiving hopper, a cylindrical body with a screw located inside with a variable pitch and breaks in the oxidation zones. Over the oxidation zones made the input pipe of the oxidizing agent. At the opposite end of the casing there is a gas outlet pipe with predetermined characteristics with a vacuum pump located inside the pipe and an ash residue discharge pipe. To supply coolant, the auger shaft is hollow. To eliminate sagging and tensioning, the shaft is located on bearings with a tensioning device in the form of a spring.
На фиг.1 изображен твердотопливный преобразователь, состоящий из цилиндрического корпуса 1, приемного бункера 2 с расположенным внутри шнеком с переменным шагом 3. Цилиндрический корпус 1 разделен на зону предварительного сжатия 4, зону окисления с предварительным нагревом 5, зону основного окисления 6 и зону разряжения 7. В цилиндрическом корпусе над зонами окисления выполнены патрубки ввода окислителя 8а, 8в, 8с. На противоположном конце корпуса за зоной разряжения 7 выполнены патрубок вывода газа с заданными характеристиками 9, патрубок для вывода зольного остатка 10. Вал шнека выполнен полым и расположен на подшипниках, обеспечивающих нормальную работу вала при его нагреве.Figure 1 shows a solid fuel converter, consisting of a cylindrical housing 1, a receiving hopper 2 with a screw located at a variable pitch 3. The cylindrical housing 1 is divided into a pre-compression zone 4, a pre-heated oxidation zone 5, a main oxidation zone 6 and a vacuum zone 7. In a cylindrical body above the oxidation zones, oxidizer inlet pipes 8a, 8b, 8c are made. At the opposite end of the housing behind the discharge zone 7, a gas outlet pipe with specified characteristics 9, a pipe for removing ash residue 10 are made. The screw shaft is hollow and is located on the bearings, ensuring normal operation of the shaft when it is heated.
Способ многоступенчатого разложения твердого топлива осуществляют в топливном преобразователе. В его цилиндрический корпус 1 через приемный бункер 2 при помощи шнека с переменным шагом 3 подают твердое топливо, включающее в себя углеродистые и азотистые соединения. Шнек 3, имея переменный шаг в зоне предварительного сжатия 4, сжимает топливо с его одновременным уплотнением и герметизацией этой зоны.The method of multi-stage decomposition of solid fuel is carried out in a fuel converter. In its cylindrical body 1 through the hopper 2 using a screw with a variable pitch 3 serves solid fuel, including carbon and nitrogen compounds. The screw 3, having a variable pitch in the pre-compression zone 4, compresses the fuel with its simultaneous compaction and sealing of this zone.
В зоне окисления с предварительным нагревом 5 топливо нагревают до температуры 350-750°С, с давлением 0-1 МПа, а через патрубок 8а подают окислитель.In the oxidation zone with preheating 5, the fuel is heated to a temperature of 350-750 ° C, with a pressure of 0-1 MPa, and an oxidizing agent is supplied through the pipe 8a.
В результате этого повышается температура и давление в зоне предварительного сжатия 4 и зоне окисления с предварительным нагревом 5. Тепло отводится, а выделяющийся газ вместе с остатками топлива перемещается в следующую зону основного дозированного окисления 6 с температурой 500-1000°С, давлением 0,5-5 МПа и подачей окислителя через патрубок 8 в, где процесс повторяется. В зоне разряжения 7 с температурой 700-1500°С, давлением 0-(-0,9) МПа и подачей окислителя через патрубок 8с происходит дегазация остатка переработанного топлива. На выходе из зоны разряжения 7 создается отрицательное давление для ускорения удаления газовой составляющей из зольного остатка.As a result of this, the temperature and pressure increase in the pre-compression zone 4 and the oxidation zone with pre-heating 5. The heat is removed, and the gas released, together with the fuel residues, moves to the next zone of the main metered oxidation 6 with a temperature of 500-1000 ° С, pressure 0.5 -5 MPa and the supply of the oxidizing agent through the pipe 8 in, where the process is repeated. In the discharge zone 7 with a temperature of 700-1500 ° C, a pressure of 0 - (- 0.9) MPa and the supply of an oxidizing agent through the pipe 8c, the remaining fuel is degassed. At the outlet of the discharge zone 7, negative pressure is created to accelerate the removal of the gas component from the ash residue.
Для замедления или ускорения реакции окисления в различных зонах по патрубкам 8а, 8в, 8с предусмотрено различное количество подачи окислителя. Основным окислителем является кислород и как добавление используют озон.To slow down or accelerate the oxidation reaction in different zones, various amounts of oxidant supply are provided through the nozzles 8a, 8b, 8c. The main oxidizing agent is oxygen and ozone is used as an additive.
Далее через патрубок 9 газ отводится на необходимые нужды, а через патрубок вывода 10 зольный остаток отводится в бункер для дальнейшей утилизации.Further, through the pipe 9, the gas is discharged for the necessary needs, and through the pipe 10 the ash residue is discharged into the hopper for further disposal.
