RS60364B1 - Reaktor za dobijanje gasa iz organskog otpada - Google Patents

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na reaktor prema uvodnom delu iz patentnog zahteva 1.

[0002] Takav reaktor je poznat iz EP 0075060 A1.

[0003] Iz EP 2495299 A1 je poznato sprovođenje gasova dobijenih iz organskog otpada kroz vodove u odvojen kontejner za prečišćavanje radi prečišćavanja gasa u njemu, razdvajanjem kondenzata iz dobijenog gasa.

[0004] Iz DE 4103738 A1 je poznat uređaj za konvertovanje plastike u ulje, a iz FR 914272 A3 je poznat uređaj za distilaciju iz čvrstih goriva. Iz FR 887439 A je poznata rekciona posuda koja ima rashladna rebra na svom poklopcu da bi se omogućilo razdvajanje kondenzata na unutrašnjoj strani poklopca. Iz DE 3131476 C2 je poznat generator gasa iz drva, čiji je razdvajač takođe dvozid za razdvajanje kondenzata, tako da on može biti hlađen pomoću struje vazduha. Takođe FR 905858 A opisuje generator gasa iz drva.

Zadatak ovog pronalaska je da poboljša generični reaktor na takav način da on omogućava da gas koji treba biti dobijen na način da bude neproblematičan i pouzdan što je više moguće i da omogući što jednostavnije održavanje reaktora.

[0005] Ovaj zadatak je ispunjen reaktorom sa osobinama iz patentnog zahteva 1.

[0006] Drugim rečima, ovaj pronalazak predlaže ne samo da se prečišćava gas dobijen u komori za prečišćavanje, koja nije konstruisana kao komora izolovana od reakcione komore, već omogućava slobodan tok gasa iz reakcione komore u komoru za prečišćavanje. Prema ovom predlogu, separator kondenzata obezbeđen je u izlaznom vodu gasa, tako da je taj gas dodatno prečišćen, slično kao što je inače obezbeđen u komori za prečišćavanje u svakom slučaju. Ovaj separator kondenzata omogućava naročito efektivno prečišćavanje gasa zato što, kao naknadno prečišćavanje, dovodi do dvofaznog prečišćavanja gasa. Separator kondenzata obuhvata kondenzacionu površinu koja se prostire u tok gasa, kao i prostor za sakupljanje kondenzata koji je smešten ispod, u koji kondenzat sakupljen na kondenzacionoj površini može da kaplje.

[0007] Zbog temperature, dobijeni gasovi uzdižu se u svakom slučaju u reakcioni prostor, tako da, u predloženoj konstrukciji reaktora, oni onda automatski ulaze u komoru za prečišćavanje koja je pripojena reakcionom prostoru sa gornje strane. Ovde se taj gas susreće sa rashladnom površinom, tako da se kondenzat automatski taloži na ovu rashladnu površinu i na ovaj način gas prečišćen iz kondenzata može biti vođen iz reaktora kroz izlazni vod gasa, pri čemu se izlazni vod gasa otvora vodi u komoru za prečišćavanje. Bez obzira što se izlazni vod gasa, koji se jednim krajem uliva u jedan kraj komore za prečišćavanje i koristi da povlači prečišćene gasove iz komore za prečišćavanje, obezbeđen je prema ovom predlogu drugi gasni vod za ispuštanje dobijenih gasova. Ovaj drugi gasni vod označen je kao bajpas i koristi se određenije da povlači gasove ne iz komore za prečišćavanje, već iz gasnog prostora reaktora. Ovaj bajpas služi kao sigurnosni uređaj: ako otvor izlaznog voda gasa u komori za prečišćavanje bude blokiran kondenzatom, temperatura unutar komore za prečišćavanje bude, na primer, u opsegu od 180°C do 200°C, može biti pretpostavljeno da zbog značajno višeg temperaturnog nivoa u gasnom prostoru reakcionog prostora ne začepljuje spoj bajpasa, i da saglasno tome, taj gas može biti vođen iz reaktora kroz bajpas, tako da se može izbeći opasan porast pritiska u reaktoru.

