RU2260615C1 - Method for processing mineral and solid organocontaining raw material by pyrolysis and installation for performing the same - Google Patents
Method for processing mineral and solid organocontaining raw material by pyrolysis and installation for performing the same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260615C1 RU2260615C1 RU2004111874/04A RU2004111874A RU2260615C1 RU 2260615 C1 RU2260615 C1 RU 2260615C1 RU 2004111874/04 A RU2004111874/04 A RU 2004111874/04A RU 2004111874 A RU2004111874 A RU 2004111874A RU 2260615 C1 RU2260615 C1 RU 2260615C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- raw material
- solid
- feedstock
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки минерального и твердого органосодержащего сырья, в частности угля, древесины и торфа, методом пиролиза с целью извлечения углеводородов и может найти применение в химической, лесоперерабатывающей отраслях, в теплоэнергетике и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of processing of mineral and solid organo-containing raw materials, in particular coal, wood and peat, by the pyrolysis method for the extraction of hydrocarbons and can find application in the chemical, timber processing industries, in the power system and other industries.
Известен способ переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза, включающий высокоскоростной нагрев в реакторе измельченного исходного сырья до температуры его деструкции с последующим отводом образующихся парогазовой фракции и твердых минеральных продуктов для дальнейшей конденсации и/или переработки (см. патент РФ №2201951, МКИ С 10 В 49/00, 2001 г.).A known method of processing mineral and solid organo-containing raw materials by pyrolysis, including high-speed heating in the reactor of crushed feedstock to the temperature of its destruction with subsequent removal of the resulting vapor-gas fraction and solid mineral products for further condensation and / or processing (see RF patent No. 2201951, MKI C 10 B 49/00, 2001).
Известный способ за счет обеспечения высокоскоростного нагрева исходного сырья таким образом, что не успевают осуществиться промежуточные физико-химические процессы его превращения, позволяет приблизить параметры получения заданного вещества (температура, давление и др.) к параметрам границы его существования в конденсированной фазе, что является его достоинством.The known method, by providing high-speed heating of the feedstock in such a way that intermediate physicochemical processes of its conversion do not have time to take place, makes it possible to approximate the parameters for obtaining a given substance (temperature, pressure, etc.) to the parameters of its existence in the condensed phase, which is its dignity.
Основные недостатки известного способа заключаются в его неэкономичности и низкой эффективности. Причем эти недостатки связаны между собой. Для обеспечения высокой эффективности процесса переработки минерального и твердого органосодержащего сырья с целью извлечения углеводородов необходимо иметь предварительно сильноизмельченное исходное сырье, имеющее большую поверхность, обеспечивающую проведение высокоскоростного нагрева. Это вызывает необходимость увеличения энергетических затрат на операцию предварительного измельчения исходного продукта. Увеличение же размеров предварительно измельченного исходного сырья частично повышает экономичность за счет снижения энергозатрат на измельчение, но снижается эффективность процесса извлечения углеводородов, т.к. увеличение размеров измельченного сырья приводит к уменьшению его поверхности теплообмена и тем самым затрудняется процесс мгновенного прогрева сырья на всю его глубину и соответственно затрудняется процесс выделения нового вещества.The main disadvantages of this method are its inefficiency and low efficiency. Moreover, these shortcomings are interconnected. To ensure high efficiency of the process of processing mineral and solid organo-containing raw materials in order to extract hydrocarbons, it is necessary to have a pre-finely ground feedstock having a large surface that provides high-speed heating. This necessitates an increase in energy costs for the operation of preliminary grinding of the original product. An increase in the size of pre-crushed feedstock partially increases efficiency by reducing energy costs for grinding, but the efficiency of the hydrocarbon extraction process decreases, because an increase in the size of the crushed raw material leads to a decrease in its heat transfer surface, and thereby the process of instantaneous heating of the raw material to its entire depth is hindered and, accordingly, the process of isolating a new substance is hindered.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является установка для переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза, содержащая реактор в виде горизонтального барабана, снабженного перемешивающими лопастями, к которому подсоединен блок загрузки исходного сырья в виде шнека-распределителя, блоки нагрева исходного сырья и обжига твердого минерального продукта, блоки выгрузки твердого минерального продукта, отвода, конденсации и разделения парогазовой фракции (см. описание к предварительному патенту Республики Казахстан №764, МКИ С 10 В 1/10, 1993 г.).Closest to the technical nature of the claimed invention is a plant for the processing of mineral and solid organo-containing raw materials by the pyrolysis method, containing a reactor in the form of a horizontal drum equipped with mixing blades, to which a feed loading unit in the form of a distributor screw, heating units for raw materials and firing are connected solid mineral product, blocks for unloading solid mineral product, removal, condensation and separation of the gas-vapor fraction (see the description to the preliminary telnomu patent of the Republic of Kazakhstan # 764, IPC C 10 B 1/10, 1993).
