[go: up one dir, main page]

BG111209A - Method for producing electrical and thermal energy from biomass - Google Patents

Method for producing electrical and thermal energy from biomass Download PDF

Info

Publication number
BG111209A
BG111209A BG10111209A BG11120912A BG111209A BG 111209 A BG111209 A BG 111209A BG 10111209 A BG10111209 A BG 10111209A BG 11120912 A BG11120912 A BG 11120912A BG 111209 A BG111209 A BG 111209A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
chamber
biomass
flue gases
fed
redox
Prior art date
Application number
BG10111209A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG66706B1 (en
Inventor
Vladimir адимирВЛАДИМИРОВ Вл Vladimirov
StoyanМИТОВ Стоян Mitov
Original Assignee
"СОЛАР ТЕХНОЛОГИИ" ЕООД"Solar Tehnologii" Eood
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by "СОЛАР ТЕХНОЛОГИИ" ЕООД"Solar Tehnologii" Eood filed Critical "СОЛАР ТЕХНОЛОГИИ" ЕООД"Solar Tehnologii" Eood
Priority to BG111209A priority Critical patent/BG66706B1/en
Publication of BG111209A publication Critical patent/BG111209A/en
Publication of BG66706B1 publication Critical patent/BG66706B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

The method provides the energy conversion of biomass into electrical and thermal energy and waste product as bio-coal. The method comprises a continuous process in which the comminuted and partially dried biomass material is fed in oxidation-reduction chamber, provided with a burner, where it is heated by direct contact of the biomass with the flue gases generated by the burner, under conditions of oxidizing atmosphere in the upper zone of the combustion chamber and reduction atmosphere in the remaining part of the chamber. At a temperature in the chamber between 150 ° C and 400 C, partial pyrolysis of biomass is carried out and contained moisture, volatiles and gaseous products resulting from the partial pyrolysis are released and passed in flue gases, and the resulting charred solid material is a waste product in the form of bio-coal on the type of wood charcoal with calorific value similar to that of brown coal, and is discharged from the combustion chamber. The flue gases containing the released from the biomass moisture, volatiles and gaseous products of the partial pyrolysis are discharged from the oxidation-reduction chamber and are fed in a chamber for reburning, equipped with burners, wherein is carried out the complete combustion of the gases and containing in them hydrocarbons for obtaining of additional amount of thermal energy. After removal from the reburning chamber the flue gases are fed to the high temperature heat exchanger, wherein heat a flow of recirculation flue gases, fed back into the oxidation-reduction chamber. After the high temperature heat exchanger the flue gases pass through a second heat exchanger connected to a cycle for producing of electrical and thermal energy, wherein the flow of flue gases heats an agent used in the cycle.

Description

Изобретението се отнася до метод за получаване на електрическа и топлинна енергия от биомаса чрез комбиниран кръгов процес, в който се използва Органичен цикъл на Ранкин или друг конвенционален цикъл за получаване на електрическа и топлинна енергия, и по-специално до процес на конверсия на енергията на биомаса в електрическа и топлинна енергия и отпадъчен продукт във вид на биовъглища от типа на дървените въглища с калоричност, близка до тази на кафявите въглища.The invention relates to a method for producing electricity and heat from biomass by a combined circular process using an Organic Rankin cycle or other conventional cycle to generate electricity and heat, and in particular to a conversion process of biomass in electricity and heat and waste in the form of charcoal-like bio-coal with a calorific value close to that of brown coal.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

US 2009/0260286 разкрива метод за получаване на електрическа и топлинна енергия от биомаса чрез непрекъснат процес, включващ пиролиза на биомасата в ротационна пещ чрез индиректно нагряване на биомасата в отсъствие на кислород за получаване на пиролизен газ и дървени въглища, които се подават в газификатор, където се извършва газификация на съдържащите се в пиролизния газ твърди частици и дървените въглища в присъствие на кислород. Генерираният отпаден газ преминава през филтри за отделяне на твърдите частици, след което се подава към топлообменник, който се използва за нагряване на вода за различни цели, а преминалият през топлообменника отпаден газ се подава към генератор за производство на електричество.US 2009/0260286 discloses a method of producing electrical and thermal energy from biomass by a continuous process involving the pyrolysis of biomass in a rotary kiln by indirectly heating the biomass in the absence of oxygen to produce pyrolysis gas and charcoal fed into a gasifier, where gasification of particulate matter and charcoal in the presence of oxygen takes place. The generated exhaust gas is passed through particulate filters, then fed to a heat exchanger that is used to heat water for various purposes, and the exhaust gas passed through the heat exchanger is fed to an electricity generator.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задача на изобретението е да се създаде метод за получаване на електрическа и топлинна енергия от биомаса, който осигурява по-висока ефективност на процеса при използване на малки количества допълнително гориво.It is an object of the invention to provide a method for producing electricity and heat from biomass, which provides higher process efficiency by using small amounts of additional fuel.

