RU2791118C1 - Pyrolysis reactor for raw material processing - Google Patents
Pyrolysis reactor for raw material processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791118C1 RU2791118C1 RU2022116433A RU2022116433A RU2791118C1 RU 2791118 C1 RU2791118 C1 RU 2791118C1 RU 2022116433 A RU2022116433 A RU 2022116433A RU 2022116433 A RU2022116433 A RU 2022116433A RU 2791118 C1 RU2791118 C1 RU 2791118C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrolysis
- gas
- zone
- pyrolysis reactor
- vapor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для осуществления быстрого пиролиза углеродосодержащих отходов и может быть использовано для утилизации твердых бытовых и промышленных отходов, отходов деревообработки, сельскохозяйственного и пищевого производства, а также для получения из органического материала, содержащегося в отходах, биомассе или других органических материалах энергоносители. В частности, пиролизный реактор для переработки сырья методом быстрого пиролиза может быть использован для переработки (утилизации) использованных шин, иловых осадков, биомассы, загрязненных почв, древесных отходов, нефтешлама, медицинских отходов, отходов сельскохозяйственного и пищевого производства, твердых бытовых отходов, пластмассы и пластика и т. п. в местах образования отходов и загрязнений особенно в труднодоступных местах.The invention relates to devices for the rapid pyrolysis of carbon-containing waste and can be used for the disposal of solid domestic and industrial waste, woodworking waste, agricultural and food production, as well as for obtaining energy carriers from organic material contained in waste, biomass or other organic materials. In particular, the pyrolysis reactor for processing raw materials by fast pyrolysis can be used to process (utilize) used tires, sludge, biomass, contaminated soil, wood waste, oil sludge, medical waste, agricultural and food production waste, municipal solid waste, plastics and plastic, etc. in places where waste and pollution are generated, especially in hard-to-reach places.
Пиролизный реактор для переработки сырья имеет модульный принцип. Модульность пиролизного реактора для переработки сырья характеризуется тем, что в его составе присутствуют узлы (модули), внутренне связанные между собой, которые можно менять на аналогичные с другими конструктивными характеристиками, что позволяет добиваться разных целей. Также для достижения большей производительности имеется возможность использовать параллельно несколько установок.The pyrolysis reactor for processing raw materials has a modular principle. The modularity of the pyrolysis reactor for processing raw materials is characterized by the fact that it contains nodes (modules) that are internally interconnected, which can be changed to similar ones with other design characteristics, which allows achieving different goals. Also, to achieve greater productivity, it is possible to use several units in parallel.
Наиболее близкой по конструкции к предложенному изобретению является «Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов» (Патент РФ №2749755), включающая приемную зону для исходного сырья, сушилку, промежуточное перемещающее устройство, приемный бункер с ворошителем для пиролизного реактора, топочную камеру с зоной нагрева пиролизного реактора, с рабочей зоной перемещения сырья и зоной повторного пиролиза парогазовой смеси, в которой расположен реактор повторного пиролиза парогазовой смеси, соединенный с полостью пиролизного реактора с помощью газохода парогазовой смеси, выполненный в виде коллектора, сообщающегося с трубопроводом и модулем катализации или управления пиролизной реакцией в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси, расположенными параллельно рабочей зоне перемещения сырья, что обеспечивает оптимизацию движения конвективных потоков парогазовой смеси и увеличивает скорость перемещения парогазовой смеси в зону повторного пиролиза парогазовой смеси, экраны, установленные в зоне нагрева пиролизного реактора, имеющие плоскую форму и расположенные на определенном расстоянии друг от друга и под определенным углом к направлению движения теплоносителя для обеспечения равномерной подачи теплоносителя в разные участки наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора, горелку, при этом в рабочей зоне перемещения сырья установлено перемещающее устройство непрерывного действия, выполненное в виде трубы-ложа и расположенного в нем шнека, устройство выгрузки и охлаждения твердых продуктов пиролиза, устройство очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси.The closest in design to the proposed invention is the “Fast pyrolysis plant for waste disposal” (RF Patent No. 2749755), including a receiving area for feedstock, a dryer, an intermediate moving device, a receiving hopper with a stirrer for a pyrolysis reactor, a combustion chamber with a pyrolysis heating zone reactor, with a working zone for moving raw materials and a zone for re-pyrolysis of a vapor-gas mixture, in which a reactor for re-pyrolysis of a vapor-gas mixture is located, connected to the cavity of the pyrolysis reactor using a gas-vapor mixture gas duct, made in the form of a collector communicating with a pipeline and a module for catalyzing or controlling the pyrolysis reaction in the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture, located parallel to the working zone of movement of raw materials, which ensures the optimization of the movement of convective flows of the gas-vapor mixture and increases the speed of movement of the gas-vapor mixture into the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture, screens installed in the heating zone of the pyrolysis reactor, having a flat shape and located at a certain distance from each other and at a certain angle to the direction of movement of the coolant to ensure uniform supply of the coolant to different parts of the outer surface of the working area of the movement of raw materials of the pyrolysis reactor, the burner, while in the working area of movement raw materials, a continuous moving device is installed, made in the form of a pipe-bed and a screw located in it, a device for unloading and cooling solid pyrolysis products, a device for cleaning, cooling and condensing the vapor-gas mixture.