Недостатками известной установки являются низкие эффективность и экономичность проведения процесса переработки органосодержащиего сырья с целью извлечения углеводородов, а также низкая производительность. Это связано с тем, что нагрев исходного сырья в реакторе осуществляется прямым его контактом с продуктами сгорания, выходящими из горелки, и с нагретым отожженным твердым минеральным продуктом, перемещающимся в направлении, противоположном движению исходного сырья в реакторе. Т.е. нагрев в данном случае поверхностный, поэтому протяженный во времени и в пространстве, а не локальный и объемный. Как следствие это приводит к низкой скорости нагрева и к увеличению времени пребывания исходного сырья в зоне реакции, а следовательно, и к снижению производительности установки. В результате увеличивается в процентном отношении образование легких трудно конденсируемых газов и уменьшается количество конденсируемых углеводородных фракций: бензиновой, керосиновой, дизельной и т.п.The disadvantages of the known installation are low efficiency and profitability of the process of processing organo-containing raw materials in order to extract hydrocarbons, as well as low productivity. This is due to the fact that the heating of the feedstock in the reactor is carried out by direct contact with the combustion products leaving the burner and with the heated annealed solid mineral product moving in the opposite direction to the movement of the feedstock in the reactor. Those. heating in this case is surface, therefore, extended in time and in space, and not local and volume. As a result, this leads to a low heating rate and to an increase in the residence time of the feedstock in the reaction zone, and, consequently, to a decrease in the productivity of the installation. As a result, the formation of light difficultly condensable gases increases in percentage terms and the number of condensable hydrocarbon fractions decreases: gasoline, kerosene, diesel, etc.
Кроме того, вследствие низкого коэффициента деструкции исходного сырья на поверхности реактора образуются наслоения крупнодисперсных твердых образований из не полностью деструктурированного сырья и отожженного твердого минерального продукта. Это приводит к сокращению безремонтного срока работы реактора. При этом выгружаемый твердый осадок невозможно использовать как готовый продукт без предварительного отжига и измельчения.In addition, due to the low coefficient of destruction of the feedstock, layers of coarse solid formations are formed on the surface of the reactor from incompletely degraded feedstock and annealed solid mineral product. This leads to a reduction in the maintenance-free life of the reactor. In this case, the discharged solid precipitate cannot be used as a finished product without preliminary annealing and grinding.
Наличие свободного воздуха в реакторе в период запуска установки и ее останова повышает взрывоопасность проведения этих операций, что снижает надежность работы установки.The presence of free air in the reactor during the start-up and shutdown period increases the explosiveness of these operations, which reduces the reliability of the installation.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении экономичности и эффективности процесса переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза, а также производительности и надежности работы установки.The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency and effectiveness of the processing of mineral and solid organo-containing raw materials by the pyrolysis method, as well as the productivity and reliability of the installation.
Это достигается тем, что в способе переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза, включающем высокоскоростной нагрев в реакторе измельченного исходного сырья до температуры его деструкции с последующим отводом образующихся парогазовой фракции и твердых минеральных продуктов для дальнейшей конденсации и/или переработки, согласно изобретению высокоскоростной нагрев исходного сырья проводят одновременно с его измельчением в реакторе путем перемешивания исходного сырья с нагретыми билами, выполненными из материала с высоким коэффициентом теплопроводности.This is achieved by the fact that in the method of processing mineral and solid organo-containing raw materials by the pyrolysis method, which includes high-speed heating of the ground raw materials in the reactor to the temperature of its destruction with subsequent removal of the resulting gas-vapor fraction and solid mineral products for further condensation and / or processing, according to the invention, high-speed heating the feedstock is carried out simultaneously with its grinding in the reactor by mixing the feedstock with heated beats made from a material with a high coefficient of thermal conductivity.
При этом в качестве бил используют металлические шары из износостойкого материала, которые нагревают косвенным теплообменом через стенку реактора.In this case, metal balls made of wear-resistant material are used as beats, which are heated by indirect heat transfer through the reactor wall.
