SK1242024U1 - Autonomous device for non-oxidative decomposition of organic substances - Google Patents
Autonomous device for non-oxidative decomposition of organic substances Download PDFInfo
- Publication number
- SK1242024U1 SK1242024U1 SK124-2024U SK1242024U SK1242024U1 SK 1242024 U1 SK1242024 U1 SK 1242024U1 SK 1242024 U SK1242024 U SK 1242024U SK 1242024 U1 SK1242024 U1 SK 1242024U1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- product
- thermal
- routes
- systems
- chambers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/10—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/30—Pyrolysing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/40—Gasification
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/26—Biowaste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Technické riešenie sa týka autonómneho zariadenia na nové usporiadania zariadení na neoxidatívny rozklad organických látok pomocou procesu riadenej termickej konverzie na pevné, kvapalné a plynné produkty na neoxidatívny rozklad organických látok. Je tvorené aspoň dvoma termickými sústavami (1) so zabudovanými termickými komorami (2) vybavenými vyberateľnými reaktormi (3) vybavenými uzatváracími vekami (32) s aspoň jedným výpustným potrubím (32) na umožnenie napojenia na produktovod (7) vyústený do chladiacej kondenzačnej sústavy (10). Termické sústavy (1) sú umiestnené v nosných stohovateľných rámových konštrukciách (101), kde termické komory (2) sú vybavené segmentovanými elektrickými nahrievacími systémami (21) a prepúšťacie potrubia (5) nadväzujúce na výpustné potrubia (32) sú rozdelené na samostatné napojenie do studenej produktovej trasy (71 ) a teplej produktovej trasy (72) produktovodu (7). Zariadenie obsahuje automatizovanú riadiacu jednotku (11), ktorá je prepojená s vyhodnocovacími a sledovacími členmi (111) osadenými na oboch produktových trasách (71, 72).The technical solution refers to an autonomous device for new layouts of devices for the non-oxidative decomposition of organic substances using the process of controlled thermal conversion into solid, liquid and gaseous products for the non-oxidative decomposition of organic substances. It consists of at least two thermal systems (1) with built-in thermal chambers (2) equipped with removable reactors (3) equipped with closing lids (32) with at least one discharge pipe (32) to enable connection to the product pipe (7) opening into the cooling condensation system ( 10). Thermal systems (1) are located in supporting stackable frame structures (101), where thermal chambers (2) are equipped with segmented electric heating systems (21) and discharge pipes (5) connected to discharge pipes (32) are divided into separate connections to of the cold product route (71) and the warm product route (72) of the product pipeline (7). The device contains an automated control unit (11) which is connected to evaluation and tracking members (111) installed on both product routes (71, 72).
Description
Technické riešenie sa týka nového usporiadania zariadení pre neoxidatívny rozklad organických látok pomocou procesu riadenej termickej konverzie, ktorej výsledkom sú pevné, kvapalné a plynné produkty.The technical solution concerns the new arrangement of equipment for the non-oxidative decomposition of organic substances using a controlled thermal conversion process, which results in solid, liquid and gaseous products.
Doterajší stav technikyCurrent state of the art
V súčasnej dobe sa veda a technika v značnej miere zameriavajú na vývoj rôznych zariadení a metód na realizáciu tepelného rozkladu organických materiálov, ako sú biomasa, odpadové kaly, drevárske štiepky, pneumatiky a pod., bez horenia za účelom získania využiteľných druhotných surovín. Základom týchto zariadení sú uzavreté reaktory umiestnené v termicky vyhrievaných komorách a ich príklady sú riešenia opísané napríklad v spisoch CZ21978U1, CZ21515U1, CZ22609U1, CZ26384U1, CZ304835B6, CZ309264B6, CZ34946U1, CZ34925U1, CZ34926U1, CZ305978B6, CZ304986B6 alebo CZ24230U1.Currently, science and technology are largely focused on the development of various devices and methods for the thermal decomposition of organic materials, such as biomass, waste sludge, wood chips, tires, etc., without burning in order to obtain usable secondary raw materials. The basis of these devices are closed reactors located in thermally heated chambers, and their solutions are described, for example, in documents CZ21978U1, CZ21515U1, CZ26384U1, CZ304835B6, CZ309264B6, CZ34946U1, CZ34925U1, CZ34926U1, CZ305978B6. CZ304986B6 or CZ24230U1.
