RU2688740C1 - Способ и устройство получения пиролизной жидкости и угля - Google Patents

Способ и устройство получения пиролизной жидкости и угля Download PDF

Info

Publication number
RU2688740C1
RU2688740C1 RU2018107341A RU2018107341A RU2688740C1 RU 2688740 C1 RU2688740 C1 RU 2688740C1 RU 2018107341 A RU2018107341 A RU 2018107341A RU 2018107341 A RU2018107341 A RU 2018107341A RU 2688740 C1 RU2688740 C1 RU 2688740C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pyrolysis
coal
reactor
nitrate
perchlorate
Prior art date
Application number
RU2018107341A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Георгиевич Штукарин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Экотехника"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Экотехника" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Экотехника"
Priority to RU2018107341A priority Critical patent/RU2688740C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2688740C1 publication Critical patent/RU2688740C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения пиролизной жидкости, угля и установке для их получения из целлюлозосодержащего сырья высокоскоростным пиролизом с использованием веществ-окислителей. Перерабатываемое сырье пропитывается водным раствором вещества-окислителя при его замачивании и измельчении. В качестве вещества-окислителя применяют: калиевую селитру, натриевую селитру, аммиачную селитру, бариевую селитру, стронциевую селитру, пероксид бария, перхлорат калия, перхлорат лития, перхлорат натрия, перхлорат аммония, хлорат калия, хлорат бария, хлорат стронция. Инициирование пиролиза производят огнепроводным шнуром или теплотой электрически нагреваемого элемента. Установка получения пиролизной жидкости и угля включает в себя реактор пиролиза с патрубком для отвода жидкости. В верхней части реактора размещены инициирующие высокоскоростной пиролиз элементы. Обеспечивается одновременное получение пиролизной жидкости и угля с низкими энергозатратами и высоким качеством полученных продуктов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения пиролизной жидкости, угля и установке для их получения из материалов, содержащих целлюлозу, таких как: солома, древесина, конопля, джут, бамбук, сахарный тростник, осот, водоросли, гречиха, трава.
Известен способ переработки органических веществ (патент RU, МПК С10В 49/00, С10В 53/02) древесины, продуктов растениеводства, органосодержащих полезных ископаемых путем высокоскоростного нагрева в газовой среде или в вакууме постадийно при разных температурах: удаление влаги при температуре 200-375°С, последняя стадия - при температуре 550-750°С.Образующиеся при этом газообразные фракции в каждой стадии процесса выводят из системы для дальнейшей конденсации, переработки или сжигают, оставшиеся твердые продукты после последней стадии также направляют на переработку или сжигают.
К недостаткам известного способа относится то, что при удалении влаги в первой стадии происходит последующее парообразование, энергетические затраты существенны, а получаемые на последних стадиях газовые фракции не относятся к высокоэнтальпийным при их сжигании.
Известен способ производства угля из соломы и устройство для обугливания соломы (патент RU №2573014, МПК С10В 53/02, С10В 57/00), в котором процесс пиролиза и обугливания осуществляются в различных устройствах. Температура соломы в резервуаре для пиролиза быстро повышается за счет способа управляемой подачи кислорода во время процесса пиролиза, в результате чего солома высыхает, предварительно нагревается и быстро пиролизуется.
Реализация данного способа требует отдельного получения кислорода, оборудования для его хранения и компрессии, что имеет дополнительные и существенные энергозатраты и высокую степень опасности.
Целью изобретения является процесс одновременного получения пиролизной жидкости и угля и устройство для его осуществления с низкими энергозатратами и высоким качеством получения продуктов.
Поставленная цель достигается тем, что целлюлозосодержащее сырье измельчают и обезвоживают, например, в растворе аммиачной селитры (NH4NO3), являющейся окислителем в процессе получения пиролизной жидкости и угля.
При измельчении аммиачная селитра растворяется в воде, содержащейся в перерабатываемом сырье, которая при этом превращается в лед, с увеличением объема до 14%, что приводит к разбуханию и диспергированию сырья на волокна.
Система NH4NO32О представлена на Фиг. 1 и относится к системам с простой эвтектикой. Эвтектической точке 2 соответствует концентрация 42,4% NH4NO3 и температура минус 16,9°С. Левая ветвь диаграммы - линия ликвидуса 1 воды отвечает условиям выделения льда в системе NH4NO32О. Правая ветвь кривой ликвидуса 3 - кривая растворимости NH4NO3 в воде.