Причем твердые минеральные продукты измельчают до размера частиц менее 40 мкм.Moreover, solid mineral products are crushed to a particle size of less than 40 microns.
Кроме того, конденсацию парогазовой фракции ведут путем ее косвенного охлаждения жидким теплоносителем при одновременной центробежной сепарации, а несконденсированный газ компремируют и заполняют им баллоны, при этом часть сжатого газа направляют на сжигание для нагрева бил, причем выгружаемые твердые минеральные продукты косвенно охлаждают жидким теплоносителем, поступающим из контура охлаждения парогазовой фракции на стадии конденсации, который затем направляют на предварительный нагрев исходного сырья при его загрузке в реактор, после чего его возвращают в контуры охлаждения парогазовой фракции на стадии конденсации, а перед загрузкой реактора исходным сырьем его полости заполняют инертным газом.In addition, the vapor-gas fraction is condensed by indirectly cooling it with a liquid coolant while centrifugally separating, and the non-condensed gas is compressed and filled with cylinders, while part of the compressed gas is sent to be burned for heating, and the discharged solid mineral products are indirectly cooled by the liquid coolant supplied from the cooling circuit of the vapor-gas fraction at the stage of condensation, which is then sent to preheat the feedstock when it is loaded into the reactor , After which it is returned to the contours of the cooling gas-vapor fraction in the condensation step, and before loading the reactor feedstock its cavity is filled with inert gas.
Это достигается тем, что в установке для переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза, содержащей реактор в виде горизонтального барабана, снабженного перемешивающими лопастями, к которому подсоединен блок загрузки исходного сырья в виде шнека-распределителя, блоки нагрева исходного сырья и обжига твердого минерального продукта, блоки выгрузки твердого минерального продукта, отвода, конденсации и разделения парогазовой фракции, согласно изобретению реактор выполнен в виде барабанной мельницы, установленной неподвижно и заполненной не менее чем на половину билами, при этом реактор размещен в герметичном кожухе с образованием полости, в которой вдоль боковой нижней поверхности реактора с обеих сторон размещены горелки блока нагрева исходного сырья, при этом перемешивающие лопасти установлены с возможностью вращения относительно барабана мельницы на центральном валу, соединенным с приводом вращения, причем горелка обжига твердого минерального продукта установлена под окном его выхода из реактора, снабженного решеткой, в блок выгрузки, при этом полость реактора соединена с источником подачи инертного газа, причем блок загрузки исходного сырья снабжен загрузочным бункером и шнеком-дозатором, установленным на входе в шнек-распределитель, причем на выходах шнека-дозатора и блока выгрузки твердого минерального продукта, выполненного в виде шнека, установлены датчики измерения концентрации кислорода и клапаны, а на выходе из блока конденсации и разделения парогазовой фракции установлен датчик измерения концентрации кислорода.This is achieved by the fact that in the installation for processing mineral and solid organo-containing raw materials by the pyrolysis method, containing a reactor in the form of a horizontal drum equipped with mixing blades, to which a feed loading unit is connected in the form of a distributor screw, heating blocks of the raw material and firing of solid mineral product , blocks for unloading a solid mineral product, removal, condensation and separation of a gas-vapor fraction, according to the invention, the reactor is made in the form of a drum mill stationary and filled with at least half beaters, while the reactor is placed in an airtight casing with the formation of a cavity in which burners of the heating block of the feedstock are placed along both sides of the lower surface of the reactor, while the mixing blades are mounted for rotation relative to the mill drum on a central shaft connected to a rotation drive, and a burner for firing a solid mineral product is installed under the window of its exit from the reactor, equipped with a grate, in the loading unit ki, while the reactor cavity is connected to an inert gas supply source, and the feedstock loading unit is equipped with a loading hopper and a metering screw installed at the inlet to the distributor screw, and at the outputs of the metering screw and the solid mineral product unloading unit, made in the form auger, oxygen concentration measuring sensors and valves are installed, and an oxygen concentration measuring sensor is installed at the outlet of the condensation and separation unit of the gas-vapor fraction.
