RU2817493C1 - Device for processing carbon-containing wastes - Google Patents
Device for processing carbon-containing wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817493C1 RU2817493C1 RU2023122500A RU2023122500A RU2817493C1 RU 2817493 C1 RU2817493 C1 RU 2817493C1 RU 2023122500 A RU2023122500 A RU 2023122500A RU 2023122500 A RU2023122500 A RU 2023122500A RU 2817493 C1 RU2817493 C1 RU 2817493C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrolysis
- pipe
- chamber
- pyrolysis chamber
- sluice gate
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 152
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 77
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 33
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 27
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 7
- YCANCZRRZBHLEN-UHFFFAOYSA-N [N].O Chemical compound [N].O YCANCZRRZBHLEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 3
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002352 steam pyrolysis Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к установкам термической переработки углеродсодержащих отходов методом парового пиролиза, и может быть использовано для утилизации резины, древесных отходов и нефтешлама с получением углеродного остатка и конденсируемых пиролизных газов, а именно жидких углеводородов, загрязнённой органикой воды и углеродного остатка. The invention relates to installations for the thermal processing of carbon-containing waste by steam pyrolysis, and can be used for the recycling of rubber, wood waste and oil sludge to produce carbon residue and condensed pyrolysis gases, namely liquid hydrocarbons, organically contaminated water and carbon residue.
Известно устройство переработки углеродсодержащих отходов [RU 2202589 C2, МПК (2000.01) C10G1/10, C08J11/10, F23G5/027, F23G5/20, опубл. 20.04.2003], содержащее горизонтальный вращающийся реактор для осуществления реакции первого крекинга и загрузки остатков от первого крекинга в реактор с винтовой мешалкой для осуществления реакции второго крекинга, устройство для сбора углеводородов, включающее конденсатор, емкость для сбора углеводородов и резервуар с гидравлическим затвором. Горизонтальный вращающийся реактор содержит первый цилиндрический корпус, цилиндрическую шестерню, образующую петлю на наружной стенке цилиндрического корпуса, винтовой стальной штрипс, закрепленный на внутренней стенке цилиндрического корпуса, загрузочное устройство, установленное на одном конце горизонтального вращающегося реактора, и первую камеру для обработки, установленную на другом конце горизонтального вращающегося реактора. Горизонтальный вращающийся реактор также имеет устройство для внутреннего подогрева. Загрузочное устройство содержит шнековый питатель или питатель с механизмом возвратно-поступательного действия.A known device for processing carbon-containing waste [RU 2202589 C2, IPC (2000.01) C10G1/10, C08J11/10, F23G5/027, F23G5/20, publ. 04/20/2003], containing a horizontal rotating reactor for carrying out the first cracking reaction and loading residues from the first cracking into a reactor with a screw mixer for carrying out the second cracking reaction, a device for collecting hydrocarbons, including a condenser, a tank for collecting hydrocarbons and a reservoir with a hydraulic seal. The horizontal rotating reactor contains a first cylindrical body, a spur gear forming a loop on the outer wall of the cylindrical body, a screw steel strip mounted on the inner wall of the cylindrical body, a loading device mounted on one end of the horizontal rotating reactor, and a first processing chamber mounted on the other. end of a horizontal rotating reactor. The horizontal rotating reactor also has a device for internal heating. The loading device contains a screw feeder or a feeder with a reciprocating mechanism.
Реактор с винтовой мешалкой содержит второй цилиндрический корпус, с одним концом которого соединена первая камера для обработки, винтовую мешалку, установленную во втором цилиндрическом корпусе, вторую камеру для обработки, установленную на другом конце второго цилиндрического корпуса, и винтовое устройство для спуска, установленное в донной части второй камеры для обработки. Устройство для предварительной обработки выполнено в виде горизонтального винтового реактора.The reactor with a screw mixer contains a second cylindrical body, to one end of which a first processing chamber is connected, a screw mixer installed in the second cylindrical body, a second processing chamber installed at the other end of the second cylindrical body, and a screw release device installed in the bottom parts of the second processing chamber. The pre-treatment device is made in the form of a horizontal screw reactor.
Температуру в горизонтальном вращающемся реакторе поддерживают на уровне 350-600 °С, а в реакторе с винтовой мешалкой – на уровне 600-1200 °С. Температуру при первом каталитическом крекинге поддерживают на уровне 400-500 °С, а при втором каталитическом крекинге – на уровне 600-800 °С. В качестве катализатора используют катализатор SR-1.The temperature in a horizontal rotating reactor is maintained at 350-600 °C, and in a reactor with a screw stirrer - at 600-1200 °C. The temperature during the first catalytic cracking is maintained at 400-500 °C, and during the second catalytic cracking - at 600-800 °C. Catalyst SR-1 is used as a catalyst.
Конструкция устройства не позволяет получить углеродный остаток, удовлетворяющий требованиям полезного сырья ввиду невозможности обеспечения проведения процесса в среде водяного пара, а также делает невозможным использование выделяющегося в результате крекинга пара для создания реакционной среды, обеспечивающей получение конденсируемых пиролизных газов.The design of the device does not allow obtaining a carbon residue that meets the requirements of useful raw materials due to the impossibility of ensuring the process is carried out in a water vapor environment, and also makes it impossible to use the steam released as a result of cracking to create a reaction medium that ensures the production of condensable pyrolysis gases.
Известно устройство переработки углеродсодержащих отходов [RU 2408819 C1, МПК F23G5/00 (2006.01), опубл. 10.01.2011], которое содержит загрузочное устройство, реактор для пиролиза, состоящий из вертикального корпуса с размещенными внутри него загрузочной, реакционной и зольной камерами, снабженного отводом парогазовой смеси, расположенным в верхней части корпуса, а также шлюзовыми дозаторами загрузки сырья с приемным бункером и бункером выгрузки твердого остатка, а также кольцевой топочной камерой, расположенной в нижней части реактора вокруг его реакционной камеры, сообщающейся с реакционной камерой реактора радиальными выходами, снабженной тангенциальным подводом обратного газа и воздуха через горелку с приспособлением для ионизации и дугового воспламенения вводимых топливных компонентов, и систему разделения парогазовой смеси. В качестве загрузочного устройства для подачи сырья в приемный бункер используют скиповый подъемник с саморазгружающимся ковшом. Реактор снабжен колосником, расположенным в нижней части корпуса между кольцевой топочной и зольной камерами и содержащим поворотные приводы. Система разделения парогазовой смеси содержит два последовательно установленных эжекторных скруббера с двумя взаимозаменяемыми фильтрами жидкой фракции, два конденсатора, каплеотбойник и систему циркуляции охлаждающей воды, содержащую аппарат воздушного охлаждения, сборник жидкой фракции и насос. Шлюзовые дозаторы загрузки сырья и выгрузки твердого остатка содержат верхний и нижний подвижные шиберы с уплотнениями и приводами, между которыми расположены неподвижные шлюзовые емкости. Шлюзовая емкость дозатора выгрузки твердого остатка снабжена двумя кольцевыми коллекторами с каналами для подачи воды.A known device for processing carbon-containing waste [RU 2408819 C1, IPC F23G5/00 (2006.01), publ. 01/10/2011], which contains a loading device, a reactor for pyrolysis, consisting of a vertical housing with loading, reaction and ash chambers located inside it, equipped with a vapor-gas mixture outlet located in the upper part of the housing, as well as sluice dispensers for loading raw materials with a receiving hopper and a hopper for unloading solid residue, as well as an annular combustion chamber located in the lower part of the reactor around its reaction chamber, communicating with the reaction chamber of the reactor by radial outlets, equipped with a tangential supply of return gas and air through a burner with a device for ionization and arc ignition of the introduced fuel components, and vapor-gas mixture separation system. A skip hoist with a self-unloading bucket is used as a loading device for supplying raw materials to the receiving hopper. The reactor is equipped with a grate located in the lower part of the housing between the annular combustion and ash chambers and containing rotary drives. The vapor-gas mixture separation system contains two sequentially installed ejector scrubbers with two interchangeable liquid fraction filters, two condensers, a drop eliminator and a cooling water circulation system containing an air cooling apparatus, a liquid fraction collector and a pump. Sluice dispensers for loading raw materials and unloading solid residue contain upper and lower movable gates with seals and drives, between which fixed sluice tanks are located. The sluice tank of the solid residue unloading dispenser is equipped with two annular collectors with channels for water supply.