Spoločnou nevýhodou známych zariadení je, že umožňujú spracovávať materiály vo vsádzkach nasledujúcich po sebe, čo je energeticky a časovo náročné, lebo je nutné reaktory po nahriatí premiestňovať do reakčnej komory a následne po procese premiestňovať do voľného priestoru na vychladnutie. Navyše je zariadenie vybavené jedným potrubím ručne napájaným na veko reaktora, takže obsahuje iba jednu produktovú trasu bez predohrevu a s priamym napojením na chladič, kde sa až za týmto chladičom preberá plynný a kvapalný produkt.A common disadvantage of known devices is that they allow materials to be processed in consecutive batches, which is energy- and time-consuming, as it is necessary to move the reactors into the reaction chamber after heating and then move them to a free space for cooling after the process. In addition, the device is equipped with one pipeline manually fed to the lid of the reactor, so it contains only one product route without preheating and with a direct connection to the cooler, where the gaseous and liquid product is taken after this cooler.
Cieľom prekladaného technického riešenia je predstaviť novú koncepciu zariadenia, ktoré je tvorené aspoň dvoma termickými sústavami usporiadanými za sebou, avšak s možnosťou autonómnej prevádzky alebo súbežnej prevádzky každej sústavy.The goal of the translated technical solution is to present a new concept of the device, which is formed by at least two thermal systems arranged behind each other, but with the possibility of autonomous operation or simultaneous operation of each system.
Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution
Stanovený cieľ je dosiahnutý technickým riešením, ktorým je autonómne zariadenie pre neoxidatívny rozklad organických látok tvorené aspoň dvoma termickými sústavami so zabudovanými termickými komorami vybavenými vyberateľnými reaktormi opatrenými uzatváracími vekami s aspoň jedným výpustným potrubím na umožnenie napojenia na produktovod vyústený do chladiacej kondenzačnej sústavy. Podstatou riešenia je, že termické sústavy sú umiestnené v nosných stohovateľných rámových konštrukciách, kde termické komory sú vybavené segmentovanými elektrickými nahrievacími systémami a prepúšťacie potrubia nadväzujúce na výpustné potrubia sú rozdelené na samostatné napojenie do studenej produktovej trasy a teplej produktovej trasy produktovodu, ktoré sú tvorené potrubiami, pričom zariadenie obsahuje automatizovanú riadiacu jednotku, ktorá je prepojená s vyhodnocovacími a sledovacími členmi osadenými na oboch produktových trasách, jednak s ovládacími funkčnými členmi na zabezpečenie priechodnosti jednotlivých produktových trás alebo ich častí a jednak s ovládacími členmi na riadenie činnosti termických komôr alebo reaktorov podľa zvolených parametrov.The set goal is achieved by a technical solution, which is an autonomous device for the non-oxidative decomposition of organic substances formed by at least two thermal systems with built-in thermal chambers equipped with removable reactors equipped with closing lids with at least one discharge pipe to enable connection to the product pipe leading to the cooling condensation system. The essence of the solution is that the thermal systems are placed in supporting stackable frame structures, where the thermal chambers are equipped with segmented electric heating systems and the discharge pipes connected to the discharge pipes are divided into separate connections to the cold product route and the warm product route of the product line, which are formed by pipes , while the device contains an automated control unit, which is connected to the evaluation and monitoring members installed on both product routes, on the one hand with control functional members to ensure the passability of individual product routes or their parts, and on the other hand with control members to control the activity of thermal chambers or reactors according to the selected parameters.
Vo výhodnom uskutočnení sú výpustné potrubia napojené cez automatické upínače na smerom nadol vertikálne situované prepúšťacie potrubia vybavené dĺžkovými kompenzátormi, za ktorými sú osadené rozbočovače na rozdelenie prepúšťacieho potrubia na možnosť samostatného prepojenia do produktových trás.In a preferred embodiment, the discharge pipes are connected via automatic clamps to the downward vertically located discharge pipes equipped with length compensators, behind which are mounted splitters for dividing the discharge pipe for the possibility of separate connection to product routes.
