close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 4548

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4548
(13)
C1
7
(51) F 23G 7/12,
(12)
F 23G 5/24
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
И ГАЗОГЕНЕРАТОР ДЛЯ СЖИГАНИЯ СМЕСИ НА ОСНОВЕ
ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
(21) Номер заявки: a 19990489
(22) 1999.05.13
(46) 2002.06.30
(71) Заявитель: Институт проблем использования
природных ресурсов и экологии НАН Б (BY)
(72) Авторы: Фалюшин П.Л., Жуков В.К., Буслов
В.А., Бохан Н.И., Куликов И.С. (BY)
(73) Патентообладатель: Институт
проблем
использования
природных
ресурсов
и
экологии НАН Б (BY)
BY 4548 C1
(57)
1. Способ утилизации резинотехнических изделий, включающий резку резинотехнических изделий на
куски, смешивание их со вторым горючим компонентом и сжигание смеси в топочном устройстве, отличающийся тем, что в качестве второго горючего компонента используют низинный торф и/или карбонатный или смешанный сапропель, а в виде топочного устройства используют газогенератор, высота окислительной зоны топлива в котором не менее удвоенного среднего размера кусков резинотехнических изделий,
при этом сжигание полученного газа проводят в закрученном потоке.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество второго горючего компонента в смеси составляет
от 13 до 66 мас. %.
Фиг. 3
3. Газогенератор для сжигания смеси на основе измельченных резинотехнических изделий, содержащий
корпус с футеровкой и горловиной, имеющей топочную дверцу с устройством для подачи и регулирования
BY 4548 C1
первичного воздуха, расположенный сверху корпуса бункер для топлива с загрузочным люком, расположенную снизу корпуса камеру для золы с дверцей для ее удаления, установленный внутри корпуса сводчатый
рассекатель, под которым в корпусе выполнено отверстие для отвода газов, соединенное с жаровой трубой,
снабженной устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха, колосниковую решетку, установленную в корпусе с возможностью подъема и опускания, и шторку, установленную в горловине с возможностью поворота и опирающуюся на колосниковую решетку, отличающийся тем, что сводчатый рассекатель
выполнен в виде двух лопастей, установленных с возможностью поворота кулачковым механизмом, расположенным между ними, колосниковая решетка выполнена из двух элементов, закрепленных на осях вдоль
боковых стенок с возможностью поворота, а в жаровой трубе со стороны корпуса до патрубка подачи вторичного воздуха установлены по винтовой линии направляющие лопасти.
(56)
Stopek D.J., Licklider P.L., Millis A.K., Diewald D.J. Proc. Amer. Power Conf: 54th Annu. Meet. Amer. Power
Conf., Chicago, III. [Apr.], 1992. 54. 2. - Chicago, III., 1992. - p.868-873.
The Herbst gasmiser. Проспект фирмы HERBST GROUP. KILPOOLE HILL, WICKLOW, IRELAND, 1985.
WO 9631736 A1, 1996.
RU 92009741 A, 1995.
JP 01296007 A, 1988.
JP 59208316 A, 1994.
Настоящее изобретение относится к области утилизации изношенных или бракованных резинотехнических
изделий путем их сжигания и газификации с использованием тепла в установках для отопления различных помещений, подогрева воды или воздуха, сушки влажных материалов.
Известен способ утилизации резинотехнических изделий, включающий сжигание изношенных автопокрышек партиями по 30...35 штук и очистку образующихся газов, содержащих диоксид серы. Для сжигания
используют печи и котлы-утилизаторы [1].
Основным недостатком известного способа является его низкая эффективность и повышенная экологическая опасность.
При сжигании отходов резинотехнических изделий в печах и котлах-утилизаторах образующиеся дымовые газы содержат большое количество соединений серы (диоксида серы), что требует наличия двух ступеней очистки: первая ступень - рукавный фильтр, вторая ступень - распылительная сушилка с гашеной известью.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу является
способ утилизации резинотехнических изделий, включающий резку резинотехнических изделий, извлечение
бортовой проволоки, дробление до размера кусков 1,3...5,0 мм, магнитную сепарацию металла, просеивание
резиновой крошки, смешивание с углем до концентрации резиновой крошки в смеси 2 %, сжигание на котельных установках [2].