Конструкция реактора не позволяет реализовывать процесс в среде водяного пара и получать конденсируемые пиролизные газы высокого качества, что возможно за счет возникновения реакций между сырьем и водяным паром в пиролизной камере.The design of the reactor does not allow the process to be implemented in a water vapor environment and to obtain high-quality condensable pyrolysis gases, which is possible due to the occurrence of reactions between the raw material and water vapor in the pyrolysis chamber.
Известно устройство переработки углеродсодержащих отходов [RU 2416053 C2, МПК F23G5/02 (2006.01), F23G5/12 (2006.01), опубл. 10.04.2011], выбранное в качестве прототипа, которое содержит два герметичных горизонтальных реактора, установленных друг над другом. Верхний реактор – реактор сушки, нижний реактор – реактор пиролиза. Реакторы оснащены шнековыми питателями, камерами сбора отработанного продукта, каналами выхода парогазовой смеси, шнековым выгружателем твердой составляющей из пиролизной камеры, каналом выхода дымовых газов. Реактор пиролиза оснащен газовыми горелками для нагрева до 450-500 °С. В реакторах на неподвижных полых осях установлены лопастные шнеки. В полую ось реактора пиролиза установлена газовая горелка. Реактор сушки прогревается до 150-200 °С снаружи отходящими дымовыми газами, температура которых регулируется сетью труб, установленных между реакторами, а также прокачкой через них холодного воздуха и/или технологического газа и закачкой прогретых газов через полую ось. К нижней части корпуса реактора приварены полутрубы для подачи в полость реактора технологического газа через отверстия в корпусе реактора. Вращающиеся лопастные шнеки собраны из двух противоположно навитых и сваренных полос с одинаковым шагом с возможностью вращения на неподвижной оси, где по верхней полосе навита вертикальная полоса и приварены лопасти. Лопасти шнеков на концах имеют скребки, установленные с уклоном назад.A known device for processing carbon-containing waste [RU 2416053 C2, IPC F23G5/02 (2006.01), F23G5/12 (2006.01), publ. 04/10/2011], chosen as a prototype, which contains two sealed horizontal reactors installed one above the other. The upper reactor is a drying reactor, the lower reactor is a pyrolysis reactor. The reactors are equipped with screw feeders, waste product collection chambers, outlet channels for the vapor-gas mixture, a screw unloader for the solid component from the pyrolysis chamber, and a flue gas outlet channel. The pyrolysis reactor is equipped with gas burners for heating up to 450-500 °C. In the reactors, bladed augers are installed on fixed hollow axes. A gas burner is installed in the hollow axis of the pyrolysis reactor. The drying reactor is heated to 150-200 °C from the outside by exhaust flue gases, the temperature of which is regulated by a network of pipes installed between the reactors, as well as by pumping cold air and/or process gas through them and pumping heated gases through the hollow axis. Half-pipes are welded to the lower part of the reactor vessel to supply process gas into the reactor cavity through holes in the reactor vessel. Rotating blade augers are assembled from two oppositely wound and welded strips with the same pitch with the possibility of rotation on a fixed axis, where a vertical strip is wound along the upper strip and the blades are welded. The auger blades have scrapers at the ends, mounted with a backward slope.
Герметичность устройства, обеспечиваемая уплотнением углеродсодержащих отходов шнековым питателем, недостаточна. Это делает реализацию процесса в среде водяного пара невозможным за счет постоянного поступления кислорода воздуха через неплотности, тем самым не позволяя получать конденсируемые пиролизные продукты высокого качества. Отсутствие камеры охлаждения углеродного остатка ухудшает качество углеродного остатка, так как без камеры охлаждения он медленно тлеет, в результате количество углерода уменьшается, а минеральная часть в общей массе углеродного остатка увеличивается.The tightness of the device, ensured by the compaction of carbon-containing waste with a screw feeder, is insufficient. This makes the implementation of the process in a water vapor environment impossible due to the constant supply of air oxygen through leaks, thereby preventing the production of high-quality condensable pyrolysis products. The absence of a cooling chamber for the carbon residue worsens the quality of the carbon residue, since without a cooling chamber it slowly smolders, as a result, the amount of carbon decreases, and the mineral part in the total mass of the carbon residue increases.
Техническим результатом предложенного изобретения является создание устройства для переработки углеродсодержащих отходов, позволяющего утилизировать резину, древесные отходы и нефтешлам с получением конденсируемых пиролизных газов и углеродного остатка. The technical result of the proposed invention is the creation of a device for processing carbon-containing waste, allowing the disposal of rubber, wood waste and oil sludge to produce condensed pyrolysis gases and carbon residue.
Устройство для переработки углеродосодержащих отходов, также как в прототипе, содержит пиролизную камеру, оснащенную входным патрубком для соединения с источником дымовых газов и выходным патрубком, соединенным с дымовой трубой. The device for processing carbon-containing waste, as in the prototype, contains a pyrolysis chamber equipped with an inlet pipe for connection to a source of flue gases and an outlet pipe connected to a chimney.