Ďalej je výhodné, keď produktové trasy sú za termickými sústavami osadené zásobníkmi kvapalnej frakcie a sú zaústené cez smerom nahor vertikálne situované výstupné potrubia vybavené dĺžkovými kompenzátormi do chladiacej kondenzačnej sústavy a na výstupoch z kondenzačnej sústavy sú osadené zásobníky plynnej frakcie.Furthermore, it is advantageous if the product routes are equipped with liquid fraction reservoirs behind the thermal systems and are opened through upward vertically located outlet pipes equipped with length compensators to the cooling condensation system, and gas fraction reservoirs are installed at the outlets from the condensation system.
Taktiež je výhodné, keď reaktory termických komôr sú rôzne veľké, pričom optimálny pomer veľkosti reaktora primárnej termickej komory k veľkosti reaktora sekundárnej termickej komory je 3 ku 1.It is also advantageous when the thermal chamber reactors are of different sizes, with the optimal ratio of the size of the primary thermal chamber reactor to the size of the secondary thermal chamber reactor being 3 to 1.
V optimálnom prípade sú potrubia produktových trasy produktovodu v oblasti medzi termickými komorami optimálne vytvorené pod gravitačným spádom.In the optimal case, the pipelines of the product routes of the product line in the area between the thermal chambers are optimally formed under gravity gradient.
Predstavovaným zariadením sa dosahuje nový a vyšší účinok v tom, že termické sústavy sú napojené na spoločný produktovod, teda palivovú trasu, rozdelený na dve samostatné produktové trasy, teplú a studenú, ktoré sú automaticky uvádzané do činnosti podľa fázy, v ktorej je termický proces, teda podľa kvality produkovaného pyrolýzneho plynu. Obe produktové trasy sú tvorené dvojplášťovým potrubím, ktoré je zavesené na samonosnom konštrukčnom ráme a je vybavené vertikálne situovanými kompenzátormi, čím je možné podľa potreby meniť uhol sklonu trás, čo má za následok možné zvýšenie parametrov produktivityThe presented device achieves a new and higher effect in that the thermal systems are connected to a common product pipeline, i.e. a fuel route, divided into two separate product routes, hot and cold, which are automatically activated according to the phase in which the thermal process is, that is, according to the quality of the pyrolysis gas produced. Both product routes are formed by a double-walled pipeline, which is suspended on a self-supporting structural frame and is equipped with vertically located compensators, which makes it possible to change the angle of inclination of the routes as needed, which results in a possible increase in productivity parameters
SK 124-2024 U1 zariadenia až o 10 %. Reaktory umiestňované v termických komorách môžu byť rôzneho konštrukčného a veľkostného uskutočnenia a sú využiteľné aj na spracovanie rôzne veľkých a kvalitatívne odlišných vsádzok organického materiálu.SK 124-2024 U1 equipment by up to 10%. Reactors placed in thermal chambers can be of different designs and sizes and can also be used to process batches of organic material of different sizes and qualitatively different.
Prehľad obrázkov na výkresochOverview of images on drawings
Konkrétny príklad uskutočnenia technického riešenia je schematicky znázornený na pripojených výkresoch, kde:A concrete example of the implementation of the technical solution is shown schematically in the attached drawings, where:
Obr. 1 je zjednodušená schéma základného uskutočnenia zariadenia s vynechaním prepojenia jeho funkčných prvkov s automatizovanou riadiacou jednotkou,fig. 1 is a simplified diagram of the basic embodiment of the device, omitting the connection of its functional elements with the automated control unit,
Obr. 2 je bočný pohľad na celkové prevedenie zariadenia z obr. 1 so znázornením termických komôr a rámov, v ktorých sú termické sústavy osadené a naznačením prepojenia riadiacej jednotky s funkčnými prvkami zariadenia,fig. 2 is a side view of the overall design of the device from fig. 1 showing the thermal chambers and frames in which the thermal systems are installed and indicating the connection of the control unit with the functional elements of the device,
Obr. 3 je pohľad zhora na zariadenie z obr. 2,fig. 3 is a top view of the device of FIG. 2,
Obr. 4 je axonometrický pohľad na základné nosné funkčné prvky zariadenia,fig. 4 is an axonometric view of the basic supporting functional elements of the device,
Obr. 5 je zjednodušená schéma napojenia automatizovanej riadiacej jednotky na funkčné prvky termickej sústavy a na jednu z produktových trás afig. 5 is a simplified diagram of the connection of the automated control unit to the functional elements of the thermal system and to one of the product routes and
Obr. 6 sú detailné rezy termickými sústavami zariadenia z obr. 2.fig. 6 are detailed sections of the thermal systems of the device from fig. 2.
