BG1944U1 - Installation for thermochemical carbonization and gasification of biomass - Google Patents
Installation for thermochemical carbonization and gasification of biomass Download PDFInfo
- Publication number
- BG1944U1 BG1944U1 BG002335U BG233513U BG1944U1 BG 1944 U1 BG1944 U1 BG 1944U1 BG 002335 U BG002335 U BG 002335U BG 233513 U BG233513 U BG 233513U BG 1944 U1 BG1944 U1 BG 1944U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- reactor
- gasification
- gas
- gasification reactor
- carbonization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Област на техникатаField of technology
Полезният модел ще намери приложение за термохимична карбонизация и газификация на мокра и най-вече водосъдържаща и/или суха биомаса с цел производство на твърди, течни или газообразни енергоносители, предназначени за получаване на електроенергия, горива за различни двигатели или газове за химичен синтез.The utility model will find application for thermochemical carbonization and gasification of wet and especially water-containing and / or dry biomass for the production of solid, liquid or gaseous energy sources intended for electricity generation, fuels for various engines or gases for chemical synthesis.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Газификацията е процес, при който биомаса, състояща се от дървесни отпадъци, битови отпадъци или отпадъци от друг биологичен произход се превръща в горим газ, наричан подолу “карбуриран газ”, с помощта на газифициращи или окисляващи вещества /най-често въздух, кислород, въглероден диоксид или пара/ чрез частично изгаряне. Посредством газификация биомасата, която е под формата на твърдо гориво, може да се преобразува в газообразно вторично гориво, богато на CO, Н2, СН4, пара, което е по-ефективно и може да се използва по различни направления.Gasification is a process in which biomass consisting of wood waste, household waste or waste of other biological origin is converted into a combustible gas, hereinafter referred to as "carbureted gas", with the help of gasifying or oxidizing substances / most often air, oxygen, carbon dioxide or steam / by partial combustion. Through gasification, biomass, which is in the form of solid fuel, can be converted into gaseous secondary fuel, rich in CO, H2, CH4, steam, which is more efficient and can be used in different ways.
При известните инсталации за газификация на биомаса първо биомасата се подсушава в устройства за подсушаване при температура около 150°С, като се подават пара и кислород, след което масата постъпва в реактори /карбонизиращ и газифицираш/ за висока температура, в който се подава вторичен въздух с температура 230-280°С.In known biomass gasification plants, the biomass is first dried in drying devices at a temperature of about 150 ° C, supplying steam and oxygen, then the mass enters the reactors (carbonizing and gasifying) for high temperature, in which secondary air is supplied. with a temperature of 230-280 ° C.
В резултат на този термичен процес се получават вещества в газообразна и твърда фаза. Последните съдържат пепел и кокс, а с понижаване на температурата част от веществата в газообразна фаза кондензират и се получават фракции от катран и вода. Тези процеси се извършват в специални кондензатори, съоръжени със система за охлаждане.As a result of this thermal process, substances in gaseous and solid phases are obtained. The latter contain ash and coke, and as the temperature decreases, some of the substances in the gaseous phase condense to form fractions of tar and water. These processes are performed in special condensers equipped with a cooling system.
Останалата част от газообразната фаза е така наречения запалим газ, който може да се използва като суровина при химичен синтез на различни вещества - “синтезиран газ” или за горене - “горим газ” с отделяне на голямо количество топлина, която може да се използва за получаване на електроенергия и др. под.The rest of the gaseous phase is the so-called flammable gas, which can be used as a raw material in the chemical synthesis of various substances - "synthesized gas" or for combustion - "combustible gas" with a large amount of heat that can be used for receiving electricity, etc. under.
В индустрията газификацията се осъществява в инсталации, състоящи се от съоръжения за подсушаване при определена температура на мократа биомаса чрез вдухване на горещ въз5 дух или чрез подгряването отвън чрез така наречената “термична риза”. След това изсушената биомаса постъпва в изолиран /газифициращ/ реактор, в който се подгрява до висока температура в границите на 250-280°С. В него се из10 вършва газификация като биомасата, която сама по себе си не изгаря, а изгарят отделените от нея газове, при което се отделя топлина.In industry, gasification is carried out in installations consisting of facilities for drying at a certain temperature of the wet biomass by blowing hot air or by heating the outside through the so-called "thermal jacket". The dried biomass is then fed into an isolated (gasification) reactor, in which it is heated to a high temperature in the range of 250-280 ° C. It performs gasification as biomass, which in itself does not burn, but burns the gases emitted by it, which releases heat.
Тези инсталации са съоръжени с устройства за подгряване и охлаждане и резервоари за 15 съхранение на получените продукти.These installations are equipped with heating and cooling devices and tanks for storage of the obtained products.
Основните проблеми при карбонизацията с последващата газификация на биомаса по гореописания способ и устройствата, които се използват е формирането на значителни количест20 ва катран. Проблем е и контрола на процесите както и проблемите в съхранението на събраната биомаса. Използваната енергия е незначителна и КПД е ниско. В тези устройства се образуват различни по вид и количества газове и пари. 25 Те често представляват допълнителен проблем, който трябва да бъде решен с технически средства и това води до допълнителни разходи.The main problems in carbonization with the subsequent gasification of biomass by the method described above and the devices used is the formation of significant amounts of 20 va of tar. The control of the processes as well as the problems in the storage of the collected biomass is also a problem. The energy used is insignificant and the efficiency is low. These devices generate different types and amounts of gases and vapors. 25 They are often an additional problem that needs to be solved by technical means and this leads to additional costs.