[0008] Konačno, takođe se predlaže da, da bi se pojednostavila izrada konstrukcije reaktora, bajpas ne mora da ima bilo koju dužinu, već da se završava na drugom kraju u izlaznom vodu gasa, tako da gas može biti sproveden odatle na uobičajen način.

[0009] Na već poznat način, temperaturni nivo u reakcionom prostoru može biti kontrolisan zato što je zagrevni prostor obezbeđen između termičke izolacije koja je obezbeđena sa spoljašnje strane reakcionog prostora i reaktorskog kućišta koje ograničava reakcioni prostor. Ovaj međuprostor može, na primer, biti snabdevan izduvnim gasovima iz blokovske toplane, pri čemu ta toplana s druge strane može da radi na gas koji se generiše u ovom reaktoru.

[0010] Pogodno, komora za prečišćavanje može biti suštinski povezana sa reakcionom komorom sa konstantnim, unutrašnjim, slobodnim poprečnim presekom, tako da reaktor može biti posmatran jednostavno kao uspravna cev, u čijem donjem delu je obezbeđena reakciona komora i koji u svom gornjem delu, iznad reakcione komore gradi komoru za prečišćavanje. Zid ovog reaktora, koji se jednostavno posmatra kao cev, ima različitu zidnu debljinu, zato što je pomenuta termička izolacija obezbeđena u donjem delu, koja okružuje reakcioni prostor, dok u gornjem delu, gde je obezbeđena komora za prečišćavanje, ta izolacija može biti namerno izostavljena da bi se na ovaj način koristio sam zid cevi kao rashladna površina na koju se deponuje kondenzat.

[0011] Zato što slobodan unutrašnji poprečni presek odeljka reaktora prelazi iz reakcione komore u komoru za prečišćavanje suštinski bez bilo koje promene, ta reakciona komora može biti ispunjena brzo i lako sa jedne strane odozgo, na primer obezbeđivanjem komori za prečišćavanje gornjeg razdvajača, koji može biti zglobni ili šarkom povezan poklopac ili može biti konstruisan kao klizač. Kada je poklopac otvoren, organski otpad može biti ispušten u reaktor, on automatski pada kroz komoru za prečišćavanje u reakcioni prostor nadole u njegov donji deo koji se naziva sabirni prostor za organski otpad. Poklopac se onda ponovo zatvara i reakcioni prostor zagreva, na primer do temperature nivoa od 360 do 430°C. Pod pirolitičkim uslovima, tj. bez vazduha, organski otpad može sada biti konvertovan i gas može biti ekstrahovan iz njega. Gas se uzdiže nagore u reakcionu komoru, odn., on dolazi do odeljka reakcione komore koji se naziva gasni prostor, i uzdiže se dalje nagore u komoru za prečišćavanje, gde dolazi do rashladne površine.

[0012] Ovaj reaktor radi u šaržama, drugim rečima, dok se organski otpad ne reciklira ili konvertuje potpuno koliko je to moguće. Taj reaktor se onda otvara i nova šarža organskog otpada se uvodi u reaktor. Kako je organski materijal gotovo potpuno konvertovan, samo veoma mala količina nereagovanog materijala ostaje u reaktoru u odnosu na volumetrijsku količinu inicijalno korišćenog organskog otpada. Posle određenog broja šarži, reaktor može biti očišćen od ovih ostataka i ispražnjen. Kondenzat, koji je deponovan na rashladnu površinu komore za prečišćavanje, može da teče nadole ili kaplje i ponovo dođe u reakcioni prostor, tako da se na način recirckulacije, ovi materijali obrađuju ponovo i moguće više puta u reakcionom prostoru, što u potpunosti podržava najpotpunije moguće iskorišćavanje inicijalno uvedenog organskog otpada.

[0013] Separator kondenzata obezbeđen prema ovom predlogu može pogodno biti postavljen nizvodno od tačke u kojoj se bajpas otvara u izlazni vod gasa. Na ovaj način, kada se gas povlači iz reakcionog prostora kroz bajpas, obezbeđuje se najmanje jedno-fazno prečišćavanje gasa, kako ovaj tok gasa kroz bajpas naknadno dolazi do separatora kondenzata.