Основным недостатком способа является его низкая эффективность, заключающаяся в наличии большого
количества подготовительных операций, незначительном содержании резинотехнических изделий в сжигаемой смеси, использовании в качестве устройства для сжигания котельной установки. Из-за высокой температуры горения на колосниковой решетке котельной установки при повышении количества резинотехнических
изделий в смеси в дымовых газах резко возрастает количество соединений серы за счет термического разложения сульфатов, образовавшихся ранее при взаимодействии диоксида серы с минеральной частью твердого
топлива [3], что требует создания очистных сооружений.
Известен газогенератор Пинча, содержащий корпус с внутренней футеровкой, ступенчатые решетки и сводчатый рассекатель слоя топлива, под которым расположено отверстие для отвода газа. В нижней части газогенератора установлены зольниковые дверцы и имеются отверстия для подачи атмосферного воздуха. Сверху газогенератора установлены люки для загрузки топлива [4].
Однако конструкция газогенератора Пинча не обеспечивает эффективного сжигания резинотехнических
изделий, так как большинство сжигаемых кусков находится на поверхности смеси топлива, в результате чего
образуется большое количество диоксида серы, который выбрасывается в атмосферу. Кроме того, на решетке с течением времени накапливается большое количество металлокорда, который забивает отверстия решетки и нарушает эффективность процесса горения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является газогенератор фирмы Herbst, в основу которого заложена конструкция газогенератора Пинча [5].
Газогенератор фирмы Herbst содержит корпус с внутренней футеровкой и горловиной, топочную дверцу
с устройством для подачи и регулирования первичного воздуха. Сверху корпуса установлен бункер для топлива с загрузочным люком, а снизу - камера для золы с дверцей для ее удаления. Внутри корпуса установлен
сводчатый рассекатель, под которым выполнено отверстие для отвода газов с жаровой трубой, снабженной
2
BY 4548 C1
устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха. На колосниковую решетку, установленную в
корпусе с возможностью подъема и опускания, опирается шторка, закрепленная с возможностью поворота в
горловине.
Возможность подъема-опускания колосниковой решетки позволяет регулировать в некоторых пределах
производительность газогенератора за счет изменения высоты слоя топлива, находящегося над колосниковой решеткой. В этом газогенераторе, как и в газогенераторе Пинча, разложение образующихся смол осуществляется путем пропускания их совместно с газом сухой перегонки через более горячие слои топлива.
Сжигание газа сухой перегонки осуществляется в жаровой трубе, куда подается вторичный воздух, далее
раскаленный газ поступает в теплообменник, где происходит его догорание. Отдав тепло, газ через дымовую
трубу выбрасывается в атмосферу. По мере сгорания топливо опускается вниз и через определенный промежуток времени производится загрузка следующей порции топлива.
Производительность газогенератора (выход тепла) регулируется посредством изменения количества подаваемого первичного воздуха, тяги и за счет изменения высоты слоя топлива на подвижной решетке путем
подъема-опускания ее.
Недостатком конструкции известного газогенератора является то, что он не обеспечивает эффективного
сжигания резинотехнических изделий, так как не позволяет регулировать в широком диапазоне высоту окислительной зоны топлива, в котором происходит как сжигание изношенных резинотехнических изделий, так и
поглощение образующегося диоксида серы. Кроме того, на решетке с течением времени накапливается
большое количество металлокорда, который забивает отверстия решетки и нарушает эффективность процесса горения.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности сжигания резинотехнических изделий и снижение выбросов диоксида серы в атмосферу.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе утилизации изношенных резинотехнических
изделий, включающем резку резинотехнических изделий на куски, смешивание их со вторым горючим компонентом и сжигание смеси в топочном устройстве, в качестве второго горючего компонента смеси используют низинный торф и/или карбонатный или смешанный сапропель, а в виде топочного устройства используют газогенератор, высота окислительной зоны топлива в котором составляет не менее удвоенного
среднего размера кусков резинотехнических изделий, при этом сжигание полученного газа проводят в закрученном потоке. Количество второго горючего компонента в смеси составляет от 13 до 66 мас. %.