Согласно изобретению, устройство для переработки углеродосодержащих отходов содержит раму в виде стеллажа и дополнительно две пиролизные камеры. Все пиролизные камеры расположены на полках стеллажа друг под другом, а под ними расположена камера охлаждения. Каждая пиролизная камера содержит корпус в виде прямоугольного параллелепипеда с двойными боковыми стенками, образующими между ними полость для прохода газа. В верхней части каждой пиролизной камеры вмонтированы патрубки, объединённые в коллектор, соединенный с входным коллектором конденсатора пиролизных газов, который соединён со змеевиком конденсатора пиролизных газов, который соединен с трёхфазным отстойником, который соединён с блоком каталитической очистки газовых выбросов, с резервуаром сбора жидких углеводородов и с резервуаром сбора загрязненной органикой воды. Внутри каждой пиролизной камеры и камеры охлаждения установлен транспортер, содержащий три замкнутые конвейерные ленты, установленные друг над другом. Вторая замкнутая конвейерная лента горизонтально смещена относительно первой и третьей конвейерных лент. Сверху первой пиролизной камеры ближе к её выходному патрубку вмонтирован разгрузочный патрубок первого шлюзового затвора. Снизу в первую пиролизную камеру ближе к другому торцу герметично вмонтирован загрузочный патрубок второго шлюзового затвора, соединяющий первую пиролизную камеру со второй пиролизной камерой. Разгрузочный патрубок второго шлюзового затвора установлен во вторую пиролизную камеру, которая соединена разгрузочным патрубком третьего шлюзового затвора с третьей пиролизной камерой. Конструкция второй пиролизной камеры аналогична первой и третьей пиролизным камерам, но развернута на 180° относительно них в горизонтальной плоскости. Внутри нижней части каждой пиролизной камеры установлена труба, в которую вмонтированы форсунки, расположенные на равном расстоянии друг от друга. Один конец трубы заглушен, а другой соединен с пароперегревателем и парогенератором. Третья пиролизная камера соединена разгрузочным патрубком третьего шлюзового затвора со второй пиролизной камерой и загрузочным патрубком четвертого шлюзового затвора с камерой охлаждения. Внутри нижней части камеры охлаждения установлена труба с форсунками, один конец которой заглушен, а другой соединен с выходным патрубком теплообменника азот-вода через насос перекачки азота. В верхней части камеры охлаждения установлены выходные патрубки, объединенные в коллектор, соединённый с циклоном-пылеуловителем, нижняя часть которого служит бункером сбора легколетучей пыли. Снизу камеры охлаждения, ближе к другому её торцу, присоединен загрузочный патрубок пятого шлюзового затвора, разгрузочный патрубок которого направлен в бункер сбора углеродного остатка. According to the invention, a device for processing carbon-containing waste contains a frame in the form of a rack and additionally two pyrolysis chambers. All pyrolysis chambers are located on the shelves of the rack, one under the other, and under them there is a cooling chamber. Each pyrolysis chamber contains a body in the form of a rectangular parallelepiped with double side walls, forming a cavity between them for the passage of gas. In the upper part of each pyrolysis chamber, pipes are mounted, combined into a manifold connected to the inlet manifold of the pyrolysis gas condenser, which is connected to the pyrolysis gas condenser coil, which is connected to a three-phase settling tank, which is connected to a catalytic purification unit for gas emissions, to a liquid hydrocarbon collection tank and with a reservoir for collecting organically contaminated water. Inside each pyrolysis chamber and cooling chamber there is a conveyor containing three closed conveyor belts installed one above the other. The second closed conveyor belt is horizontally offset relative to the first and third conveyor belts. A discharge pipe of the first sluice valve is mounted on top of the first pyrolysis chamber, closer to its outlet pipe. From below, into the first pyrolysis chamber, closer to the other end, the loading pipe of the second sluice valve is hermetically mounted, connecting the first pyrolysis chamber with the second pyrolysis chamber. The discharge pipe of the second sluice valve is installed in the second pyrolysis chamber, which is connected by the discharge pipe of the third sluice gate to the third pyrolysis chamber. The design of the second pyrolysis chamber is similar to the first and third pyrolysis chambers, but is rotated 180° relative to them in the horizontal plane. Inside the lower part of each pyrolysis chamber there is a pipe in which nozzles are mounted, located at an equal distance from each other. One end of the pipe is plugged, and the other is connected to the superheater and steam generator. The third pyrolysis chamber is connected by the discharge pipe of the third sluice gate with the second pyrolysis chamber and the loading pipe of the fourth sluice gate with the cooling chamber. A pipe with nozzles is installed inside the lower part of the cooling chamber, one end of which is plugged, and the other is connected to the outlet pipe of the nitrogen-water heat exchanger through a nitrogen transfer pump. In the upper part of the cooling chamber there are outlet pipes, combined into a collector connected to a cyclone-dust collector, the lower part of which serves as a hopper for collecting volatile dust. At the bottom of the cooling chamber, closer to its other end, the loading pipe of the fifth sluice valve is connected, the discharge pipe of which is directed to the carbon residue collection hopper.
Трёхфазный отстойник выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндра, торцевые части которого скруглены. Вверху одной торцевой части отстойника выполнен патрубок, конец которого расширен, образуя газосепарационный отсек с вертикальным патрубком выхода неконденсируемых пиролизных газов и патрубком ввода пиролизного конденсата. Дно трёхфазного отстойника снабжено патрубком ввода горячей воды в горизонтально расположенный перфорированный коллектор, над которым расположена первая перфорированная пластина, концы которой закреплены на внутренних ребрах жесткости, а также патрубком вывода загрязненной органикой воды. Над первой перфорированной пластиной к внутренней боковой поверхности трехфазного отстойника равномерно приварены распределители в виде металлических уголков с отверстиями, так что их угловая часть направлена вверх. Над металлическими уголками расположен сборник жидких углеводородов в виде горизонтального перфорированного полого цилиндра, в который сверху вмонтирован штуцер для отвода жидких углеводородов. В верхней части трехфазного отстойника выполнен патрубок, снабженный заглушкой. К внутренней боковой поверхности другой торцевой части трехфазного отстойника и к одному заглушенному концу сборника жидких углеводородов горизонтально приварена вторая перфорированная пластина. К другому заглушенному торцу цилиндра и к внутренней боковой поверхности трехфазного отстойника горизонтально приварена третья перфорированная пластина. Внутри трехфазного отстойника установлен уровнемер. Между патрубками ввода горячей воды и патрубком вывода загрязненной органикой воды на дне вертикально закреплена пластина, конец которой пропущен через вырез в первой перфорированной пластине. Сверху в трехфазный отстойник между вертикальным патрубком выхода неконденсируемых пиролизных газов и штуцером для отвода жидких углеводородов вмонтирована Г- образная труба с заслонкой для прохода пиролизных газов при сбросе давления. Вертикальный патрубок выхода неконденсируемых пиролизных газов соединен c блоком каталитической очистки газовых выбросов, выход которого соединен с дымовой трубой.The three-phase settling tank is made in the form of a horizontally located cylinder, the end parts of which are rounded. At the top of one end part of the settling tank there is a pipe, the end of which is expanded, forming a gas separation compartment with a vertical pipe for the outlet of non-condensable pyrolysis gases and a pipe for the input of pyrolysis condensate. The bottom of the three-phase settling tank is equipped with a pipe for introducing hot water into a horizontally located perforated manifold, above which there is a first perforated plate, the ends of which are fixed to the internal stiffeners, as well as a pipe for the output of water contaminated with organic matter. Above the first perforated plate, distributors in the form of metal corners with holes are evenly welded to the inner side surface of the three-phase settling tank, so that their corner part is directed upward. Above the metal corners there is a collection of liquid hydrocarbons in the form of a horizontal perforated hollow cylinder, into which a fitting for draining liquid hydrocarbons is mounted on top. In the upper part of the three-phase settling tank there is a pipe equipped with a plug. A second perforated plate is welded horizontally to the inner side surface of the other end part of the three-phase settling tank and to one plugged end of the liquid hydrocarbon collector. A third perforated plate is welded horizontally to the other plugged end of the cylinder and to the inner side surface of the three-phase settling tank. A level gauge is installed inside the three-phase settling tank. Between the hot water inlet pipes and the outlet pipe for water contaminated with organic matter, a plate is vertically fixed at the bottom, the end of which is passed through a cutout in the first perforated plate. An L-shaped pipe with a damper for the passage of pyrolysis gases when the pressure is released is mounted on top of the three-phase settling tank between the vertical outlet pipe of non-condensable pyrolysis gases and the fitting for the removal of liquid hydrocarbons. The vertical outlet pipe of non-condensable pyrolysis gases is connected to a unit for catalytic purification of gas emissions, the outlet of which is connected to the chimney.
Конденсатор пиролизных газов выполнен в виде прямоугольного корпуса, внутри которого размещен змеевик из нержавеющей стали, внизу корпус снабжен патрубком подачи воды, а вверху - патрубком слива воды.The pyrolysis gas condenser is made in the form of a rectangular housing, inside of which there is a stainless steel coil; at the bottom of the housing there is a water supply pipe, and at the top - a water drain pipe.
Пять шлюзовых затворов выполнены одинаково и каждый содержит цилиндрический корпус, снабженный сверху загрузочным патрубком, а снизу – разгрузочным патрубком. Внутри шлюзового затвора на подшипниковой опоре установлен вал, соединенный с мотор-редуктором, на котором закреплены шесть радиальных лопастей из латуни. The five sluice gates are made identically and each contains a cylindrical body equipped with a loading pipe on top and a discharge pipe on the bottom. Inside the sluice gate, on a bearing support, there is a shaft connected to a gear motor, on which six radial brass blades are mounted.