В качестве веществ окислителей для получения пиролизной жидкости и угля могут быть использованы следующие вещества, представленные вместе с их свойствами в Таблице 1.
Figure 00000001
Figure 00000002
Эти вещества не относятся к системам с простой эвтектикой, как NH4NO32О и, следовательно, не имеют эвтектическую точку 2:
- концентрация 42,4% NH4NO3, температура минус 16,9°С, при которой растворение сопровождается образованием льда, что способствует процессу разволокнения сырья.
Данные вещества, приведенные в Таблице 1, как и аммиачная селитра NH4NO3, применяют в качестве окислителей в процессах горения, в том числе, при получении пиролизной жидкости и угля при высокоскоростном пиролизе.
Другими предпочтительными свойствами NH4NO3, кроме дешевизны и многотоннажного производства является; кислородный баланс, равный 20% активного О2 и растворимость в воде: 180 г на 100 грамм Н2О.
Пример 1 реализации способа получения пиролизной нефти и угля (Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4):
Целлюлозосодержащее сырье - пшеничную солому 4 (Фиг. 2) предварительно разрезают на обрези 5 длиной 20-40 мм в соломорезательном устройстве, которые замачивают в водном растворе аммиачной селитры и одновременно доизмельчают до размеров волокна 1,5-2,4 мм 6.
Полученную пульпу транспортируют в реактор (стеклянную колбу) 7 (Фиг. 3), где производят выпаривание воды и сушку волокна до влажности, обеспечивающую инициирование и протекание высокоскоростного пиролиза. Для выпаривания воды и сушки волокна применяют, на начальном этапе, автономные источники тепла в циркулирующем контуре, которые совмещают с теплопередачей от газообразных продуктов пиролиза 8. Высокоскоростной пиролиз происходит при температуре 300-350°С, с образованием пиролизной жидкости 9.
На Фиг. 3 высокоскоростной пиролиз соломенного волокна производится в реакторе (стеклянной колбе) 7, представляющей процесс высокоскоростного пиролиза, инициирование которого осуществляется от открытого источника огня, что соответствует инициированию огнепроводным шнуром.
Уголь из соломы 10, получаемый в результате высокоскоростного пиролиза соломы показан на Фиг. 4.
Пример 2 реализации способа получения пиролизной нефти и угля из древесного волокна 14 (Фиг. 5, Фиг. 6):
В качестве целлюлозосодержащего сырья (Фиг. 5) используют древесину, предварительно измельченную до щепы 11 размером до 35 мм в щепорубильной машине, которую замачивают в водном растворе аммиачной селитры и одновременно доизмельчают до размеров волокна 2-3 мм 12.
Полученную пульпу транспортируют в реактор (кювету) 15 (Фиг. 6), где производят выпаривание и сушку до влажности, обеспечивающую инициирование и протекание высокоскоростного пиролиза. Для выпаривания воды и сушки древесного волокна 14 применяют, на начальном этапе, автономные источники тепла в циркулирующем контуре, которые совмещают с теплопередачей от газообразных продуктов пиролиза. Высокоскоростной пиролиз происходит при температуре 300-350°С, с образованием пиролизной жидкости 9 и угля пиролиза древесины 13.
На Фиг. 6 показан высокоскоростной пиролиз в реакторе (кювете) 15, имеющий поддерживающий элемент 16 для древесного волокна 14, пропитанного одним из окислителей, осуществляется от открытого источника огня 17, что соответствует инициированию огнепроводным шнуром.
Установка получения пиролизной жидкости и угля в реакторе для пиролиза, имеющего коническое дно с патрубком слива жидкости 25 показана на Фиг. 7.
Целлюлозосодержащее сырье 21 непрерывно подается в реактор 18 через горловину 20, в ней же размещены элементы циркулирующего контура для кондиционирования газообразных продуктов пиролиза и патрубки их вывода 22 для последующего применения.
В реакторе 18 высокоскоростного пиролиза по всей его высоте размещены термодатчики 19, с помощью которых регулируется скорость подачи перерабатываемого сырья 21 и отвод пиролизной жидкости и угля из реактора 18. Скорость подачи и отвод пиролизной жидкости и угля совпадает с перемещением зоны высокоскоростного горения.
Патрубки вывода газообразных продуктов пиролиза 22 после кондиционирования соединены с циркулирующим контуром 23 с жидкостью, тепло которой используется для выпаривания и сушки пропитанного окислителем волокна.
Инициирование высокоскоростного пиролиза производят через горловину реактора 18 путем размещения в верхней части реактора огнепроводного шнура или электрически нагреваемого элемента 24, что позволяет проводить пиролиз в направлении сверху вниз, обеспечивая тем самым гравитационное отделение пиролизной жидкости и угля, одновременно с конденсированием газообразных продуктов пиролиза.