Кроме того, поставленная задача достигается тем, что в известном газогенераторе, содержащем корпус с
футеровкой и горловиной, имеющей топочную дверцу с устройством для подачи и регулирования первичного воздуха, расположенный сверху корпуса бункер для топлива с загрузочным люком, расположенную снизу
корпуса камеру для золы с дверцей для ее удаления, установленный внутри корпуса сводчатый рассекатель,
под которым в корпусе выполнено отверстие для отвода газов, соединенное с жаровой трубой, снабженной
устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха, колосниковую решетку, установленную в
корпусе с возможностью подъема и опускания, и шторку, установленную в горловине с возможностью поворота и опирающуюся на колосниковую решетку, сводчатый рассекатель выполнен в виде двух лопастей, установленных с возможностью поворота кулачковым механизмом, расположенным между ними, колосниковая
решетка выполнена из двух элементов, закрепленных на осях вдоль боковых стенок с возможностью поворота,
а в жаровой трубе со стороны корпуса до патрубка подачи вторичного воздуха установлены по винтовой линии
направляющие лопасти.
Использование в качестве второго горючего компонента низинного торфа и/или карбонатного или смешанного сапропеля вследствие содержания в составе их минеральной части соединений Са и Mg преимущественно в виде карбоната кальция (содержание Mg не более 1 % от суммы Са и Mg) позволяет связывать образующиеся соединения серы в термоустойчивые до 900...950 °С сульфаты. Реакция связывания описывается
брутто-уравнением:
(1)
СаСО3 + SO2 + 1/2 O2 → CaSO4 + CO2 .
Количество второго горючего компонента в смеси составляет от 13 до 66 мас. % в зависимости от содержания в составе их минеральной части соединений Са. Так, количество торфа в смеси до 66 мас. %, а карбонатного сапропеля - 13...32 мас. %.
На фиг. 1 приведены исследования окислительного пиролиза резинотехнических изделий (РТИ) с карбонатным сапропелем. Кривая 1 на фиг. 1 соответствует горению смеси мелкой фракции РТИ с порошкообразным сапропелем, прямая 2 - крупные РТИ были засыпаны слоем сапропеля. Из анализа результатов, приведенных на рисунке, следует:
для повышения степени улавливания оксидов серы необходимо готовить именно смесь серосодержащих
отходов с твердыми топливами;
большой избыток кальций- и магнийсодержащих добавок не только бесполезен при проведении процесса,
но даже вреден, т.к. с увеличением соотношения (Са + Mg)/S>4 степень связывания диоксида серы уменьшается. Методом термического анализа установлено, что связывание диоксида серы протекает при наличии
карбонатов уже при температурах 300...500 °С, при этом степень связывания приближается к 100 % при со3
BY 4548 C1
отношении (Са + Mg)/S, близком к эквимолекулярному или с небольшим избытком (Са + Mg). При большом
избытке карбонатов они разлагаются при 700...900 °С с выделением диоксида углерода, смещающего реакцию (1) в сторону исходных продуктов.
Использование газогенератора предложенной конструкции в виде топочного устройства позволяет повысить эффективность и экологическую безопасность сжигания отработанных РТИ. В газогенераторе предложенной конструкции происходит двухстадийный процесс сжигания. На первой стадии горение твердых компонентов происходит на колосниковой решетке при температурах, ниже температуры разложения
образовавшихся сульфатов, за счет ограниченного доступа воздуха, при этом образуется горючий генераторный газ. На второй ступени происходит дожигание генераторного газа в жаровой трубе, где достигается
более высокая температура (до 1300 °С) за счет подачи вторичного воздуха, при этом коэффициент избытка
воздуха составляет обычно α = 1,5...1,7, но не менее α = 1,3. Высота окислительной зоны топлива на колосниковой решетке в процессе газификации должна составлять не менее 2-х средних размеров кусков резинотехнических изделий, что достигается путем поворота лопастей рассекателя. При этом происходит равномерный со всех сторон контакт горящей поверхности кокса РТИ с золой второго компонента топливной
смеси, причем термоустойчивость этого компонента должна быть ниже, а реакционная способность по отношению к кислороду выше, что позволяет увеличить скорость горения и хемосорбции SO2 на поверхности
СаО с образованием сульфата кальция и снизить выбросы диоксида серы в атмосферу.