Твердотопливный преобразователь используют как источник тепловой энергии, топочного газа и синтез-газа или источник получения различных комбинаций вышеперечисленных продуктов.A solid fuel converter is used as a source of thermal energy, flue gas and synthesis gas, or as a source of obtaining various combinations of the above products.
Преимущество перед существующими способами и устройствами - малая металлоемкость, внешний источник энергии необходим только на момент запуска реакций окисления, контроль за скоростью и полнотой окисления. В предложенных технических решениях происходит повышенное извлечение углерода и азота из исходного сырья и получение газа с заданными физико-химическими свойствами для дальнейшего преобразования в жидкое синтетическое топливо.The advantage over existing methods and devices is low metal consumption, an external energy source is necessary only at the time of starting the oxidation reactions, control over the speed and completeness of oxidation. In the proposed technical solutions, there is an increased extraction of carbon and nitrogen from the feedstock and the production of gas with specified physicochemical properties for further conversion to liquid synthetic fuel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011103553/05A RU2459144C1 (en) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | Multi-stage decomposition method of solid fuel by means of oxidation, and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011103553/05A RU2459144C1 (en) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | Multi-stage decomposition method of solid fuel by means of oxidation, and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2459144C1 true RU2459144C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011103553/05A RU2459144C1 (en) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | Multi-stage decomposition method of solid fuel by means of oxidation, and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459144C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523593C1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ТОР" | Method of destruction of carbon and nitrogen-containing raw material and device for its realisation |
CN104235829A (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | 内蒙古方圆科技有限公司 | Discontinuous variable-pitch biomass particle fuel combustor |
RU2581293C2 (en) * | 2014-07-01 | 2016-04-20 | Благодаров Юрий Петрович | Method for production of combustible gas and device therefor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1112460B1 (en) * | 1998-08-21 | 2011-01-05 | Inc. Vista International Technologies | Gasification system |
-
2011
- 2011-02-01 RU RU2011103553/05A patent/RU2459144C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1112460B1 (en) * | 1998-08-21 | 2011-01-05 | Inc. Vista International Technologies | Gasification system |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523593C1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ТОР" | Method of destruction of carbon and nitrogen-containing raw material and device for its realisation |
WO2014163528A1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-10-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Объединение "Тор" | Method for breaking down carbonaceous and nitrogen-containing stock and apparatus for carrying out said method |
CN104235829A (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | 内蒙古方圆科技有限公司 | Discontinuous variable-pitch biomass particle fuel combustor |
RU2581293C2 (en) * | 2014-07-01 | 2016-04-20 | Благодаров Юрий Петрович | Method for production of combustible gas and device therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380615C1 (en) | Method of recycling domestic waste by using pyrolysis reactor, system for implementation thereof and pyrolysis reactor | |
EP2547751B1 (en) | Gasification apparatus and method | |
US7655215B2 (en) | Method and apparatus for producing synthesis gas from waste materials | |
EP2163597A1 (en) | Method and apparatus for plasma gasificatiion of carbonic material by means of microwave radiation | |
UA76091C2 (en) | A method for pyrolysis with gasification of organic substances or mixtures of organic substances and a plant for realizing the same | |
JP2009300006A (en) | Thermal recycling method and system by converting waste tire into fuel | |
RU2459144C1 (en) | Multi-stage decomposition method of solid fuel by means of oxidation, and device for its implementation | |
RU2294354C2 (en) | Method of plasma thermal processing of organic fuel and plant for realization of this method | |
US20020174812A1 (en) | Method and apparatus for gasifying solid biomass fuel | |
CN102746902A (en) | Gasification method of organic wastes and special gasification furnace | |
SK10472000A3 (en) | A process and apparatus for treating solid fuel materials | |
AU2005237099B2 (en) | Method for thermal recycling household wastes and a device for its realization | |
RU2475677C1 (en) | Method of processing solid household and industrial wastes using synthesis gas | |
KR101311849B1 (en) | Eco-friendly carbonization apparatus for treating organic waste | |
EP3498665B1 (en) | Method for the production of synthesis gas | |
RU2408820C1 (en) | Installation for multi-phase pyrolysis of organic raw material | |
CN110720016A (en) | Method and installation for generating electricity from SRF feedstock | |
RU2301374C1 (en) | Method and device for preparing fuel for combustion | |
RU2725790C1 (en) | Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials | |
KR101704767B1 (en) | Gasifier having circulation structure of thermal decomposition gas | |
RU2523593C1 (en) | Method of destruction of carbon and nitrogen-containing raw material and device for its realisation | |
RU85984U1 (en) | GAS GENERATOR | |
KR101704768B1 (en) | Gasifier using pyroelectric effect | |
JPH11270824A (en) | Waste treatment and facility therefor | |
JP7291677B2 (en) | Water gas generation system, biomass power generation system and biomass hydrogen supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130202 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131210 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131216 |