Výkresy, ktoré znázorňujú predstavované technické riešenie a následne opísané príklady konkrétnych uskutočnení v žiadnom prípade neobmedzujú rozsah ochrany uvedený v definícii, ale len objasňujú podstatu technického riešenia.The drawings that show the presented technical solution and subsequently described examples of specific implementations in no way limit the scope of protection stated in the definition, but only clarify the essence of the technical solution.
Príklady uskutočneniaImplementation examples
Základné uskutočnenie zariadenia znázornené na obr. 1 až obr. 6 je tvorené dvoma samostatnými termickými sústavami 1 rôznej veľkosti, ktorých zástavbová plocha je vymedzená nosnými stohovateľnými rámovými konštrukciami 101, ktoré definujú ich tvar v priestore a zároveň umožňujú ich prepojenie (spriahnutie) za sebou pomocou produktovodu 7. Vnútri rámových konštrukcií 101 sú umiestnené termické komory 2 vybavené segmentovanými elektrickými nahrievacími systémami 21, umožňujúcimi nezávisle na sebe nahrievať rôzne časti termickej komory 2, a to jej dno, steny alebo celý plášť. V každej termickej komore 2 je vyberateľne umiestnený uzatvárateľný reaktor 3 tvorený neoznačenou nádobou, výhodne valcového tvaru majúceho guľovité dno a v hornej časti vybavenom prírubou na umožnenie pripojenia uzatváracieho veka 31. Optimálny pomer veľkosti reaktora 3 primárnej termickej komory 2 k veľkosti reaktoru 3 sekundárnej termickej komory 2 je 3 ku 1. Každé uzatváracie veko 31 reaktora 3 je vybavené štandardnými neoznačenými spojovacími prípravkami, skrutkovými spojmi, tesnením a aspoň jedným výpustným potrubím 32 na odvod plynných fáz vznikajúcich pri procese termickej konverzie. Výpustné potrubia 32 sú cez automatické upínače 4 napojené na smerom na dol vertikálne situované prepúšťacie potrubia 5 vybavené dĺžkovými kompenzátormi 6, za ktorými sú osadené rozbočovače 51 rozdeľujúce prepúšťacie potrubie 5 na možnosť samostatného prepojenia do studenej produktovej trasy 71 a teplej produktovej trasy 72 produktov, ktoré sú tvorené dvojplášťovými potrubiami. Obe produktové trasy 71, 72 sú za termickými sústavami 1 osadené zásobníkmi 8 kvapalnej frakcie a tieto trasy 71, 72 sú zaústené cez smerom nahor vertikálne situované výstupné potrubie 9 vybavené dĺžkovými kompenzátormi 6 do chladiacej kondenzačnej sústavy 10 a na výstupoch z tejto kondenzačnej sústavy 10 sú osadené ďalšími zásobníkmi 81 plynnej frakcie. Kondenzačná sústava 10 je spravidla osadená na podstavci 10a vytvorenom vo forme oplášťovaného kontajnera slúžiacim ako skladový priestor na vymeniteľné náhradné diely zariadenia alebo na umiestnenie externých zásobníkov kvapalných frakcií. Obe produktové trasy 71, 72 sú potom upevnené na neznázornenej závesnej konštrukcii a vďaka dĺžkovým kompenzátorom 6 zabudovaným na prepúšťacích potrubiach 5 a na výstupných potrubiach 9 je možné podľa potreby a druhu spracovávaného organického materiálu meniť polohu produktovodu 7 a nastaviť jeho gravitačný spád pod výhodným špecifickým uhlom zabezpečujúcim lepšie prúdenie plynných alebo kvapalných frakcií.The basic embodiment of the device shown in fig. 1 to fig. 6 is made up of two separate thermal systems 1 of different sizes, the installation surface of which is defined by supporting stackable frame structures 101, which define their shape in space and at the same time enable their connection (coupling) one after the other by means of a product line 7. Thermal chambers are placed inside the frame structures 101 2 equipped with segmented electric heating systems 21, allowing different parts of the thermal chamber 2 to be heated independently, namely its bottom, walls or the entire casing. In each thermal chamber 2, a closable reactor 3 formed by an unmarked vessel, preferably cylindrical in shape with a spherical bottom and equipped with a flange in the upper part to enable the connection of a closing lid 31, is selectively placed in each thermal chamber 2. The optimal ratio of the size of the reactor 3 of the primary thermal chamber 2 to the size of the reactor 3 of the secondary thermal chamber 2 is 3 to 1. Each closure lid 31 of reactor 3 is equipped with standard unmarked connectors, screw connections, gaskets and at least one