Вид РИД
Изобретение
Группа изобретений относится к средствам переработки углеродосодержащего сырья и может быть использована в коммунальном, сельском хозяйствах, в индустрии деревопереработки, в горнодобывающей, нефтяной и химической отраслях для термохимической переработки низкокачественных топлив и углеродосодержащих отходов этих отраслей с целью получения широкого спектра продуктов, в том числе, качественных экологически безопасных энергоносителей: горючего неконденсируемого газа; активированного суспензионного топлива; синтез - газа с повышенным содержанием водорода.
Известна установка термохимической переработки органического сырья в топливные компоненты, содержащая реактор, оснащенный устройствами порционной загрузки в него сырья и выгрузки целевых продуктов термохимической переработки - парогазов и твердого компонента, размещенными, соответственно, в верхней и нижней частях реактора, причем реактор оснащен как минимум, двумя кольцевыми коллекторами для ввода в его рабочее пространство газообразного теплоносителя, производимого расположенным вне реактора устройством. Парогазовый выход реактора связан с системой разделения парогазов, которая выполнена в виде последовательно соединенных разделительных аппаратов для получения из парогазов фракций жидких углеводородов, каждый из разделительных аппаратов соединен одним из выходов с накопительной емкостью, причем крайний из установленных последовательно разделительных аппаратов через теплообменник соединен с сепаратором, обеспечивающим разделение жидкой и газообразной фаз парогазов, при этом жидкая фаза парогазов может быть использована для получения теплоносителя.
(см. патент РФ №2275416, кл. C10L 5/48,2006 г.).
В результате анализа известной установки следует отметить, что необходимость порционной переработки сырья обуславливает периодическую загрузку его в реактор, что снижает производительность установки по сравнению с непрерывной загрузкой, а обусловленный этим циклический режим работы реактора ухудшает качество целевого продукта. Кроме того, использование для получения теплоносителя в качестве топлива получаемой жидкой фракции и топливного газа снижает выход готовой продукции.
Известна установка термохимической переработки углеродосодержащего сырья, содержащая реактор пиролиза, устройство для загрузки в реактор подлежащего пиролизу сырья и технологических добавок, газогенератор, предназначенный для получения газообразного теплоносителя, оснащенный устройствами загрузки сырья и выгрузки золы, связанный с полостью реактора газовым выходом для подвода в реактор теплоносителя, воздуходувку, выход которой трубопроводом связан с полостью газогенератора, а также устройство очистки полученных в реакторе парогазов, связанное входом с выходным газовым каналом реактора, и аппарат разделения парогазов. Установка оснащена теплообменником, соединенным входом с выходом устройства очистки полученных в реакторе парогазов, а выходом - с входом аппарата разделения парогазов, к выходу которого подсоединен дымосос, через теплообменник пропущен трубопровод подачи воздуха от воздуходувки в газогенератор. Реактор выполнен в виде обечайки и верхнего и нижнего корпусов, охватывающих обечайку по ее торцам, обечайка установлена наклонно и оснащена механизмом ее вращения относительно зафиксированных от вращения корпусов, на верхнем корпусе выполнены каналы для ввода в полость реактора сырья и технологических добавок, а также теплоносителя, а на нижнем - каналы для отвода парогазов и пироугля, при этом реактор оснащен ворошителями помещенного в реактор сырья, выполненными в виде пластин, прикрепленных продольно к внутренней поверхности обечайки.
(см. патент РФ №2666347 кл. С10 В 53/00, 2018 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известной установки, следует отметить, что получаемая при работе установки жидкая фракция целевого продукта содержит сгустки массы высокой вязкости, а также такие соединения кислорода как фенолы, кислоты, спирты, которые значительно снижают ее качество и экологическую безопасность при использовании, например, в качестве топлива. Получаемый в установке пироуголь имеет весьма высокое содержание золы.
Техническим результатом группы изобретений является разработка гаммы агрегатов, обеспечивающих переработку широкого спектра сырья с получением целевых продуктов высокого качества, в частности, жидкого активированного суспензионного топлива, очищенного синтез-газа с высоким содержанием водорода и повышенной теплотой сгорания, синтез - газа с заданным соотношением объемного содержания окиси углерода и водорода, за счет обеспечения их высокой степени переработки и очистки.