При горении кусков РТИ по поверхности потока топлива, когда значительная их часть (более 50 %) не
контактирует с золой второго компонента, происходит снижение степени связывания SO2 и повышение концентрации диоксида серы в дымовых газах. Поэтому обязательным условием при сжигании кусков РТИ является нахождение их в слое топлива при постоянном окружении частиц второго горючего компонента смеси.
В таблице приведено влияние на хемосорбцию диоксида серы высоты окислительной зоны.
Степень связывания диоксида серы от высоты окислительной зоны
Степень связывания SO2 золой второго
горючего компонента, %
Отношение высоты окислительной зоны к
среднегеометрическому
размеру кусков РТИ
Торф (50 %)*
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
10...15
30
40
50
51
Карбонатный сапропель
(20 %)*
30
50
70
80
82
* - содержание компонента в горючей смеси.
Как следует из таблицы, увеличение отношения высоты окислительной зоны к среднегеометрическому
размеру кусков РТИ с 0,5 до 2,0 приводит к существенному увеличению степени связывания диоксида серы,
дальнейшее увеличение высоты окислительной зоны не оказывает существенного влияния на процесс связывания.
Выполнение колосниковой решетки газогенератора из двух элементов, закрепленных на осях вдоль боковых стенок с возможностью поворота, позволяет периодически очищать решетку от накопившихся металлических включений.
Сжигание генераторного газа в закрученном потоке (обеспечивается наличием в жаровой трубе направляющих лопастей, расположенных по винтовой линии) при подаче в жаровую трубу вторичного воздуха дает
возможность увеличить продолжительность контакта летучей золы топлива с диоксидом серы и соответственно повысить степень ее связывания золой и снизить выбросы в атмосферу.
Таким образом, использование заявляемых способа утилизации резинотехнических изделий и газогенератора для сжигания смеси на основе измельченных резинотехнических изделий позволяет повысить эффективность сжигания и значительно снизить выбросы соединений серы в атмосферу.
Способ утилизации изношенных резинотехнических изделий осуществляется следующим образом.
Изношенные покрышки режут на куски размером не более 70 мм. Для этого можно использовать кривошипные листовые ножницы, например, модели НД3316 Г.
Смешивают куски со вторым горючим компонентом - низинным торфом и/или карбонатным или смешанным сапропелем. Для этой цели можно использовать бетономешалки С-399, С-739.
Подготовленную смесь загружают в бункер газогенератора, находящегося в рабочем режиме.
4
BY 4548 C1
Количество второго компонента в смеси рассчитывается следующим образом.
Принимаем, что содержание серы в РТИ составляет 2 %, а брутто-реакция связывания серы описывается
уравнением:
(2)
СаХ + S + 2O2 → CaSO4 + X,
где X - органический или неорганический радикал.
Учитывая молекулярные массы Са = 40 и S = 32, находим массовое отношение Са-содержащей добавки к РТИ с содержанием серы S = 2 % при максимальном отношении Ca:S = 2:1:
40 × 2 × 2 %:32 = 5 %.
Таким образом, добавки Са-содержащего компонента составляет 5 % в расчете на кальций и будет зависеть от содержания кальция в торфе и сапропеле.
Пример 1.
Берем в качестве второго горючего компонента низинный торф зольностью 8 % с содержанием соединений кальция 1,3 мг.экв/г, что при эквивалентной массе кальция = 40:2 = 20 (где 40-молекулярная масса Са, 2
- валентность) соответствует (1,3 мг.экв/г × 20 = 26 мг/г) = 2,6 % в пересчете на кальций. Добавка второго
компонента составит 5 % × (100: 2,6) = 192,3 %.
Количество второго компонента в смеси
192,3 % : [(100 % + 192,3 %)] × 100 % = 65,8 %.
Количество первого горючего компонента (РТИ) - 34,2 %.
Пример 2.