outlet pipe 32 for the removal of gaseous phases produced during the thermal conversion process. The discharge pipes 32 are connected via automatic clamps 4 to the downward vertically situated discharge pipes 5 equipped with length compensators 6, behind which are mounted the splitters 51 dividing the discharge pipe 5 into the possibility of separate connection to the cold product route 71 and the warm product route 72 of products that they are formed by double-walled pipes. Both product routes 71, 72 are fitted with reservoirs 8 of the liquid fraction behind the thermal systems 1, and these routes 71, 72 are opened through an upwardly located outlet pipe 9 equipped with length compensators 6 to the cooling condensation system 10, and at the outlets from this condensation system 10 are equipped with additional reservoirs 81 gas fraction. The condensing system 10 is usually mounted on a base 10a created in the form of a sheathed container serving as a storage space for replaceable spare parts of the device or for placing external reservoirs of liquid fractions. Both product routes 71, 72 are then fixed on a suspended structure, not shown, and thanks to the length compensators 6 built into the discharge pipes 5 and the outlet pipes 9, it is possible to change the position of the product pipe 7 according to the need and the type of organic material being processed, and to set its gravity gradient at a favorable specific angle ensuring a better flow of gas or liquid fractions.
Neoddeliteľnou súčasťou zariadenia je automatizovaná riadiaca jednotka 11, ktorá je prepojená jednak s vyhodnocovacími a riadiacimi členmi 111, väčšinou snímačmi a senzormi pravidelne osadenými na oboch produktových trasách 71, 72, sledujúcimi proces termického rozkladu a vyhodnocujúcimi kvalitu prúdiaceho pyrolýzneho plynu. 112, napríklad pneumatickými ventilmi, zabezpečujúcimi prepínanie priechodnosti jednotlivých produktových trás 71, 72 alebo ich častí, jednak so sledovacími a kontrolnými členmi 113,An integral part of the device is the automated control unit 11, which is connected both to evaluation and control members 111, mostly sensors and sensors regularly installed on both product routes 71, 72, monitoring the process of thermal decomposition and evaluating the quality of the flowing pyrolysis gas. 112, for example, pneumatic valves, ensuring the switching of the passage of individual product routes 71, 72 or their parts, on the one hand with monitoring and control members 113,
SK 124-2024 U1 napríklad chromatografom vykonávajúcim procesnú analýzu produkovaných plynov počas procesu, a jednak s neznázornenými ovládacími členmi ovládajúcimi riadiacu činnosť termických komôr 2 alebo reaktorov 3 podľa zvolených parametrov.SK 124-2024 U1, for example, by a chromatograph performing a process analysis of the produced gases during the process, and on the one hand with control members not shown controlling the control activity of the thermal chambers 2 or reactors 3 according to the selected parameters.
Opísané uskutočnenie nie je jediným možným riešením zariadenia, lebo toto môže obsahovať viac ako dve vzájomne spriahnuté termické sústavy 1, pričom veľkosť termických komôr 2 alebo reaktorov 3 sa riadi množstvom a druhom spracovávaných materiálov. Podľa druhov spracovávaných materiálov a vzájomného usporiadania termických komôr 2 a kondenzačnej sústavy 10 môže byť produktovod 7 tvorený viac ako dvoma trasami, ktoré tiež nemusia byť súbežné. Rámové konštrukcie 101 môžu byť ďalej vybavené rôznym doplnkovým vybavením, ako sú napríklad manipulačné ramená, zdvíhacie zariadenia a pod.The described embodiment is not the only possible solution for the device, because it can contain more than two interconnected thermal systems 1, while the size of the thermal chambers 2 or reactors 3 is governed by the amount and type of processed materials. According to the types of processed materials and the mutual arrangement of the thermal chambers 2 and the condensing system 10, the product pipe 7 can be formed by more than two routes, which also do not have to be parallel. The frame structures 101 can be further equipped with various additional equipment, such as handling arms, lifting devices, etc.