Указанный технический результат достигается тем, что в агрегате термохимической переработки углеродосодержащего сырья, содержащем устройство для загрузки подлежащего переработке сырья, газогенератор, предназначенный для получения теплоносителя, воздуходувку, выход которой трубопроводом связан с полостью газогенератора, реактор пиролиза сырья, выполненный в виде установленной наклонно и оснащенной приводом вращения обечайки с верхнем и нижним корпусами, охватывающими обечайку по ее торцам, причем на верхнем корпусе имеются каналы для ввода в полость реактора сырья от устройства загрузки и теплоносителя от газогенератора, а на нижнем - каналы для отвода полученных в результате пиролиза парогазов и пироугля, устройство очистки полученных в реакторе парогазов, связанное входом с каналом отвода парогазов, аппарат разделения парогазов на газовую и жидкую фракции, теплообменник, соединенный входом с газовым выходом устройства очистки, а выходом - с входом аппарата разделения парогазов, к газовому выходу которого подсоединен дымосос предназначенный для транспортирования полученных в реакторе парогазов через устройство очистки, через теплообменник и через аппарат разделения парогазов, причем через теплообменник пропущен трубопровод подачи воздуха от воздуходувки в газогенератор, накопительный бункер для сбора пироугля, с которым соединен канал нижнего корпуса, новым является то, что агрегат оснащен накопительной емкостью, на вход которой подведен канал отвода жидкой фракции аппарата разделения парогазов, устройством обогащения пироугля, вход которого соединен с накопительным бункером, питателем, а также устройством активации суспензионного энергоносителя и устройством его приготовления, к входам которого подсоединены выход накопительной емкости и выход питателя, вход которого соединен с выходом устройства обогащения пироугля, а выход устройства приготовления суспензионного энергоносителя связан с входом устройства его активации, предназначенного для получения активированного суспензионного энергоносителя, при этом агрегат может быть оснащен устройством очистки сепарированного в аппарате разделения парогазов на газовую и жидкую фракции неконденсируемого горючего газа, подсоединенного к выходу дымососа.
В варианте агрегата новым является то, что он оснащен горелкой, трубчатым реактором синтез-газа, накопительной емкостью, на вход которой подведен канал отвода жидкой фракции аппарата разделения парогазов, устройством обогащения пироугля, вход которого соединен с накопительным бункером, питателем, а также устройством активации суспензионного энергоносителя и устройством его приготовления, к входам которого подсоединены выход накопительной емкости и выход питателя, вход которого соединен с выходом устройства обогащения пироугля, а выход устройства приготовления суспензионного энергоносителя связан с входом устройства его активации, предназначенного для получения активированного суспензионного энергоносителя, при этом, вход горелки подсоединен к дымососу, а ее выход связан с полостью трубчатого реактора синтез-газа, на вход которого подведен выход устройства активации смеси, а к выходу реактора синтез-газа подведен трубопровод к которому последовательно подсоединены устройство очистки синтез-газа и газодувка.
Выполнение агрегатов обеспечивает оптимальные условия получения высококачественного целевого продукта за счет обогащения пироугля, гомогенизации смеси пироугля и жидкой фракции, измельчения и активации смеси с получением активированного суспензионного топлива, а также применения трубчатого реактора для получения синтез-газа с высоким содержанием водорода в процессе гидропиролиза активированного суспензионного топлива.
Представленные в описании агрегаты относятся к объектам одного вида, одинакового назначения и обеспечивают получение одного и того же технического результата, то есть, являются вариантами.
Сущность заявленной группы изобретений поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - схема агрегата термохимической переработки углеродосодержащего сырья;
- на фиг. 2 - схема агрегата термохимической переработки углеродосодержащего сырья (вариант);
- на фиг. 3 - схема трубчатого реактора синтез-газа.
