Устройство для термохимической переработки органического сырья

 

Использование: термохимическая переработка природного органического сырья и отходов его механической переработки и может быть использовано для получения угля, смолы, газа. Сущность изобретения: коронирующий электрод выполнен в виде расположенных на внутренней боковой поверхности осадительной камеры 3 острых разновеликих выступов 4. Положительный электрод 5 выполнен полым и снабжен средством для заполнения холодной водой, что обеспечивает возможность при работе устройства служить ему одновременно и конденсатором для осаждения жидких частиц аэрозоли, образующейся при термическом разложении сырья в корпусе 1. Электрод 5 размещен в осадительной камере 3 с возможностью образования с вершинами выступов 4 канала 11 для отвода образующейся в корпусе 1 аэрозоли. Выступы 4 выполнены с увеличивающейся по длине канала 11 в направлении отвода аэрозоли высотой. Устройство имеет две осадительные камеры 3, идентичные по конструкции и расположенные с противоположных сторон корпуса 1. Предлагаемое устройство обеспечивает глубокую степень переработки органического сырья и высокую степень очистки газообразных фракций продуктов термохимической обработки органического сырья. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению для химических процессов, химической технологии и энергетики, а именно к оборудованию для термохимической переработки природного органического сырья и отходов его механической переработки, и может быть использовано для получения угля, смолы, газа.

Известно устройство для термохимической переработки природных органических веществ, состоящее из металлической реторты с нагревателем, охлаждаемых емкостей для конденсации жидких фракций с патрубками для ввода и выводов продукта пиролиза [1] Недостатком этого устройства является очень низкая степень очистки газов от жидких фракций, что снижает качество жидких продуктов и приводит к нежелательной их конденсации в газовых трубопроводах.

Известно устройство для термохимической переработки природных органических веществ, состоящее из корпуса с нагревателем, осадительных камер с коронирующим и положительным электродами, конденсатора, охлажденного водой, выбранное за прототип [2] Недостатком известного устройства является существенный унос жидких фракций газами из-за неизменного расстояния между положительным и коронирующим электродами по длине гладкого газоходного канала. Постоянная напряженность электрического поля и малая турбулентность приводят к снижению массы осаждаемых жидких частиц из-за уменьшения концентрации этих частиц в аэрозольном потоке по длине канала.

Техническим результатом изобретения является увеличение глубины переработки органического сырья, т. е. увеличение количества жидких фракций и повышение степени очистки газообразных фракций.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для термохимической переработке органического сырья, содержащем обогреваемый корпус и соединенную с его полостью осадительную камеру с коронирующим и положительным электродами, коронирующий электрод выполнен в виде расположенных на внутренней боковой поверхности осадительной камеры острых разновеликих выступов, а положительный электрод выполнен полым, снабжен средством для заполнения холодной водой и размещен в полости осадительной камеры с возможностью образования с вершинами острых выступов канала для отвода образующейся в корпусе аэрозоли, причем выступы выполнены с увеличивающейся по длине канала в направлении отвода аэрозоли высотой.

Устройство снабжено идентичной по конструкции дополнительной осадительной камерой, расположенной с противоположной от имеющейся камеры стороны корпуса.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для термохимической переработки органического сырья; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для термохимической переработки содержит обогреваемый корпус 1 с электрическим или топочным нагревателем 2 и соединенные с полостью корпуса 1 осадительные камеры 3, расположенные с противоположных сторон корпуса. Каждая осадительная камера имеет коронирующий и положительный электроды. Коронирующие электроды выполнены в виде расположенных на внутренней боковой поверхности осадительной камеры острых разновеликих выступов 4. Положительные электроды 5 выполнены полыми и размещены в полостях осадительных камер 3 с возможностью образования с вершинами острых выступов 4 каналов 11 для отвода образующейся в корпусе 1 аэрозоли. Выступы 4 выполнены с увеличивающейся по длине канала 11 в направлении отвода аэрозоли высотой. Электроды 5 снабжены средствами для заполнения холодной водой и при работе устройства выполняют и роль конденсаторов. Каждый электрод 5 имеет изолирующее обрамление 6. Корпус 1 имеет металлические перегородки 9. Для вывода жидких фракций из осадительных камер 3 имеются патрубки 7, а для вывода газов патрубки 8. Корпус 1 и осадительные камеры 3 закрыты общей крышкой 10.

Устройство работает следующим образом.

В центральной части корпуса 1 наполняют поддон нагревателя 2 деревом, углем (или опилками, стружкой, угольной пылью). В осадительные камеры 3 с остриями 4 устанавливают электроды 5 с изолирующим обрамлением 6 так, чтобы образовать проход для газа только внизу камеры. Полость электродов заполняют водой и подсоединяют к средству для заполнения холодной водой. Корпус и камеры плотно закрываются крышкой 10. Включаются нагреватели и посредством кабеля подается высокое напряжение на изолированный от корпуса электрод 5. Корпус устройства заземляется.

При нагреве (пиролизе) органического сырья (дерево, уголь, древесные стружки, опилки, угольная пыль и т. п.) аэрозоль (смесь газообразных и жидких продуктов пиролиза) из центральной части корпуса через зазор между металлическими перегородками 9 и крышкой 10 поступают в осадительные камеры. Далее поток аэрозоля проходит через канал 11 и турбулизируется остриями 4. Под действием электрического коронного разряда происходит интенсивное осаждение жидких частиц на холодном электроде 5, а очищенные газы выходят через патрубок 8. Жидкая фракция конденсируется на электродах 5, стекает в низ камер 3, из которых может быть выведена через патрубки 7.

Поскольку напряженность электрического поля по длине канала увеличивается из-за уменьшения расстояния между остриями 4 и электродом 5, то повышается и эффективность разделения жидких и газообразных фракций.

Таким образом, интенсивное осаждение жидких фракций и более полное их отделение от газообразных осуществляется за счет электрического поля коронного разряда, характеризующегося увеличивающейся по длине канала напряженностью, а также осаждаемого электрода-конденсатора, что соответствует поставленной цели.

Простота конструкции и технологичность в изготовлении позволяет использовать предлаемое устройство в качестве топливного агрегата в установках копчения, получения активированного угля (при работе на древесине), жидких продуктов (смол), которые могут быть использованы при изготовлении топливных брикетов из отходов механической обработки древесины или пылевидных фракций некоксующегося (бурового) угля.

Формула изобретения

1. Устройство для термохимической переработки органического сырья, содержащее обогреваемый корпус и соединенную с его полостью осадительную камеру с коронирующим и положительным электродами, отличающееся тем, что коронирующий электрод выполнен в виде расположенных на внутренней боковой поверхности осадительной камеры острых разновеликих выступов, а положительный электрод выполнен полым, снабжен средством для заполнения холодной водой и размещен в полости осадительной камеры с возможностью образования с вершинами острых выступов канала для отвода образующейся в корпусе аэрозоли, причем выступы выполнены с увеличивающейся по длине канала в направлении отвода аэрозоли высотой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено идентичной по конструкции дополнительной осадительной камерой, расположенной с противоположной от имеющейся камеры стороны корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2