LT2009064A - Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būdas ir sistema - Google Patents

Abstract

Šis išradimas yra nauja technologija, skirta durpėms, rudajai angliai, degiems skalūnams, akmens anglies dulkėms perdirbti į degiąsias dujas ir skystą kurą. Tai realizuojama pritaikant naujo tipo reaktorių, kuriame sėkmingai sujungti pirokatalizės ir pirolizės būdai; dujos šildomos ir šaldomos Ž.Rankės vamzdžiais, o technologinis procesas vyksta žemame slėgyje - tik 0,05 MPa ir jo sėkmingai eigai naudojama mineralinė gamtinė bentonito atmaina -katalizatorius "Biolitas". Tai įgalina į energijosnešiklius perdirbti beveik visą organinę frakciją. Dujos valomos sukurtu originalios konstrukcijos filtru. Be to technologijoje naudojamas originalus būdas metanui gauti iš technologinio anglies dioksido, užtikrinantis jo aukštą procentinį sunaudojimą; benzino atskyrimas nuo dyzelino vykdomas membranų pagalba, o mazuto perdirbimas - kavitatoriumi.@

Description

1

Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būdas ir sistema

Technikos sritis Išradimas yra priskiriamas cheminės technologijos sričiai, būtent gamtinių 5 medžiagų, kuriose yra organinių medžiagų dalis, ir žmogaus veiklos atliekų perdirbimo į energijos nešiklius grupei, ir konkrečiai yra skirtas durpių, rudosios anglies, degiųjų skalūnų, besikoksuojančios akmens anglies dulkių ir atliekų perdirbimo technologijoms.

Technikos lygis 10 Patente RU 2203922 aprašytas organinės medžiagos perdirbimo į energijos nešiklius būdas. Šiuo būdu gaunant energijos nešiklius organinių komponentų turinčios medžiagos smulkinamos, kaitinamos be deguonies, o vėliau pirolizės produktai kondensuojami į skystą kurą (sausas destiliavimas). Perdirbama medžiaga yra smulkinam, tačiau gali turėti skirtingą drėgnumą, priklausantį nuo sandėliavimo sąlygų 15 bei smulkinimo (malimo) tolygumo. Ši technologija neužtikrina veiksmingo technologinio reagavimo į konkrečios perdirbamos medžiagos fizinių - cheminių savybių pokyčius ir nėra galimybės reaguoti į tai, keičiant technologinio proceso parametrus.

Kitame patente RU 2265625 aprašytame organinės medžiagos perdirbimo 20 būde, nurodoma, kad žaliava smulkinama ir kaitinama be oro nuosekliai dviejose atskirose kamerose, kur techniškai apdorota žaliava perdirbama į dujinę būklę ir toliau kondensuojant (jeigu reikalinga) dalį dujų pervedant į skystą kurą. Šiam procesui valdyti sukurtas gana efektyvus, bet labai brangus proceso valdymo būdas. Naudojamas patobulintas sauso distiliavimo metodas ir labai sudėtingi 25 įrenginiai. Nors užtikrinamas nuoseklus, ciklinis perdirbamos žaliavos padavimas į darbo zoną, tačiau nevisiškai išspręstas gaunamų dujų nuvedimas.

Artimiausi mūsų siūlomai technologijai yra patente RU 2217471 aprašyti organinės žaliavos perdirbimo į degalus ir kurą procesai. Čia aprašoma technologija durpėms perdirbti. Durpių hidrogenizacija vykdoma 720 °K temperatūroje ir esant 15 30 MPa slėgiui, chemiškai aktyviais dujiniais pirolizės produktais. Pirolizė vyksta durpių „pastoje", ruošiamoje iš durpių, jas džiovinant iki 15 % drėgnumo, smulkinant ir 2 kalibruojant sietu 2 mm akutėmis ir įmaišant susmulkintų geležies katalizatorių (santykiu: durpės - 90 %, geležis - 10 %), o hidrogenizacija vykdoma iš anksto paruoštai durpių pastai (komponentės, masės %: durpės - 23,8, žibalas - 47,6, mazutas - 23,8, geležies katalizatorius - 4,8). Dirbtinis naftinis produktas gaunamas, S kartojant šį procesą daug kartų daugiausia autoklaviniame reaktoriuje.