Агрегат термохимической переработки углеродосодержащего сырья содержит газогенератор 1, оснащенный устройством (не показано) загрузки сырья, а также устройством (не показано) выдачи золы и выходом (позицией не обозначен) для отвода по трубопроводу полученного теплоносителя -горячего генераторного газа. Полость газогенератора сообщена трубопроводом (позицией не обозначен) с воздуходувкой 2, предназначенной для подачи воздуха в полость газогенератора 1. Трубопровод для подачи воздуха от воздуходувки в газогенератор пропущен через теплообменник 3, что обеспечивает подогрев подаваемого в газогенератор 1 воздуха.
Для получения теплоносителя может быть использован стандартный вихревой газогенератор или стандартный слоевой газогенератор. Вихревой газогенератор наиболее целесообразно использовать, когда загружаемое сырье имеет крупность частиц менее 10 мм и влажность менее 15%. Слоевой газогенератор наиболее целесообразно использовать, когда сырье имеет крупность частиц более 10 мм и влажность более 15%. Конкретную модель газогенератора 1 выбирают известным образом, исходя из вида подлежащего переработки сырья и заданной производительности по теплоносителю (генераторному газу).
Получаемая в процессе работы газогенератора зола удаляется из рабочей полости корпуса известным образом, например, посредством шлюзового затвора, смонтированного в нижней части корпуса.
Агрегат также содержит реактор для термохимического пиролиза сырья, выполненный в виде обечайки 4 наружным диаметром d1, установленной на опорных роликах 5, смонтированных на неподвижных опорах 6. Обечайка 4 расположена на опорных роликах наклонно относительно горизонтали под углом 3-8°. Реактор содержит два корпуса 7 (верхний) и 8 (нижний), охватывающих обечайку 4 по ее торцам. Обечайка и корпусы состыкованы герметично, причем обечайка имеет возможность вращения относительно корпусов, которые зафиксированы от поворота. Герметичность полости обечайки 4 обеспечивается уплотнениями 9. Уплотнения 9 наиболее целесообразно выполнять из термостойкого и абразивостойкого материала, например, из углеродографитных антифрикционных материалов, таких, как Химанит-Т, НИГРАН, НИГРАН-В.
Корпусы 7 и 8 и внутренняя поверхность обечайки 4 образуют рабочее пространство реактора. Каждый из корпусов монтируется на своей неподвижной раме (рамы не показаны) с возможностью осевого перемещения для обеспечения стыковки с торцом обечайки и установки заданного зазора между торцом обечайки и внутренней поверхностью корпуса. Такой монтаж не представляет сложностей для специалистов.
Конструкция реактора позволяет обеспечить удобную подачу в реактор сырья, технологических добавок и теплоносителя, а также удобный отвод из полости реактора пироугля и парогазов за счет того, что корпусы неподвижны, а поэтому легко и надежно стыкуются с устройствами загрузки сырья и выдачи готового продукта.
Установка обечайки наклонно и с возможностью вращения с регулируемой скоростью относительно корпусов, обеспечивает продвижение в полости обечайки сырья, теплоносителя и продуктов пиролиза с оптимальной скоростью сырья за счет регулирования скорости вращения обечайки, а также качественное его перемешивание, контакт с теплоносителем и высокую степень теплообмена.
Таким образом, конструкция реактора позволяет обеспечить высокую производительность процесса пиролиза при высокой степени переработки сырья, высокую адаптивность процесса пиролиза к широкому спектру сырья с получением продуктов пиролиза высокого качества. Кроме того, конструкция реактора весьма технологична, так как обеспечивает простое и удобное его обслуживание, монтаж и демонтаж конструктивных элементов в его полости за счет возможности отвода корпусов 7 и 8 от торцов обечайки 4.
Реактор пиролиза оснащен устройством загрузки в его полость сырья и технологических добавок, включающим бункер 10 и транспортер 11 (например, шнековый), подведенный к выходу бункера 10 и введенный в полость обечайки 4 через канал верхнего корпуса 7.
Газовый выход газогенератора 1 связан с полостью реактора пиролиза трубопроводом (позицией не обозначен) для подачи теплоносителя в его полость. Трубопровод введен в полость реактора через канал верхнего корпуса 7.
На корпусах 7 и 8 установлены датчики измерения температуры 12 и давления 13 среды внутри реактора, состоящей из смеси газа и твердых частиц сырья.