Задачата на заявения полезен модел е да се преодолеят гореописаните проблеми, да се из30 влече максимално въглерода и горимите газове от биомасата и да се разходва лесно и икономично вложената енергия.The task of the claimed utility model is to overcome the problems described above, to extract as much carbon and combustible gases from biomass as possible, and to use the energy easily and economically.
Техническа същност на полезния моделTechnical essence of the utility model
5 Инсталацията за термохимична карбонизация и газификация на биомаса се състои от карбонизиращ реактор, свързан в горната си част с приемащ резервоар, в който се съхранява мокра и/или суха биомаса.5 The installation for thermochemical carbonization and gasification of biomass consists of a carbonization reactor connected in its upper part to a receiving tank in which wet and / or dry biomass is stored.
Карбонизиращият реактор е свързан с ох- лаждащ съд, наричан често буферен съд за временно съхранение на получения енергоносител. Охлаждащият съд е свързан с газифициращ реактор.The carbonization reactor is connected to a cooling vessel, often called a buffer vessel for temporary storage of the obtained energy carrier. The cooling vessel is connected to a gasification reactor.
Карбонизиращият реактор, охлаждащият съд и газифициращият реактор са свързани пряко и/или косвено чрез тръбопроводи, с резервоар за съхранение на реакционен газ, получен вследствие протеклите процеси в карбонизира50 щия и газифициращия реактор.The carbonization reactor, the cooling vessel and the gasification reactor are connected directly and / or indirectly via pipelines to a storage tank for the reaction gas obtained as a result of the processes carried out in the carbonization and gasification reactor.
1944 UI1944 UI
Карбонизиращият реактор и газифициращият реактор са свързани и пряко чрез тръбопровод. От своя страна газифициращият реактор е свързан чрез тръбопровод с преработващо устройство от една страна и с различни консуматори на енергия, от друга.The carbonization reactor and the gasification reactor are also connected directly via a pipeline. In turn, the gasification reactor is connected via a pipeline to a processing device on the one hand and to various energy consumers on the other.
Карбонизиращият реактор е обвит с нагревателен елемент, а охлаждащият съд, газифициращият реактор и резервоарът за съхранение на реакционния газ са обвити с охлаждащи ризи.The carbonization reactor is wrapped with a heating element, and the cooling vessel, the gasification reactor, and the reaction gas storage tank are wrapped with cooling jackets.
Карбонизиращият реактор и охлаждащият съд, в горната и долната си част са снабдени с устройства за отваряне и затваряне, осигуряващи пълна изолация на системата.The carbonization reactor and the cooling vessel, in their upper and lower part, are equipped with opening and closing devices, providing complete isolation of the system.
Газифициращият реактор е свързан и с пречистващи съоръжения. Газифициращият реактор е обхванат от външна обвивка, под която е разположена газовата част. Тя се състои от три зони: газова глава, газова средна част и газово дъно.The gasification reactor is also connected to treatment plants. The gasification reactor is covered by an outer shell, under which the gas part is located. It consists of three zones: gas head, gas middle part and gas bottom.
На газовата глава, отгоре е оформен захранващ отвор. Газовата глава е с форма на обърнат конус, която ще наричаме конусообразна. Дъното на газифициращия реактор е разширено към изхода. На него са оформени отвори с цел отделяне на реакционния газ и пепелта.On the gas head, a supply hole is formed on top. The gas head is in the shape of an inverted cone, which we will call conical. The bottom of the gasification reactor is extended to the outlet. Holes are formed on it in order to separate the reaction gas and the ash.
На конусообразната стена отвътре, на газифициращия реактор, между външната и вътрешната му стена е оформен пръстеновиден отвор.An annular hole is formed on the cone-shaped wall inside, on the gasification reactor, between its outer and inner wall.
Предимствата на предлагания полезен модел се заключават в това, че:The advantages of the proposed utility model are that:
- използваемата биомаса не се ограничава само до такава от растителен произход с ниско съдържание на влага;- the usable biomass is not limited to that of plant origin with low moisture content;
- количеството на чистата енергия е без отделяне на катран, въглероден диоксид и други вредни емисии във въздуха;- the amount of clean energy is without the release of tar, carbon dioxide and other harmful emissions into the air;
- системата от елементи, изграждащи устройството работи с малък разход на топлинна енергия в атмосферата, т.е. системата се самозарежда с отделената енергия от двата процеса карбонизация и газификация.- the system of elements that make up the device works with low heat consumption in the atmosphere, ie. the system is self-charging with the energy released by the two processes of carbonization and gasification.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures
Фигура 1 представлява схема на инсталацията за термохимична карбонизация и газификация на мократа и най-вече на водосъдържащата и/или суха биомаса, предназначена за производството на енергоносител и/или носител на суров материал чрез отопляем карбонизиращ реактор със затварящ входа, в който биомасата се превръща в твърд, течен или газообразен енергоносител и/или носител на суров 5 материал.Figure 1 is a diagram of an installation for thermochemical carbonization and gasification of wet and especially water-containing and / or dry biomass, intended for the production of energy and / or carrier of raw material by a heated carbonization reactor with a closed inlet into which the biomass is converted in solid, liquid or gaseous energy carrier and / or carrier of raw material.