Tai sudėtingas procesas. Mūsų technologija yra paprastesnė, realizuojama naudojant mažesnius kiekius katalizatoriaus labai žemame slėgyje. Išradimo esmė 10 Išradimo uždavinys yra sukurti ekonomiškesnį, saugesnį ir ekologiškesnį organinių žaliavų, ypač durpių, rudosios anglies, degiųjų skalūnų, besikoksuojančios akmens anglies dulkių ir atliekų terminio perdirbimo būdą ir įrenginius. Išradimo uždavinys įgyvendinamas tuo, kad durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būde, apimančiame žaliavos padavimą ir apdirbimą termoreaktoriaus 15 pirolizės kameroje, degiųjų dujų ir gautų produktų išvedimą iš termoreaktoriaus, nauja yra tai, kad į žaliavą kaip katalizatorių įterpia gamtinio bentonito atmainą, iki žaliavos apdirbimo pirolizės kameroje ją apdoroja pirokatalizės zonoje, esančioje tame pačiame termoreaktoriuje kaip ir pirolizės zona ir kurią sudaro žaliavos priėmimo kamera, pirminio degiųjų dujų surinkimo kamera ir vamzdinis pirokatalizės blokas su priverstinio 20 dujų padavimo įtaisu, slėgį termoreaktoriuje palaiko apie 0,05 MPa, gautas degiąsias dujas filtruoja ir perpumpuoja į dujų rezervuarą, kur dujų slėgį pakelia iki technologinio slėgio, po to dujas šildo arba šaldo Ž. Rankės vamzdžiais, šviesiosioms naftos frakcijoms išskirstyti naudoja membranas, o mazutui perdirbti į šviesiąsias frakcijas naudoja kavitatorių. 25 Degiųjų dujų išeigai padidinti gali būti naudojamas anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginys.

Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būdui įgyvendinti siūloma įrenginių visuma, apimanti termoreaktorių, žaliavų padavimo mechanizmą ir gautų produktų išvedimo mechanizmus, kurioje nauja tai, kad termoreaktoriuje yra viena su kita 30 susietos pirokatalizės zona ir pirolizės zona, pirokatalizės zoną sudaro žaliavos priėmimo kamera, pirminio degiųjų dujų surinkimo kamera ir vamzdinis pirokatalizės 3 blokas su priverstinio dujų padavimo įtaisu, be to, slėgis termoreaktoriuje palaikomas apie 0,05 MPa, gautoms degiosioms dujoms filtruoti už termoreaktoriaus sumontuoti filtrai, o už jų įrengti dujų rezervuarai dujų slėgiui pakelti iki technologinio slėgio, dujoms šildyti arba šaldyti sumontuoti Ž. Rankės vamzdžiai, šviesiosioms naftos frakcijoms 5 išskirstyti sumontuotos membranos, o mazutui perdirbti į šviesiąsias frakcijas -kavitatorius.

Be to, dujų išeigai padidinti tarp dujų rezervuaro ir Ž. Rankės vamzdžių gali būti sumontuotas anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginys. Šis išradimas yra nauja technologija skirta durpėms, rudajai angliai, degiems 10 skalūnams, akmens anglies dulkėms perdirbti į degiąsias dujas ir skystą kurą. Tai realizuojama pritaikant naujo tipo reaktorių, kuriame sėkmingai sujungti pirokatalizės ir pirolizės būdai; dujos šildomos ir šaldomos Ž. Rankės vamzdžiais, o technologinis procesas vyksta žemame slėgyje - tik 0,05 MPa ir jo sėkmingai eigai naudojamas mineralinis gamtinis katalizatorius - „Biolitas“, tai įgalina į energijos nešiklius perdirbti 15 beveik iš visos organinės frakcijos. Dujos valomos sukurtu originalios konstrukcijos filtru. Be to, technologijoje naudojamas originalus būdas metanui gauti iš technologinio anglies dioksido, užtikrinantis jo aukštą procentinį sunaudojimą; benzino atskyrimas nuo dyzelino vykdomas membranų pagalba, o mazuto perdirbimas - kavitatoriumi. 20 Trumpas brėžinio aprašymas Išradimas paaiškinamas brėžiniu, kuriame pavaizduota durpių perdirbimo technologinė schema. Schemoje nurodytų elementų žymėjimas: 1 - žaliavos sandėlys; 2 - katalizatoriaus sandėlys; 3 - reaktoriai; 4 - dujų valymo filtrai; 5 - dujų talpyklos; 6 -įrenginys C02 perdirbti į CH4; 7 - Ž. Rankės vamzdžiai; 8 - rezervuaras skystai 25 frakcijai; 9 - šviesios frakcijos talpa; 10 - tamsios frakcijos talpa; 11 - mechaninių priemaišų surinkimas; 12 - mazuto perdirbimo kavitatorius; 13 - membrana; 14 -kavitatorius benzinui ir dyzelinui taurinti; 15 - filtrai; 16-19 - pagaminto produkto rezervuarai. 30 4 Išradimo įgyvendinimo aprašymas