Причем на выходе несконденсированного газа из блока конденсации и разделения парогазовой фракции установлены трехходовой кран и компрессор, соединенный с узлом заправки баллонов и дренажным клапаном, перед которым установлен датчик измерения концентрации кислорода, а блок конденсации и разделения парогазовой смеси выполнен в виде последовательно соединенных циклонов-сепараторов.Moreover, at the outlet of the non-condensed gas from the condensation and separation unit of the gas-vapor fraction, a three-way valve and compressor are installed, connected to the cylinder filling unit and the drain valve, in front of which there is an oxygen concentration measuring sensor, and the condensation and separation unit of the gas-vapor mixture is made in the form of series-connected cyclone-separators .
При этом горизонтальные оси всех шнеков и реактора расположены в одной вертикальной плоскости, при этом длина загрузочного окна исходного сырья в реактор и длина окна выхода твердого минерального продукта из реактора составляют не более половины длины реактора.Moreover, the horizontal axes of all the screws and the reactor are located in one vertical plane, while the length of the loading window of the feedstock into the reactor and the length of the window for the output of the solid mineral product from the reactor are no more than half the length of the reactor.
Кроме того, в загрузочном бункере размещена мешалка, соединенная с приводом, а на его выходе - шиберная заслонка, при этом бункер соединен с вибратором.In addition, a mixer connected to the drive is located in the feed hopper, and a slide gate is located at its outlet, while the hopper is connected to a vibrator.
При этом выход из полости кожуха соединен трубопроводом, проходящим через полость шнека-распределителя, с дымовой трубой.The exit from the cavity of the casing is connected by a pipe passing through the cavity of the auger-distributor, with a chimney.
Установка может быть снабжена замкнутым циркуляционным контуром подачи теплоносителя с насосом, выполненная в виде рубашек охлаждения на циклонах-сепараторах блока конденсации и разделения парогазовой смеси и на выходе из шнека блока выгрузки твердого минерального продукта и камер подогрева на шнеке-дозаторе и загрузочном бункере, последовательно соединенных между собой, при этом насос установлен на выходе из камеры подогрева на загрузочном бункере перед входом в рубашку охлаждения последнего из циклонов-сепараторов.The installation can be equipped with a closed circulation coolant supply circuit with a pump, made in the form of cooling jackets on cyclones-separators of the condensation and gas-vapor mixture separation unit and at the outlet from the screw of the unloading block of the solid mineral product and heating chambers on the metering screw and loading hopper, connected in series between each other, while the pump is installed at the outlet of the heating chamber on the feed hopper before entering the cooling jacket of the last of the cyclone separators.
Причем перемешивающие лопасти выполнены рамной конструкции и установлены в диаметральной плоскости реактора под углом к оси вала.Moreover, the mixing blades are made of a frame structure and are installed in the diametrical plane of the reactor at an angle to the axis of the shaft.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Проведение высокоскоростного нагрева исходного сырья одновременно с его измельчением в барабанной мельнице, наполовину заполненной нагретыми билами из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, с которыми они перемешиваются, позволяют значительно повысить эффективность и экономичность процесса пиролиза. Это связано с тем, что измельченное нагретыми билами исходное сырье мгновенно нагревается ими же в барабане мельницы, что приводит к мгновенной деструкции исходного сырья с получением новых веществ. Использование в качестве бил металлических шаров повышает износостойкость корпуса реактора, а следовательно, его надежность. Измельчение твердого минерального продукта до размера частиц менее 40 мкм обеспечивает наиболее благоприятные условия для его дальнейшего использования как готового продукта. Выполнение горизонтального реактора с неподвижным барабаном и вращающимися относительно него перемешивающими лопастями обеспечивает простоту решения задач герметизации неподвижного реактора и косвенного нагрева металлических шаров в процессе измельчения и нагрева ими исходного сырья. Выполнение перемешивающих лопастей рамной конструкции обеспечивает перемещение шаров с исходным сырьем только в нижней части реактора с минимальной затратой энергии, затрачиваемой только на их вынос в верхние слои. Применение отдельных блоков отжига твердого минерального продукта и нагрева исходного сырья и замкнутой циркуляционной системы подачи теплоносителя обеспечивает наиболее эффективное и полное использование теплоты образующихся продуктов сгорания отдельных горелок на стадиях извлечения углеводородов из исходного сырья.Conducting high-speed heating of the feedstock simultaneously with its grinding in a drum mill, half-filled with heated beater from a material with a high coefficient of thermal conductivity, with which they are mixed, can significantly increase the efficiency and economy of the pyrolysis process. This is due to the fact that the feedstock ground by heated beats is instantly heated by them in the mill drum, which leads to instant destruction of the feedstock to produce new substances. The use of metal balls as beats increases the wear resistance of the reactor vessel and, consequently, its reliability. Grinding a solid mineral product to a particle size of less than 40 microns provides the most favorable conditions for its further use as a finished product. The implementation of a horizontal reactor with a fixed drum and mixing blades rotating relative to it provides the simplicity of solving the problems of sealing the stationary reactor and indirect heating of metal balls during grinding and heating of the feedstock. The implementation of the mixing blades of the frame structure ensures the movement of the balls with the feedstock only in the lower part of the reactor with a minimum expenditure of energy spent only on their removal to the upper layers. The use of separate blocks of annealing of a solid mineral product and heating of the feedstock and a closed circulating coolant supply system provides the most efficient and full use of the heat of the resulting combustion products of individual burners at the stages of hydrocarbon extraction from the feedstock.