Берем в качестве второго горючего компонента карбонатный сапропель с содержанием карбонатов в пересчете на СаО 28 % (20 % в пересчете на Са), тогда добавка второго горючего компонента составит:
25 % : (100 % + 25 %) × 100 % = 20 %,
количество первого (РТИ):
100 % : (100 % + 25 %) × 100 % = 80 %.
При максимальном содержании кальция в карбонатном сапропеле около 80 % (32 % в пересчете на Са)
добавка второго горючего компонента составит:
5 % × (100 : 32) × 100 % = 15 %,
т.е. количество второго горючего компонента составит:
15 % : (100 % + 15 %) × 100 % = 13 %,
а содержание первого горючего компонента (РТИ) - 87 %.
Пример 3.
Берем в качестве второго горючего компонента смешанный сапропель с содержанием карбонатов в пересчете на СаO = 15 % (10,7 % в пересчете на Са). Добавка второго горючего компонента составляет:
5 % × (100 : 10,7) = 46,7 %.
Количество второго горючего компонента в смеси составит:
46,7 % : (100 + 46,7) × 100 % = 31,8 %.
Количество РТИ в смеси - 68,2 %.
Пример 4.
В качестве второго горючего компонента берем смесь низинного торфа и карбонатного сапропеля в соотношении 1:1. Содержание карбоната кальция в торфе 2,6 % в пересчете на Са, в карбонатном сапропеле 20 %. Среднее содержание карбонатов в смеси - 11,3 %. Добавка второго горючего компонента составляет
5 % × (100 : 11,3) × 100 % = 44,3 %. Количество второго горючего компонента 44,3 % : (100 + 44,3) = 30,7 %;
количество РТИ в смеси - 69,3 %.
Пример 5.
Низинный торф зольностью 12 % и смешанный сапропель в соотношении 1:1. Содержание карбонатов
кальция в низинном торфе 3,9 % в пересчете на Са, в смешанном сапропеле - 10,7 %. Среднее содержание
карбонатов 7,3 % в пересчете на Са; добавка второго горючего компонента составит:
5 % × (100 : 7,3) = 68,5 %.
Количество второго горючего компонента составит:
68,5 % : (100 + 68,5) × 100 % = 40,6 %.
Количество первого горючего компонента (РТИ) - 59,4 %.
Таким образом, содержание второго горючего компонента в смесях РТИ : твердое топливо зависит от содержания в твердом топливе соединений кальция и составляет (примеры 1... 5):
карбонатный сапропель с максимальным содержанием карбонатов
13 %
карбонатный сапропель
20 %
смешанный сапропель
32 %
5
BY 4548 C1
торф низинный зольностью 8 % в пересчете на сухое вещество твердого топлива
66 %.
При использовании рабочего топлива с влажностью 30...40 % необходимо увеличить количество топлива
по формуле:
Твл. = Тсух. × [100 : (100 - Wт)],
где Твл. - количество влажного топлива, кг;
Тсух. - количество сухого топлива, кг;
Wт - влажность топлива, %.
При использовании смесей топлив для расчета количества отдельных компонентов применяется правило
аддитивности.
Например, используем в качестве второго горючего компонента смесь низинного торфа с содержанием
карбоната кальция в пересчете на Са = 2,6 % и смешанного сапропеля с содержанием карбоната кальция в
пересчете на Са = 12 % в соотношении 3:1. Среднее содержание соединений Са составит:
(2,6 % × 3 + 12 × 1) : 4 = 4,95 %.
Добавка смеси топлив составит:
5 % × (100 : 4,95) = 101 %,
количество смеси топлив в шихте:
101 % : (100 % + 101 %) × 100 % = 50 %,
в том числе торфа низинного:
50 % × (3 : 4) = 37,5 %;
сапропеля смешанного 50 % × (1 : 4) = 12,5 %.
На фиг. 2 схематически представлен предложенный газогенератор, на фиг. 3 - разрез А-А (фиг. 2).