Pri činnosti zariadenia sa najskôr pomocou manipulačného ramena alebo manipulátora, ktoré nemusia byťsúčasťou zariadenia, do termickej komory 2 umiestni uzavretý reaktor 3 naplnený organickým materiálom a je možno začať proces termickej konverzie bez prístupu vzduchu. Termická komora má segmentovaný elektrický nahrievací systém pracujúci v rozsahu prevádzkových teplôt od 10 do 900 °C, v troch segmentovaných okruhoch, umožňujúcich priebežný náhrev. Systém náhrevu termickej komory 2 a teplonosného okruhu, teda produktovodu 7 je vykonávaný podľa nastavených parametrov automatickej riadiacej jednotky 11 a je nastavený na konkrétne spracovávané organické látky. Každá takáto látka má svoj vlastný teplotný režim/vzorec ktorý sleduje zadanie na konverziu a požiadavky na typ a kvalitu výstupných produktov. Každá látka tak má svoju vlastnú termickú krivku, ktorá je pre ňu špecifická a potom je možné nastaviť dĺžku procesu, kvalitatívne parametre produktu. Systém usporiadania zariadenia umožňuje v primárnej fáze náhrev reaktora 3 pomocou elektrických nahrievacích systémov 21. Sekundárny náhrev prebieha už len v produktovode 7 pomocou teplonosného okruhu vytvoreného pomocou dvojplášťového riešenia potrubia, v ktorom prúdi teplonosné médium na náhrev až do 250 °C. Dvojplášťový systém udržuje teploty súbežne, t. j. vnútorná teplota je zabezpečovaná produkovaného pyrolýzneho plynu a vonkajšia teplota z elektrického náhrevu s využitím elektrického rukáva alebo samostatne, vždy v závislosti na procesnej fáze, v ktorej termická sústava pracuje.During the operation of the device, a closed reactor 3 filled with organic material is first placed in the thermal chamber 2 using a manipulation arm or a manipulator, which does not have to be part of the device, and the thermal conversion process can be started without air access. The thermal chamber has a segmented electric heating system operating in the range of operating temperatures from 10 to 900 °C, in three segmented circuits, enabling continuous heating. The heating system of the thermal chamber 2 and the heat-carrying circuit, i.e. the product line 7, is carried out according to the set parameters of the automatic control unit 11 and is set for specific processed organic substances. Each such substance has its own temperature regime/formula that follows the conversion input and the requirements for the type and quality of the output products. Each substance thus has its own thermal curve, which is specific to it, and then it is possible to set the length of the process, the quality parameters of the product. The system of arrangement of the device enables in the primary phase the heating of the reactor 3 with the help of electric heating systems 21. The secondary heating takes place only in the product line 7 using a heat-carrying circuit created by means of a double-shell pipe solution, in which the heat-carrying medium flows for heating up to 250 °C. The double-layer system maintains temperatures simultaneously, i.e. j. the internal temperature is ensured by the produced pyrolysis gas and the external temperature by electric heating with the use of an electric sleeve or independently, always depending on the process phase in which the thermal system works.