На фиг.1 представлена схема установки для переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза, на фиг.2 - сечение А-А реактора.Figure 1 presents a diagram of a plant for processing mineral and solid organo-containing raw materials by pyrolysis, figure 2 is a section aa of the reactor.
Установка содержит загрузочный бункер 1 с шиберной заслонкой 2 в выгрузочном канале и мешалкой 3. Бункер 1 может быть соединен с вибратором (условно не показан) при выгрузке сыпучего сырья. Выход из бункера 1 соединен с загрузочным окном шнека-дозатора 4, соединенного с приводом вращения, выход которого через клапан 5 соединен со шнеком-распределителем 6, соединенным с приводом вращения. Установка включает цилиндрический реактор 7, установленный горизонтально и выполненный в виде барабанной мельницы, в данном случае шаровой, наполовину заполненной металлическими шарами из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Реактор 7 расположен в герметичном кожухе 9 с образованием полости 10 и установлен неподвижно, а внутри его размещен по оси центральный вал 11, соединенный с приводом вращения, на котором закреплены перемешивающие лопасти 12 с возможностью вращения относительно реактора 7, выполненные рамной конструкции. Перемешивающие лопасти 12 установлены в диаметральной плоскости реактора 7 под углом к оси вала 11, обеспечивая тем самым при их вращении перемещение содержимого реактора 7 вдоль его оси в направлении от загрузочного окна 13 реактора 7 к окну выхода твердого минерального продукта 14, снабженного решеткой, препятствующей выпадению шаров 8. Длина загрузочного окна 13 и окна 14 составляет не более половины длины реактора 7. Под окном 14 реактора 7 установлена горелка 15 блока обжига твердого минерального продукта. В полости 10 вдоль обеих сторон нижней боковой поверхности реактора 7 установлены горелки 16 и 17 блока нагрева исходного сырья (см. фиг.2). Окно выхода твердого минерального продукта 14 из реактора 7 соединено со шнеком 18 блока выгрузки твердого минерального продукта, на выходе из которого установлен клапан 19.The installation comprises a loading hopper 1 with a slide gate 2 in the discharge channel and a mixer 3. The hopper 1 can be connected to a vibrator (not shown conditionally) when unloading bulk materials. The exit from the hopper 1 is connected to the loading window of the metering screw 4 connected to the rotation drive, the output of which through the valve 5 is connected to the
Полость реактора 7 сообщена с источником подачи инертного газа (азота) 20, с дымовой трубой 21, с блоком конденсации и разделения парогазовой фракции, выполненным, например, в виде двух последовательно соединенных циклонов-сепараторов 22 и 23, при этом выход из второго циклона-сепаратора 23 через трехходовой кран 24, компрессор 25 и узел заправки 26 соединен с баллонами 27. На узле заправки 26 баллонов 27 сжатым газом установлен дренажный клапан 28. Баллоны 27 могут быть соединены с горелками 15, 16 и 17 блоков отжига твердого минерального продукта и нагрева исходного сырья. За клапаном 5, а также перед клапанами 19 и 28 и трехходовым краном 24 установлены датчики измерения концентрации кислорода 29, электрически соединенные с соответствующими клапанами и с системой управления процессом пиролиза установки. Загрузочный бункер 1 и шнек-дозатор 4 снабжены камерами подогрева, а на циклонах-сепараторах 22 и 23 и на патрубке вывода отожженного твердого минерального продукта из шнека 18 установлены рубашки охлаждения, которые последовательно соединены между собой, образуя замкнутый циркуляционный контур подачи теплоносителя с насосом 30, установленным на линии, соединяющей выход из камеры подогрева бункера 1 со входом в рубашку охлаждения второго циклона-сепаратора 23. Трубопровод выброса отработанных продуктов сгорания из полости 10 проходит через камеру нагрева шнека-распределителя 6. Оси валов шнека-дозатора 4, шнека-распределителя 6, барабанной мельницы (реактора) 7 и шнека блока выгрузки твердого минерального продукта расположены в одной вертикальной плоскости.The cavity of the reactor 7 is in communication with a source of inert gas (nitrogen) 20, with a chimney 21, with a condensation and separation unit of the gas-vapor fraction, made, for example, in the form of two series-connected cyclone separators 22 and 23, while the output from the second cyclone is separator 23 through a three-way valve 24, a compressor 25 and a filling station 26 is connected to cylinders 27. A drain valve 28 is installed on the filling station 26 of cylinders 27 with compressed gas. The cylinders 27 can be connected to
Установка для переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза работает следующим образом.Installation for processing mineral and solid organo-raw materials by pyrolysis is as follows.