Фигура 2 представлява общ изглед на инсталацията за термохимична карбонизация и газификация на мократа и най-вече на водосъдържащата и/или суха биомаса, предназначена за 10 производството на енергоносител и/или носител на суров материал.Figure 2 is a general view of the plant for thermochemical carbonization and gasification of wet and especially of water-containing and / or dry biomass, intended for the production of energy and / or raw material carrier.
Фигура 3 представлява частичен изглед на инсталацията според фиг. 1.Figure 3 is a partial view of the installation according to fig. 1.
Фигура 4 представлява частичен изглед на 15 газифициращия реактор с газова глава, газова средна част и газово дъно.Figure 4 is a partial view 15 of the gasification reactor with gas head, gas middle part and gas bottom.
Примерни изпълнения на полезния моделExemplary implementations of the utility model
Една примерна инсталация за термохимич20 на карбонизация и газификация на биомаса се състои от карбонизиращ реактор 1, свързан в горната си част с приемащ резервоар 2, в който се съхранява мокра и/или суха биомаса (фиг. 1).An exemplary installation for thermochemical20 of carbonization and gasification of biomass consists of a carbonization reactor 1 connected in its upper part to a receiving tank 2 in which wet and / or dry biomass is stored (Fig. 1).
Карбонизиращият реактор 1 е свързан с 25 охлаждащ съд 9, наричан често буферен съд за временно съхранение на получения енергоносител. Охлаждащият съд 9 е свързан с газифициращ реактор 16 (фиг. 1).The carbonization reactor 1 is connected to a cooling vessel 9, often called a buffer vessel for temporary storage of the obtained energy carrier. The cooling vessel 9 is connected to a gasification reactor 16 (Fig. 1).
Карбонизиращият реактор 1, охлаждащи30 ят съд 9 и газифициращият реактор 16 са свързани пряко и/или косвено чрез тръбопроводи 28 и 30, с резервоар за съхранение на реакционен газ 21, получен вследствие протеклите процеси в карбонизиращия и газифициращия реактор 35 (Фиг· 0·The carbonization reactor 1, the cooling vessel 9 and the gasification reactor 16 are connected directly and / or indirectly through pipelines 28 and 30 to a reaction gas storage tank 21 obtained as a result of the processes taking place in the carbonization and gasification reactor 35 ( Fig . 0 ·
Карбонизиращият реактор 1 и газифициращият реактор 16 са свързани и пряко чрез тръбопровод 31. От своя страна газифициращият реактор 16 е свързан чрез тръбопровод 34 с пре40 работващо устройство 36 от една страна и с различни консуматори на енергия 48, от друга (фиг. 1).The carbonization reactor 1 and the gasification reactor 16 are also connected directly via line 31. In turn, the gasification reactor 16 is connected via line 34 to a processing device 36 on the one hand and to various energy consumers 48 on the other (Fig. 1).
Карбонизиращият реактор 1 е обвит с нагревателен елемент 4, а охлаждащият съд 9, гази45 фициращият реактор 16 и резервоарът за съхранение на реакционна газ 21 са обвити с охлаждащи ризи 51 и 52 (фиг. 3).The carbonizing reactor 1 is wrapped with a heating element 4, and the cooling vessel 9, the gasification reactor 16 and the reaction gas storage tank 21 are wrapped with cooling jackets 51 and 52 (Fig. 3).
Карбонизиращият реактор 1 и охлаждащият съд 9, в горната и долната си част са снабдени 50 с устройства 13 за отваряне и затваряне, осигу1944 UI ряващи пълна изолация на системата (фиг. 3).The carbonizing reactor 1 and the cooling vessel 9, in their upper and lower part, are provided 50 with devices 13 for opening and closing, providing 194 UI providing complete isolation of the system (Fig. 3).
Газифициращият реактор 16 е свързан и с пречистващи съоръжения 18,20. Газифициращият реактор 16 е обхванат от външна обвивка 66, под която е разположена газовата част 67. Тя се състои от три зони: газова глава 61, газова средна част 62 и газово дъно 63 (фиг. 2).The gasification reactor 16 is also connected to purification facilities 18,20. The gasification reactor 16 is covered by an outer shell 66, under which the gas part 67 is located. It consists of three zones: a gas head 61, a gas middle part 62 and a gas bottom 63 (Fig. 2).
На газовата глава 61, отгоре е оформен захранващ отвор 64. Газовата глава 61 е с форма на обърнат конус, която ще наричаме конусообразна. Дъното 63 на газифициращия реактор е разширено към изхода. На него са оформени отвори 68 с цел отделяне на реакционния газ и пепелта (фиг. 4).On the gas head 61, a feed hole 64 is formed at the top. The gas head 61 is in the shape of an inverted cone, which we will call conical. The bottom 63 of the gasification reactor is extended to the outlet. Holes 68 are formed thereto in order to separate the reaction gas and the ash (Fig. 4).
На конусообразна стена 69 отвътре на газифициращия реактор 16 между външната стена 71 и вътрешната му стена 69 е оформен пръстеновиден отвор 70 (фиг. 4).An annular opening 70 is formed on a conical wall 69 inside the gasification reactor 16 between the outer wall 71 and its inner wall 69 (Fig. 4).