Газогенератор содержит корпус 1 с футеровкой 2 и горловиной 3, топочную дверцу 4 розжига газогенератора с устройством для подачи и регулирования первичного воздуха 5, бункер для топлива 6 с загрузочным люком 7, камеру для золы 8 с дверцей для ее удаления 9, установленный внутри корпуса сводчатый рассекатель 10, под которым в корпусе 1 выполнено отверстие 11 для отвода газов, в которое вставлена жаровая
труба 12, снабженная устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха 13, и колосниковую решетку 14, установленную с возможностью подъема и опускания в фиксированных положениях за счет перестановки осей 15 во втулках 16 корпуса 1, на которую опирается шторка 17, закрепленная с возможностью
поворота в горловине 3. Сводчатый рассекатель 10 выполнен в виде двух лопастей 18, поворачиваемых кулачковым механизмом 19, расположенным между ними. Лопасти 18 установлены на оси 20, закрепленной на
корпусе 1 с возможностью поворота, осуществляемым кулачковым механизмом 19 с помощью рычага 21,
оснащенного фиксатором 22. Колосниковая решетка 14 состоит из двух элементов 23 и закреплена на осях
15 вдоль боковых стенок с возможностью поворота, осуществляемого рычагами 24, оснащенными фиксаторами 25. В жаровой трубе 12 со стороны корпуса 1 до патрубка подачи вторичного воздуха установлены по
винтовой линии направляющие лопасти 26, закручивающие поток отходящих газов. Снаружи жаровая труба
12 покрыта теплоизоляцией 27. В свободные втулки 16 на передней стенке корпуса 1 вставлены заглушки 28.
Предложенный газогенератор работает следующим образом. Колосниковая решетка 14 посредством осей
15 устанавливается в необходимое положение. В свободные втулки 16 на передней стенке корпуса 1 вставляются заглушки 28. Элементы 23 колосниковой решетки 14 устанавливаются в горизонтальное положение с
помощью рычагов 24 и закрепляются в этом положении фиксаторами 25. Поворотные лопасти 18 сводчатого
рассекателя 10 посредством кулачкового механизма 19 раздвигаются до соприкосновения своими краями
футеровки 2 корпуса 1, перекрывая полностью прямоугольные каналы для подачи топлива на колосниковую
решетку 14. Бункер 6 загружается топливом, затем люк 7 плотно закрывается. На колосниковую решетку 14
через дверцу 4 укладывается материал для розжига газогенератора. После загорания материала для розжига
на колосниковой решетке 14 дверца плотно закрывается, а устройством подачи и регулирования первичного
воздуха 5 устанавливается необходимый поток, который окончательно регулируется в процессе установившейся работы газогенератора. Затем поворотные лопасти 18 сводчатого рассекателя 10 устанавливаются в
необходимое положение кулачковым механизмом 19, закрепляемым в этом положении фиксатором 22 и на
колосниковую решетку 14 начинает подаваться топливо из бункера 6. Первичный воздух через канал, образующийся шторкой 17 и горловиной 3, под действием тяги подается под колосниковую решетку 14. После
выхода газогенератора на режим шторка 17 нагревается и происходит подогрев первичного воздуха, что повышает коэффициент полезного действия газогенератора. Первичный воздух проходит через слой материала
для розжига и основного топлива (резинотехнические изделия с торфом или сапропелем), обеспечивая их
интенсивное горение, т.е. соединение кислорода (O2), содержащегося в воздухе, с горючими частями топлива, главным образом с углеродом (С). В результате горения топлива получается диоксид углерода
(C + O2 = СO2). В этой зоне, называемой окислительной зоной, кислород воздуха полностью расходуется.
При этом происходит значительное выделение тепла. Температура в окислительной зоне достигает
6
BY 4548 C1
1100...1300 °С. В расположенном над окислительной зоной слое топлива происходит процесс сухой перегонки, в результате которого из топлива выделяются газообразные и парообразные продукты, а само топливо
превращается в кокс.
Пространство над окислительной зоной называется зоной сухой перегонки. Над ней находится зона подсушки, в которой топливо подвергается предварительному подсушиванию.
Получающиеся продукты горения и пары проходят через слой кокса. Здесь под действием раскаленной
поверхности негорючий CO2 превращается в горючий - оксид углерода (СО) по реакции:
CO2 + С → 2CO.
В этой зоне происходит и разложение водяных паров, в результате чего получается также водород (H2) и
оксид углерода по реакции:
Н2O + С → СО + Н2
или, при недостаточной температуре, водород и диоксид углерода:
2Н2O + C → 2Н2 + CO2.
