PL231128B1 - Sposób i urządzenie do pirolizy biomasy, odpadów - Google Patents

Abstract

Sposób pirolizy biomasy, odpadów charakteryzuje się tym, że mieszankę rozdrobnionej biomasy, odpadów wprowadza się do retorty (5) suszarki (1), gdzie przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się przez długość retorty (5) za pomocą mieszadła (6) poddaje się w temperaturze do 500°C suszeniu czynnikiem suszącym wprowadzanym do kanału (9) we wnętrzu wału (6) z mieszadłem (7), zgodnie z kierunkiem transportu podsuszanej mieszanki, a następnie w przeciwprądzie do kanału spiralnego (10) okalającego od zewnątrz retortę (5) suszarki (1), odrębnymi kanałami (11, 12) wyprowadza się opary i spaliny, podsuszoną mieszankę substratów wyprowadza się z suszarki (1) i wprowadza do retorty (14) pirolizera (2), gdzie przy ciągłym mieszaniu mieszadłem (16) z przemieszczaniem się bez dostępu tlenu w temperaturze 300 - 1200°C poddaje się procesowi karbonizacji z wydzielaniem produktów gazowych transportowanych górną częścią retorty (14), produkty gazowe wyprowadza się z retorty (14) pirolizera (2) otworami (20) do spiralnego kanału (19), gdzie ulegają spaleniu, spaliny przemieszczają się w przeciwprądzie po spirali względem kierunku przemieszczania się substratów w retorcie (14), a następnie we współprądzie wnętrzem wału (15) mieszadła (16), grzejąc mieszadło (16) od wewnątrz i wpływają do cyklonu (3), a następnie do układu oczyszczania gazów i do otoczenia i/lub do kotła odzysknicowego, część spalin z cyklonu (3) wprowadza się stycznie kanałem (33) do komory mieszania gazów (4), skąd kieruje się je we współprądzie do kierunku suszonej mieszanki substratów wnętrzem wału (6) mieszadła (7) suszarki (1), a następnie spiralnym kanałem (10) do kanału wylotu spalin (12).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do pirolizy biomasy leśnej, rolnej, odpadów biomasy, odpadów komunalnych, mieszanin biomasy, odpadów i węgla dla otrzymywania produktu stałego o zwiększonym stopniu uwęglenia w celu wykorzystania zwłaszcza jako źródło ciepła i energii, paliwo, paliwo bezdymne, sorbent, w rolnictwie jako polepszacz gleby, dodatek do nawozów, do pasz.

Znane są różne sposoby i urządzenia do przetwarzania stałych materiałów odpadowych z biomasy, odpadów miejskich biomasy, odpadów komunalnych na produkty stanowiące tanie źródła ciepła, energii, zsyntezowany gaz.

Z polskiego opisu wynalazku nr 179937 znany jest sposób i urządzenie do zgazowania drewna na drodze spalania. Sposób polega na redukcji i generacji gazów i spalaniu węgla drzewnego w zamkniętym cyklu procesu, gdzie mokre odpady drzewne poddaje się dwustopniowemu procesowi karbonizacji w ciągłym cyklu spalania, w którym w pierwszym etapie drewno w temperaturze powyżej 500°C poddaje się karbonizacji z wydzieleniem gazów CO, CO2, pary wodnej, kwasów i aldehydów octowych, oraz substancji smolistych, które w wysokiej temperaturze rozkładają się odpowiednio na CO, CO2 i parę wodną uzyskując złoże węgla drzewnego, natomiast w drugim etapie utworzone złoże węgla drzewnego dopala się w temperaturze do 1050°C działając równocześnie silnym strumieniem powietrza. Wytworzone pary przechodząc w wyższej warstwie węgla ulegają redukcji CO2 i tlenków azotu w obecności węgla do CO i azotu. W czasie podwyższania temperatury powyżej 820°C para wodna powstała ze spalania wodoru rozkłada się na wodór i tlen, który wchodzi w reakcję z węglem na tlenek węgla. Produktem ubocznym jest węgiel drzewny. Urządzenie do zgazowania drewna wyposażone jest w prostopadłościenną komorę spalania drewna, w zespoły podawania drewna i odprowadzania odpadu spalania, instalację odprowadzającą gaz energetyczny i doprowadzającą powietrze. Urządzenie posiada na ramie nośnej prostopadłościenną komorę zgazowania. Od góry komora jest zamknięta stropem, w którym znajduje się śluza dozująca. U dołu komór znajduje się zsyp opadowy utworzony z płaszcza wewnętrznego i płaszcza zewnętrznego, pomiędzy którymi utworzona jest przestrzeń. W przestrzeni tej umieszczone są przegrody do kierowania przepływem doprowadzanego powietrza do chłodzenia zsypu. W płaszczu wewnętrznym zsypu są osadzone dysze dozujące powietrze do komory. Zsyp zaopatrzony jest w transporter ślimakowy współdziałający z osadnikiem wodnym.