[0014] U slučaju separatora kondenzata, može biti pogodno da se obezbedi da se dobijeni kondenzat vrati u reakcion prostor, tako da povratni vod može pogodno biti obezbeđen, koji se završava na jednom kraju u prostoru za sakupljanje kondenzata separatora kondenzata, a na drugom kraju u reakcionom prostoru. Slično tome, prethodno je opisano za kondenzat, koji može da teče nadole u reakcionu komoru iz rashladne površine komore za prečišćavanje, da povratni vod za separator kondenzata takođe izaziva ponovno obrađivanje kondenzata u reakcionoj komori i time podržava najpotpunije moguće iskorišćavanje inicijalnog organskog otpada koji je uveden.

[0015] Može biti pogodno da se obezbedi da je komora za prečišćavanje izvedena kao odvojen element, odn. drugim rečima ne samo kao određeni odeljak reaktorskog kućišta koje je obezbeđeno iznad reakcionog prostora. Konfiguracija kao odvojen element omogućava deljenje reaktorskog kućišta na donji deo, koji prima reakcion prostor, i gornji deo, koji prima komoru za prečišćavanje. Termičko razdvajanje ova dva dela reaktorskog kućišta je moguće, a takođe i poželjno ako se unutrašnjost reaktora prostire kontinualno kroz reakcioni prostor i komoru za prečišćavanje. Termičko razdvajanje sprečava sprovođenje toplote sa zagrejanog zida reakcione komore na zid komore za prečišćavanje i tako podržava postizanje dve različite temperaturne zone u reaktoru, tako da se, na primer, zid komore za prečišćavanje može koristiti kao rashladna površina na kojoj se nakuplja kondenzat koji potiče iz gasa. Čak i ako je komora za prečišćavanje mehanički povezana sa reakcionom komorom, ona može biti termički izolovana od reakcione komore, tako da je efekat rashladne površine oslabljen što je manje moguće, a na taj način se podržava optimalnan efekat komore za prečišćavanje.

[0016] Može biti pogodno da se obezbedi da reakcioni prostor ima prečnik od najviše 300 mm. Na ovaj način, uzimajući u obzir zagrevanje od spolja, određenije iz reaktorskog kućišta, obezbeđuje se najujednačenija moguća raspodela toplote po celom poprečnom preseku reakcionog prostora, dok se kod većih prečnika reakcionog prostora ne može isključiti da zona koja je formirana u sredini reakcionog prostora može biti zagrejana nedovoljno intenzivno. Visina reakcione komore može biti, na primer, približno 1,5 m, a visina komore za prečišćavanje, na primer, približno 0,3 m.

[0017] Iz prethodno pomenutih razloga, prečnik reakcionog prostora može naročito pogodno biti ograničen na maksimalnu vrednost od 170 mm.

[0018] Shodno tome, učinkovitost postrojenja za proizvodnju gasa iz organskog otpada pogodno ne mora da se povećava povećavanjem reakcionog prostora, na primer povećavanjem prečnika, već primenom većeg broja reaktora. Kao što je već pomenuto, reaktor ne radi kontinuirano, već u šaržama. Kada se koristi veći broj reaktora, na taj način se može postići prednost kvazi-kontinualnog rada celokupnog sistema, određenije najujednačiniji mogući izlaz dobijenog gasa. Ovo je naročito poželjno ako se gas ne odvodi u skladište, privremeno u njemu skladišti i preuzima po potrebi, već se koristi direktno, na primer za sagorevanje u kombinovanoj termoelektrani (KTE). Skladište može biti obezbeđeno kao ublaživač za moguće fluktuacije u prinosu gasa ili fluktuacije potreba KTE. U poređenju sa situacijom gde se dobijeni gas ne koristi odmah, već se izvodi njegovo skladištenje tokom dužeg, a moguće i tokom neodređenog vremenskog perioda, ovaj ublaživač može biti izrađen značajno manji, a shodno tome, i na jeftiniji način.

[0019] Kod pomenutog kvazi-kontinualnog rada, više reaktora ne radi sinhrono, sa jednovremenim prekidima za ponovno punjenje, pražnjenje ili čišćenje tih reaktora. Umesto toga, ovi prekidi u radu reaktora izvode se sa razmakom od reaktora do reaktora, tako da je izlaz gasa iz sistema što je moguće ujednačeniji tokom dužeg vremenskog perioda, a na ovaj način nizvodne komponente, kao što je pomenuta jedinica za zajedničko generisanje, rade što je moguće kontinuiranije i mogu biti podešene na optimalnu radnu tačku.

[0020] Na efekat prečišćavanja u komori za prečišćavanje može pogodno uticati i to što je rashladna površina namenski kontrolisana temperaturom. Ako je, kako je prethodno indikovano, rashladna površina formirana, na primer, zidom cevi komore za prečišćavanje, tada se može sprovesti spoljni oklop oko ovog zida, tako da se stvara konfiguracija dvozida komore za prečišćavanje i uvođenjem tečnog ili gasovitog medija u ovaj dvostruki oklop zida komore za prečišćavanje, može se kontrolisati temperatura rashladne površine.

[0021] Jedan način izvođenja ovog pronalaska detaljnije je objašnjen u daljem tekstu na osnovu čisto šematske ilustracije.

[0022] 1 označava reaktor, koji može biti posmatran na pojednostavljen način kao uspravna cev. Donji odeljak reaktora 1 ima reakcion prostor 2, koji je podeljen na donji sabirni prostor 3 za organski otpad i na gornj gasni prostor 4, pri čemu je ova podela automatski rezultat toga koliko je u potpunosti reakcioni prostor 2 ispunjen organskim otpadom.

Claims (9)

1. [0023] Reakcion prostor 2 je ograničen reaktorskim kućištem 5, koje je radijalno spolja spojeno zagrevnim međuprostorom 6, koji je s druge strane obložen termičkim izolacionim slojem 7. Pomoću ulaznog priključka 8 i izlaznog priključka 9, zagrevni gasovi mogu biti sprovedeni kroz međuprostor 6 da bi se na taj način zagrejala reakciona komora 2 sa spoljne strane, određenije zagrevanjem reaktorskog kućišta 5.

   [0024] Druga mlaznica u reaktorskom kućištu 5 naznačena je u obliku merne mlaznice 10, koja se koristi, na primer, da zabeleži parametre u unutrašnjosti reakcione komore 2, na primer sastav gasa, temperatura ili slično.

   [0025] Iznad reakcionog prostora 2, reaktor 1 ima komoru 11 za prečišćavanje, koja je konstruisana kao produžetak cevastog reaktorskog kućišta 5, ali je izvedena kao odvojen element. Gornja prirubnica 12 čvrsto je spojena sa zidom komore 11 za prečišćavanje, a donja prirubnica 14 je čvrsto spojena sa reaktorskim kućištem 5, koje okružuje reakcioni prostor 2. I reaktorsko kućište 5 i donja prirubnica 14 termički su izolovani od kućišta komore 11 za prečišćavanje, tako da zid komore 11 za prečišćavanje obrazuje cevastu rashladnu površinu 15, na koju se odlaže kondenzat iz gasa koji je dobijen iz organskog otpada, koji se uzdiže iz gasnog prostora 4 reaktora 1 nagore u komoru za prečišćavanje 11.

   [0026] Prečišćen gas izvodi se iz komore 11 za prečišćavanje kroz izlazni vod 16 gasa i dolazi do separatora 17 kondenzata, koji ima kondenzacionu površinu 18 koja se hladi pomoću rashladnog priključka 19. Kondenzat iz gasa taloži se na ovu kondenzacionu površinu 18 i odatle kaplje u prostor 20 za sakupljanje kondenzata. Povratni vod 21 povezan je sa prostorom 20 za sakupljanje kondenzata na dnu i vodi kondenzat na mesto (nije prikazano na crtežu) gde on dolazi do reakcionog prostora 2.