Usporiadanie produktových trás 71, 72 produktovodu 7 zabezpečuje vedenie primárnej plynnej fázy produkovanej počas procesu konverzie a podľa typu vstupnej suroviny je nastavené prepojenie týchto trás 71, 72 a zároveň ich prepínanie podľa fázy a priebehu procesu termickej konverzie. Na začiatku procesu prúdi primárna plynná fáza studenou primárnou trasou do dosiahnutia určenej teploty a vyčerpania vzdušniny v objeme reaktora 3 a dosiahnutia hodnôt obsahu kyslíka, t. j. neoxidatívneho prostredia, na úroveň nula. V neoxidatívnej fáze procesu dochádza k prepnutiu plynovej trasy na sekundárnu teplú produktovú trasu, ktorá je osadená vždy dvojicami vyhodnocovacích a riadiacich členov 111, napríklad tlakových a teplotných senzorov. Počas tejto fázy dochádza ku konverzii organickej zložky vnútri reaktora 3 na plynnú primárnu fázu, ktorá prechádza cez vývod vo veku 31 reaktora 3 do produktovodu 7 a do kondenzačnej sústavy 10.The arrangement of the product routes 71, 72 of the product pipeline 7 ensures the conduction of the primary gas phase produced during the conversion process, and according to the type of input raw material, the connection of these routes 71, 72 is set and at the same time they are switched according to the phase and progress of the thermal conversion process. At the beginning of the process, the primary gaseous phase flows through the cold primary route until reaching the specified temperature and exhausting the air in the volume of the reactor 3 and reaching the values of the oxygen content, i.e. j. non-oxidative environment, to the level of zero. In the non-oxidative phase of the process, the gas route is switched to a secondary warm product route, which is always equipped with pairs of evaluation and control members 111, for example pressure and temperature sensors. During this phase, the organic component inside the reactor 3 is converted to a gaseous primary phase, which passes through the outlet in the lid 31 of the reactor 3 into the product line 7 and into the condensation system 10.
V novom usporiadaní autonómneho zariadenia sú v zostave spriahnuté aspoň dve termické sústavy 1, výhodne tak, že primárna je objemovo t. j. veľkosťou reaktora 3 a termickej komory 2 aspoň 3 x väčšia ako sekundárna. Obe termické sústavy 1 môžu pracovať spoločne, súbežne alebo samostatne vzhľadom na prepojenie na potrubnú studenú a teplú trasu. Výhodné usporiadanie dvoch termických komôr 2 s rôznym objemom za sebou dáva možnosť opakovanej termickej konverzie už prepracovaného uhlíkatého materiálu z primárnej sústavy, z dôvodu aktivácie alebo dosiahnutia vyšších kvalitatívnych hodnôt, a to pri vyšších teplotách až 800 °C. V konkrétnom príklade je možné po procese presypať z primárneho reaktora 3 vzniknutý uhlíkatý materiál do sekundárneho reaktora 3 a tento uhlík znovu podrobiť náhrevu s cieľom oddeliť všetky zvyškové prchavé organické látky a zvýšiť aktívny povrch produkovaného uhlíkatého produktu.In the new arrangement of the autonomous device, at least two thermal systems 1 are coupled in the assembly, preferably in such a way that the primary one is volume t. j. the size of reactor 3 and thermal chamber 2 is at least 3 times larger than the secondary one. Both thermal systems 1 can work together, concurrently or separately due to the connection to the cold and hot pipe route. The advantageous arrangement of two thermal chambers 2 with different volumes behind one another gives the possibility of repeated thermal conversion of the already processed carbonaceous material from the primary system, due to activation or the achievement of higher quality values, at higher temperatures of up to 800 °C. In a specific example, after the process, it is possible to pour the carbonaceous material produced from the primary reactor 3 into the secondary reactor 3 and subject this carbon to heating again in order to separate all residual volatile organic substances and increase the active surface of the produced carbonaceous product.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability
Zariadenie podľa navrhnutého riešenia je určené na využitie v priemyselných odvetviach zaoberajúcich sa spracovávaním odpadových organických materiálov alebo materiálov vyseparovaných z týchto odpadov, s ďalšou možnosťou zhodnotenia. Jedná sa najmä o prepracovanie organických látok na ďalej využiteľné produkty ako medziprodukty alebo druhotné suroviny pre chemický priemysel, poľnohospodárstvo a energetiku, keď potenciál využiteľnosti majú všetky produkty, a to ako pevné uhlíkaté, tak aj kvapalné vo všetkých svojich frakciách a plynné ako palivo pre energetické sústavy. Zariadenie je možné, vzhľadom na jeho usporiadanie oddelených trás a reaktorov, veľmi efektívne využiť aj na elimináciu chemických znečisťujúcich látok, látok s nebezpečnými vlastnosťami alebo vyššími koncentráciami infekčných patogénov, vírusov a farmaceutických látok obsiahnutých, napr. v čistiarenských kaloch alebo materiáloch, ktoré boli s takými, najmä infekčnými a/alebo znečisťujúcimi látkami v kontakte.The device according to the proposed solution is intended for use in industries dealing with the processing of waste organic materials or materials separated from these wastes, with the additional possibility of recovery. This is mainly the processing of organic substances into products that can be further used as intermediate products or secondary raw materials for the chemical industry, agriculture and energy, when all products have the potential to be used, both solid carbonaceous and liquid in all their fractions and gaseous as fuel for energy systems. Due to its arrangement of separate routes and reactors, the device can also be used very effectively for the elimination of chemical pollutants, substances with dangerous properties or higher concentrations of infectious pathogens, viruses and pharmaceutical substances contained, e.g. in sewage sludge or materials that have been in contact with such, especially infectious and/or polluting substances.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2023-41674U CZ37649U1 (en) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | Autonomous equipment for the non-oxidative decomposition of organic matter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK1242024U1 true SK1242024U1 (en) | 2024-10-09 |
SK10256Y1 SK10256Y1 (en) | 2025-01-29 |
Family
ID=89766931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK124-2024U SK10256Y1 (en) | 2023-12-29 | 2024-07-31 | Autonomous device for non-oxidative decomposition of organic substances |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ37649U1 (en) |
DE (1) | DE202024105973U1 (en) |
SK (1) | SK10256Y1 (en) |
-
2023
- 2023-12-29 CZ CZ2023-41674U patent/CZ37649U1/en active IP Right Grant
-
2024
- 2024-07-31 SK SK124-2024U patent/SK10256Y1/en unknown
- 2024-10-17 DE DE202024105973.5U patent/DE202024105973U1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK10256Y1 (en) | 2025-01-29 |
DE202024105973U1 (en) | 2024-10-25 |
CZ37649U1 (en) | 2024-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8192587B2 (en) | Devices, systems, and methods for recycling plastic | |
AU2013280241B2 (en) | Digestion units configured for high yield biomass processing | |
US20110116986A1 (en) | Reactor and apparatus for pyrolysing waste, especially tyres | |
CN102713557A (en) | Systems and methods for preparing samples for chemical analysis | |
MX2011004135A (en) | Apparatus and process for thermal decomposition of any kind of organic material. | |
JP2016522742A (en) | Soil box for evaporative desorption process | |
SK1242024U1 (en) | Autonomous device for non-oxidative decomposition of organic substances | |
RU158206U1 (en) | DEVICE FOR CONDITIONING OF COMBUSTIBLE ORGANIC RADIOACTIVE WASTE | |
RU97128U1 (en) | RETORTS FOR PYROLYSIS | |
CN103962066B (en) | A kind of high heating rate heat treatment reactor being easy to tri-state product separation | |
CN216806600U (en) | Sampling device for food safety inspection | |
CN205308294U (en) | Visual fluidized bed reaction device | |
CN108614077A (en) | Microreactor and miniature gas-solid thermal response on-line analysis device | |
RU127879U1 (en) | DEVICE FOR RESEARCH OF THE PROCESS OF THERMAL DECOMPOSITION OF SOLID FUELS | |
MX2013013518A (en) | Field replaceable multifunctional cartridge for waste conversion into fuel. | |
PL372777A1 (en) | Installation designed for thermal depolymerization of plastic wastes and method for the thermal depolymerization of plastic wastes | |
JP2006217806A (en) | Culture apparatus | |
US11344860B2 (en) | Multiple reactor system for parallel catalyst testing | |
WO2004072163A1 (en) | A method and a device for continuous conversion of polyolefinic plastics wastes | |
CN206121734U (en) | Reaction kettle device with tail gas collection function | |
PL352341A1 (en) | Method of continually processing plastic wastes, in particular polyolefinic ones and plastic waste processing production line, in particular that for polyolefinic wastes | |
CN206121732U (en) | Novel stirring formula reation kettle device | |
CN115420075A (en) | A small test device for sludge drying, pyrolysis and condensation recovery | |
CN111944547A (en) | Pressurized fixed bed reaction device and method for preparing biomass pyrolysis liquid | |
RU2324647C1 (en) | Device for production of carbon monooxide from carbon materials |