Z polskiego opisu patentowego nr 163747 znany jest piec do wytwarzania rozdrobnionego węgla drzewnego z drobnych odpadów drzewnych. Piec ten zawiera cylindryczną retortę połączoną z jednej strony z koszem zasypowym odpadów drzewnych, z drugiej strony z wylotowym króćcem węgla drzewnego. Cylindryczna retorta jest poziomo usytuowana i współosiowo umieszczona wewnątrz cylindrycznej komory spalania. Komora spalania wyposażona jest w wylotowy króciec spalin oraz palnik gazowy osadzony w ścianie komory spalania. Wewnątrz retorty jest współosiowo osadzony ślimak przenośnika. W górnej części początkowego i końcowego odcinka retorty są wykonane otwory przykryte kolektorami połączonymi z rurociągami. Kolektor w początkowym odcinku retorty jest połączony z rurociągiem odprowadzającym do otoczenia parę wodną powstającą w tej części retorty. Kolektor w końcowym odcinku retorty jest połączony z rurociągiem odprowadzającym gaz palny powstający w retorcie, na zewnątrz pieca. Część tego gazu jest podawana wraz z powietrzem do palnika gazowego osadzonego w ścianie komory spalania. Nadwyżka gazu palnego jest wykorzystywana jako cenny nośnik energetyczny.

Z opisu patentowego polskiego nr 206503 znany jest sposób i urządzenie do waloryzacji w tym autotermicznej stałych paliw w tym odpadowych, biomasy zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, węgla aktywnego i gazów polegający na poddawaniu stałego paliwa, przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty w reaktorze suszeniu i ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji z wydzielaniem do komory spalania gazów z powstających części lotnych, mieszaniu się gazów w komorze spalania z powietrzem i spalaniu się gazów. Wprowadzane stałe paliwo w tym odpadowe, biomasę i/lub mieszaninę stałych paliw w tym odpadowych poddaje się przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty suszeniu i ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji do temperatury nie wyższej niż 800°C, a otrzymane w reaktorze uwęglone paliwo poddaje się wewnątrz reaktora rozdrabnianiu oraz spalaniu, po czym wyprowadza się z reaktora króćcem wylotowym gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa. Według odmiany sposobu, do komory spalania reaktora wprowadza się otrzymywane z innych procesów gorące spaliny lub gorącą parą lub gorące powietrze i wprowadzane do retorty stałe paliwo poddaje się ogrzewaniu i suszeniu bez dostępu tlenu do temperatury nie wyższej niż 600°C na wyjściu z reaktora, wydzielaniem do komory

PL 231 128 B1 reaktora gazów i pary wodnej, a otrzymane wysuszone stałe paliwo wyprowadza się z reaktora. Urządzenie zawiera pionowy reaktor z pionową retortą posiadającą na całym obwodzie i na całej długości wzdłuż komory spalania otwory skierowane w stronę komory spalania do wyprowadzania gazów powstających w retorcie do komory spalania, przenośnik śrubowy o zmiennej prędkości obrotowej przemieszczający mieszankę w stronę dolnej części reaktora, wentylator powietrza stycznie zabudowany w ścianie dolnej części komory spalania, króciec wylotowy spalin lub gazów, dolne zamknięcie retorty poza reaktorem zawierające dolne wyprowadzenie zwaloryzowanego paliwa. Dolne zamknięcie retorty stanowi urządzenie do mechanicznego rozdrabniania uwęglonego paliwa, zabudowane na końcu przenośnika śrubowego wewnątrz reaktora i zawiera wyprowadzenie uwęglonego paliwa wewnątrz reaktora szczeliną po obwodzie stożka urządzenia do mechanicznego rozdrabniania uwęglonego paliwa w stronę ścian komory spalania a następnie w górną część komory spalania i króćca wylotowego.

Z polskiego opisu patentowego nr 209473 znane jest urządzenie do przerobu biomasy z dodatkiem odpadów na paliwo stałe, zwłaszcza odpadów organicznych, w szczególności odpadów przemysłu drzewnego i/lub spożywczego i/lub produktów oczyszczalni komunalnej, odznaczających się zbliżoną zawartością węgla, stanowiących mieszankę z biomasą o znacznej zawartości wilgoci, zaopatrzone w palnik zapłonowy zasilany zewnętrznym źródłem zasilania, zawierające korpus reaktora osłonięty izolacją termiczną posiadający rurowy podajnik wstępnego przetwarzania masy osadzony po stronie biernej na łożysku kompensacyjnym, który po stronie wsadowej ma kosz zasilający podający połączony z wymiennym zespołem podawania, którego lej wprowadzający jest osadzony w komorze rurowego podajnika wstępnego przetwarzania masy. Rurowy podajnik wstępnego przetwarzania masy jest zaopatrzony w przesuwny skrobak czyszczący a na odcinku przesypu ma zespół odbioru połączony z przenośnikami uwęglającymi zakończonymi lejem wysypowym. Korpus reaktora ma palnik inicjacji zapłonu.