На верхнем корпусе 7 может быть смонтирована пусковая горелка 14 для разогрева полости обечайки 4 перед запуском реактора.
Механизм 15 вращения обечайки 4 установлен на одной из опор 6. Данный механизм выполнен известным образом, например, в виде двигателя с регулируемой частотой вращения его выходного вала, который посредством зубчатой или фрикционной передачи кинематически связан с обечайкой 4.
Внутренняя поверхность обечайки 4 может иметь футеровку, выполненную из абразивостойкого и термостойкого материала, например, огнеупорного, легкого бетона ЖСБ-1000 или ЖСБ-1200 с покрытием огнеупорным оксидо-керамическим КР-1 или М-5.
К внутренней поверхности обечайки по ее длине (продольно) прикреплены, предпочтительно на равном расстоянии друг от друга по окружности, ворошители 16 поступившего в полость реактора, сырья. Количество ворошителей зависит от диаметра обечайки и составляет, как правило, от 10 до 20. Каждый ворошитель выполнен в виде пластины высотой h. Ворошители, выполненные в виде пластин, могут быть цельными или сборными, состыкованными по торцам из нескольких частей. На половине ворошителей, по их периферии могут иметься полки, расположенные под углом 90° к пластине. При монтаже ворошителей их устанавливают так, чтобы ворошители с полками и без полок чередовались друг с другом. Ширина l полок выбирается из условия l=(0,5-0.6)h. Как показал опыт, именно такое соотношение размеров ворошителей позволяет обеспечить наиболее качественное перемешивание сырья при вращении обечайки. После установки ворошителей в полости обечайки, ее внутренний проходной диаметр составляет d2. Установлено, что наиболее оптимальное значение d2 должно соответствовать значению d2=(0,65-0,75)d1. При этом соотношении обеспечивается наиболее качественное распределение сырья по сечению обечайки реактора пиролиза и обеспечивается наиболее полный теплообмен между сырьем и теплоносителем.
Газовый выход (позицией не обозначен) реактора выполнен в виде канала на верхней части нижнего корпуса 8. С газовым выходом соединен вход устройства 17 очистки отводимых из полости реактора парогазов от твердой фазы. Устройство 17 может быть выполнено в виде стандартного циклона.
В нижней части корпуса 8 имеется канал (позицией не обозначен) для выдачи из полости реактора пироугля, к которому подведено устройство 18 разгрузки (например, транспортер) пироугля, посредством которого пироуголь поступает в накопительный бункер 19. Целесообразно, чтобы к устройству разгрузки 18 был подведен выход твердой фазы от устройства 17.
Газовый выход устройства очистки 17 связан с входом теплообменника 3, выход которого подсоединен к входу аппарата 21 разделения парогазов на жидкую и газовую фазы. Движение парогазов по устройству 17, теплообменнику 3, аппарату 21 и выдача газа потребителю обеспечивается за счет тяги, создаваемой дымососом 20, подсоединенным к газовому выходу аппарата 21.
Транспортируемые через теплообменник парогазы являются теплоносителем для подводимого в газогенератор 1 воздуха. В нижней части аппарата 21 имеется выход (позицией не обозначен) для выдачи жидкой фракции.
Агрегат оснащен накопительной емкостью 22 с насосом-дозатором (не показан), устройством обогащения 23 пироугля, выход которого посредством питателя 24, выполненного, например, в виде шнека-дозатора, связан с входом устройства 25 приготовления суспензионного энергоносителя, к которому также подсоединен выход емкости 22. Выход устройства 25 связан с входом устройства 26 активации суспензионного энергоносителя. К выходу устройства 26 подсоединен насос 27 для выдачи потребителю активированного суспензионного энергоносителя, который представляет собой высококачественное экологически безопасное топливо.
К выходу дымососа 20 посредством трубопровода может быть подсоединено устройство 28 очистки сепарированного в аппарате 21 неконденсируемого горючего газа, который с выхода устройства 28 направляется потребителю. Агрегат оснащен системой управления 29.
Продуктами агрегата, выполнение которого раскрыто выше, являются активированное суспензионное топливо и неконденсируемый горючий газ высокой степени очистки.