Важным недостатком устройства при его использовании для утилизации отходов является то, что не обеспечивается стабильный температурный режим по всей длине рабочей зоны перемещения сырья.An important disadvantage of the device when it is used for waste disposal is that it does not provide a stable temperature regime along the entire length of the working area of the movement of raw materials.
Техническим результатом, на решение которого направлена изобретение, является:The technical result to which the invention is directed is:
- обеспечение стабильного температурного режима по всей длине рабочей зоны перемещения сырья;- ensuring a stable temperature regime along the entire length of the working area for the movement of raw materials;
- обеспечение стабильного температурного режима в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси;- ensuring a stable temperature regime in the zone of repeated pyrolysis of the gas-vapor mixture;
- обеспечение в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси одной стабильной температуры, и в тоже время в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси обеспечение совершенно другой стабильной температуры, отличной от температуры рабочей зоны перемещения сырья.- providing in the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture of one stable temperature, and at the same time in the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture providing a completely different stable temperature, different from the temperature of the working zone of movement of raw materials.
Технический результат достигается за счет того, что пиролизный реактор для переработки сырья, включает приемную зону для исходного сырья, рабочую зону перемещения сырья, зону нагрева пиролизного реактора, зону выгрузки твердых продуктов пиролиза, зону повторного пиролиза парогазовой смеси, в которой расположен реактор повторного пиролиза парогазовой смеси, соединенный с полостью пиролизного реактора с помощью газохода парогазовой смеси, выполненного в виде коллектора сообщающегося с трубопроводом, расположенного параллельно рабочей зоне перемещения сырья, при этом в зоне нагрева пиролизного реактора на расстоянии h1 от нижней поверхности пиролизного реактора установлена по меньшей мере одна катушка индуктивности, выполненная в форме эллипса, с длинной осью (AB), расположенной параллельно продольной оси пиролизного реактора и с короткой осью (CD), в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси на расстоянии h2 от верхней и/или нижней поверхности коллектора и сообщающегося с ним трубопровода установлена по меньшей мере одна катушка индуктивности, выполненная в форме эллипса.The technical result is achieved due to the fact that the pyrolysis reactor for processing raw materials includes a receiving area for feedstock, a working area for moving raw materials, a pyrolysis reactor heating zone, an unloading zone for solid pyrolysis products, a vapor-gas mixture re-pyrolysis zone, in which the vapor-gas mixture re-pyrolysis reactor is located. mixture, connected to the cavity of the pyrolysis reactor by means of a gas-vapor mixture gas duct, made in the form of a manifold communicating with the pipeline, located parallel to the working zone for moving raw materials, while at least one inductor is installed in the heating zone of the pyrolysis reactor at a distance h1 from the lower surface of the pyrolysis reactor , made in the form of an ellipse, with a long axis (AB), located parallel to the longitudinal axis of the pyrolysis reactor and with a short axis (CD), in the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture at a distance h2 from the upper and / or lower surface of the collector and the pipeline connected with it Yes, at least one inductor made in the form of an ellipse is installed.
В одном из частных примеров реализации, расстояние h1 и h2 не превышает 20 мм.In one of the particular examples of implementation, the distance h1 and h2 does not exceed 20 mm.
В другом частном примере реализации, количество катушек индуктивности зависит от длины пиролизного реактора и длины реактора повторного пиролиза парогазовой смеси.In another particular implementation example, the number of inductors depends on the length of the pyrolysis reactor and the length of the vapor re-pyrolysis reactor.
В другом частном примере реализации, катушка индуктивности имеет форму спирали и выполнена вогнутой со стороны малых полуосей (OC и OD) таким образом, что повторяет форму нижней поверхности пиролизного реактора.In another particular implementation example, the inductor has the shape of a spiral and is made concave on the side of the minor semiaxes (OC and OD) in such a way that it follows the shape of the bottom surface of the pyrolysis reactor.
В другом частном примере реализации, в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси установлен пластинчатый теплообменник для передачи температуры от трубы газохода парогазовой смеси верхнего уровня к трубе газохода парогазовой смеси нижнего уровня, газоходы, расположенные по всей длине в верхней части зоны перемещения сырья на расстоянии L друг от друга. In another particular implementation example, a plate a heat exchanger for transferring temperature from the gas duct of the upper-level gas-vapor mixture to the gas duct of the lower-level gas-vapor mixture, gas ducts located along the entire length in the upper part of the raw material movement zone at a distance L from each other.