Sposób pirolizy biomasy, odpadów według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszankę rozdrobnionej biomasy, odpadów wprowadza się do retorty suszarki, gdzie przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się przez długość retorty za pomocą mieszadła poddaje się w temperaturze do 500°C suszeniu czynnikiem suszącym wprowadzanym do kanału we wnętrzu wału z mieszadłem zgodnie z kierunkiem transportu podsuszanej mieszanki a następnie w przeciwprądzie do kanału spiralnego okalającego od zewnątrz retortę suszarki, odrębnymi kanałami wyprowadza się opary i spaliny. Podsuszoną mieszankę wyprowadza się z suszarki i wprowadza do retorty pirolizera, gdzie przy ciągłym mieszaniu mieszadłem z przemieszczaniem się bez dostępu tlenu w temperaturze 300-1200°C poddaje się karbonizacji z wydzielaniem produktów gazowych transportowanych górną częścią retorty. Produkty gazowe wyprowadza się z retorty pirolizera otworami do spiralnego kanału, gdzie ulegają spaleniu, spaliny przemieszczają się w przeciwprądzie po spirali względem kierunku przemieszczania się substratów w retorcie, a następnie we współprądzie wnętrzem wału mieszadła, grzejąc mieszadło od wewnątrz i wpływają do cyklonu a następnie do układu oczyszczania gazów i do otoczenia i/lub do kotła odzysknicowego. Część spalin z cyklonu wprowadza się stycznie kanałem do komory mieszania gazów skąd kieruje się je w przeciwprądzie do kierunku suszonej mieszanki substratów wnętrzem wału mieszadła suszarki, a następnie spiralnym kanałem do kanału wylotu spalin.

Alternatywnie do retorty suszarki wprowadza się mieszankę rozdrobnionej biomasy, odpadów i węgla.

Alternatywnie produkty gazowe wyprowadza się z retorty pirolizera kanałem do komory spalania i/lub do urządzeń zewnętrznych do spalania i do otoczenia, a z komory spalania do spiralnego kanału pirolizera, gdzie ulegają spaleniu, spaliny przemieszczają się w przeciwprądzie po spirali względem kierunku przemieszczania się substratów w retorcie piroliza, a następnie we współprądzie wnętrzem wału mieszadła, grzejąc mieszadło od wewnątrz i wpływają do cyklonu, a następnie do układu oczyszczania gazów i do otoczenia i/lub do kotła odzysknicowego. Część spalin z cyklonu wprowadza się stycznie kanałem do komory mieszania gazów skąd kieruje się je w przeciwprądzie do kierunku suszonej mieszanki substratów wnętrzem wału mieszadła suszarki, a następnie spiralnym kanałem do kanału wylotu spalin. Do komory mieszania gazów wprowadza się dodatkowo powietrze podgrzane w szczelnym płaszczu powietrznym otaczającym na zewnątrz pirolizer, skąd razem ze spalinami wprowadzane jest do ogrzewania retorty suszarki. Z pirolizera produkty gazowe wyprowadzane są na końcu reaktora i przesyłane do układu oczyszczania gazów i do otoczenia i/lub do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, gdzie produkty ciekłe są wydzielane i separowane, a produkty gazowe są spalane a ich ciepło jest wykorzystywane do ogrzewania retorty pirolizera i/lub retorty suszarki.

PL 231 128 B1

Alternatywnie z pirolizera produkty gazowe wyprowadzane są na końcu reaktora kanałem i przesyłane do układu oczyszczania gazów i do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, gdzie produkty ciekłe są wydzielane i separowane, a produkty gazowe są spalane w urządzeniach zewnętrznych.

Alternatywnie z pirolizera produkty gazowe wyprowadzane są na końcu reaktora kanałem i przesyłane do układu oczyszczania gazów i do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, gdzie produkty ciekłe są wydzielane i separowane, a produkty gazowe są przesyłane do zbiorników magazynujących. Prowadzenie wału mieszadła suszarki i wału mieszadła pirolizera odbywa się na rolkach i płytach dystansowych.