Каждая замкнутая конвейерная лента транспортера выполнена из нержавеющей стали в виде плетеной сетки из штампованных звеньев со сплошными наложенными ячейками Н-формы и натянута между ведущим и ведомым барабанами. Оси ведущего и ведомого барабанов установлены в опорных подшипниковых узлах, расположенных снаружи больших боковых стенок соответствующей пиролизной камеры, и соединены через редуктор с электродвигателем.Each closed conveyor belt is made of stainless steel in the form of a woven mesh of stamped links with continuous overlaid H-shaped cells and is stretched between the driving and driven drums. The axes of the driving and driven drums are installed in support bearing units located outside the large side walls of the corresponding pyrolysis chamber, and are connected through a gearbox to an electric motor.
Предлагаемое устройство отличается от прототипа способом подведения тепловой энергии, средой ‒ где протекает процесс, наличием постоянного температурного поля, Устройство обеспечивает необходимый температурный режим в каждой пиролизной камере за счет подаваемого в них водяного пара и дымовых газов. В результате подачи водяного пара заданной температуры и в заданном количестве происходят реакции взаимодействия водяного пара с углеродсодержащим отходом с образованием водородсодержащего газа в каждой пиролизной камере, что повышает качество конденсируемых пиролизных газов за счет снижения в результате гидрирования содержания непредельных соединений. Ввод в каждую пиролизную камеру водяного пара приводит к контролируемому изменению парциального давления пиролизных газов, и воздействию на вторичные реакции разложения углеродсодержащих отходов.The proposed device differs from the prototype in the method of supplying thermal energy, the environment where the process takes place, the presence of a constant temperature field. The device provides the necessary temperature conditions in each pyrolysis chamber due to the water vapor and flue gases supplied to them. As a result of supplying water steam at a given temperature and in a given quantity, reactions of interaction of water steam with carbon-containing waste occur with the formation of hydrogen-containing gas in each pyrolysis chamber, which improves the quality of condensed pyrolysis gases by reducing the content of unsaturated compounds as a result of hydrogenation. The introduction of water vapor into each pyrolysis chamber leads to a controlled change in the partial pressure of pyrolysis gases, and an impact on the secondary decomposition reactions of carbon-containing waste.
Использование камеры охлаждения позволяет получить на выходе устройства углеродный остаток в виде полукокса, который может быть использован в дальнейшем для получения технического углерода. Для этого из него необходимо удалить минеральную часть при помощи кислот, в смеси соляной кислоты и изопропилового спирта с водой, а после – в каустической соде.The use of a cooling chamber makes it possible to obtain a carbon residue in the form of charcoal at the output of the device, which can be used in the future to produce carbon black. To do this, it is necessary to remove the mineral part from it using acids, in a mixture of hydrochloric acid and isopropyl alcohol with water, and then in caustic soda.
Конденсатор пиролизных газов и трёхфазный отстойник позволяют разложить пиролизные газы на: неконденсируемые пиролизные газы, жидкие углеводороды и загрязнённую органикой воду. Жидкие углеводороды могут быть разложены на фракции: легкие (при температуре разложения менее 180 °С), средние (при температуре разложения 180-350 °С) и тяжелые (при температуре разложения более 350 °С). Загрязненная органикой вода может быть использована как вторичный энергоресурс и сжигаться в составе водоугольного топлива.A pyrolysis gas condenser and a three-phase settling tank make it possible to decompose pyrolysis gases into: non-condensable pyrolysis gases, liquid hydrocarbons and water contaminated with organic matter. Liquid hydrocarbons can be decomposed into fractions: light (at a decomposition temperature of less than 180 °C), medium (at a decomposition temperature of 180-350 °C) and heavy (at a decomposition temperature of more than 350 °C). Water contaminated with organic matter can be used as a secondary energy resource and burned as part of water-coal fuel.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить углеродный остаток и жидкие углеводороды, удовлетворяющие требованиям полезного сырья за счет реализации процесса в среде водяного пара, обеспечения герметичности реакционных камер пиролиза, подвода к ним водяного пара и отвода от них пиролизных газов, а также за счет регулирования параметров процесса путем изменения скорости вращения транспортера, температуры и расхода дымовых газов и водяного пара.Thus, the proposed device makes it possible to obtain a carbon residue and liquid hydrocarbons that meet the requirements of useful raw materials by implementing the process in a water vapor environment, ensuring the tightness of the pyrolysis reaction chambers, supplying water vapor to them and removing pyrolysis gases from them, as well as by adjusting the parameters process by changing the conveyor rotation speed, temperature and flow rate of flue gases and water vapor.
На фиг. 1 представлено устройство для переработки углеродсодержащих отходов.In fig. Figure 1 shows a device for processing carbon-containing waste.
Устройство для переработки углеродсодержащих отходов содержит раму в виде стеллажа, на полках которого друг под другом установлены три пиролизные камеры 1, 2, 3 и камера охлаждения 4.A device for processing carbon-containing waste contains a frame in the form of a rack, on the shelves of which three pyrolysis chambers 1, 2, 3 and a cooling chamber 4 are installed one under the other.
Первая, верхняя, пиролизная камера 1 содержит корпус 5 в виде прямоугольного параллелепипеда с двойными боковыми стенками, образующими между ними полость 6 для прохода газа, которая в торце камеры 1 входным патрубком 7 соединена с источником дымовых газов, а выходным патрубком 8 – с дымовой трубой. Снаружи поверхность пиролизной камеры 1 термоизолированна керамической ватой 9.The first, upper, pyrolysis chamber 1 contains a housing 5 in the form of a rectangular parallelepiped with double side walls, forming a cavity 6 between them for the passage of gas, which at the end of the chamber 1 is connected by an inlet pipe 7 to a source of flue gases, and by an outlet pipe 8 to a chimney . The outside surface of the pyrolysis chamber 1 is thermally insulated with ceramic wool 9.
Первый шлюзовый затвор 10 выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндрического корпуса, снабженного сверху загрузочным патрубком, а снизу - разгрузочным патрубком. Внутри цилиндрического корпуса, на подшипниковой опоре установлен вал, на котором закреплены шесть радиальных лопастей из латуни. Вал соединен с мотор-редуктором. Разгрузочный патрубок первого шлюзового затвора 10 через фланцевое соединение с медной прокладкой герметично вмонтирован сверху в первую пиролизную камеру 1, ближе к её выходному патрубку 8.The first sluice gate 10 is made in the form of a horizontally located cylindrical body, equipped with a loading pipe on top and a discharge pipe on the bottom. Inside the cylindrical body, a shaft is mounted on a bearing support, on which six radial brass blades are mounted. The shaft is connected to a gear motor. The discharge pipe of the first sluice valve 10 is hermetically mounted from above into the first pyrolysis chamber 1, closer to its outlet pipe 8, through a flange connection with a copper gasket.
Снизу, в первую пиролизную камеру 1, ближе к её другому торцу, герметично вмонтирован через фланцевое соединение с медной прокладкой загрузочный патрубок второго шлюзового затвора 11, соединяющий первую пиролизную камеру 1 со второй пиролизной камерой 2. Первый 10 и второй шлюзовый затвор 11 выполнены одинаково. From below, in the first pyrolysis chamber 1, closer to its other end, the loading pipe of the second sluice valve 11 is hermetically mounted through a flange connection with a copper gasket, connecting the first pyrolysis chamber 1 with the second pyrolysis chamber 2. The first 10 and the second sluice valve 11 are made identically.
