CZ22452U1 - Poloprovozní pyrolýzní nebo koksovací vsázková jednotka - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukce pyrolýzní či koksovací vsázkové jednotky, určené k poloprovozním testům pyrolýzy a kopyrolýzy uhlí, biomasy, plastů a jiných odpadů, k termickému čištění zemin, resp. k provádění koksovacích testů směsí tvořených různými typy uhlí o proměnném složení.

Dosavadní stav techniky

Pyrolýza, tj. zahřívání termicky rozložitelných materiálů bez přístupu vzduchu, stejně jako koksování uhlí, jsou procesy známé a provozované po dlouhou dobu. Rovněž jsou známá příslušná io zařízení. Ačkoliv podstata procesu pyrolýzy a koksování se nemění, rozvoj technologií, narůstající objemy nových materiálů jako plastů ěi různých kompozitů a jejich ekologická likvidace ěi likvidace organicky znečistěných přírodních substrátů, vyžaduje úpravu a často významnou adaptaci známých zařízení, která vedle vlastní pyrolýzní pece či koksárenské baterie zahrnují soustavu zpravidla více stupňů čištění plynů, vytvořených tepelným rozkladem zpracovávaného substrátu.

Abstrakt japonské patentové přihlášky například uvádí oddělování různých komponent koksárenského plynu v loži aktivního uhlí, resp. zeolitu, v adsorpční věži, s následnou desorpcí složek s vysokou výhřevností pomocí vakuového čerpadla z lože.

Likvidací a přepracováním opotřebených pneumatik na uhlík a kapalné palivo s nízkým obsahem síry a plyn se zabývá patent US 5 230 777. Tepelné zpracování pneumatik i jiné odpadní pryže probíhá v reaktoru při minimalizovaném přístupu kyslíku za sníženého tlaku. Plynné reakční produkty jsou vyvedeny do dvou sériově zapojených kondenzačních věží, přičemž z první kondenzační věže se odebírá těžký olej, z druhé věže těkavější podíly rozkladných produktů, odpovídající vlastnostmi ropnému benzínu a nezkondenzované plynné produkty se využívají jako plynné palivo.

Český užitný vzor CZ 18 799 se týká zařízení na kontinuální ekologickou lidvidaci odpadů z pryže obsahující výkyvnou vyhřívanou komoru, jejímž kývavým pohybem se vsázka postupně přesunuje ze vstupní strany komory na její výstupní stranu, přičemž je podrobena pyrolýze. Uvolněné pyrolýzní plyny se odvádějí a ochlazením se rozdělují na plynný a kapalný podíl a na pevné nečistoty, přičemž plynný podíl se využívá při ohřevu komory.

Abstrakt čínského užitného vzoru CN 201347422 popisuje čistič plynu tvořený několika loži, zahrnující mimo jiné desulfurační a odprachovou vrstvu, absorpční vrstvu a sušící vrstvu, které jsou uspořádány nad sebou, přičemž vrstva každého lože může být během provozu samostatně odebrána a vyčištěna nebo jinak upravena.

Konstrukce výše uvedených známých zařízení je zvolena tak, aby byl optimalizován jejich provoz s ohledem na určitý zpracovávaný substrát, konstrukce však neumožňuje významně měnit podmínky pyrolýzy ěi karbonizace nebo režim čištění produktů tepelného rozkladu, takže v případě změny zpracovávaného substrátu je nutno celé zařízení rekonstruovat.

Podstata technického řešení

Zařízení podle tohoto technického řešení má modulární uspořádání a umožňuje nastavení režimu tepelného rozkladu podle charakteru zpracovávaného materiálu, adaptaci v uspořádání modulů zpracování produktů tepelného rozkladu na plyn a kapalné frakce kondenzátu a v neposlední řadě analýzu kapalných a plynných produktů pyrolýzy zpracovávaného substrátu. Poloprovozní vsázková jednotka obsahuje pyrolýzní retortu nebo koksovací baterii, propojenou výstupním potru45 bím produktů tepelného rozkladu s chladicím a kondenzačním modulem, za kterým podle technického řešení následuje adsorpční modul opatřený tlakovou pojistkou, na jehož výstup je připojen plynoměr, následovaný bezpečnostním modulem tvořeným bezpečnostním uzávěrem opatře-1 CZ 22452 Ul ným tlakovou pojistkou a hořákem pro spalování plynů, přičemž pružné potrubí, jímž jsou jednotlivé moduly propojeny, je před adsorpčním modulem a za adsorpčním modulem opatřeno ventilem pro odběr vzorku plynu.