Urządzenie do pirolizy biomasy, odpadów według wynalazku zawiera suszarkę posiadającą retortę z umieszczonym wewnątrz wałem z mieszadłem, zawierającym wewnątrz kanał do wprowadzania czynnika suszącego połączony z komorą mieszania gazów, wokół retorty suszarki zabudowany kanał spiralny z odrębnym wyprowadzeniem oparów i odrębnym wyprowadzeniem spalin, posiadającą wyprowadzenie podsuszonej mieszanki i doprowadzenie jej do pirolizera, pirolizer posiadający retortę z umieszczonym wewnątrz wałem z mieszadłem zawierającym wewnątrz kanał do wprowadzania spalin we współprądzie z przemieszczaną podsuszoną mieszanką poddawaną pirolizie, zawierającą w górnej czyści w stronę spiralnego kanału otwory na powierzchni 5-50%, wokół retorty zawierający spiralny kanał do transportu spalin po spirali w przeciwprądzie, otoczony na zewnątrz szczelnym płaszczem powietrznym z wyprowadzeniem powietrza podgrzanego do komory mieszania gazów połączonej z suszarką, posiadający z jednej strony zasyp do retorty podsuszonej mieszanki, z drugiej strony posiadający wylot uwęglonego produktu pirolizy oraz wylot gazów pirolitycznych do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, połączony z komorą spalania. Za pirolizerem zawiera zabudowany cyklon połączony z kanałem wału z mieszadłem pirolizera, zawierający wyprowadzenie spalin do układu oczyszczania gazów i do otoczenia.

Korzystnie urządzenie według wynalazku posiada retortę suszarki o przekroju owalnym z umieszczonym w dolnej części wałem z mieszadłem.

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku posiada retortę suszarki o przekroju kołowym z umieszczonym wewnątrz wałem z mieszadłem

Korzystnie urządzenie według wynalazku posiada retortę pirolizera o przekroju owalnym z umieszczonym w dolnej części wałem z mieszadłem.

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku posiada retortę pirolizera o przekroju kołowym z umieszczonym wewnątrz wałem z mieszadłem.

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku posiada retortę pirolizera w postaci rury bez otworów w górnej części.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera mieszadła suszarki i pirolizera łopatkowe płaskie.

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku zawiera mieszadła suszarki i pirolizera łopatkowe łukowe.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera mieszadła suszarki i pirolizera na końcach utwardzone.

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku zawiera mieszadła suszarki i pirolizera zawierające na końcach nakładki ograniczające zużycie.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera wokół retorty suszarki zabudowany ceramiczny kanał spiralny.

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku zawiera wokół retorty suszarki zabudowany kanał spiralny wykonany z metalu.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera wokół retorty pirolizera zabudowany kanał spiralny wykonany z ceramiki.

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku zawiera wokół retorty pirolizera zabudowany kanał spiralny wykonany z metalu.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera wał z mieszadłem suszarki prowadzony na rolkach i płycie dystansowej.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera wał z mieszadłem pirolizera prowadzony na rolkach i płycie dystansowej.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera otwory w górnej części retorty pirolizera wyłożone ceramiką.

PL 231 128 B1

Korzystnie alternatywnie urządzenie według wynalazku zawiera otwory w górnej części retorty pirolizera wykonane z metalu.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera otwory w górnej części retorty pirolizera w kształcie szczelin.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera otwory w górnej części retorty pirolizera osłonięte siatką.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera otwory w górnej części retorty pirolizera rozmieszczone w układzie rzędowym lub alternatywnie w układzie szachownicowym.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera na wlocie podsuszonej mieszanki biomasy, odpadów do retorty pirolizera zabudowaną przegrodę pełniącą rolę warstwownicy, korzystnie w kształcie półksiężyców.

Korzystnie urządzenie według wynalazku posiada cyklon zawierający wyprowadzenie spalin do kotła odzysknicowego.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają uzyskiwanie częściowo oczyszczonego z niepożądanych składników takich jak chlor, siarka uwęglonego produktu w postaci półkoksu oraz uzyskiwanie gazów z biomasy leśnej, biomasy rolnej jak słoma, siano, trawy, ziarna, odpadowej biomasy odpadów komunalnych, przemysłowych, mieszaniny odpadów, biomasy, węgla. Sposób i urządzenie umożliwiają tworzenie sieci zakładów wyposażonych w instalacje do pirolizy biomasy, odpadów poddawanych albo segregacji albo z ich mieszanin dostępnych w danym zasięgu na określonym terenie w odległości najkorzystniej uzasadnionej ekonomicznie, do 150 km.