В другом частном примере реализации, пиролизный реактор дополнительно содержит средство дозированной подачи газообразного азота в рабочую зону перемещения сырья.In another particular implementation example, the pyrolysis reactor additionally contains a means for metered supply of gaseous nitrogen to the working area of the movement of raw materials.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 представлена принципиальная схема пиролизного реактора,in fig. 1 shows a schematic diagram of a pyrolysis reactor,
на фиг. 2 представлен продольный разрез пиролизного реактора,in fig. 2 shows a longitudinal section of the pyrolysis reactor,
на фиг. 3 представлен вид катушки индуктивности;in fig. 3 shows a view of the inductor;
на фиг. 4 представлен поперечный разрез пиролизного реактора.in fig. 4 is a cross section of a pyrolysis reactor.
Пиролизный реактор содержит приемную зону для исходного сырья 1, зону нагрева пиролизного реактора 2, рабочую зону перемещения сырья 3, зону повторного пиролиза парогазовой смеси 4, в зоне нагрева пиролизного реактора 2 на расстоянии h1 - не превышающем 20 мм от нижней поверхности 8 пиролизного реактора установлена по меньшей мере одна катушка индуктивности 5, выполненная в форме эллипса, с длинной осью (AB), расположенной параллельно продольной оси пиролизного реактора и с короткой осью (CD), в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 4 на расстоянии h2 - не превышающем 20 мм от верхней и/или нижней поверхности коллектора и сообщающегося с ним трубопровода установлена по меньшей мере одна катушка индуктивности 6, выполненная в форме эллипса, зону выгрузки твердых продуктов пиролиза 7, шнек реактора 9, в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 4 установлен пластинчатый теплообменник 10 для передачи температуры от трубы газохода парогазовой смеси верхнего уровня к трубе газохода парогазовой смеси нижнего уровня, газоходы 11, расположенные по всей длине в верхней части зоны перемещения сырья на расстоянии L друг от друга. При этом количество катушек индуктивности 5, 6 зависит от длины пиролизного реактора и длины реактора повторного пиролиза парогазовой смеси, в частности, для реактора длиной 2 м и наружным диаметром 108 мм достаточно иметь не более пяти катушек индуктивности для прогрева всей нижней поверхности 8 пиролизного реактора, длина длинной оси (AB) каждой из этих катушек 5 не будут превышать 400 мм. При этом катушки индуктивности 5 расположены под нижней поверхностью 8 пиролизного реактора последовательно на минимальном расстоянии друг от друга. В частном случае выполнения, катушка индуктивности 5 имеет форму спирали и выполнена вогнутой со стороны малых полуосей (OC и OD) таким образом, что повторяет форму нижней поверхности 8 пиролизного реактора. Дополнительно, пиролизный реактор содержит средство дозированной подачи газообразного азота в рабочую зону перемещения сырья (на чертежах не показано).The pyrolysis reactor contains a receiving zone for
Установка работает следующим образом:The installation works like this:
Сырье после прохождения приемного бункера для исходного сырья подается в приемную зону для исходного сырья 1, и посредством шнека реактора 9, продвигается в рабочей зоне перемещения сырья 3 к зоне выгрузки твердых продуктов пиролиза 7. По мере движения исходного сырья в рабочей зоне перемещения сырья 3 под воздействие температуры и без присутствия кислорода происходит реакция пиролиза, в результате которой образуется парогазовая смесь и твердые продукты пиролиза. Температурный режим пиролизного реактора обеспечивается посредством, установленной на расстоянии h1 - не превышающем 20 мм от нижней поверхности 8 пиролизного реактора, в зоне нагрева пиролизного реактора 2, по меньшей мере одной катушки индуктивности 5 для индукционного нагрева пиролизного реактора, предпочтительно, катушки индуктивности 5 с водяным охлаждением. Твердые продукты пиролиза, дойдя до зоны выгрузки твердых продуктов пиролиза 7, выводятся из зоны перемещения сырья 3. Парогазовая смесь выводится из пиролизного реактора сразу в местах его образования с минимальным временем нахождения в рабочей зоне перемещения сырья 3, чему способствует, расположенные по всей длине в верхней части зоны перемещения сырья 3, сообщающиеся с коллектором зоны повторного пиролиза парогазовой смеси газоходы 11. Парогазовая смесь попадает в зону повторного пиролиза парогазовой смеси 4, где в процессе движения внутри коллектора и далее в сообщающимся с ним трубопроводе подвергается дополнительному (повторному) температурному воздействию без участия кислорода (перепиролиз). Пиролизный реактор дополнительно может содержать средство дозированной подачи газообразного азота в рабочую зону перемещения сырья 3 с целью улучшить в этой зоне бескислородную реакцию (на чертежах не показано).The raw material after passing the receiving bin for the feedstock is fed into the receiving area for the
Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает стабильный температурный режим по всей длине рабочей зоны перемещения сырья; стабильный температурный режим в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси. Также, совокупность указанных существенных признаков, обеспечивает в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси одну стабильную температуру, и в тоже время в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси обеспечивает совершенно другую стабильную температуру, отличную от температуры рабочей зоны перемещения сырья.Thus, the combination of these essential features provides a stable temperature regime along the entire length of the working area of the movement of raw materials; stable temperature conditions in the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture. Also, the combination of these essential features provides one stable temperature in the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture, and at the same time, in the zone of re-pyrolysis of the gas-vapor mixture provides a completely different stable temperature, different from the temperature of the working zone of the movement of raw materials.