Внутри первой пиролизной камеры 1 установлен транспортер 12, содержащий три замкнутые конвейерные ленты, установленные друг над другом со смещением в горизонтальной плоскости второй замкнутой конвейерной ленты относительно первой и третьей замкнутых конвейерных лент. Каждая замкнутая конвейерная лента выполнена из нержавеющей стали в виде плетеной сетки из штампованных звеньев со сплошными наложенными ячейками Н-формы и натянута между ведущим и ведомым барабанами. Оси ведущего и ведомого барабанов установлены в опорных подшипниковых узлах, расположенных снаружи больших боковых стенок пиролизной камеры 1, и соединены через редуктор с первым электродвигателем.Inside the first pyrolysis chamber 1 there is a conveyor 12 containing three closed conveyor belts installed one above the other with a horizontal displacement of the second closed conveyor belt relative to the first and third closed conveyor belts. Each closed conveyor belt is made of stainless steel in the form of a woven mesh of stamped links with continuous overlaid H-shaped cells and is stretched between the driving and driven drums. The axes of the driving and driven drums are installed in support bearing units located outside the large side walls of the pyrolysis chamber 1, and are connected through a gearbox to the first electric motor.
На дне первой пиролизной камеры 1 горизонтально расположена труба 13, один конец которой заглушен, а другой соединен с пароперегревателем. В трубу 13 на равном расстоянии друг от друга вмонтированы форсунки.At the bottom of the first pyrolysis chamber 1 there is a horizontal pipe 13, one end of which is plugged and the other is connected to the superheater. Nozzles are installed in pipe 13 at equal distances from each other.
Внутрь верхней части пиролизной камеры 1 вмонтированы патрубки 14, объединённые в коллектор 15. Коллектор 15 соединен с входным коллектором 16 конденсатора 17 пиролизных газов.Inside the upper part of the pyrolysis chamber 1, pipes 14 are mounted, combined into a manifold 15. The manifold 15 is connected to the input manifold 16 of the pyrolysis gas condenser 17.
Конденсатор 17 пиролизных газов выполнен в виде прямоугольного корпуса 17, внутри которого размещен змеевик 18 из нержавеющей стали. Внизу корпус 17 снабжен патрубком подачи воды, а вверху - патрубком слива воды. Змеевик 18 входным патрубком соединён с входным коллектором 16 и выходным патрубком 19 с трёхфазным отстойником 20.The pyrolysis gas condenser 17 is made in the form of a rectangular housing 17, inside of which a stainless steel coil 18 is located. At the bottom, housing 17 is equipped with a water supply pipe, and at the top - with a water drain pipe. The coil 18 is connected by an inlet pipe to an inlet manifold 16 and an outlet pipe 19 with a three-phase settling tank 20.
Трёхфазный отстойник 20 выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндра, торцевые части которого скруглены. Вверху одной торцевой части отстойника 20 выполнен патрубок 21, соединенный трубой с выходным патрубком 19 змеевика 18. Внутри трехфазного отстойника 20 конец патрубка 21 расширен, образуя газосепарационный отсек 22 с вертикальным патрубком 23 выхода неконденсируемых пиролизных газов и патрубком ввода 24 пиролизного конденсата. The three-phase settling tank 20 is made in the form of a horizontally located cylinder, the end parts of which are rounded. At the top of one end part of the settling tank 20 there is a pipe 21 connected by a pipe to the outlet pipe 19 of the coil 18. Inside the three-phase settling tank 20, the end of the pipe 21 is expanded, forming a gas separation compartment 22 with a vertical pipe 23 for the output of non-condensable pyrolysis gases and an input pipe 24 for the pyrolysis condensate.
Дно трёхфазного отстойника 20 снабжено патрубком ввода горячей воды 25 в горизонтально расположенный перфорированный коллектор 26, над которым расположена первая перфорированная пластина 27, концы которой закреплены на внутренних ребрах жесткости трехфазного отстойника 20, и патрубком вывода загрязненной органикой воды 28. Над первой перфорированной пластиной 27 к внутренней боковой поверхности трехфазного отстойника 20 равномерно приварены распределители в виде металлических уголков 29 с отверстиями, так что их угловая часть направлена вверх. The bottom of the three-phase settling tank 20 is equipped with a hot water input pipe 25 into a horizontally located perforated manifold 26, above which there is a first perforated plate 27, the ends of which are fixed to the internal stiffeners of the three-phase settling tank 20, and an output pipe 28 contaminated with organic matter. Above the first perforated plate 27 k On the inner side surface of the three-phase settling tank 20, distributors are uniformly welded in the form of metal corners 29 with holes, so that their corner part is directed upward.
Над металлическими уголками 29 расположен сборник жидких углеводородов 30 в виде горизонтального перфорированного полого цилиндра в который сверху вмонтирован штуцер 31 для отвода жидких углеводородов. В верхней части трехфазного отстойника 20 выполнен патрубок 32, снабженный заглушкой.Above the metal corners 29 there is a collection of liquid hydrocarbons 30 in the form of a horizontal perforated hollow cylinder into which a fitting 31 is mounted on top for draining liquid hydrocarbons. In the upper part of the three-phase settling tank 20 there is a pipe 32 equipped with a plug.
К внутренней боковой поверхности другой торцевой части трехфазного отстойника 20 и к одному заглушенному концу сборника жидких углеводородов 30 горизонтально приварена вторая перфорированная пластина 33. К другому заглушенному торцу цилиндра 30 и к внутренней боковой поверхности трехфазного отстойника 20 горизонтально приварена третья перфорированная пластина 34. A second perforated plate 33 is welded horizontally to the inner side surface of the other end part of the three-phase settler 20 and to one plugged end of the liquid hydrocarbon collector 30. A third perforated plate 34 is welded horizontally to the other plugged end of the cylinder 30 and to the inner side surface of the three-phase settler 20.
Внутри трехфазного отстойника 20 установлен уровнемер 35. Между патрубками ввода горячей воды 25 и патрубком вывода загрязненной органикой воды 28 на дне трехфазного отстойника 20 вертикально закреплена пластина 36, конец которой пропущен через вырез в первой перфорированной пластине 27. A level gauge 35 is installed inside the three-phase settling tank 20. Between the hot water inlet pipes 25 and the outlet pipe 28 for organically contaminated water, a plate 36 is vertically fixed at the bottom of the three-phase settling tank 20, the end of which is passed through a cutout in the first perforated plate 27.
Сверху в трехфазный отстойник 20 между вертикальным патрубком 23 выхода неконденсируемых пиролизных газов и штуцером 31 для отвода жидких углеводородов вмонтирована Г- образная труба 37 с заслонкой для прохода пиролизных газов при сбросе давления.An L-shaped pipe 37 with a damper for the passage of pyrolysis gases when the pressure is released is mounted on top of the three-phase settling tank 20 between the vertical pipe 23 for the outlet of non-condensable pyrolysis gases and the fitting 31 for the removal of liquid hydrocarbons.
Вертикальный патрубок 23 выхода неконденсируемых пиролизных газов соединен c блоком каталитической очистки газовых выбросов 38 [SafeCAT, «Безопасные Технологии», Россия, https://safecat.ru/about], выход которого соединен с дымовой трубой.The vertical pipe 23 of the outlet of non-condensable pyrolysis gases is connected to the catalytic purification unit for gas emissions 38 [SafeCAT, “Safe Technologies”, Russia, https://safecat.ru/about], the outlet of which is connected to the chimney.
Вторая пиролизная камера 2 соединена разгрузочным патрубком второго шлюзового затвора 11 с первой пиролизной камерой 1 через фланцевое соединение с медной прокладкой, а через загрузочный патрубок шлюзового затвора 39 – с третьей пиролизной камерой 3.The second pyrolysis chamber 2 is connected by the discharge pipe of the second sluice valve 11 with the first pyrolysis chamber 1 through a flange connection with a copper gasket, and through the loading pipe of the sluice gate 39 - with the third pyrolysis chamber 3.