Действие на инсталациятаInstallation operation
При първоначалните проби на изградената инсталация се използват дърва или дървени въглища, които се поставят в газифициращия реактор 16 и инсталацията се стартира. Полученият реакционен газ в газифициращия реактор 16 се доставя чрез тръбопровод 32 до загряващ елемент 4, който заобикаля карбонизиращия реактор/първи съд 1. В резултат на това започва карбонизацията. Газът, който се доставя до загряващия елемент 4 се охлажда непрекъснато чрез добавяне на нови количества биомаса. В резултат на непрекъснатия работен процес се спестява енергия. Загубите на енергия, които се случват, се компенсират чрез външна енергия.In the initial samples of the constructed installation, wood or charcoal is used, which are placed in the gasification reactor 16 and the installation is started. The resulting reaction gas in the gasification reactor 16 is delivered via line 32 to a heating element 4, which surrounds the carbonization reactor / first vessel 1. As a result, the carbonization begins. The gas supplied to the heating element 4 is continuously cooled by adding new amounts of biomass. As a result of the continuous work process, energy is saved. The energy losses that occur are compensated by external energy.
Карбонизиращият реактор/първи съд 1 се свързва технологически със загряващия елемент и най-вече е заобиколен със загряващ кожух 4. Карбонизиращият реактор 1 се снабдява с малко външна термална енергия 60, като с предимство се използва енергоспестяващата термална енергия от цялата инсталация, но най-вече от газифициращия реактор 16, като по този начин инсталацията може да работи много икономично. Биомасата може да се доставя непрекъснато или на порции до съда 1. В горната част на съда 1 има възвратна клапа 7 за контрол на налягането на съда 1. Ако биомасата се доставя на порции в съда 1, то тогава съдът 1 се допълва със студена или затоплена биомаса, която се затопля чрез загряващия елемент, така че водата в биомасата се изпарява. Парата се доставя до резервоара за съхранение на реакционния газ 21, и енергията, която се доставя за газифициращия реактор 16, може да се използва пълноценно. Допълнително 5 се доставя топлинна енергия за повишаване на температурата до приблизително 180°С, при което започва химичната реакция и се образуват големи парчета въглища и газообразни реакционни продукти от биомасата.The carbonizing reactor / first vessel 1 is technologically connected to the heating element and is mostly surrounded by a heating casing 4. The carbonizing reactor 1 is supplied with a little external thermal energy 60, with the advantage of using the energy-saving thermal energy from the whole installation, but most already from the gasification reactor 16, thus the installation can work very economically. The biomass can be delivered continuously or in portions to the vessel 1. In the upper part of the vessel 1 there is a non-return valve 7 for controlling the pressure of the vessel 1. If the biomass is delivered in portions in the vessel 1, then the vessel 1 is filled with cold or heated biomass, which is heated by the heating element so that the water in the biomass evaporates. The steam is delivered to the storage tank of the reaction gas 21, and the energy supplied to the gasification reactor 16 can be fully utilized. Additionally, heat is supplied to raise the temperature to approximately 180 ° C, at which point the chemical reaction begins and large pieces of coal and gaseous reaction products are formed from the biomass.
Реакционният газ, който се отвежда от съда 1 е с температура от най-малко 300°С-400°С. Частично той се отвежда чрез тръбопровода 28 до резервоара за съхранение на реакционния газ 21, а оттам до газифициращия реактор 16. В тръ15 бопровода 28 има възвратна клапа 80, така че излишното налягане в резервоара за съхранение на реакционния газ 21 да не може да се върне обратно в съда 1.The reaction gas discharged from vessel 1 has a temperature of at least 300 ° C-400 ° C. It is partially discharged via line 28 to the reaction gas storage tank 21 and then to the gasification reactor 16. There is a non-return valve 80 in the line 15 so that excess pressure in the reaction gas storage tank 21 cannot be returned. back to court 1.
В резервоара за съхранение на реакцион20 ния газ 21, газът се охлажда до средна температура от около 80°С от охладително устройство 49, което е свързано чрез тръбопровод 51 и 30 със съда 9. В съда 9 и в резервоара за съхранение на реакционния газ 21 преобладава на25 лягане от 2-5 bar. Охлаждащата вода се отвежда от резервоара за съхранение на реакционния газ 21 чрез тръбопровод 78 до охладителния кожух 52 на газифициращия реактор 16. В резултат на това се образува още наситена пара. 30 Резервоарът за съхранение на реакционния газ 21 на газифициращия реактор 16 може да се източи напълно чрез тръбопровод 78.In the reaction gas storage tank 21, the gas is cooled to an average temperature of about 80 ° C by a cooling device 49 which is connected via line 51 and 30 to the vessel 9. In the vessel 9 and in the reaction gas storage tank 21 prevails at 25 bedtime from 2-5 bar. The cooling water is discharged from the reaction gas storage tank 21 via line 78 to the cooling jacket 52 of the gasification reactor 16. As a result, more saturated steam is formed. 30 The storage gas storage tank 21 of the gasification reactor 16 can be completely drained through line 78.
В съда 16 са предвидени множество мерително-контролни точки 81, чрез които може 35 да се контролира температурата в съда 16.A plurality of measuring and control points 81 are provided in the vessel 16, through which the temperature in the vessel 16 can be controlled.