В состав горючего газа входит небольшое количество метана и других углеводородов.
При горении резинотехнических изделий, содержащих до 2 % серы, образуется диоксид серы SO2. Связывание диоксида серы в термически неустойчивые сульфаты происходит в зоне окисления при контакте с
золой второго горючего компонента торфа и/или сапропеля, содержащих в своем составе соединения Са и
Mg (в виде СаО или сложного карбоната CaMg(CO3)2), по реакции:
CaMg(CO3)2 + 2SO2 + O2 → CaSO4 + MgSO4 + 2CO2↑ .
Зона окисления и зона сухой перегонки вместе образуют активную зону газификации или активный слой
топлива.
Из активной зоны газы через отверстие 11 поступают в жаровую трубу 12, где происходит их сжигание,
для чего в жаровую трубу через устройство 13 подается вторичный атмосферный воздух.
Образующиеся продукты сухой перегонки (смолы, кислоты), проходя через активный слой топлива, частично сгорают, а частично подвергаются крекинг-процессу (разлагаются с выделением горючих газов) и не
вызывают засмоления деталей установки, т.е. при этом обеспечивается получение бессмольного газа.
Отдав тепло, газ выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу. По мере сгорания столб топлива постепенно спускается вниз и после выгорания части его не ниже минимального уровня, обеспечивающего
безопасную работу газогенератора, исключающую возгорание топлива в бункере, производится загрузка
следующей порции топлива.
Производительность газогенератора (выход тепла) регулируется изменением количества топлива, участвующего в процессе. Это осуществляется путем подъема-опускания колосниковой решетки 14 и поворотом
лопастей рассекателя 18. Интенсивность процесса регулируется изменением подачи первичного воздуха посредством устройства 5, вторичного воздуха посредством устройства 13 и заслонки дымовой трубы (на фигуре не показана).
При необходимости быстрого прекращения подачи тепла в теплообменник поворотные лопасти рассекателя 18 поворачиваются до упора в футеровку 2 корпуса 1, в результате чего прекращается подача топлива
из бункера в активную зону. Плотно закрывается крышка устройства 5 для подачи первичного воздуха.
Интенсивность газификации реализуется за счет дополнительной подсушки топлива и увеличения доли
газов термического разложения, образующихся при контакте топлива с поворотными пластинами рассекателя.
При этом происходит снижение расхода топлива на 10...15 % и повышение КПД процесса с 0,65 до 0,80.
Предложенный газогенератор является простейшим и дешевым устройством. Использование предложенных способа и газогенератора позволяет с высокой эффективностью сжигать изношенные резинотехнические изделия, заменяя при этом дорогое и дефицитное привозное топливо (нефть, газ, мазут, уголь и др.) и
сокращая потребление электроэнергии, причем существенно снижается количество загрязненных выбросов в
атмосферу.
Источники информации:
1. ТЭС для сжигания старых автопокрышек. Clean energy in the black country / Dettmer Roger//IEE Rev. 1994. - 40. - № 1. - С. 25.
2. Топливо получаемое из шин и сжигаемое с углем. Tire derived fuel, cofiring with cial /Stopek D.J., Licklider P.L. Millis A.K., Diewald D.J.//Proc. Amer. Power Conf:, 54 th Annu. Meet. Amer. Power Conf. Chicago,. III
[Apr], 1992. 54.2. - Chicago, III, 1992. - C.868...873.
3. Виноградов Л.М., Грушецкая С.М., Дроздов В.М. и др. Взаимодействие диоксида серы с минеральной
частью сжигаемых в псевдоожиженном слое твердых топлив. Сб. Проблемы тепло- и массопереноса в теплоэнергетических установках с дисперсными системами, Ин-т тепло- и массопереноса АН БССР. - Минск,
1985. - С. 76...82.
4. Рамбуш Н.Э. Газогенераторы (пер. с англ). ГОНТИ. - М.-Л., 1939. - С.270.
7
BY 4548 C1
5. Проспект фирмы HERBST GROUP «THE HERBST GASMISER", KILPOOLE HILL, WICRLOW",
IRELAND, 1985.
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
198 Кб
Теги
4548, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа