Установка для пиролиза углеводородных отходов
Изобретение относится к термической переработке бытовых, промышленных и других углеводородных отходов для их обезвреживания и последующего использования. Установка для пиролиза углеводородных отходов содержит термореактор с размещенным внутри него электронагревателем и систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор. При этом электронагреватель выполнен с возможностью образования вокруг него при пиролизе угольного осадка, фильтрующего образующийся в реакторе пиролизный газ, и с внутренней полостью, сообщенной с внутренним объемом термореактора и системой отвода пиролизных газов. Она содержит соединенный последовательно с конденсатором отстойник. Она может содержать также соединенные последовательно с отстойником газоотводной трубой гидрозатвор и гидрозатвор измерительный, приемники жидких углеводородов гидрозатворов, соединенные через насос с форсункой, расположенной в термореакторе. При этом конденсатор и отстойник расположены выше уровня термореактора, причем последний соединен с ними через патрубок. На внутренних поверхностях газоотводных труб, размещенных в водном объеме гидрозатвора и гидрозатвора измерительного, имеется катализатор. Соединение внутренней полости электронагревателя с внутренним объемом термореактора может осуществляться через газоприемную щель, которая расположена снизу по всей длине электронагревателя. Технический результат: повышение эффективности процесса пиролиза, повышение экологичности установки и упрощение конструкции. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к термической переработке бытовых, промышленных и других углеводородных отходов для их обезвреживания и последующего использования.
Известны установки для уничтожения отходов, в том числе основанные на термической их обработке, одним из перспективных направлений которой является пиролиз, обеспечивающий не только обезвреживание отходов, но и получение газа для технологических и бытовых целей, а в ряде случаев и новых продуктов (патенты РФ № 2104445, 2132997, 2135895).Известна установка пиролиза отходов. Она содержит реактор, загрузочное устройство, газоход горючих газов и дымовой газоход с регулировкой заслонками газоанализатора в газоходах (авт.свид. СССР № 699287, F 23 G 5/00,1979 г.)Недостатками установки являются низкое качество очистки горючих газов, накопление пиролизата в отходах, низкое качество охлаждения и очистки дымовых газов.Наиболее близкой к предложенной по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является пиролизная установка, содержащая термореактор с непосредственным и косвенным нагревом, систему отвода дымовых газов с очисткой и систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор-холодильник, отстойник жидких осадков, гидрозатвор с катализатором, а также гидрозатвор измерительный с катализатором, при этом приемники жидких углеводородов гидрозатворов и гидрофильтра, а также приемник жидких осадков отстойника соединены через насосы с форсунками, размещенными в реакторе (патент РФ № 2168676, F 23 G 5/027, 2001 г.).Недостатками известной пиролизной установки являются наличие выбросов в атмосферу, сложность конструкции и недостаточная эффективность процесса пиролиза, вызванная тем, что пиролизный газ не полностью восстанавливается, уходя через газоход.Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса пиролиза за счет наиболее полной переработки твердых, жидких и газообразных составляющих процесса в топливный газ, повышение экологичности установки и упрощение конструкции.Поставленная цель достигается тем, что в установке для пиролиза углеводородных отходов, содержащей термореактор с электронагревателем и систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, электронагреватель выполнен с внутренней полостью, соединенной с внутренним объемом термореактора и системой отвода пиролизных газов.Установка содержит также соединенный последовательно с конденсатором отстойник, она может также содержать соединенные с отстойником последовательно газоотводной трубой гидрозатвор, гидрозатвор измерительный, приемники жидких углеводородов гидрозатворов, соединенные через насос с форсункой, расположенной в термореакторе.Конденсатор и отстойник могут быть расположены выше уровня термореактора, причем последний соединен с отстойником через патрубок.На внутренней поверхности участков газоотводных труб, размещенных в водном объеме гидрозатвора и гидрозатвора измерительного, имеется катализатор.Внутренняя полость электронагревателя может быть соединена с внутренним объемом термореактора через газоприемную щель.Газоприемная щель может быть выполнена по всей длине и с нижней стороны полого электронагревателя, выполненного с катализатором на внутренней поверхности.В предложенной установке за счет совмещения электронагревателя с системой газоотвода и выполнения газоприемной щели, расположенной снизу вдоль трубы нагревателя, а также катализатора на внутренней его поверхности весь пиролизный газ проходит через слой активного угля, образующегося вокруг нагревателя, и более полно восстанавливается.Наличие только непосредственного нагрева внутри термореактора сделало установку более экологичной из-за отсутствия отвода в атмосферу остатков горения топливного газа.Объединение в одном корпусе конденсатора и отстойника и размещение их выше уровня термореактора позволило упростить конструкцию установки.Изобретение поясняется чертежами.На фиг 1 приведена общая конструкция установки для пиролиза углеводородных отходов в разрезе. На фиг.2 - вид электронагревателя в разрезе.Установка для пиролиза углеводородных отходов содержит термореактор 1 с герметично закрывающейся крышкой 2. Внутри термореактора 1 размещен электронагреватель 3 с катализатором 4. Термореактор 1 через электронагреватель 3 с газоприемной щелью 5 соединен с конденсатором 6, выполненным в виде холодильника с проточной водой и соединенным с отстойником 7 для жидких осадков. Отстойник 7 соединен газоотводной трубой с гидрозатвором 8, соединенным газоотводной трубой с измерительным гидрозатвором 9. На внутренней поверхности участков газоотводных труб, размещенных в водном объеме гидрозатворов 8, 9 имеются катализаторы 8.1, 9.1. Гидрозатвор 9 соединен с компрессором 10, который соединен с ресивером 11. Ресивер 11 соединен с вентилем 12, через который газ подается потребителю. Приемники 13, 14 жидких углеводородов 15 гидрозатворов 8, 9 через насос 16 соединены с форсункой 17, расположенной в термореакторе 1. Приемник отстойника 7 для жидких осадков через патрубок с вентилем 18 соединен с термореактором 1. Термореактор 1 и труба газохода для пиролизных газов имеют теплоизоляционное покрытие 19.Установка для пиролиза углеводородных отходов работает следующим образом. В термореактор 1 загружают углеводородные отходы и герметично закрывают его крышкой 2. На электронагреватель 3 подается напряжение питания. Температура внутри термореактора 1 поднимается, и происходит пиролиз загруженной биомассы. В результате деструкции биомассы в термореакторе 1 вокруг электронагревателя 3 образуется угольный осадок, а газовая составляющая, пройдя через него, уходит через приемную щель 5 электронагревателя 3 в конденсатор 6. Охлаждаясь и конденсируясь, кислотные и масляные составляющие попадают в отстойник 7 для жидких осадков. Более легкие топливные фракции газа, проходя через газоотводную трубу с катализатором 8.1 и гидрозатвор 8, очищаются, образуют жидкие углеводороды 15 и поступают через газоотводную трубу с катализатором 9.1 в гидрозатвор 9 измерительный, где также образуют слой жидких углеводородов 15. Охлажденный и очищенный топливный газ компрессором 10 закачивается в ресивер 11, откуда подается потребителю через вентиль 12. После прекращения процесса пиролиза полученные отделенные от газа жидкие углеводороды 15 через приемники 13, 14 насосом 16 подаются в форсунку 17. Кислотно-органические фракции из отстойника 7 гравитационно поступают в термореактор 1 через патрубок с вентилем 18 и попадают на термоактивный уголь. При этом реагентами, подаваемыми через форсунку 17 и патрубок 18, осуществляется ворошение биомассы и пирокарбона. Поверхность угля увеличивается, он становится более активным. Углерод, отбирая кислород у кислотно-органических фракций, превращает их в топливные газы. Процесс пиролиза жидких составляющих повторяется.Существующий в установке режим непосредственного нагрева углеводородной массы, осуществляемый подачей напряжения на электронагреватель 3, размещенный внутри термореактора 1, позволяет перерабатывать биомассу в топливный газ наиболее чистым в отношении экологии способом и сокращает количество тепловой энергии, необходимой для пиролиза углеводородов.Предложенная установка позволяет увеличить объем топливного газа и, соответственно, тепловой энергии от загрузки углеводородной биомассы.В ней повышена эффективность процесса пиролиза за счет наиболее полного восстановления топливного газа.Формула изобретения
1. Установка для пиролиза углеводородных отходов, содержащая термореактор с размещенным внутри него электронагревателем и систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, отличающаяся тем, что электронагреватель выполнен с возможностью образования вокруг него при пиролизе угольного осадка, фильтрующего образующийся в реакторе пиролизный газ, и с внутренней полостью, сообщенной с внутренним объемом термореактора, и системой отвода пиролизных газов, причем с внутренним объемом термореактора указанная внутренняя полость сообщена через газоприемную щель.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит соединенный последовательно с конденсатором отстойник.3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что содержит соединенные последовательно с отстойником газоотводной трубой гидрозатвор и гидрозатвор измерительный и приемники жидких углеводородов гидрозатворов, соединенные через насос с форсункой, расположенной в термореакторе.4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что конденсатор и отстойник расположены выше уровня термореактора, причем последний соединен с ними через патрубок.5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что на внутренних поверхностях газоотводных труб, размещенных в водном объеме гидрозатвора и гидрозатвора измерительного, имеется катализатор.6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что газоприемная щель выполнена по всей длине электронагревателя.7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что газоприемная щель выполнена с нижней стороны электронагревателя.8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя полость электронагревателя выполнена с катализатором на его внутренней поверхности.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2