Sposobem według wynalazku uzyskuje się na wyjściu z pirolizera produkt stały o zwiększonym stopniu uwęglenia, o zawartości pierwiastka C w stanie suchym >50%, o niskiej >15% zawartości wilgoci i zwiększonej gęstości energii. Otrzymywany produkt stały stanowiący produkt pirolizy biomasy, odpadów, węgla może stanowić odrębne źródło energii, paliwo, paliwo bezdymne, może być przeznaczony do transportu do miejsc wykorzystania. Otrzymywany produkt może być wykorzystywany do spalania, może być użyty juko paliwo, paliwo bezdymne, sorbent, dodatek do gleby, w rolnictwie. Ma lepszą podatność przemiałową niż wejściowa biomasa, jest higrofobowy, w dużym stopniu niewrażliwy na działalność mikroorganizmów i bakterii.

Urządzenie według wynalazku zapewnia większą wydajność procesu uwęglania w wyniku ogrzewania wprowadzanej mieszanki z obu stron, gdzie przestrzeń z mieszanką poddawana pirolizie jest bardziej wypełniona. Zastosowanie mieszadła w retortach suszarki i pirolizera o budowie według wynalazku zapewnia jednorodność procesu uwęglania i jednorodność uzyskiwanego produktu. Przegrody zabudowane na wlocie do retorty spełniają role warstwownicy, tak aby transportowana mieszanka nie blokowała mieszadła.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny przez urządzenie zawierające poziomą suszarkę z retortą o przekroju owalnym, mieszalnik gazów, poziomy pirolizer z retortą o przekroju owalnym, cyklon, komorę spalania, fig. 2 - schemat blokowy przedstawiający sposób pirolizy biomasy, odpadów w urządzeniu według wynalazku, z pirolizerem zawierającym otwory w górnej części retorty, fig. 3 - przekrój poprzeczny przez pirolizer w miejscu zasypu podsuszonej mieszanki, fig. 4 - przekrój poprzeczny przez pirolizer w miejscu wylotu uwęglonego produktu końcowego, fig. 5 - przekrój poprzeczny przez suszarkę w miejscu zasypu surowej mieszanki, fig. 6 - schemat blokowy przedstawiający sposób pirolizy biomasy, odpadów w urządzeniu według wynalazku, z pirolizerem nie zawierającym otworów w górnej części retorty.

Urządzenie do pirolizy biomasy, odpadów według wynalazku zawiera poziomą suszarkę 1 wprowadzanej mieszanki biomasy, odpadów, poziomy pirolizer 2 wstępnie podsuszonej mieszanki biomasy, odpadów połączony na końcu z cyklonem 3, komorę mieszania gazów 4 wprowadzanych do suszarki 1. Suszarka 1 posiada zabudowaną wewnątrz retortę 5 o przekroju owalnym z umieszczonym w dolnej części tej retorty wałem 6 z mieszadłem 7 w postaci ślimaka z łopatkami 8. Wał 6 mieszadła 7 zawiera wewnątrz kanał 9 do wprowadzania czynnika suszącego, połączony z komorą mieszania gazów 4. Wokół retorty 5 w suszarce 1 zabudowany jest stalowy kanał spiralny 10 z odrębnym wyprowadzeniem oparów 11 i odrębnym wyprowadzeniem spalin 12. Suszarka 1 zawiera wyprowadzenie 13 podsuszonej mieszanki biomasy, odpadów do pirolizera 2. Poziomy pirolizer 2 zawiera retortę 14 o przekroju owalnym z umieszczonym w dolnej jej części wałem 15 z mieszadłem 16 w postaci ślimaka z łopatkami 17. Wał 15 zawiera wewnątrz kanał 18 do wyprowadzania spalin we współprądzie z przemieszczaną w retorcie 14 podsuszoną mieszanką poddawaną pirolizie. Retorta 14 pirolizera 2 zawiera w górnej części w stronę spiralnego kanału 19 otwory 20 w kształcie szczelin na powierzchni 5-50%, wyłożone

PL 231 128 B1 ceramiką, osłonięte siatką 21. Otwory zgodnie z przykładem wykonania rozmieszczone są w układzie rzędowym. Wokół retorty 14 pirolizer 2 zawiera spiralny kanał 19 wykonany z ceramiki do transportu spalin po spirali w przeciwprądzie do przemieszczanej poddawanej pirolizie mieszance. Pirolizer 2 otoczony jest na zewnątrz szczelnym płaszczem powietrznym 22 z wyprowadzeniem powietrza podgrzanego 23 do komory mieszania gazów 4 połączonej z suszarką 1. Pirolizer 2 posiada z jednej strony zasyp 24 do retorty 14 podsuszonej mieszanki z biomasy, odpadów, z drugiej strony posiada wylot uwęglonego produktu pirolizy 25 oraz wylot 26 gazów pirolitycznych do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących. Pirolizer 2 połączony jest z komorą spalania 27. Za pirolizerem 2 zabudowany jest cyklon 3 połączony z kanałem 18 spalin wału 15 pirolizera 2. Cyklon 3 zawiera zgodnie z przykładem wykonania wyprowadzenie spalin do kotła odzysknicowego. Wał 6 suszarki 1 prowadzony jest na rolkach 28 i płycie dystansowej 29. Wał 15 pirolizera 2 prowadzony jest na rolkach 30 i płycie dystansowej 31. Na wlocie podsuszonej mieszanki biomasy, odpadów do retorty 14 pirolizera 2 zabudowana jest przegroda 32 pełniąca rolę warstwownicy w kształcie półksiężyców.