Pyrolýzní retorta nebo koksovací baterie je umístěna v peci s elektricky vytápěným pláštěm, přičemž teplotní program je řízen programovací řídicí a záznamovou jednotkou, umožňující rychlost nárůstu teploty od 0,1 do 20 °C. min'¹ v teplotním rozsahu od 20 do 1200 °C. Programovací řídicí a záznamová jednotka zahrnuje počítač.

Chladicí a kondenzační modul zahrnuje spirálový chladič chlazený vodou opatřený ve spodní části uzavíratelným výstupem kondenzátu, a s výhodou tři kondenzační nádoby, rovněž opatřené uzavíratelným výstupem kondenzátu.

Adsorpění modul je tvořen adsorpění nádobou, opatřenou ve spodní části uzavíratelným výstupem kondenzátu, přičemž v nádobě je na sítu umístěn adsorpění materiál, zejména materiál typu aktivního uhlí, které má výhodně specifický povrch 400 až 800 m²/g.

Bezpečnostní uzávěr poloprovozní vsázkové jednotky je alespoň částečně vyplněn vápencovým kamenivem a ve dně je opatřen uzavíratelnou výpustí kondenzátu.

Hořák pro spalování plynuje na vstupu opatřen pojistkou proti zpětnému prošlehnutí plamene a v oblasti spalování plynuje umístěn přídavný zapalovací propanbutanový hořáček.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je vyobrazena pyrolýzní retorta, na obr. 2 koksovací baterie s dvěma koksovacími komorami a na obr. 3 je znázorněno celkové schéma poloprovozní vsázkové jednotky podle tohoto technického řešení.

Pyrolýzní retorta X na obr. 1 má tvar kvádru, jehož homí odnímatelná stěna 13 je opatřena šroubovou přírubou, ve které se nacházejí dva výstupy pro pyrolýzní plyny, spojující se do jednoho výstupního potrubí 3 plynu. Pyrolýzní retorta 1 je vyrobena z tepelně stálé nerezové oceli a její objem je v tomto konkrétním případě 32,4 1. Těsnost mezi tělem 14 pyrolýzní retorty a její homí odnímatelnou stěnou 13 je v místě šroubové příruby zajištěna keramickým papírem. Za účelem sledování teploty je pyrolýzní retorta opatřena neznázoměným termočlánkem.

Koksovací baterie na obr. 2 je tvořena jednotlivými koksovacími komorami 2 s víkem 15, které je opatřeno výstupem pro koksovací plyny, přičemž výstupy koksovacích komor 2 se spojují do jednoho výstupního potrubí 3 plynu. V tomto případě má koksovací baterie dvě koksovací komory 2, přičemž objem každé z nich je 12,5 1. Koksovací baterie je po uložení v peci vybavena elektrickým přídavným externím topením 16, které se vkládá mezi koksovací komory 2 a jehož příkon je ovládán programovou řídicí a záznamovou jednotkou zahrnující počítač. Těsnost mezi tělem každé koksovací komory 2 a víkem 15, resp. jeho šroubovou přírubou, je zajištěna keramickým papírem.