Активированное суспензионное топливо является высококачественным экологически безопасным продуктом, так как при его приготовлении обеспечивается разрушение вязких сгустков жидкой фракции, разрушение ее кислородных соединений, а также используется обогащенный пироуголь.
В варианте (фиг. 2) выполнения агрегата термохимической переработки углеродосодержащего сырья, последний оснащен горелкой 30, вход которой соединен с выходом дымососа 20, и трубчатым реактором 31 синтез-газа. На входы реактора 31 подведены выход насоса-дозатора 27 и выход горелки 30. С выхода реактора 31 полученный синтез-газ направляется потребителю. На выходе реактора 31 может быть установлено устройством 28 очистки полученного в реакторе 31 синтез-газа. С выхода устройства 28 очищенный синтез-газ направляется потребителю посредством газодувки 42.
Трубчатый реактор 31 получения синтез-газа (фиг. 3) с повышенным содержанием водорода содержит корпус 32, в корпусе размещен трубный пучок 33, к входу которому подсоединен ввод 34 суспензионного активированного топлива, а к выходу - выпуск 35 синтез-газа из трубного пучка. Ввод и выпуск имеют форму усеченного конуса. На корпусе 32 размещен патрубок 36 для ввода теплоносителя в полость корпуса и патрубок 37 для выпуска отработанного теплоносителя. Трубный пучок 33 соединен с вводом 34 и выпуском 35 соответственно, нижней 38 и верхней 39 трубными досками. В полости корпуса 32 между его внутренней поверхностью и трубным пучком 33 размещены направляющие 41 движения теплоносителя по полости корпуса.
К выпуску 35 синтез-газа из трубного пучка 33 подсоединен трубопровод (позицией не обозначен), к которому последовательно подсоединены устройство 28 очистки синтез-газа и газодувка 42.
Для комплектования агрегата могут использоваться известные трубчатые или спиральные теплообменники, в качестве аппарата 21 разделения парогазов могут использоваться сепараторы, ректификационные колонны и другие аппараты, широко известные в промышленности. В качестве устройства 23 обогащения пироугля, в зависимости от его свойств, могут использоваться известные инерционные устройства - если зола и углеродная часть пироугля имеют разную плотность, или высокоградиентные магнитные сепараторы - если зола и углеродная часть пироугля имеют разные магнитные свойства, коронно-электростатические сепараторы - если зола и углеродная части пироугля различаются электрическими свойствами. В качестве устройства 25 для смешивания, гомогенизации и измельчения пироугля и жидкой фракции могут использоваться известные гидроударные устройства (ГУУМП) мокрого помола, различные роторные или молотковые устройства, вибромельницы или другие известные устройства. Для активации суспензии в качестве устройства 26 могут быть применены известные устройства, основанные на использовании явления кавитации, например РИА-роторноимпульсный аппарат, аппараты по технологии ДЕВА, ультразвуковая установка «МОЛОТ».
В качестве устройства 28 для очистки газов могут быть использованы известные мокрые скрубберы с использованием при работе гидроокиси кальция для извлечения пыли, серы с получением при этом полезного строительного материала в виде гипса (CaSO4), а также известные сорбционные, рукавные и электрические фильтры. В отношении аппарата 21 разделения парогазов на газовую и жидкую фракцию следует отметить, что применение того или иного типа аппарата диктуется видами перерабатываемого сырья и технологическими особенностями его переработки, или необходимостью получения конкретной гаммы продуктов. В любом случае для разделения парогазов на компоненты используется известное оборудование, которое не является предметом патентной охраны.
Создание и поддержание оптимальных параметров процесса пиролиза обеспечивается входящей в состав агрегата системой автоматического управления 29, в которую включены датчики температуры, давления, измерения количества подаваемого сырья, воздуха, теплоносителя, выгрузки пироугля и парогазов, а также частотные преобразователи изменения скорости вращения валов двигателей механизма вращения обечайки, двигателей на загрузке сырья в газогенератор и реактор, двигателей выгрузки пироугля из реактора, двигателей воздуходувки и дымососов. В систему управления включены также программируемые контроллеры, которые, используя показатели датчиков, поддерживают за счет управления частотными преобразователями заданные программой оптимальные параметры работы установки.