Mieszankę rozdrobnionej biomasy rolnej jak słomy, siana, trawy, ziaren, biomasy odpadowej komunalnej, przemysłowej wprowadza się do owalnej retorty 5 poziomej suszarki 1, gdzie przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się przez długość retorty 5 za pomocą mieszadła 7 o budowie według wynalazku poddaje się w temperaturze do 500°C suszeniu czynnikiem suszącym wprowadzanym do wnętrza wału 6 z mieszadłem 7 zgodnie z kierunkiem transportu podsuszanej mieszanki a następnie wprowadzanym w przeciwprądzie do kanału spiralnego 10 okalającego od zewnątrz retortę 5 suszarki 1. Odrębnym kanałem 11 wyprowadzane są z górnej części suszarki 1 opary, odrębnym kanałem 12 wyprowadzane są z górnej części suszarki 1 spaliny. Podsuszoną mieszankę biomasy, odpadów wyprowadza się z suszarki 1 i wprowadza do owalnej retorty 14 pirolizera, gdzie przy ciągłym mieszaniu mieszadłem 16 z przemieszczaniem się bez dostępu tlenu w temperaturze 300-1200°C poddaje się procesowi karbonizacji z wydzielaniem produktów gazowych transportowanych górną częścią owalnej retorty 14. Produkty gazowe wyprowadzane są z retorty 14 pirolizera 2 otworami 20 w górnej części retorty 14 do spiralnego kanału 19, gdzie spalają się spaliny, przemieszczają się w przeciwprądzie po spirali względem kierunku przemieszczania się substratów w retorcie 14 a następnie we współprądzie kanałem 18 we wnętrzu wału 15 mieszadła 16, grzejąc mieszadło 16 od wewnątrz i wpływają do cyklonu 3 i wyprowadzone są do kotła odzysknicowego. Spaliny z cyklonu 3 wprowadza się stycznie kanałem 33 do komory mieszania gazów 4, skąd kieruje się je w przeciwprądzie do kierunku suszonej mieszanki biomasy, odpadów kanałem 9 we wnętrzu wału 6 mieszadła 7 suszarki 1, a następnie spiralnym kanałem 10 do kanału 12 wyprowadzenia spalin.

Do komory mieszania gazów 4 wprowadza się dodatkowo powietrze podgrzane w szczelnym płaszczu powietrznym 22 otaczającym na zewnątrz pirolizer 2, skąd razem ze spalinami wprowadzane jest do ogrzewania retorty 5 suszarki 1. Z pirolizera 2 produkty gazowe wyprowadza się na końcu reaktora i przesyła transportuje do układu oczyszczania gazów i to otoczenia lub przesyła do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, gdzie produkty ciekłe są wydzielane i separowane, a produkty gazowe są spalane, a ich ciepło jest wykorzystywane do ogrzewania retorty 14 pirolizera 2 i/lub retorty 5 suszarki 1. Produkty gazowe mogą być też spalane w urządzeniach zewnętrznych 34 lub przesyłane dalej i magazynowane w zbiornikach.