Предварительно заполняют циркуляционный контур теплоносителем (рабочей жидкостью). Одновременно загружают исходное сырье, например кусковой уголь или торф, в загрузочный бункер 1 при закрытой шиберной задвижке 2, а полость реактора 7 и сообщающиеся с ним блоки при закрытых клапанах 5, 19, 28 и трехходовом кране 24 заполняют инертным газом (азотом) до рабочего давления от источника 20 (патрубки выхода сконденсированных фракций из циклонов-сепараторов 22 и 23 перекрыты). Затем при закрытых клапанах 5, 19 и 28 и открытом на дренаж трехходовом кране 24 сбрасывают азот из установки до небольшого избыточного давления в ней. Повторяют эти операции с постоянным контролем концентрации кислорода по датчикам 29 и при достижении его концентрации заданного значения (при котором взрыв пылегазовоздушной смеси исключен) процесс замещения воздуха в системе на инертную среду (азот) прекращают и трехходовой кран закрывают. Одновременно с процессом замещения воздуха на азот включают ТЭНы (трубчатые электронагреватели условно не показаны) в камерах подогрева загрузочного бункера 1 и шнека-дозатора 4, доводя в них температуру теплоносителя соответственно до 60°С и 80°С, и запускают горелки 16 и 17 блока нагрева исходного сырья при постоянном вращении центрального вала 11 с перемешивающими лопастями 12 в реакторе 7, обеспечивая равномерный нагрев металлических шаров 8 через стенку реактора до температуры 400...600°С. Отработанные продукты сгорания из полости 10 поступают через камеру нагрева шнека-распределителя 6 в дымовую трубу 21. После достижения указанных выше параметров в установке включают мешалку 3 для взрыхления и перемешивания исходного сырья в бункере 1, открывают клапана 5 и 19, включают приводы шнеков 4, 6 и 18, циркуляционный насос 30 (выключают ТЭНы в камерах подогрева бункера 1 и шнека 4), запускают горелку 15 блока отжига твердого минерального продукта и сообщают патрубки выхода сконденсированных фракций из циклонов-сепараторов 22 и 23 в герметичные емкости (условно не показаны), включают компрессор 25 и открывают напрямую трехходовой кран 24 и дренажный клапан 28. Исходное сырье, нагретое в бункере 1 до 60°С и взрыхленное мешалкой 3, последовательно перемещается шнеками 4 и 6, в которых оно нагревается до температур 80°С и 150...200°С соответственно, причем находящаяся в нем влага испаряется и через загрузочное окно 13 кусками падает внутрь шаровой барабанной мельницы (реактора) 7. Куски исходного сырья одновременно разрушаются и измельчаются и мгновенно нагреваются при перемешивании лопастями 12 с нагретыми до температур 400...600°С шарами 8. При этих температурах происходит пиролиз исходного сырья без доступа кислорода воздуха с мгновенным выделением пиролизного газа, содержащего преимущественно лекгоконденсируемые углеводороды, которые под избыточным давлением поступают в последовательно соединенные циклоны-сепараторы 22 и 23 с рубашками охлаждения (в зависимости от состава углеводородов, образующихся при пиролизе исходного сырья, может быть установлено соответствующее количество циклонов-сепараторов для выделения дизельного топлива, керосина, бензина и т.п.). В рубашки охлаждения циклонов-сепараторов 22 и 23 насосом 30 подается охлаждающая жидкость с температурой, полученной на выходе камеры подогрева бункера 1 после отдачи тепла исходному сырью. В циклоне-сепараторе 22 выделяется фракция - аналог дизельному топливу, а в циклоне-сепараторе 23 фракция - аналог бензину, которые заполняют герметичные емкости, а неконденсирующиеся газы, являющиеся в основном топливными газами, через открытый напрямую трехходовой кран 24 компремируются в компрессоре 25, при этом затем часть газов выбрасывается в атмосферу через клапан 28 до тех пор, пока концентрация кислорода по датчику 29 не достигнет заданного значения.Pre-fill the circulation circuit with a coolant (working fluid). At the same time, feedstock, for example lump coal or peat, is loaded into the feed hopper 1 with the shutter gate valve 2 closed, and the cavity of the reactor 7 and the units connected with it with the valves 5, 19, 28 and three-way valve 24 closed are filled with inert gas (nitrogen) to the working one pressure from the source 20 (the outlet pipes of the condensed fractions from the cyclone separators 22 and 23 are closed). Then, with the valves 5, 19 and 28 closed and the three-way valve 24 open on the drain, the nitrogen