Узлы агрегата, конструкция которых не раскрыта в описании, являются стандартными и выполняют при работе установки присущие им функции.
Под связями в настоящей заявке следует понимать средства (трубопроводы, транспортеры и пр.), посредством которых при работе агрегата осуществляется транспортирование сырья, технологических добавок и рабочих агентов.
Агрегат термохимической переработки углеродосодержащего сырья работает следующим образом.
На начальном этапе работы агрегата осуществляют получение газообразного теплоносителя, для чего в предварительно разогретый газогенератор 1 загружают сырье и воздуходувкой 2 по трубопроводу нагнетают в газогенератор воздух, пропуская его для подогрева через теплообменник 3. Как правило, газогенератор 1 работает на том же сырье, что и реактор. Параллельно включают пусковую горелку 14 (при ее наличии), которая обеспечивает разогрев реактора, устройства очистки 17 и теплообменника 3. После достижения в них проектной температуры, пусковую горелку 14 отключают.
После выхода газогенератора 1 на проектный режим, нагнетают в полость реактора полученный в газогенераторе 1 теплоноситель.
Включают механизм 15, который приводит во вращение с заданной скоростью обечайку 4, а из бункера 10 посредством транспортера 11 через корпус 7 загружают в реактор сырье и, если это необходимо, технологические добавки. В качестве технологических добавок обычно используют катализаторы, а также вещества, предотвращающие вредные выбросы, например известь, доломит, алюмосиликаты.
Загружаемое в реактор сырье попадает в нижнюю часть вращающейся обечайки 4 у корпуса 7, где оно подхватывается ворошителями 16 и поднимается на них вверх до точки, где угол наклона ворошителя достигает величины, при которой сырье ссыпается вниз и при этом, за счет наклона вращающейся обечайки 4 к горизонтальной плоскости, сырье перемещается во время падения на определенную величину вдоль барабана обечайки в сторону корпуса 8.
Таким образом, сырье внутри вращающейся обечайки 4 распределяется по ее объему и постепенно перемещается от корпуса 7 к корпусу 8, при этом под действием температуры теплоносителя происходит деструкция сырья на пироуголь и парогазы.
Собственно, сам процесс пиролиза широко известен, он подробно описан в технической литературе и не нуждается в дополнительных пояснениях.
В связи с тем, что ворошители 16 могут быть выполнены как с полками, так и без полок и установлены чередующимися в полости обечайки, то точки начала ссыпания с ворошителей сырья в обечайке при ее вращении будут раздельными по сечению обечайки и, таким образом, происходит равномерное распределение сырья по сечению обечайки и равномерное смешивание его с горячим теплоносителем при продвижении сырья от корпуса 7 к корпусу 8, что обеспечивает высокие скорость и степень деструкции сырья, а, следовательно, высокое качество продуктов пиролиза.
Постоянное перемешивание сырья в реакторе за счет использования ворошителей и вращения обечайки, с контактом горячего теплоносителя с большой поверхностью частиц сырья при оптимальных количестве сырья, времени контакта сырья и теплоносителя и температуры среды в реакторе, которые поддерживаются системой автоматического управления 29, обеспечивают пиролиз сырья с высокой производительностью и получением качественных продуктов пиролиза - пироугля и парогазов.
Полученные в результате переработки сырья парогазы из реактора через выход в верхней части корпуса 8, поступают в устройство очистки 17. Выделенные из парогаза в устройстве очистки 17 твердые частицы подаются на устройство разгрузки 18 и далее - в накопительный бункер 19.
Очищенные от твердой фазы парогазы, за счет работы дымососа 20, поступают с устройства очистки 17 через теплообменник 3 (где отдают часть тепла подаваемому по трубопроводу в газогенератор воздуху) в аппарат 21 их разделения, где разделяются газовую и жидкую фракции.
Полученный в реакторе пироуголь отводится через канал в нижней части корпуса 8 посредством устройства 18 в накопительный бункер пироугля 19. Из накопительного бункера 19 пироуголь шнековым питателем (не показан) подается в устройство обогащения пироугля 23 с отводом через шлюзовый затвор (не показан) золы и выдачей обогащенного пироугля, который шнековым транспортером подается на питатель 24, с которого пироуголь направляют в устройство 25 приготовления суспензионного энергоносителя.