Резервоарът за съхранение на реакционния газ 21 има регулационни функции и се използва за приемането на реакционни газове от съд 1 и съд 9. Реакционният газ от резервоара 40 за съхранение на реакционния газ 21 се изгаря с въглищата в газифициращия реактор 16.The reaction gas storage tank 21 has control functions and is used to receive reaction gases from vessel 1 and vessel 9. The reaction gas from the reaction gas storage tank 40 is burned with the coal in the gasification reactor 16.
В резултат на изгарянето на реакционния газ и въглищата в газифициращия реактор 16 се формира синтезен газ, който след това се от45 вежда до един или няколко консуматора, като например газови двигатели.As a result of the combustion of the reaction gas and the coal, a synthesis gas is formed in the gasification reactor 16, which is then led to one or more consumers, such as gas engines.
След като се достигне необходимата реакционна температура, започва химична реакция в биомасата и в допълнение на биовъгли50 щата се получава газ, най-вече СО2 и пара. Тази сOnce the required reaction temperature is reached, a chemical reaction begins in the biomass and, in addition to biochar, 50 gases are produced, mostly CO 2 and steam. This village
1944 UI смес от газ и пара се нарича отпадъчен реакционен газ. Общото налягане в реактора е равно на сбора от налягането на извиращата пара и частичното налягане на инертните газови частици в съда 1. Реакцията е свързана с образуването на топлина, т.е. в съда протича екзотермична реакция. За ограничаване на налягането карбонизиращият реактор/първи съд 1 има клапан за регулиране и контролиране на налягането 7. След приключване на реакцията се освобождава налягането чрез пълно отваряне на клапата 7 на карбонизиращия реактор/първи съд 1, докато стане безопасно да се отвори съда и да се извадят биовъглищата.1944 A UI mixture of gas and steam is called a waste reaction gas. The total pressure in the reactor is equal to the sum of the spring vapor pressure and the partial pressure of the inert gas particles in vessel 1. The reaction is associated with the formation of heat, i. an exothermic reaction takes place in the vessel. To limit the pressure, the carbonization reactor / first vessel 1 has a pressure regulating and control valve 7. After completion of the reaction, the pressure is released by fully opening the valve 7 of the carbonization reactor / first vessel 1 until it becomes safe to open the vessel and biochar is removed.
При непрекъснатия процес, биомасата се доставя до карбонизиращия реактор/първи съд 1 на малки порции през определен интервал от време чрез входен отвор, регулиращ се с барокамерен клапан или от приемащия резервоар 9, разположен отгоре. В карбонизиращия реактор 1 се поддържа високо налягане и висока температура от около 16 bar и съответно 200°С.In the continuous process, the biomass is delivered to the carbonization reactor / first vessel 1 in small portions at a certain interval of time through an inlet opening regulated by a pressure chamber valve or from the receiving tank 9 located on top. A high pressure and a high temperature of about 16 bar and 200 ° C, respectively, are maintained in the carbonization reactor 1.
Доставената биомаса се загрява в карбонизиращия реактор 1 и водата в биомасата се изпарява напълно или частично в зависимост от времето на загряване. Обработваната биомаса се предвижва от върха към дъното на реактора, като постоянно се бърка. След приключване на реакционния процес се отстраняват образуваните въглища от втория съд/буферен съд 9, наричан още съд за въздух под налягане. За да се намали налягането в съда, постоянно се отделят реакционни отпадни газове през ударния клапан 7 от карбонизиращия реактор. Съдът за въздух под налягане може да бъде под формата на буферен съд.The delivered biomass is heated in the carbonization reactor 1 and the water in the biomass evaporates completely or partially depending on the heating time. The treated biomass moves from the top to the bottom of the reactor, stirring constantly. After completion of the reaction process, the formed coal is removed from the second vessel / buffer vessel 9, also called a compressed air vessel. In order to reduce the pressure in the vessel, reaction waste gases are constantly released through the shock valve 7 from the carbonization reactor. The compressed air vessel may be in the form of a buffer vessel.
За да се постигне достатъчно овлажняване на биовъглищата за нормално протичане на работния процес, в съда 9 се доставя чиста вода чрез охлаждащото устройство 49 и тръбопровода 51. Освен това, съдът 9 може да се оборудва с бъркалка, за да се осигури по-доброто овлажняване на въглищата.In order to achieve sufficient humidification of the biochar for the normal course of the work process, clean water is supplied to the vessel 9 through the cooling device 49 and the line 51. In addition, the vessel 9 can be equipped with a stirrer to ensure better humidification. of coal.
Инсталацията може да работи циклично и под различно налягане, с оптимални стойности на налягането около 20 bar и температура 200°С в карбонизиращия реактор 1. Биовъглищата, които са се отделили във втория съд/буферен съд 9, се охлаждат. За протичането на този процес, около втория съд/буферен танк 9 има изграден охлаждащ кожух 51. Налягането във втория съд/ буферен танк 9 се регулира чрез възвратен клапан 12 в зависимост от това как протича процесът.The plant can operate cyclically and under different pressures, with optimum pressure values of about 20 bar and a temperature of 200 ° C in the carbonization reactor 1. The biocarbons that have separated in the second vessel / buffer vessel 9 are cooled. For this process, a cooling jacket 51 is built around the second vessel / buffer tank 9. The pressure in the second vessel / buffer tank 9 is regulated by a non-return valve 12 depending on how the process proceeds.