Тази задача е решена с метод за получаване на електрическа и топлинна енергия от биомаса чрез непрекъснат процес, при който раздробеният и частично изсушен материал от биомасата се подава в окислително-редукционна камера, снабдена с горелка, където се нагрява от директен контакт на биомасата с димните газове, генерирани от горелката, в условия на окислителна среда в горната зона на горивната камера и редукционна - в останалата част на камерата. При температура в камерата между 150°С и 400°С протича частична пиролиза на биомасата и съдържащите се в нея влага, летливи вещества и газообразни продукти, получени в резултат на частичната пиролиза, се отделят и преминават в димните газове, а полученият овъглен твърд • ·This task is solved by a method for producing electrical and thermal energy from biomass by a continuous process in which the crushed and partially dried biomass material is fed into a redox chamber equipped with a burner where it is heated by direct contact of the biomass with the fumes gases generated by the burner under oxidation conditions in the upper zone of the combustion chamber and reduction in the rest of the chamber. At a temperature in the chamber between 150 ° C and 400 ° C, partial pyrolysis of the biomass takes place and the moisture, volatiles and gaseous products resulting from the partial pyrolysis are separated and passed into the flue gases, and the resulting charred solid • ·

материал представлява отпадъчен продукт във вид на биовъглища от типа на дървените въглища с калоричност, близка до тази на кафявите въглища, и се разтоварва от горивната камера. Димните газове, съдържащи отделените от биомасата влага, летливи вещества и газообразни продукти от частичната пиролиза, се отвеждат от окислителноредукционната камера и се подават в камера за доизгаряне, снабдена с горелки, където протича пълно изгаряне на газовете и съдържащите се в тях въглеводороди за получаване на допълнително количество топлинна енергия. След отвеждане от камерата за доизгаряне димните газове се подават към високотемпературен топлообменник, където нагряват поток от рециркулационни димни газове, подавани обратно в окислително-редукционната камера. След високотемпературния топлообменник димните газове преминават през втори топлообменник, свързан с цикъл за получаване на електрическа и топлинна енергия, където потокът от димни газове нагрява агент, използван в цикъла. Потокът от димни газове, напускащ втория топлообменник, се разделя на два потока, като единият от тях е споменатият поток от рециркулационни димни газове, който, след отделяне на съдържащата се в него влага, се подава към високотемпературния топлообменник за предварително нагряване, след което се подава обратно в окислително-редукционната камера. Другият поток от димни газове се използва за частично изсушаване на изходния раздробен материал от биомаса преди подаването му в окислително-редукционната камера.the material is a waste product in the form of charcoal of a type of charcoal with a calorific value close to that of brown coal, and is unloaded from the combustion chamber. The flue gases containing moisture, volatile matter and gaseous products of partial pyrolysis separated from the biomass are removed from the redox chamber and fed into a combustion chamber equipped with burners, where complete combustion of the gases and the hydrocarbons contained therein takes place to produce them. extra amount of heat. After removal from the combustion chamber, the flue gases are fed to a high temperature heat exchanger, where they heat a stream of recirculating flue gases fed back into the redox chamber. After the high-temperature heat exchanger, the flue gases pass through a second heat exchanger connected to a cycle for the generation of electrical and thermal energy, where the flue gas stream heats the agent used in the cycle. The flow of flue gases leaving the second heat exchanger is divided into two streams, one of them being said flow of recirculating flue gases, which, after separation of the moisture contained therein, is fed to the high-temperature pre-heating heat exchanger, and then feeds back into the redox chamber. The other flue gas stream is used to partially dry the biomass feedstock before being fed into the redox chamber.

Окислителната атмосфера в горната част на окислително-редукционната камера, в която се извършва частична пиролиза на биомасата, е с излишък на кислород до 10 %.The oxidation atmosphere in the upper part of the redox chamber, in which partial pyrolysis of the biomass is carried out, has an excess of oxygen of up to 10%.

Предпочита се окислително-редукционната камера да работи в условия на подналягане в границите от 80 до 100 kPa (abs).It is preferable for the redox chamber to operate under pressure conditions in the range of 80 to 100 kPa (abs).