Durpės iš sandėlio 1 juostiniu transporteriu tiekiamos į reaktorių, kartu ant transporterio dozatoriai įterpia gamtinio katalizatoriaus bentonito atmainos „Biolito“ (iki 5% bendros masės). Taip paruoštas mišinys patenka į nepertraukiamo veikimo S reaktorių 3, kuriame vyksta pirokatalizės ir pirolizės procesai. Reaktorius dirba labai mažu slėgiu 0,05 MPa, 323-670 °K temperatūroje. Reaktoriuje gauname skystus ir dujinius energijos nešiklius. Degiosios dujos pakliūna į dujų filtrą 4 kietosioms priemaišoms atskirti ir perpumpuojamos į dujų rezervuarus 5, kuriuose pakeliamas dujų slėgis iki 0,3 MPa reikalingo technologinio slėgio. Be to, dujų išeigai padidinti 10 naudojamas anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginys. Toliau dujos su 0,2 MPa slėgiu eina į Ž. Rankės vamzdžius 7, kuriuose pagal technologinius reikalavimus yra šildomos arba aušinamos, po to pakliūna į pagamintų dujų rezervuarą 16. dalis dujų (apie 5 %) sugrąžinama atgal į reaktorių, technologinio proceso vyksmui užtikrinti. Skystoji frakcija iš reaktoriaus 3 pakliūna į rezervuarą 8, kuriame atskiriamos 15 mechaninės priemaišos ir katalizatorius 11. Gauname dvi degalų frakcijas: šviesiąją 9 ir tamsiąją 10. Šviesioji frakcija išvaloma ir toliau eina į membranų įrenginį, kuriame išskaidoma, tai yra vykdomas dyzelino atskyrimas nuo benzino. Tamsioji frakcija išskaidoma į dyzeliną ir krosnių kurą ir mazutą, perdirbant kavitatoriuje. Be to, kavitatorius savo ruožtu gali pakelti benzino oktaninį skaičių ir dyzelino citaninį skaičių. 20 Pagaminta produkcija patenka į dujų, benzino, dizelino ir mazuto saugyklas -rezervuarus.

Technologinio proceso valdymas užtikrinamas davikliais ir matavimo prietaisų automatinių sklendžių sistema, kurią valdo kompiuteris pagal specialią programą. 25 Pramoninis pritaikomumas

Technologija yra saugi ir ekologiška. Yra naudojamas pigus efektyvus gamtinis heteregoninis katalizatorius - bentonito atmaina „Biolitas“.

Pažymėtina, kad šiai originaliai technologijai nereikalingas pradinis perdirbamų medžiagų džiovinimas bei susmulkinimas (išskyrus degiuosius skalūnus) ir rudąją anglį. 30 Technologinis procesas vyksta temperatūroje nuo 323 °K - 670 °K ir žemame slėgyje, neviršijančiame 0,05 MPa. 5