В зависимост от това как протича процесът водосъдържащата биомаса, която се доставя до карбонизиращия реактор 1, може да се изпарява при налягане между 5 до 30 bar, като предпочитаното налягане е от около 15-25 bar и 10 най-вече налягане от 20 bar и температури между 200-1200°С, за предпочитане между 400°С и 800°С. При тези условия се формира реакционен газ, който се доставя пряко или косвено до газифициращия реактор 16 чрез тръбопро15 вод 30.Depending on how the process proceeds, the water-containing biomass delivered to the carbonization reactor 1 can be evaporated at a pressure between 5 to 30 bar, with a preferred pressure of about 15-25 bar and 10 most preferably a pressure of 20 bar and temperatures between 200-1200 ° C, preferably between 400 ° C and 800 ° C. Under these conditions, a reaction gas is formed, which is delivered directly or indirectly to the gasification reactor 16 via line 15.
Според фиг. 1 или фиг. 4 /частичен изглед/ , газифициращият реактор 16 работи при атмосферно налягане. Дели се на газова глава 61, газова средна част 62 и газово дъно 63. Въглищата, 20 които се отлагат в съда 9, се подават през захранващия отвор 64 в газовата глава 61. Там се нагряват с топлина, доставена от газовата средна част 62 до температура от около 900°С, при което започва допълнителна газификация на въг25 лищата или на биовъглищата. При тази температура, биовъглищата достигат до газовата средна част 62 на газифициращия реактор 16. Тук газификацията протича при температура над 900°С. Реакционният газ, който се отделя от 30 биовъглищата, достига температура от 1800°С. Чрез подходящ контрол на работния процес, с помощта на компютър с ръчно управление, се ограничава температурата на твърдите частици останали в газифициращия реактор 16, за да не 35 се разтопи пепелта.According to FIG. 1 or FIG. 4 (partial view), the gasification reactor 16 operates at atmospheric pressure. It is divided into a gas head 61, a gas middle part 62 and a gas bottom 63. The coal 20, which is deposited in the vessel 9, is fed through the supply opening 64 into the gas head 61. There it is heated by heat supplied from the gas middle part 62 to temperature of about 900 ° C, at which additional gasification of coal or biochar begins. At this temperature, the biochar reaches the gas middle part 62 of the gasification reactor 16. Here the gasification takes place at a temperature above 900 ° C. The reaction gas, which is released from 30 biochar, reaches a temperature of 1800 ° C. By appropriate control of the working process, by means of a computer with manual control, the temperature of the solid particles remaining in the gasification reactor 16 is limited, so that 35 does not melt the ash.
Както се вижда на фиг. 4, газифициращият реактор 16 се състои от външна обвивка 66, в която е разположена газовата част 67 във фуниеобразна част, която има по-голямо напречно 40 сечение в горната част отколкото в средната част. Дъното на газифициращия реактор 63 се разширява към изхода. Изходът се състои от няколко отвора 68, разположени по дъното на газифициращия реактор 63 за отделяне на реакци45 онния газ и пепелта.As can be seen in fig. 4, the gasification reactor 16 consists of an outer shell 66 in which the gas part 67 is arranged in a funnel-shaped part which has a larger cross-section 40 in the upper part than in the middle part. The bottom of the gasification reactor 63 extends to the outlet. The outlet consists of several openings 68 located at the bottom of the gasification reactor 63 for separating the reaction gas and ash.
Реакционният газ се отвежда, чрез отворите 68 в перфорираната, частично цилиндрична или конусообразна вътрешна стена 69 на дъното на газифициращия реактор 63, към пръс50 теновиден отвор 70, който се формира междуThe reaction gas is led, through the openings 68 in the perforated, partially cylindrical or conical inner wall 69 at the bottom of the gasification reactor 63, to a perforated orifice 70, which is formed between
АA
1944 UI външната стена 71 и вътрешната стена 69 на дъното на газифициращия реактор 63.1944 UI outer wall 71 and inner wall 69 of the bottom of the gasification reactor 63.
Газифициращият реактор 16 е свързан пряко или косвено с пречистващо устройство, като например циклонен сепаратор 18 и/или газ - 5 скрубер 20. Оттам газът се отвежда до газов компресор 44 и/или до газов двигател 48.The gasification reactor 16 is connected directly or indirectly to a purification device, such as a cyclone separator 18 and / or a gas scrubber 20. From there, the gas is discharged to a gas compressor 44 and / or to a gas engine 48.
Газифициращият реактор 16 също се свързва чрез тръбопровод 30 към резервоара за съхранение на реакционния газ 21 (фиг. 1). 10 Допълнително газифициращият реактор 16 има и отвори 82, които могат да се отварят при нужда.The gasification reactor 16 is also connected via a pipeline 30 to the reaction gas storage tank 21 (Fig. 1). 10 Additionally, the gasification reactor 16 has openings 82 that can be opened if required.