Výstupní potrubí 3 plynu vycházející z pyrolýzní retorty 1 u poloprovozní vsázkové jednotky znázorněné na obr. 3 vede nejprve do vodního spirálového chladiče 4, z něhož je částečně zchlazený a nejsnadněji kondenzovatelných složek zbavený plyn veden do série tří kondenzačních nádob 5, opatřených ve spodní části stejně jako vodní spirálový chladič 4 uzavíratelným výstupem kondenzátu. Poslední ze série kondenzačních nádob 5 je propojena pružným vedením 6 plynu, opatřeným prvním ventilem 7 pro odběr vzorku plynu, s adsorpění nádobou 8, vybavenou tlakovou pojistkou, uzavíratelným výstupem kondenzátu, a vestavbou pro uchycení adsorpčního lože, na němž se nachází adsorpění materiál, v tomto případě se jedná o aktivní uhlí se specifickým povrchem 400 až 800 m²/g, měřeno BET. Z adsorpění nádoby 8 pokračuje pružné vedení 6 plynu do plynoměru 9, v tomto případě jde o typ BK - G4 (Q^n 0,016 m³/h). Před vstupem do plynoměru 9 je pružné vedení 6 plynu ještě opatřeno druhým ventilem 7 pro odběr vzorku plynu. Z plynoměru 9 je plyn veden přes bezpečnostní uzávěr 10 do hořáku 11 pro spalování plynu, který je na vstupu opatřen pojistkou proti zpětnému prošlehnutí plamene a v oblasti spalování plynu přídavným zapalovacím propanbutanovým hořáčkem 12. V tomto provedení je bezpeč-2CZ 22452 Ul nostní uzávěr 10 částečně vyplněn vápencovým kamenivem o zrnitosti 2 až 4 cm a mimoto je opatřen tlakovou pojistkou.

Claims (7)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Poloprovozní vsázková jednotka obsahující pyrolýzní retortu (1) nebo koksovací baterii, propojenou výstupním potrubím (3) plynu s chladicím a kondenzačním modulem, vyznačující se t í m , že za chladicím a kondenzačním modulem následuje adsorpční modul opatřený tlakovou pojistkou, na jehož výstup je připojen plynoměr (9), následovaný bezpečnostním modulem tvořeným bezpečnostním uzávěrem (10) s tlakovou pojistkou a hořákem (11) pro spalování plynu, přičemž pružné vedení (6) plynu, jímž jsou jednotlivé moduly propojeny, je před adsorpěním modulem a za adsorpěním modulem opatřeno prvním a druhým ventilem (7) pro odběr vzorku plynu.
2. 2. Poloprovozní vsázková jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že pyrolýzní retorta (1) nebo koksovací baterie, zahrnující nejméně dvě koksovací komory (2), je umístěna v peci s elektricky vytápěným pláštěm, přičemž teplotní program je řízen programovací řídicí a záznamovou jednotkou zahrnující počítač umožňující rychlost nárůstu teploty od 0,1 do 20 °C. min¹ v teplotním rozsahu od 20 do 1200 °C.
3. 3. Poloprovozní vsázková jednotka podle nároku 2, vyznačující se tím, že mezi koksovacími komorami (2) je umístěno elektrické přídavné externí topení (16), jehož příkon je ovládán programovací řídicí a záznamovou jednotkou.
4. 4. Poloprovozní vsázková jednotka podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že chladicí a kondenzační modul zahrnuje vodní spirálový chladič (4) opatřený uzavíratelným výstupem kondenzátu, a s výhodou tři kondenzační nádoby (5), rovněž opatřené uzavíratelným výstupem kondenzátu.
5. 5. Poloprovozní vsázková jednotka podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že adsorpční modul je tvořen adsorpční nádobou (8), v níž je na sítu umístěn adsorpční materiál typu aktivního uhlí se specifickým povrchem 400 až 800 m²/g, rovněž opatřenou uzavíratelným výstupem kondenzátu.
6. 6. Poloprovozní vsázková jednotka podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že bezpečnostní uzávěr (10) je opatřen tlakovou pojistkou, alespoň částečně je vyplněn vápencovým kamenivem a ve spodní části je opatřen výpustí kondenzátu.
7. 7. Poloprovozní vsázková jednotka podle některého z nároků lažó, vyznačující se tím, že horák (11) pro spalování plynů je na vstupu plynu opatřen pojistkou proti zpětnému prošlehnutí plamene a do jeho spalovací oblasti zasahuje přídavný zapalovací propanbutanový hořáček (12).