   [0027] Pored pomenutog izlaznog voda 16 gasa, obezbeđen je bajpas 22, preko kojeg se dobijeni gas ne može povući iz komore 11 za prečišćavanje već direktno iz gasnog prostora 4. Bajpas 22 otvara se iznad separatora 17 kondenzata u izlazni vod 16 gasa. Šematski označen ventil 23 za gas omogućava selektivno otvaranje i zatvaranje bajpasa 22.

   [0028] Reaktor 1 je zatvoren sa gornje strane razdvajačem 24 koji je, kao i dno 25 obezbeđeno na dnu reaktora 1, izveden kao horizontalno pomičan klizač i omogućava otvaranje reaktora 1 preko svog potpuno slobodnog unutrašnjeg poprečnog preseka, tako da je obezbeđen veoma lak pristup unutrašnjim površinama komore 11 za prečišćavanje ili reakcionoj komori 2 i na ovaj način može se izvesti jednostavno i brzo čišćenje reaktora 1. Pokretači za pokretanje odgovarajućeg klizača razdvajača 24 ili dna 25 svaki su označeni sa 26.

   Patentni zahtevi

   1. Reaktor (1) za dobijanje gasa iz organskog otpada, koji ima stubasto, uspravno reaktorsko kućište (5), koje okružuje reakcionu komoru (2),

   koja obuhvata odeljak koji je opisan kao sabirna komora (3) i može biti ispunjen organskim otpadom, i koji iznad sabirne komore (3) obuhvata gasnu komoru (4) za prihvat gasa dobijenog iz organskog otpada,

   pri čemu je reakciona komora (2) termički izolovana u odnosu na okolnu atmosferu,

   i pri čemu je komora (11) za prečišćavanje, koja se nalazi iznad, povezana sa reakcionom komorom (2), pri čemu se unutrašnj prostor komore (11) za prečišćavanje pripaja rashladnoj površini (15), i izlazni vod (16) gasa za sprovođenje dobijenog gasa iz reaktora (1) koji ulazi u komoru (11) za prečišćavanje i pri čemu je u izlaznom vodu (16) gasa predviđen separator (17) kondenzata koji obuhvata kondenzacionu površinu (18) koja se prostire u tok gasa,

   kao i sabirnu komoru (20) kondenzata sa donje strane,

   naznačen time,

   što drugi gasni vod, opisan kao bajpas (22), koji takođe sprovodi dobijeni gas iz reaktora (1), ulazi u gasnu komoru (4), pri čemu taj bajpas (22) ulazi u izlaznom vodu gasa (16).
2. 2. Reaktor prema zahtevu 1, naznačen time,

   što je između reaktorskog kućišta (5) i termičke izolacije (7) predviđena zagrevna međukomora (6).
3. 3. Reaktor prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time,

   što je komora (11) za prečišćavanje povezana nagore sa reakcionom komorom (2) suštinski bez smanjivanja slobodnog unutrašnjeg poprečnog preseka.
4. 4. Reaktor prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time,

   što je separator (17) kondenzata smešten nizvodno od tačke u kojoj bajpas (22) ulazi u izlaznom vodu (16) gasa.
5. 5. Reaktor prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time,

   što je predviđen povratni vod (21) koji sa jedne strane ulazi u sabirnu komoru (20) kondenzata, a sa druge strane u reakcionu komoru (2).
6. 6. Reaktor prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time,

   što komora (11) za prečišćavanje obuhvata otvor za punjenje organskog otpada koji treba da se obrađuje.
7. 7. Reaktor prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time,

   što je komora (11) za prečišćavanje izvedena kao odvojen element

   koji je čvrsto povezan sa reaktorskim kućištem (5) koje obujmljuje reakcionu komoru (2),

   i termički je izolovan od reaktorskog kućišta (5).
8. 8. Reaktor prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što reakciona komora (2) ima prečnik od najviše 300 mm.
9. 9. Reaktor prema zahtevu 8, naznačen time,

   što reakciona komora (2) ima prečnik od najviše 170 mm.