Вторая пиролизная камера 2 содержит корпус в виде прямоугольного параллелепипеда с двойными боковыми стенками с образованием полости для прохода газа 40 с входным патрубком 41 и выходным патрубком 42, транспортер 43, трубу 44, один конец которой заглушен, а другой соединен с пароперегревателем. В трубу 44 вмонтированы форсунки, расположенные на равном расстоянии друг от друга. Внутрь верхней части второй пиролизной камеры 2 вмонтированы патрубки 45, объединенные в коллектор 46, соединенный патрубком 47 с входным коллектором 16 конденсатора пиролизных газов 17. Снаружи поверхность второй пиролизной камеры 2 термоизолирована керамической ватой.The second pyrolysis chamber 2 contains a body in the form of a rectangular parallelepiped with double side walls to form a cavity for the passage of gas 40 with an inlet pipe 41 and an outlet pipe 42, a conveyor 43, a pipe 44, one end of which is plugged and the other is connected to the superheater. Nozzles located at equal distances from each other are mounted in pipe 44. Inside the upper part of the second pyrolysis chamber 2, pipes 45 are mounted, combined into a manifold 46, connected by a pipe 47 to the inlet manifold 16 of the pyrolysis gas condenser 17. From the outside, the surface of the second pyrolysis chamber 2 is thermally insulated with ceramic wool.
Конструкция второй пиролизной камеры 2 идентична конструкции первой пиролизной камеры 1, отличие лишь в развороте второй пиролизной камеры 2 на 180° градусов в горизонтальной плоскости относительно первой пиролизной камеры 1. The design of the second pyrolysis chamber 2 is identical to the design of the first pyrolysis chamber 1, the only difference is that the second pyrolysis chamber 2 is rotated 180° degrees in the horizontal plane relative to the first pyrolysis chamber 1.
Третья пиролизная камера 3 соединена разгрузочным патрубком третьего шлюзового затвора 39 со второй пиролизной камерой через фланцевое соединение с медной прокладкой, и через загрузочной патрубок четвертого шлюзового затвора 48 – с камерой охлаждения 4.The third pyrolysis chamber 3 is connected by the discharge pipe of the third sluice valve 39 to the second pyrolysis chamber through a flange connection with a copper gasket, and through the loading pipe of the fourth sluice gate 48 to the cooling chamber 4.
Третья пиролизная камеры 3 идентична первой пиролизной камере 1 и содержит третий 39 и четвертый 48 шлюзовые-затворы, транспортер 49, трубу 50, в которую вмонтированы форсунки, патрубки 51, объединенные в коллектор 52, соединенный патрубком 53 с входным коллектором 16 конденсатора 17 пиролизных газов, полость 54 для прохода газа, образованная между двойными стенками корпуса. The third pyrolysis chamber 3 is identical to the first pyrolysis chamber 1 and contains the third 39 and fourth 48 sluice gates, a conveyor 49, a pipe 50 in which nozzles are mounted, pipes 51 combined into a manifold 52 connected by a pipe 53 to the inlet manifold 16 of the pyrolysis gas condenser 17 , a gas passage cavity 54 formed between the double walls of the housing.
Под третьей пиролизной камерой 3 расположена камера охлаждения 4, с которой третья пиролизная камера 3 соединена четвёртым шлюзовым затвором 48. Разгрузочный патрубок четвёртого шлюзового затвора 48 через фланцевое соединение с прокладкой герметично вмонтирован сверху в камеру охлаждения 4, ближе к её торцу.Under the third pyrolysis chamber 3 there is a cooling chamber 4, with which the third pyrolysis chamber 3 is connected by a fourth sluice valve 48. The discharge pipe of the fourth sluice valve 48 is hermetically mounted from above into the cooling chamber 4, closer to its end, through a flange connection with a gasket.
Камера охлаждения 4 содержит корпус 55 в виде параллелепипеда, такого же размера, как первая 1, вторая 2 и третья 3 пиролизные камеры. Внутри камеры охлаждения 4 установлен транспортер 56, содержащий три замкнутые конвейерные ленты, установленные друг над другом со смещением в горизонтальной плоскости. The cooling chamber 4 contains a housing 55 in the form of a parallelepiped, the same size as the first 1, second 2 and third 3 pyrolysis chambers. Inside the cooling chamber 4 there is a conveyor 56 containing three closed conveyor belts installed one above the other with an offset in the horizontal plane.
Внутри верхней части корпуса 55 установлены выходные патрубки 57, объединенные в коллектор 58 соединенный с циклоном-пылеуловителем 59, нижняя часть которого служит бункером сбора легколетучей пыли. Выход циклона 59 соединен с теплообменником азот-вода 60. Внутри нижней части корпуса 55 установлена труба 61, в которую вмонтированы форсунки. Один конец трубы 61 заглушен, а другой - соединен трубопроводом с выходным патрубком 62 теплообменника азот-вода 60 через насос перекачки азота (на фиг. 1 не показан). Inside the upper part of the housing 55 there are outlet pipes 57, combined into a collector 58 connected to a cyclone-dust collector 59, the lower part of which serves as a hopper for collecting volatile dust. The outlet of the cyclone 59 is connected to a nitrogen-water heat exchanger 60. A pipe 61 is installed inside the lower part of the housing 55, into which nozzles are mounted. One end of the pipe 61 is plugged, and the other is connected by a pipeline to the outlet pipe 62 of the nitrogen-water heat exchanger 60 through a nitrogen pump (not shown in Fig. 1).
Снизу камеры охлаждения 4, ближе к другому её торцу, присоединен через фланцевое соединение с прокладкой загрузочный патрубок пятого шлюзового затвора 63, разгрузочный патрубок которого соединен с бункером сбора углеродного остатка.At the bottom of the cooling chamber 4, closer to its other end, the loading pipe of the fifth sluice valve 63 is connected through a flange connection with a gasket, the discharge pipe of which is connected to the carbon residue collection hopper.
В качестве углеродсодержащих отходов может быть использована резина в виде изношенных шин, нефтешлам, щепа и/или опилки деревообрабатывающего производства. Перед использованием углеродсодержащие отходы подвергают подготовке: резину –измельчают до размера частиц 7х1х7 см, древесные отходы измельчают до уровня технической щепы, а нефтешлам – просеивают, из-за клейких свойств механических примесей: глины, оксидов металлов, песка. Rubber in the form of worn-out tires, oil sludge, wood chips and/or sawdust from woodworking production can be used as carbon-containing waste. Before use, carbon-containing waste is subjected to preparation: rubber is crushed to a particle size of 7x1x7 cm, wood waste is crushed to the level of technical chips, and oil sludge is sieved due to the adhesive properties of mechanical impurities: clay, metal oxides, sand.
Углеродсодержащие отходы одного вида через шлюзовой затвор 10 подают на транспортер 12, расположенный в первой пиролизной камере 1, обогреваемой дымовыми газами с температурой 400 °С, поступающими в полость 6 через входной патрубок 7 и покидающими её через выходной патрубок 8 в дымовую трубу. Источником дымовых газов могут быть котлы на любом органическом топливе, способные удерживать задаваемый температурный режим.Carbon-containing waste of one type is fed through a sluice gate 10 to a conveyor 12 located in the first pyrolysis chamber 1, heated by flue gases with a temperature of 400 °C entering the cavity 6 through the inlet pipe 7 and leaving it through the outlet pipe 8 into the chimney. The source of flue gases can be boilers using any organic fuel that can maintain the specified temperature.