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2791118C1 true RU2791118C1 (en) | 2023-03-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1353880A2 (en) * | 2000-12-20 | 2003-10-22 | Vincent Promuto | Method and apparatus for drying and incineration of sewage sludge |
| CA2676336A1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Gregory Abramovich Berezin | Tire recovery method and a device for carrying out said method |
| RU147225U1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF HYDROCARBON-CONTAINING WASTE |
| WO2014111910A3 (en) * | 2013-01-17 | 2014-12-04 | Amass Energy LLC | Device and methods for processing carbon based materials |
| RU2544635C1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Method and device for flash-pyrolysis of hydrocarbon materials using induction heating |
| RU2749755C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-06-16 | Клеймёнов Александр Филиппович | Installation of rapid pyrolysis for waste disposal |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1353880A2 (en) * | 2000-12-20 | 2003-10-22 | Vincent Promuto | Method and apparatus for drying and incineration of sewage sludge |
| CA2676336A1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Gregory Abramovich Berezin | Tire recovery method and a device for carrying out said method |
| WO2014111910A3 (en) * | 2013-01-17 | 2014-12-04 | Amass Energy LLC | Device and methods for processing carbon based materials |
| RU2544635C1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Method and device for flash-pyrolysis of hydrocarbon materials using induction heating |
| RU147225U1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF HYDROCARBON-CONTAINING WASTE |
| RU2749755C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-06-16 | Клеймёнов Александр Филиппович | Installation of rapid pyrolysis for waste disposal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11826717B2 (en) | Microwave pyrolysis reactor | |
| EP2276989A2 (en) | Autothermal and mobile torrefaction devices | |
| BRPI1000208A2 (en) | low temperature conversion vibrant heat exchanger equipment for organic waste treatment and organic waste treatment process by employing low temperature conversion vibrant heat exchanger equipment | |
| CN102311743A (en) | Microwave pyrolysis based biomass recycling and integrated treatment method and equipment | |
| RU2667398C1 (en) | Installation for wastes recycling | |
| RU2791118C1 (en) | Pyrolysis reactor for raw material processing | |
| JP2008086982A (en) | Superheated steam continuously-recycling treatment apparatus | |
| RU2441053C2 (en) | Pyrolysis furnace | |
| KR100748107B1 (en) | Pyrolysis apparatus for producing fuel oil from waste vinyl | |
| CN105885951B (en) | A kind of double bed coupling pyrolysis gasification system directly or indirectly heating combination | |
| KR20120020709A (en) | System for drying sludge using superheated vapor | |
| Mufandi et al. | The Comparison of Bio-oil Production from Sugarcane Trash, Napier Grass, and Rubber Tree in The Circulating Fluidized Bed Reactor | |
| RU2749755C1 (en) | Installation of rapid pyrolysis for waste disposal | |
| JP2013159778A (en) | Carbonization apparatus and carbonized material | |
| KR20110026058A (en) | A drying and carbonizing apparatus with quill shaft for food waste or organic sludge | |
| AU2020371331B2 (en) | Heat treatment apparatus | |
| EP3901519A1 (en) | Fluidized bed device and method of operation | |
| CN216693552U (en) | Organic solid waste treatment system with pyrolysis pretreatment coupled with fluidized bed combustion | |
| RU2479617C1 (en) | Gas generator for reverse gasification process | |
| CN106497589A (en) | A kind of thermal storage type moving bed pyrolysis reactor | |
| CN106477837A (en) | A kind of system and method being generated electricity using mud | |
| EP3405727B1 (en) | Apparatus for thermal treatment of organic waste | |
| KR101559849B1 (en) | Biocrude-oil manufacturing system with multi-stage condensation | |
| CN216614521U (en) | Uniform temperature cracking furnace | |
| CN206279145U (en) | A kind of thermal storage type moving bed pyrolysis reactor |