В горната част на обвивката 66 на газифициращия реактор 16 са разположени кръгово, по диаметъра един или няколко отвора 72, чрез ко- 15 ито реакционният газ се отделя от газифициращия реактор 16. Тръбопроводът 78, който е прикрепен тук, се отваря в един или няколко прахоразделителя, които може например да са под формата на циклонни сепаратори 18 и от които 20 реакционният газ се отвежда за по-нататъшна употреба в различни консуматори като: газов двигател 48 или газов компресор 44. Пепелта се отлага през отвор 65 в ниската част на дъното на газифициращия реактор 63, и оттам чрез транс- 25 портьор се извежда до отпадъчния резервоар.In the upper part of the shell 66 of the gasification reactor 16 are arranged in a circle, one or more holes 72 in diameter, through which the reaction gas is separated from the gasification reactor 16. The line 78, which is attached here, opens in one or more the dust separators, which may for example be in the form of cyclone separators 18 and of which 20 the reaction gas is discharged for further use in various consumers such as: gas engine 48 or gas compressor 44. The ash is deposited through hole 65 in the lower part of the bottom of the gasification reactor 63, and thence via a conveyor 25 is discharged to the waste tank.
В долната част на външната периферия на газовата средна част 62 са предвидени един или няколко газови инжектори или топлинно свързани меки елементи 74, чрез които отпадъчният ре- 30 акционен газ 75 от карбонизиращия реактор 1 и по желание от втория съд/буферен танк/ барокамерата 9 може да се инжектира в газифициращата зона на газифициращия реактор 16. В резултат на това отпадъчните остатъчни вещест- 35 ва като серни и хлорни съединения се изгарят под влияние на високата температура.In the lower part of the outer periphery of the gas middle part 62 one or several gas injectors or thermally connected soft elements 74 are provided, through which the waste reaction gas 75 from the carbonization reactor 1 and optionally from the second vessel / buffer tank / pressure chamber 9 can be injected into the gasification zone of the gasification reactor 16. As a result, waste residues such as sulfur and chlorine compounds are incinerated under the influence of high temperature.
Газифициращият реактор 16, (фиг. 1 и 4) и/или втория съд 9 се охлаждат с помощта на охлаждащото устройство 49 и са винаги обгър- 40 нати с охладителен кожух 51, 52. Охлаждащото устройство 49 се захранва с охлаждаща вода, като част от водата за охлаждане от охлаждащия кожух 51 на втория съд 9 се доставя чрез тръбопровод 54 до газифициращия реактор 16. 45The gasification reactor 16, (Figs. 1 and 4) and / or the second vessel 9 are cooled by means of the cooling device 49 and are always surrounded by a cooling jacket 51, 52. The cooling device 49 is supplied with cooling water as part of the cooling water from the cooling jacket 51 of the second vessel 9 is delivered via line 54 to the gasification reactor 16. 45
Топлината, която се получава от охладителя, може да се използва за изпаряване на охлаждаща вода и за свръх загряване, при което се получава пара под налягане 76.The heat generated by the cooler can be used to evaporate cooling water and to overheat to produce pressurized steam 76.
Газифициращият реактор 16 може да ра- 50 боти непрекъснато. Биомасата се доставя непрекъснато или на кратки интервали. Реакционният газ и пепелта се отделят непрекъснато в унисон с обема и масата, изтичащи от газифициращия реактор 16.The gasification reactor 16 can operate continuously. Biomass is delivered continuously or at short intervals. The reaction gas and ash are continuously separated in unison with the volume and mass flowing out of the gasification reactor 16.
Описаните реактори 1 и 16 работят почти едновременно.The described reactors 1 and 16 operate almost simultaneously.
Ако се подредят карбонизиращия реактор 1, буферния танк 9 и газифициращия реактор 16 по начина, по който е показано на фиг. 4 се получава компактна инсталация, която заема относително малко място.If the carbonization reactor 1, the buffer tank 9 and the gasification reactor 16 are arranged in the manner shown in FIG. 4 a compact installation is obtained which takes up relatively little space.
Както вече споменахме, резервоарът за биомаса е разположен над компактната инсталация, състояща се от 1,9 и 16. Биомасата навлиза през барокамерния отвор на приемащия резервоар 2, и се доставя до карбонизиращия реактор 1. Преминава по цялата дължина на реактора, от върха до дъното и при приключване на карбонизацията се отвежда в буферния танк 9. При непрекъснатия процес на работа на карбонизиращия реактор 1, буферният танк 9, който приема биовъглищата от карбонизиращия реактор 1 работи с прекъсвания.As already mentioned, the biomass tank is located above the compact installation consisting of 1.9 and 16. The biomass enters through the pressure chamber opening of the receiving tank 2 and is delivered to the carbonization reactor 1. It runs along the entire length of the reactor, from the top to the bottom and at the end of the carbonization is taken to the buffer tank 9. During the continuous operation of the carbonization reactor 1, the buffer tank 9, which receives the biochar from the carbonization reactor 1, works intermittently.
Водосъдържащата биомаса, която се приема в карбонизиращия реактор 1, се изпарява при налягане от между 5-30 bar, като предпочитаното налягане е от около 15-25 bar и най-вече налягане над 20 bar и температура между 2001200°С, за предпочитане между 400 и 800°С. При тези условия се формира реакционен газ, който се доставя пряко или косвено до газифициращия реактор 16 чрез тръбопровод 30.The aqueous biomass to be taken into the carbonization reactor 1 is evaporated at a pressure of between 5-30 bar, the preferred pressure being about 15-25 bar and most preferably a pressure above 20 bar and a temperature between 2001200 ° C, preferably between 400 and 800 ° C. Under these conditions, a reaction gas is formed, which is delivered directly or indirectly to the gasification reactor 16 via line 30.