Двигаясь по транспортеру 12, углеродсодержащие отходы взаимодействуют с водяным паром, подаваемым из парогенератора через пароперегреватель в пиролизную камеру 1 при температуре 300 °С из форсунок трубы 13 с расходом 0,5 кг пара на 1 кг углеродсодержащих отходов. Пройдя по транспортеру 12, углеродсодержащие отходы ссыпаются в шлюзовый затвор 11. Moving along conveyor 12, carbon-containing waste interacts with water vapor supplied from the steam generator through a superheater into the pyrolysis chamber 1 at a temperature of 300 °C from the nozzles of pipe 13 with a flow rate of 0.5 kg of steam per 1 kg of carbon-containing waste. Having passed along the conveyor 12, carbon-containing waste is poured into the sluice gate 11.
Выделяемые в ходе реакции пиролизные газы поступают через патрубки 14 в коллектор 15, далее в входной коллектор 16 и змеевик 18 конденсатора 17 пиролизных газов. В конденсаторе 17 пиролизных газов происходит их охлаждение за счёт циркуляции охлаждающей воды. Охлаждённые пиролизные газы поступают в трёхфазный отстойник 20 через патрубок 21, где в газосепарационном отсеке 22 разделяются на неконденсируемые пиролизные газы и пиролизный конденсат. Пиролизные газы представляют собой смесь конденсируемых и неконденсируемых пиролизных газов. Конденсируемые газы, переходящие при охлаждении в пиролизный конденсат, ‒ это смесь жидких углеводородов и загрязненной органикой воды.The pyrolysis gases released during the reaction enter through pipes 14 into the manifold 15, then into the inlet manifold 16 and the coil 18 of the pyrolysis gas condenser 17. In the condenser 17 pyrolysis gases are cooled due to the circulation of cooling water. Cooled pyrolysis gases enter the three-phase settling tank 20 through pipe 21, where in the gas separation compartment 22 they are separated into non-condensable pyrolysis gases and pyrolysis condensate. Pyrolysis gases are a mixture of condensable and non-condensable pyrolysis gases. Condensed gases, which transform into pyrolysis condensate upon cooling, are a mixture of liquid hydrocarbons and water contaminated with organic matter.
В патрубок 21 поступают неконденсируемые пиролизные газы, которые покидают трёхфазный отстойник 20 через патрубок 23 выхода неконденсируемых пиролизных газов, и попадают в блок каталитической очистки газовых выбросов 38, где, прореагировав, идут в дымовую трубу и далее в атмосферу. Non-condensable pyrolysis gases enter pipe 21, which leave the three-phase settling tank 20 through pipe 23 for the outlet of non-condensable pyrolysis gases, and enter the catalytic purification unit for gas emissions 38, where, after reacting, they go into the chimney and then into the atmosphere.
Через патрубок 24 пиролизный конденсат поступает в полость трёхфазного отстойника 20, внутри которого смешивается с горячей водой, которая поступает из патрубка слива воды конденсатора 17 пиролизных газов, проходя перфорированный коллектор 26 и перфорированную пластину 27 смешивается с пиролизным конденсатом, образуя суспензию. Из-за разности плотностей жидких углеводородов и горячей воды идёт расслоение суспензии. Горячая вода вместе с водой, загрязнённой органикой, пройдя под металлическими уголками 29, перелившись через вертикально расположенную пластину 36, покидает трёхфазный отстойник 20 через патрубок 28 в резервуар сбора загрязненной органики воды. Жидкие углеводороды отслоившись от воды, пройдя через отверстия: металлических уголков 29 второй перфорированной пластины 33 и третей перфорированной пластины 34 попадают в сборник жидких углеводородов 30 через перфорированные отверстия в нем, и далее через штуцер 31 поступают в резервуар сбора жидких углеводородов. Вторая перфорированная пластина 33 и третья перфорированная пластина 34 служат для уплотнения разделительного слоя между жидкими углеводородами и водой. При помощи уровнемера 35 в трехфазном отстойнике 20 ведут регулирование подачи горячей воды и отвода жидких углеводородов и воды загрязнённой органикойThrough pipe 24, the pyrolysis condensate enters the cavity of the three-phase settling tank 20, inside which it mixes with hot water, which comes from the water drain pipe of the pyrolysis gas condenser 17, passing through the perforated manifold 26 and the perforated plate 27 and mixes with the pyrolysis condensate, forming a suspension. Due to the difference in the densities of liquid hydrocarbons and hot water, the suspension stratifies. Hot water, together with water contaminated with organic matter, passing under the metal corners 29, overflowing through the vertically located plate 36, leaves the three-phase settling tank 20 through the pipe 28 into the collection tank for contaminated organic water. Liquid hydrocarbons, separated from the water, passing through the holes of the metal corners 29 of the second perforated plate 33 and the third perforated plate 34 enter the liquid hydrocarbon collection 30 through the perforated holes in it, and then through the fitting 31 enter the liquid hydrocarbon collection tank. The second perforated plate 33 and the third perforated plate 34 serve to seal the separating layer between liquid hydrocarbons and water. Using a level gauge 35 in a three-phase settling tank 20, the supply of hot water and the removal of liquid hydrocarbons and water contaminated with organic matter are regulated
После обработки в первой пиролизной камере 1 , углеродсодержащие отходы через второй шлюзовой затвор 11 попадают на транспортер 43 второй пиролизной камеры 2, обогреваемой дымовыми газами с температурой 500 °С, поступающими с источника дымовых газов в полость 40 через входной патрубок 41 и покидающими её через выходной патрубок 47. Двигаясь по транспортеру 43, углеродсодержащие отходы взаимодействуют с водяным паром, подаваемым из пароперегревателя с парогенератора в камеру при температуре 400 °С из форсунок трубы 44 с расходом 0,4 кг пара на 1 кг углеродсодержащих отходов. Пройдя по транспортеру 43, углеродсодержащие отходы ссыпаются в третий шлюзовый затвор 39. After processing in the first pyrolysis chamber 1, carbon-containing waste through the second sluice gate 11 enters the conveyor 43 of the second pyrolysis chamber 2, heated by flue gases with a temperature of 500 °C, coming from the source of flue gases into the cavity 40 through the inlet pipe 41 and leaving it through the outlet pipe 47. Moving along the conveyor 43, carbon-containing waste interacts with water vapor supplied from the superheater from the steam generator to the chamber at a temperature of 400 °C from the nozzles of pipe 44 with a flow rate of 0.4 kg of steam per 1 kg of carbon-containing waste. Having passed along the conveyor 43, carbon-containing waste is poured into the third sluice gate 39.
Выделяемые в ходе реакции пиролизные газы поступают через патрубки 45 в коллектор 46, и далее через патрубок 47 в входной коллектор 16, а затем через змеевик конденсатора пиролизных газов 18, патрубок 21 в трёхфазный отстойник 20.The pyrolysis gases released during the reaction enter through pipes 45 into the manifold 46, and then through pipe 47 into the inlet manifold 16, and then through the pyrolysis gas condenser coil 18, pipe 21 into the three-phase settling tank 20.