is discharged from the installation to a slight overpressure in it. These operations are repeated with constant monitoring of the oxygen concentration by the sensors 29 and when its concentration reaches a predetermined value (at which the explosion of the dust-gas mixture is excluded), the process of replacing air in the system with an inert medium (nitrogen) is stopped and the three-way valve is closed. Simultaneously with the process of replacing air with nitrogen, they include heating elements (tubular electric heaters not shown conventionally) in the chambers of the feed hopper 1 and the metering screw 4, bringing the coolant temperature in them to 60 ° C and 80 ° C, respectively, and start the
После этого клапан 28 закрывают и через узел заправки 26 заполнят баллоны 27 сжатым газом. По мере необходимости сжатый газ из баллона 27 может подаваться в качестве топлива в горелки 15, 16 и 17. В процессе пиролиза исходного сырья твердый минеральный продукт измельчается до размеров менее 40 мкм и высыпается через окно 14 в шнек 18, предварительно пройдя обжиг продуктами сгорания горелки 15, который выгружает его через клапан 19 и охлаждаемый патрубок в специальный приемник (условно не показан). Поскольку процесс пиролиза происходит мгновенно, буквально с поступлением первой порции исходного сырья в реактор 7, то мгновенно образуется и газообразная фаза, которая вытесняет инертный газ (азот) из установки, тем самым обеспечивая высокую степень взрывобезопасности проведения процесса пиролиза. Охлажденный мелкоизмельченный твердый минеральный продукт может использоваться при производстве строительных материалов. В случае переработки бедных углей возможно получение твердого минерального продукта в виде мелкодисперсного полукокса, а в случае переработки сырья, содержащего ценные или редкие элементы, такие как Ni, Nb, Та и др., твердый минеральный продукт может быть направлен на обогащение.After that, the valve 28 is closed and through the filling station 26 fill cylinders 27 with compressed gas. If necessary, compressed gas from the cylinder 27 can be supplied as fuel to the
Использование изобретения позволит значительно повысить эффективность и экономичность процесса переработки минерального и твердого органосодержащего сырья методом пиролиза, а также повысить производительность установки и надежность ее работы.The use of the invention will significantly improve the efficiency and economy of the processing of mineral and solid organo-containing raw materials by the pyrolysis method, as well as increase the productivity of the installation and the reliability of its operation.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111874/04A RU2260615C1 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Method for processing mineral and solid organocontaining raw material by pyrolysis and installation for performing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111874/04A RU2260615C1 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Method for processing mineral and solid organocontaining raw material by pyrolysis and installation for performing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2260615C1 true RU2260615C1 (en) | 2005-09-20 |
Family
ID=35849004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004111874/04A RU2260615C1 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Method for processing mineral and solid organocontaining raw material by pyrolysis and installation for performing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2260615C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008145474A2 (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Gebr. Lödige Maschinenbau-Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Method and device for thermally disintegrating a starting material using foreign particles |
| WO2010077182A1 (en) | 2008-12-29 | 2010-07-08 | Pashkin Sergey Vasiljevich | Method for processing organic waste and a device for carrying out said method |
| RU2482160C1 (en) * | 2011-11-24 | 2013-05-20 | Алексей Викторович Тимофеев | Method for thermal processing of organic material and apparatus for realising said method |
| RU2495711C2 (en) * | 2011-07-07 | 2013-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) | Gas generator unit |
| CN110368744A (en) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 中山市至善生物科技有限公司 | A kind of expanding dedusting temperature-reducing tower and apparatus for thermal cleavage |