Sposobem według wynalazku przedstawionym na fig. 6, produkty gazowe wyprowadzane są z retorty 14 nie posiadającej otworów w górnej części pirolizera 2 kanałem 26 do układu oczyszczania gazów, następnie do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących i do urządzenia zewnętrznego 34 do spalania i do otoczenia, część gazów jest kierowana do komory spalania 27 a z komory spalania 27 do spiralnego kanału 19 pirolizera 2, gdzie ulegają spaleniu. Spaliny przemieszczają się w przeciwprądzie po spirali względem kierunku przemieszczania się substratów w retorcie 14, a następnie we współprądzie wnętrzem wału 15 mieszadła 16, grzejąc mieszadło 16 od wewnątrz i wpływają do cyklonu 3, a następnie do kotła odzysknicowego. Część spalin z cyklonu 3 wprowadzana jest kanałem 33 do komory mieszania gazów 4, skąd kieruje się je we współprądzie do kierunku suszonej mieszanki biomasy, odpadów wnętrzem wału 6 mieszadła 7 suszarki 1, a nastanie spiralnym kanałem 10 do kanału wylotu spalin 12.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób pirolizy biomasy, odpadów, znamienny tym, że mieszankę rozdrobnionej biomasy, odpadów wprowadza się do retorty (5) suszarki (1), gdzie przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się przez długość retorty (5) za pomocą mieszadła (6) poddaje się w temperaturze do 500°C suszeniu czynnikiem suszącym wprowadzanym do kanału (9) we wnętrzu wału (6), mieszadłem (7) zgodnie z kierunkiem transportu podsuszanej mieszanki a następnie w przeciwprądzie do kanału spiralnego (10) okalającego od zewnątrz retortę (5) suszarki (1), odrębnymi kanałami (11), (12) wyprowadza się opary i spaliny, podsuszoną mieszankę substratów wyprowadza się z suszarki (1) i wprowadza do retorty (14) pirolizera (2), gdzie przy ciągłym mieszaniu mieszadłem (16) z przemieszczaniem się bez dostępu tlenu w temperaturze 300-1200°C poddaje się procesowi karbonizacji z wydzielaniem produktów gazowych transportowanych górną częścią retorty (14), produkty gazowe wyprowadza się z retorty (14) pirolizera (2) otworami (20) do spiralnego kanału (19), gdzie ulegają spaleniu, spaliny przemieszczają się w przeciwprądzie po spirali względem kierunku przemieszczania się substratów w retorcie (14) a następnie we współprądzie wnętrzem wału (15) mieszadła (16), grzejąc mieszadło (16) od wewnątrz i wpływają do cyklonu (3) a następnie do układu oczyszczania gazów i do otoczenia i/lub do kotła odzysknicowego, część spalin z cyklonu (3) wprowadza się stycznie kanałem (33) do komory mieszania gazów (4) skąd kieruje się je we współprądzie do kierunku suszonej mieszanki substratów wnętrzem wału (6) mieszadła (7) suszarki (1), a następnie spiralnym kanałem (10) do kanału wylotu spalin (12).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się do retorty (5) suszarki (1) mieszaninę rozdrobnionej biomasy, odpadów i węgla.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkty gazowe wyprowadza się z retorty (14) pirolizera (2) kanałem (26) do komory spalania (27) i/lub do urządzeń zewnętrznych (34) do spalania i do otoczenia, a z komory spalania (27) do spiralnego kanału (19) pirolizera (2), gdzie ulegają spaleniu, spaliny przemieszczają się w przeciwprądzie po spirali względem kierunku przemieszczania się substratów w retorcie (14) a następnie we współprądzie wnętrzem wału (15) mieszadła (16), grzejąc mieszadło (16) od wewnątrz i wpływają do cyklonu (3) a następnie do układu oczyszczania gazów i do otoczenia i/lub do kotła odzysknicowego, część spalin z cyklonu (3) wprowadza się stycznie kanałem (33) do komory mieszania gazów (4) skąd kieruje się je we współprądzie do kierunku suszonej mieszanki substratów wnętrzem wału (6) mieszadła (7) suszarki (1), a następnie spiralnym kanałem (10) do kanału wylotu spalin (12).
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do komory mieszania gazów (4) wprowadza się dodatkowo powietrze podgrzane w szczelnym płaszczu powietrznym (22) otaczającym na zewnątrz pirolizer (2), skąd razem ze spalinami wprowadzane jest do ogrzewania retorty (5) suszarki (1).
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z pirolizera (2) produkty gazowe wyprowadzane są na końcu reaktora kanałem (26) i przesyłane do układu oczyszczania gazów i do otoczenia i/lub do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, gdzie produkty ciekłe są wydzielane i separowane, a produkty gazowe są spalane a ich ciepło jest wykorzystywane do ogrzewania retorty (14) pirolizera (2) i/lub retorty (5) suszarki (1).
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z pirolizera (2) produkty gazowe wyprowadzane są na końcu reaktora kanałem (26) i przesyłane do układu oczyszczania gazów i do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, gdzie produkty ciekłe są wydzielane i separowane, a produkty gazowe są spalane w urządzeniach zewnętrznych (34).
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z pirolizera (2) produkty gazowe wyprowadzane są na końcu reaktora kanałem (26) i przesyłane do układu oczyszczania gazów i do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, gdzie produkty ciekłe są wydzielane i separowane, a produkty gazowe są przesyłane do zbiorników magazynujących.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadzenie wału (6) mieszadła (7) suszarki (1) i wału (15) mieszadła (16) pirolizera (2) odbywa się na rolkach (28), (30) i płytach dystansowych (29), (31).
9. 9. Urządzenie do pirolizy biomasy, odpadów, znamienne tym, że zawiera suszarkę (1) posiadającą retortę (5) z umieszczonym wewnątrz wałem (6) z mieszadłem (7), zawierającym wewnątrz kanał (9) do wprowadzania czynnika suszącego połączony z komorą mieszania gazów