После обработки во второй пиролизной камере 2, углеродсодержащие отходы через третий шлюзовой затвор 39 попадают на транспортер 49, третьей пиролизной камеры 3, обогреваемой дымовыми газами, поступающими с источника дымовых газов в полость 54 с температурой 600 °С через входной патрубок и покидающими её через выходной патрубок. Двигаясь по транспортеру 49, углеродсодержащие отходы взаимодействуют с водяным паром, подаваемым в камеру из пароперегревателя от парогенератора при температуре 500 °С из форсунок трубы 50 с расходом 0,23 кг пара на 1 кг углеродсодержащих отходов. Пройдя по транспортеру 49, углеродсодержащие отходы ссыпаются в четвертый шлюзовый затвор 48. After processing in the second pyrolysis chamber 2, carbon-containing waste through the third sluice gate 39 enters the conveyor 49 of the third pyrolysis chamber 3, heated by flue gases coming from the source of flue gases into the cavity 54 with a temperature of 600 ° C through the inlet pipe and leaving it through the outlet pipe branch. Moving along the conveyor 49, carbon-containing waste interacts with water vapor supplied to the chamber from the superheater from the steam generator at a temperature of 500 °C from the nozzles of pipe 50 with a flow rate of 0.23 kg of steam per 1 kg of carbon-containing waste. Having passed along the conveyor 49, carbon-containing waste is poured into the fourth sluice gate 48.
Выделяемые в ходе реакции пиролизные газы поступают через патрубки 51 в коллектор 52, далее в входной коллектор 16 и змеевик конденсатора пиролизных газов 18 через патрубок 53. Далее процесс происходит в конденсаторе 17 и трёхфазном отстойнике 20, который описан выше.The pyrolysis gases released during the reaction enter through pipes 51 into the manifold 52, then into the inlet manifold 16 and the pyrolysis gas condenser coil 18 through pipe 53. The process then occurs in the condenser 17 and the three-phase settling tank 20, which is described above.
Последовательно, пройдя через пиролизные камеры 1, 2 и 3 и прореагировав в них, углеродсодержащие отходы преобразуются в углеродный остаток. Углеродный остаток через четвертый шлюзовый затвор 48 поступает на транспортер 56 камеры охлаждения 4. В камеру охлаждения 4 через трубу 61 с форсунками закачивают азот из баллона с азотом, который расположен между циклоном-пылеуловителем 59 и теплообменником азот-вода 60 (на фиг. 1 не показано). При заполнении на редукторе баллона с азотом устанавливают необходимое давление азота для компенсации потерь, а далее работает насос перекачки азота, через который соединены между собой патрубки 61 и 62. Расход азота подбирают таким образом, чтобы температура углеродного остатка на выходе из камеры охлаждения 4 была ниже 100 °С.Consecutively, passing through pyrolysis chambers 1, 2 and 3 and reacting in them, carbon-containing waste is converted into a carbon residue. The carbon residue through the fourth airlock 48 enters the conveyor 56 of the cooling chamber 4. Nitrogen is pumped into the cooling chamber 4 through a pipe 61 with nozzles from a nitrogen cylinder, which is located between the cyclone-dust collector 59 and the nitrogen-water heat exchanger 60 (not shown in Fig. 1). shown). When filling a cylinder with nitrogen on the reducer, the required nitrogen pressure is set to compensate for losses, and then the nitrogen transfer pump operates, through which pipes 61 and 62 are connected to each other. The nitrogen flow rate is selected in such a way that the temperature of the carbon residue at the outlet of the cooling chamber 4 is lower 100 °C.
Далее получаемый углеродный остаток поступает через пятый шлюзовый затвор 63 в бункер сбора углеродного остатка.Next, the resulting carbon residue enters through the fifth sluice gate 63 into the carbon residue collection hopper.
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2817493C1 true RU2817493C1 (en) | 2024-04-16 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2202589C2 (en) * | 1998-09-24 | 2003-04-20 | ЖОУ Дингли | Method and device for production of hydrocarbons from domestic garbage or wastes and/or wastes of organic materials |
RU2416053C2 (en) * | 2009-03-17 | 2011-04-10 | Виктор Васильевич Рожин | Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes |
RU2582698C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method for thermal processing of organic raw materials and device therefor |
CN107265821A (en) * | 2017-07-21 | 2017-10-20 | 浙江绿治环保技术有限公司 | Sludge continuous heat reforming apparatus and deep dehydration anhydration and incineration technique |
RU2667398C1 (en) * | 2017-11-02 | 2018-09-19 | Александр Филиппович Клеймёнов | Installation for wastes recycling |
RU2749755C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-06-16 | Клеймёнов Александр Филиппович | Installation of rapid pyrolysis for waste disposal |
CN114195348A (en) * | 2022-01-07 | 2022-03-18 | 黑龙江九地生金科技有限公司 | Oil sludge pipe tunnel furnace, oil sludge pyrolysis treatment equipment and treatment method |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2202589C2 (en) * | 1998-09-24 | 2003-04-20 | ЖОУ Дингли | Method and device for production of hydrocarbons from domestic garbage or wastes and/or wastes of organic materials |
RU2416053C2 (en) * | 2009-03-17 | 2011-04-10 | Виктор Васильевич Рожин | Device for processing - low temperature pyrolysis - hydrocarbon-containing solid and liquid domestic, industrial and forestry wastes |
RU2582698C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method for thermal processing of organic raw materials and device therefor |
CN107265821A (en) * | 2017-07-21 | 2017-10-20 | 浙江绿治环保技术有限公司 | Sludge continuous heat reforming apparatus and deep dehydration anhydration and incineration technique |
RU2667398C1 (en) * | 2017-11-02 | 2018-09-19 | Александр Филиппович Клеймёнов | Installation for wastes recycling |
RU2749755C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-06-16 | Клеймёнов Александр Филиппович | Installation of rapid pyrolysis for waste disposal |
CN114195348A (en) * | 2022-01-07 | 2022-03-18 | 黑龙江九地生金科技有限公司 | Oil sludge pipe tunnel furnace, oil sludge pyrolysis treatment equipment and treatment method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2392543C2 (en) | Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes | |
US6133491A (en) | Process and apparatus for producing hydrocarbons from residential trash or waste and/or organic waste materials | |
US5589599A (en) | Pyrolytic conversion of organic feedstock and waste | |
AU760143B2 (en) | Process and apparatus for producing hydrocarbons from city garbage and/or organic waste material | |
US6270630B1 (en) | Process and apparatus for producing hydrocarbons from residential trash or waste and/or organic waste materials | |
EP2530134A1 (en) | Vibratory heat exchanger unit for low temperature conversion for processing organic waste and process for processing organic waste using a vibratory heat exchanger unit for low temperature conversion | |
EP4038163B1 (en) | Installation for the production and a method of producing oil, gas and char for a coal black from elastomers, especially rubber waste, in the process of continuous pyrolysis | |
CN104987871A (en) | Household garbage miniature continuous type self-heating movable horizontal dry distillation machine | |
CA2888353C (en) | Apparatus and method for material treatment of raw materials | |
RU2275416C1 (en) | Thermochemical processing method of organic raw material to fuel components, plant for preforming the same | |
RU2817493C1 (en) | Device for processing carbon-containing wastes | |
RU2408819C1 (en) | Installation for processing solid organic waste | |
RU88669U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF WOOD COAL | |
CN218665673U (en) | Superconducting efficient harmless sludge treatment device | |
WO2016036278A2 (en) | Device for processing petroleum waste | |
RU2721695C1 (en) | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type | |
RU96217U1 (en) | DEVICE FOR THE PROCESSING OF HOUSEHOLD AND INDUSTRIAL ORGANIC WASTE | |
RU2832628C9 (en) | Device for implementing multi-stage thermal destruction | |
RU2832628C1 (en) | Device for implementing multi-stage thermal destruction | |
RU2804427C1 (en) | Multi-stage thermal destruction method | |
RU2785096C1 (en) | Gas generator set and method for gas generation for producing hydrogen-containing synthesis gas | |
CN213266205U (en) | Oil sludge pyrolysis treatment device | |
RU2566407C1 (en) | Method of oil wastes recycling | |
RU128879U1 (en) | INSTALLATION OF THERMAL PROCESSING OF POLYMERIC WASTE | |
RU2574411C1 (en) | Device for oil wastes recycling |