Claims (6)

1. Способ получения пиролизной жидкости и угля, состоящий из пиролиза материала, содержащего целлюлозу, отличающийся тем, что высокоскоростной пиролиз осуществляется с использованием веществ-окислителей, таких как: калиевая селитра, натриевая селитра, аммиачная селитра, бариевая селитра, стронциевая селитра, пероксид бария, перхлорат калия, перхлорат лития, перхлорат натрия, перхлорат аммония, хлорат калия, хлорат бария, хлорат стронция, в водных растворах которых производят замачивание, измельчение до волокна, которое высушивают до влагосодержания, обеспечивающего высокоскоростной пиролиз, инициирование которого производят огнепроводным шнуром или теплотой электрически нагреваемого элемента в установке, одновременно с конденсированием газообразных продуктов и гравитационным отделением пиролизной жидкости и угля.
2. Способ по п. 1, включающий подачу целлюлозосодержащего сырья в реактор установки, отличающийся тем, что скорость подачи и отвод пиролизной жидкости и угля регулируется с помощью термодатчиков, установленных по высоте реактора и совпадает с перемещением зоны высокоскоростного горения.
3. Способ по пп. 1, 2, включающий выпаривание воды, высушивание волокна из целлюлозы, отличающийся тем, что для сушки волокна, пропитанного водным раствором окислителя, используется тепло газообразных продуктов пиролиза, пропускаемых через циркулирующий контур установки.
4. Установка получения пиролизной жидкости и угля, включающая по меньшей мере реактор пиролиза, отличающаяся тем, что инициирующие высокоскоростной пиролиз элементы, в качестве которых используют огнепроводный шнур или электрически нагреваемый элемент, размещены в верхней части реактора.
5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что внутри реактора по всей его высоте установлены термодатчики, с помощью которых регулируется скорость подачи сырья и отвод пиролизной жидкости и угля из реактора.
6. Установка по пп. 4-5, отличающаяся тем, что циркулирующий контур соединен с автономными источниками тепла, которое используют на начальном этапе процессов выпаривания воды и сушки волокна и совмещают с теплом газообразных продуктов пиролиза, попадающих за счет конвекции в верхнюю часть реактора в циркулирующий контур.
RU2018107341A 2018-02-27 2018-02-27 Способ и устройство получения пиролизной жидкости и угля RU2688740C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107341A RU2688740C1 (ru) 2018-02-27 2018-02-27 Способ и устройство получения пиролизной жидкости и угля

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107341A RU2688740C1 (ru) 2018-02-27 2018-02-27 Способ и устройство получения пиролизной жидкости и угля

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688740C1 true RU2688740C1 (ru) 2019-05-22

Family

ID=66636613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018107341A RU2688740C1 (ru) 2018-02-27 2018-02-27 Способ и устройство получения пиролизной жидкости и угля

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688740C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2293104C1 (ru) * 2005-09-13 2007-02-10 Владимир Александрович Котельников Реактор быстрого пиролиза торфа
CN101376814A (zh) * 2008-09-22 2009-03-04 合肥工业大学 内燃加热移动床式生物质热解液化装置
RU139640U1 (ru) * 2013-12-09 2014-04-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Реактор высокоскоростного пиролиза
RU2632690C1 (ru) * 2016-04-28 2017-10-09 Юрий Михайлович Микляев Способ вихревого быстрого пиролиза углеродсодержащих материалов и установка для его осуществления

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2293104C1 (ru) * 2005-09-13 2007-02-10 Владимир Александрович Котельников Реактор быстрого пиролиза торфа
CN101376814A (zh) * 2008-09-22 2009-03-04 合肥工业大学 内燃加热移动床式生物质热解液化装置
RU139640U1 (ru) * 2013-12-09 2014-04-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Реактор высокоскоростного пиролиза
RU2632690C1 (ru) * 2016-04-28 2017-10-09 Юрий Михайлович Микляев Способ вихревого быстрого пиролиза углеродсодержащих материалов и установка для его осуществления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105779064B (zh) 植物性生物燃料的改性方法、***及生产方法
US20230348805A1 (en) Process for beneficiating and cleaning biomass
Mediavilla et al. Optimisation of pelletisation conditions for poplar energy crop
KR101371884B1 (ko) 바이오매스 원료를 이용한 고체 연료의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고체 연료
Barta-Rajnai et al. Effect of temperature and duration of torrefaction on the thermal behavior of stem wood, bark, and stump of spruce
JP2010270320A (ja) バイオマスの洗浄方法、バイオマス炭の製造方法、および竪型炉の操業方法
FI68650B (fi) Saett att foeraedla fast braensle saosom bark och annat traeavfall spaon flis torv eller annat organiskt material
NO144536B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av fiberplater ifoelge den vaate metoden
US20180161781A1 (en) Method and facility for biomass preparation
US20150166683A1 (en) Process for washing solid cellulosic biomass material
JP6165287B1 (ja) バイオマス改質システムおよび方法
SE535466C2 (sv) Torrefieringsmetod innefattande att torrefieringsreaktionen kyls för att åtminstone delvis motverka en temperaturhöjning
RU2688740C1 (ru) Способ и устройство получения пиролизной жидкости и угля
RU2605563C2 (ru) Способ получения сухого гидролизного лигнина
CS272763B2 (en) Method of activated carbon production
KR101722698B1 (ko) 팜유 생산 부산물과 목질계 바이오매스를 이용한 화력발전소 및 제철소용 고발열량 고체연료, 그의 제조장치 및 제조방법
Nassar Thermal analysis kinetics of bagasse and rice straw
RU2613327C2 (ru) Способ и устройство для рафинирования брикетов
CN111804277A (zh) 一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法
KR102156482B1 (ko) 유해가스와 회분발생량이 감소되는 연탄 및 그 제조방법
US10093878B2 (en) Biomass apparatus and method with pre-treatment and reflux condenser
EA031295B1 (ru) Способ преобразования биомассы, по меньшей мере, в биоуголь
US1743985A (en) Fuel and method of making same
RU2541317C1 (ru) Способ производства пеллет и брикетов на основе торфа
RU2776051C1 (ru) Способ получения активированного угля

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200228