Technologinis procesas vyksta automatizuotoje linijoje su griežta technologinio proceso skaitmenine kontrole ir reguliavimu. Tai užtikrina ne tik optimalią technologinio proceso eigą, leidžia gauti maksimalią energijos nešiklių išeigą proceso saugumą ekologiškumą ir kainą. Tam žymios įtakos turi panaudojimas mūsų atrasto pigaus, efektyvaus gamtinio katalizatoriaus - „Biolito“, kuris iš esmės palengvina energijos nešiklių gavimo procedūrą, ne tik užtikrinantis produktų kokybę, bet ir įgalinantis gauti didžiausias energijos nešiklių išeigas iš žaliavos perdirbimo, esant mažiausioms išlaidoms. Mūsų siūloma technologija pasižymi eile pranašumų su lyginamu prototipu: 1. proceso nepertraukiamumu; 2. efektyviu, originaliu pirokatalizės ir pirolizės procesų sujungimu ir sėkmingu derinimu; 3. efektyviu naujai pritaikyto heterogeninio katalizatoriaus panaudojimu: katalizatoriaus reikia mažiau, tik iki 5 %, ir jis žymiai pigesnis; 4. originalios konstrukcijos įrenginiu anglies dioksidui perdirbti į metaną; 5. membranų technologijos panaudojamos šviesių produktų skyrimui; 6. kavitatoriumi - mazuto skaidymui ir šviesių frakcijų turtinimui; 7. žymiai paprastesnių technologinio proceso paruošimu; 8. technologinio proceso kaina; 9. technologinių įrenginių kaina; 10. proceso saugumui užtikrinti naudojamas žemo slėgio reaktorius; 11. reaktoriaus ir visi technologinių procesų parametrai yra kontroliuojami ir valdomi automatizuotos sistemos.

Claims (4)

1. 6 Išradimo apibrėžtis 1. Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būdas, apimantis žaliavos 5 padavimą ir apdirbimą termoreaktoriaus pirolizės kameroje, degiųjų dujų ir gautų produktų išvedimą iš termoreaktoriaus, besiskiriantis tuo, kad į žaliavą kaip katalizatorių įterpia gamtinio bentonito atmainą, iki žaliavos apdirbimo pirolizės kameroje ją apdoroja pirokatalizės zonoje, esančioje tame pačiame termoreaktoriuje (3) kaip ir pirolizės zona ir kurią sudaro žaliavos priėmimo kamera, pirminio degiųjų 10 dujų surinkimo kamera ir vamzdinis pirokatalizės blokas su priverstinio dujų padavimo įtaisu, slėgį termoreaktoriuje (3) palaiko apie 0,05 MPa, gautas degiąsias dujas filtruoja ir perpumpuoja į dujų rezervuarą (5), kur dujų slėgį pakelia iki technologinio slėgio, po to dujas šildo arba šaldo Ž. Rankės vamzdžiais (7), šviesiosioms naftos frakcijoms išskirstyti naudoja membranas (13), o mazutui perdirbti į šviesiąsias frakcijas naudoja 15 kavitatorių(14).
2. 2. Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad dujų išeigai padidinti naudoja anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginį (6). 20
3. 3. Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo sistema, apimanti termoreaktorių, žaliavų padavimo mechanizmą ir gautų produktų išvedimo mechanizmus, besiskirianti tuo, kad termoreaktoriuje (3) yra viena su kita susietos pirokatalizės zona ir pirolizės zona, pirokatalizės zoną sudaro žaliavos priėmimo kamera, pirminio 25 degiųjų dujų surinkimo kamera ir vamzdinis pirokatalizės blokas su priverstinio dujų padavimo įtaisu, be to, slėgis termoreaktoriuje (3) palaikomas apie 0,05 MPa, gautoms degiosioms dujoms filtruoti už termoreaktoriaus sumontuoti filtrai (4), o už jų įrengti dujų rezervuarai (5) dujų slėgiui pakelti iki technologinio slėgio, dujoms šildyti arba šaldyti sumontuoti Ž. Rankės vamzdžiai (7), šviesiosioms naftos frakcijoms išskirstyti 30 sumontuotos membranos (13), o mazutui perdirbti į šviesiąsias frakcijas - kavitatorius (14).
4. 4. Durpių ir kitų organinių žaliavų perdirbimo sistema pagal 3 punktą, besiskirianti tuo, kad dujų išeigai padidinti tarp dujų rezervuaro ir Ž. Rankės vamzdžių sumontuotas anglies dvideginio transformavimo į metaną įrenginys (6).