Жидкая фракция из аппарата 21 поступает в буферную емкость 22, оснащенную насосом-дозатором (не показан), который подает жидкую фракцию в устройство 25, где производится смешивание, гомогенизация и измельчение смеси пироуля с жидкой фракцией. Полученная в устройстве 25 измельченная, гомогенная смесь (суспензионный энергоноситель) поступает в устройство активации 26 суспензионного энергоносителя для получения активированного суспензионного топлива, которое насосом 27 передается потребителю. При получении суспензионного топлива соотношение пироугля и жидкой фракции, включающей воду (испаренную и пиролитическую) поддерживается в соотношении 1,2-1,8.
Полученное суспензионное топливо не содержит сгустков с высокой вязкостью, в его составе значительно уменьшено содержание кислородосодержащих примесей и оно имеет повышенную по отношению к исходной смеси энтальпию, так как в нем увеличивается поверхностная энергия и энергия деформаций частиц.
Неконденсируемый горючий газ дымососом 20 подается на устройство очистки 28 (при его наличии) и после очистки передается потребителю.
Таким образом, целевыми продуктами переработки углеродосодержащего сырья являются активированное суспензионное топливо и очищенный неконденсируемый горючий газ, которые могут быть использованы в различных производствах как экологически чистые энергоносители.
В варианте агрегата неконденсируемый горючий газ поступает за счет дымососа 20 на горелку 30 для получения теплоносителя, нагнетаемого через патрубок 36 в трубчатый реактор 31 синтез-газ, куда также подается насосом-дозатором активированное суспензионное топливо. Теплоноситель имеет температуру 400-1200°С, при этом суспензия в трубках реактора нагревается до температуры 200-1000°С.
В реакторе 31 теплоноситель от горелки 30, проходя в корпусе реактора сквозь трубный пучок, разогревает находящееся в трубах активированное суспензионное топливо и под действием тепла от теплоносителя происходит процесс гидропиролиза топлива с конверсией топлива в синтез-газ с повышенным содержанием водорода. Полученный синтез-газ из трубок реактора содержит в объемных процентах CO2-2-5%; H2S-1-3%; NOx-1-3%; СО-22-46%; Н2-40-51%. Изменение соотношения в синтез-газе СО и Н2 осуществляется регулированием температуры теплоносителя с помощью регулирования работы газовой горелки, изменением количества суспензионного топлива подаваемого в трубки реактора синтез-газа, изменением в суспензионном топливе соотношения пироугля и жидкой фракции.
Синтез-газ с помощью газодувки 42 подается на устройство очистки 28 от балластных составляющих газа (CO2; H2S; NOx) известными средствами, после чего очищенный от балластных составляющих (сероводорода, двуокиси углерода, окиси азота) синтез-газ передается потребителю как экологически чистый энергоноситель, который может быть использован как топливо или как сырье для каталитического синтеза.
Продуктом варианта агрегата является очищенный синтез-газ с высоким содержанием водорода. Отработанный теплоноситель из реактора синтез-газа 31 за счет работы дымососа подается через патрубок 37 на собственные нужды агрегата, в частности, на сушку исходного сырья, на отопление помещений и пр.
Полученный после очистки синтез-газ подается потребителю, для использования либо на энергоагрегаты, как экологически чистое топливо, либо на реакторы каталитического синтеза для получения таких продуктов как бензин, керосин, дизельное топливо, метанол, диметилэфир и других ценных химических продуктов.
Выбор конкретного исполнения агрегата определяется в зависимости от требований потребителей по номенклатуре, количеству и качеству получаемых продуктов от переработки используемого сырья.
Агрегаты могут быть эффективно использованы для переработки следующих видов используемых в качестве сырья отходов: твердые бытовые отходы; отходы коммунального и сельского хозяйства (осадки от очистки сточных вод, навоз, помет, растительные отходы); отходы угольной, нефтеперерабатывающей, деревоперерабатывающей отраслей, бурый уголь, лигнит и пр.