На фиг. 4 е показана друга възможност за изграждането на компактна инсталация, състояща се от съдове 1,9, 16. Тя се използва в случаите, при които не може да се изгради вертикална инсталация поради ограничено пространство.In FIG. 4 shows another possibility for the construction of a compact installation consisting of vessels 1,9, 16. It is used in cases where a vertical installation cannot be built due to limited space.
Биовъглищата, които се отделят от буферния танк 9 се транспортират чрез механични транспортьори, като например лентов или спирален транспортьор 77, до бункера на близкостоящия газифициращ реактор 16, като го захранват постоянно.The biocarbons that are separated from the buffer tank 9 are transported by mechanical conveyors, such as a belt or spiral conveyor 77, to the hopper of the nearby gasification reactor 16, feeding it constantly.
Схемата на цялата инсталация е показана на фиг. 3.The scheme of the whole installation is shown in fig. 3.
Газифициращият реактор 1 е свързан чрез тръбопровод 34 към преработващото устройство за пречистване и/или по-нататъшна преработ7The gasification reactor 1 is connected via line 34 to the processing plant for purification and / or further processing7.
1944 UI ка на въглища, получени в газифициращия реактор 16.1944 UI of coal obtained in the gasification reactor 16.
Наситената пара, която се получава в газифициращия реактор 16, се свързва чрез тръбопровод за пренасяне на наситена пара 38 до консуматора - отоплителна система и/или до парен клапанов двигател 42.The saturated steam, which is produced in the gasification reactor 16, is connected via a pipe for transfer of saturated steam 38 to the consumer - heating system and / or to a steam valve engine 42.
Реакционният газ, получен при цялостната преработка или от първия съд 1, се извежда пряко или косвено до циклонния сепаратор 18 и/или до газ скрубера 20, а оттам - до влагоабсорбатора 56 или до компресора 44, или до консуматора 48.The reaction gas obtained during the complete processing or from the first vessel 1 is discharged directly or indirectly to the cyclone separator 18 and / or to the scrubber gas 20, and from there to the dehumidifier 56 or to the compressor 44 or to the consumer 48.
В един или няколко тръбопровода 26-34, 38, 50, 53, 54 има регулиращи клапани, които могат ръчно да бъдат включвани и изключвани, или задвижващи устройства, които могат да се контролират чрез компютър на базата на зададени работни параметри според работния процес.In one or more pipelines 26-34, 38, 50, 53, 54 there are control valves that can be manually switched on and off, or actuators that can be controlled by a computer based on set operating parameters according to the work process.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG002335U BG1944U1 (en) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Installation for thermochemical carbonization and gasification of biomass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG002335U BG1944U1 (en) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Installation for thermochemical carbonization and gasification of biomass |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG1944U1 true BG1944U1 (en) | 2014-08-29 |
Family
ID=56847862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG002335U BG1944U1 (en) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Installation for thermochemical carbonization and gasification of biomass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG1944U1 (en) |
-
2013
- 2013-01-28 BG BG002335U patent/BG1944U1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK2507346T3 (en) | DEVICE AND PROCEDURE FOR THERMOCHEMICAL HARMONIZATION AND GASATION OF MOISTURIZED BIOMASS | |
| US7749291B2 (en) | Three-stage gasification—biomass-to-electricity process with an acetylene process | |
| RU2405025C1 (en) | Gas-generator installation with reverse combustion process for producing synthetic gas from carbonaceous material and carbon dioxide | |
| WO2015115942A1 (en) | Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products and reactor for the implementation thereof | |
| CN101270288B (en) | Biomass raw material gas making equipment and technique | |
| RU2124547C1 (en) | Method of thermally processing biomass | |
| CN106367122A (en) | Device and method for preparing synthetic gas by gasification of biomass carrier of oxygen | |
| WO2017204703A1 (en) | Process and reactor for producing biochar from renewable material | |
| RU2632812C2 (en) | Plant for thermochemical processing of carbonaceous raw material | |
| CN110545907B (en) | Reaction chamber for exothermic and endothermic reactions | |
| KR20250007569A (en) | Device and process for producing dry durable carbon | |
| BG1944U1 (en) | Installation for thermochemical carbonization and gasification of biomass | |
| RU88669U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF WOOD COAL | |
| EP2784145A1 (en) | Gasification reactor | |
| RU76424U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF BIOMASS | |
| US11584893B2 (en) | Advanced thermal chemical conversion process of municipal solid waste | |
| RU2721695C1 (en) | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type | |
| RU2434928C2 (en) | Pyrolysis plant for urban ore utilisation | |
| RU158631U1 (en) | GAS GENERATOR | |
| RU74918U1 (en) | SOLID FUEL CONVERSION INSTALLATION (OPTIONS) | |
| RU2803703C1 (en) | Block plant for complete carbonization of organic substances | |
| Sivaraman et al. | Biomass Gasification using Coconut Shell for Small-Scale Electricity Generation | |
| CN104152182A (en) | Biomass gasification power generation method | |
| RU2549947C1 (en) | Biomass utilisation plant and method | |
| CZ295171B6 (en) | Three-zone gasifier having a bypass and intended for gasification of biomass of vegetable origin |