| CN114540055A (en) * | 2022-03-15 | 2022-05-27 | 武汉理工大学 | Supplementary cracking device and supplementary cracking method adopting rotating wheel structure |
-
2004
- 2004-04-21 RU RU2004111874/04A patent/RU2260615C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008145474A2 (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Gebr. Lödige Maschinenbau-Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Method and device for thermally disintegrating a starting material using foreign particles |
| WO2008145474A3 (en) * | 2007-05-25 | 2009-02-12 | Loedige Maschb Ges Mit Beschra | Method and device for thermally disintegrating a starting material using foreign particles |
| US8414743B2 (en) | 2007-05-25 | 2013-04-09 | Gebr. Lodige Maschinebau GmbH | Method and device for thermally disintegrating a starting material using foreign particles |
| WO2010077182A1 (en) | 2008-12-29 | 2010-07-08 | Pashkin Sergey Vasiljevich | Method for processing organic waste and a device for carrying out said method |
| RU2495711C2 (en) * | 2011-07-07 | 2013-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) | Gas generator unit |
| RU2482160C1 (en) * | 2011-11-24 | 2013-05-20 | Алексей Викторович Тимофеев | Method for thermal processing of organic material and apparatus for realising said method |
| CN110368744A (en) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 中山市至善生物科技有限公司 | A kind of expanding dedusting temperature-reducing tower and apparatus for thermal cleavage |
| CN114540055A (en) * | 2022-03-15 | 2022-05-27 | 武汉理工大学 | Supplementary cracking device and supplementary cracking method adopting rotating wheel structure |
| CN114540055B (en) * | 2022-03-15 | 2024-04-16 | 武汉理工大学 | Rotary wheel structure supplementary cracking device and supplementary cracking method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5151159A (en) | Method and apparatus for converting coal into liquid fuel and metallurgical coke | |
| CA1113881A (en) | Process and apparatus for treating a comminuted solid carbonizable material | |
| US4038152A (en) | Process and apparatus for the destructive distillation of waste material | |
| CA1109821A (en) | Apparatus and method for thermal treatment of organic carbonaceous material | |
| RU2392543C2 (en) | Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes | |
| US5296005A (en) | Process for converting coal into liquid fuel and metallurgical coke | |
| CN201665655U (en) | Novel horizontal external-heat type rotary carbonization carbocoal furnace | |
| SU1058508A3 (en) | Process and apparatus for producing carbon from coal | |
| JP2012526645A (en) | Pyrolysis process and equipment for producing biomass carbide and energy | |
| MX2012008726A (en) | Apparatus for pyrolysis of coal substance. | |
| AU2010359252B2 (en) | Electrical-heating coal material decomposition device | |
| RU2260615C1 (en) | Method for processing mineral and solid organocontaining raw material by pyrolysis and installation for performing the same | |
| EP2607453B1 (en) | Vertical pyrolysis equipment for coal substance | |
| GB2493004A (en) | Waste processing apparatus | |
| RU2394680C2 (en) | Method and device for processing rubber wastes | |
| CN111153576A (en) | Rotary oily sludge treatment system and method | |
| RU2370519C1 (en) | Installation for thermal processing of bitumen-ruberoid wastes | |
| RU2380395C1 (en) | Method of pyrolysis processing of bio-mass producing high calorie gaseous and liquid fuel and hydrocarbon materials | |
| US4619738A (en) | Apparatus for oil shale retorting | |
| KR102158170B1 (en) | Semi-coke production system of bituminous coal | |
| RU2422478C1 (en) | Method of processing organic wastes and device to this end | |
| KR20140073922A (en) | Fever disassemble pipe of variable pitch type and oil extraction apparatus using the same | |
| US4601811A (en) | Process for oil shale retorting using gravity-driven solids flow and solid-solid heat exchange | |
| RU2312123C2 (en) | Method and installation for production of the charcoal | |
| CN212864672U (en) | System for handle natural pond sediment and straw |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060422 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060422 |
|
| RZ4A | Other changes in the information about an invention |