   PL 231 128 B1 (4), wokół retorty (5) suszarki (1) zabudowany kanał spiralny (10) z odrębnym wyprowadzeniem oparów (11) i odrębnym wyprowadzeniem spalin (12), posiadającą wyprowadzenie (13) podsuszonej mieszanki i doprowadzenie jej do pirolizera (2), pirolizer (2) posiadający retortę (14) z umieszczonym wewnątrz wałem (15) z mieszadłem (16) zawierającym wewnątrz kanał (18) do wprowadzania spalin we współprądzie z przemieszczaną podsuszoną mieszanką poddawaną pirolizie, zawierającą w górnej części w stronę spiralnego kanału (19) otwory (20) na powierzchni 5-50%, wokół retorty (14) zawierający spiralny kanał (19) do transportu spalin po spirali w przeciwprądzie, otoczony na zewnątrz szczelnym płaszczem powietrznym (22) z wyprowadzeniem powietrza podgrzanego (23) do komory mieszania gazów (4) połączonej z suszarką (1), posiadający z jednej strony zasyp do retorty (14) podsuszonej mieszanki, z drugiej strony posiadający wylot (25) uwęglonego produktu pirolizy oraz wylot (26) gazów pirolitycznych do układu separacji składników kondensujących i niekondensujących, połączony z komorą spalania (27), za pirolizerem (2) zawiera zabudowany cyklon (3) połączony z kanałem (18) wału (15) z mieszadłem (16) pirolizera (2), zawierający wyprowadzenie spalin do układu oczyszczania gazów i do otoczenia.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że posiada retortę (5) suszarki (1) o przekroju owalnym z umieszczonym w dolnej czyści wałem (6) z mieszadłem (7).

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że posiada retortę (5) suszarki (1) o przekroju kołowym z umieszczonym wewnątrz wałem (6) z mieszadłem (7).

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że posiada retortę (14) pirolizera (2) o przekroju owalnym z umieszczonym w dolnej części wałem (15) z mieszadłem (16).

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że posiada retortę (14) pirolizera (2) o przekroju kołowym z umieszczonym wewnątrz wałem (15) z mieszadłem (16).

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że posiada retortę (14) pirolizera (2) w postaci pełnej rury.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że mieszadła (7), (16) są łopatkowe płaskie. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że mieszadła (7), (16) są łopatkowe łukowe. Urządzenie według zastrz. 15 lub 16, znamienne tym, że mieszadła (7), (16) są na końcach utwardzone.

   Urządzenie według zastrz. 15 lub 16, znamienne tym, że mieszadła (7), (16) zawierają nakładki ograniczające zużycie.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wokół retorty (5) suszarki (1) zabudowany jest kanał spiralny (10) z ceramiki.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wokół retorty (5) suszarki (1) zabudowany jest kanał spiralny (10) wykonany z metalu.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wokół retorty (14) pirolizera (2) zabudowany jest kanał spiralny (19) wykonany z ceramiki.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wokół retorty (14) pirolizera (2) zabudowany jest kanał spiralny (19) wykonany z metalu.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wał (6) z mieszadłem (7) suszarki (1) jest prowadzony na rolkach (28) i płycie dystansowej (29).

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wał (15) z mieszadłem (16) pirolizera (2) jest prowadzony na rolkach (30) i płycie dystansowej (31).

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że otwory (20) w górnej czyści retorty (14) pirolizera (2) są wyłożone ceramiką.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że otwory (20) w górnej części retorty (14) pirolizera (2) są wykonane z metalu.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że otwory (20) w górnej części retorty (14) pirolizera (2) są w kształcie szczelin.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że otwory (20) w górnej części retorty (14) pirolizera (2) są osłonięte siatką (21).

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że otwory (20) w górnej części retorty (14) pirolizera (2) są rozmieszczone w układzie rzędowym.

   Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że otwory (20) w górniej części retorty (14) pirolizera (2) są rozmieszczone w układzie szachownicowym.

   PL231 128 Β1

   31. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że na wlocie podsuszonej mieszanki do retorty (14) pirolizera (2) zabudowana jest przegroda (32) pełniąca rolę warstwownicy.

   32. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że przegroda (32) jest w kształcie półksiężyców.

   33. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że cyklon (3) zawiera wyprowadzenie spalin do kotła odzysknicowego.