При един вариант на изпълнение на изобретението окислително-редукционната камера е цилиндрична ротационна камера, в която материалът от биомаса се движи в противоток на димните газове, като скоростта на газовия поток е по-ниска от скоростта на биомасата.In one embodiment of the invention, the redox chamber is a cylindrical rotary chamber in which the biomass material moves in counterflow to the flue gases, the gas flow velocity being lower than the biomass velocity.

Предпочитаното време на престой на биомасата в окислително-редукционната камера е между 0,5 и 2,5 часа в зависимост от вида на биомасата и нейните свойства.The preferred residence time of the biomass in the redox chamber is between 0.5 and 2.5 hours, depending on the type of biomass and its properties.

При един вариант на изпълнение, след разтоварване от окислителноредукционната камера, полученият отпадъчен продукт във вид на биовъглища се брикетира.In one embodiment, after discharge from the redox chamber, the resulting waste product in the form of biochar is briquetted.

Λ » • ·Λ »• ·

Отведените от окислително-редукционната камера димни газове се подлагат на очистване от увлечени с газа прахови частици, преди да постъпят в камерата за доизгаряне.The flue gases removed from the redox chamber are subjected to gas dust entraining before entering the combustion chamber.

Минималното време на престой на димните газове в камерата за доизгаряне е 2 s.The minimum residence time of the flue gas in the afterburner is 2 s.

При един вариант на изпълнение на изобретението цикълът за получаване на електрическа и топлинна енергия е Органичен цикъл на Ранкин.In one embodiment, the electricity and heat production cycle is the Rankin Organic Cycle.

При друг вариант цикълът за получаване на електрическа и топлинна енергия е парен цикъл.In another embodiment, the cycle for receiving electricity and heat is a steam cycle.

Предимствата на метода съгласно изобретението се изразяват в следното: Топлинната енергия на горещите димни газове, получени в процеса на получаване на отпадъчен продукт във вид на биовъглища от биомаса, се оползотворява в цикъл за производство на електрическа и топлинна енергия. Методът осигурява получаването на отпадъчен продукт във вид на биовъглища от биомаса чрез частична пиролиза в окислително-редукционна камера при директен контакт на биомасата с димни газове, отделяни от горелка, и зонално поддържане на окислителна и редукционна атмосфера в камерата, без да се допуска горене на материала от биомаса. С това предлаганият комбиниран метод за получаване на електроенергия, топлинна енергия и отпадъчен продукт във вид на биовъглища от биомаса осигурява по-висока обща ефективност при използване на малки количества допълнително гориво.The advantages of the process according to the invention are expressed in the following: The thermal energy of the hot flue gases produced in the process of production of waste product in the form of biomass from biomass is utilized in a cycle for the production of electricity and heat. The method provides the production of biomass waste product by partial pyrolysis in a redox chamber in direct contact of the biomass with flue gases emitted by the burner and zonal maintenance of the oxidation and reduction atmosphere in the chamber without allowing combustion. of biomass material. Thus, the combined method of producing electricity, heat and waste product in the form of biomass from biomass provides higher overall efficiency when using small amounts of additional fuel.

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

Фигура 1 представлява технологична схема за получаване на електроенергия, топлинна енергия и биовъглища от биомаса съгласно изобретението.Figure 1 is a flow chart for the production of electricity, heat and biomass from biomass according to the invention.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Методът съгласно изобретението се пояснява с помощта на технологичната схема, представена на фиг. 1, и примерно изпълнение на изобретението, което не го ограничава.The method according to the invention is illustrated by means of the flow chart presented in FIG. 1, and an exemplary embodiment of the invention which does not limit it.

Изходният продукт представлява биомаса и/или отпадъци от биомаса - продукти от растителен произход като стърготини, кора, дървесни частици, получени при раздробяване на дървесни отпадъци от строителни и разрушителни дейности и други подобни. Биомасата се подава чрез верижен транспортьор 31 към камера за очистване и промиване 1, снабдена с грубо сито, където се отстраняват големите късове (над 500 mm), камъни и метални части. Преминалата през ситото биомаса чрез лентов • * · · • · · • ·The starting product is biomass and / or biomass waste - products of plant origin such as sawdust, bark, wood particles obtained from the fragmentation of wood waste from construction and demolition activities and the like. The biomass is fed through a chain conveyor 31 to a cleaning and flushing chamber 1 equipped with a coarse sieve, where large pieces (over 500 mm), stones and metal parts are removed. The biomass passed through the sieve by tape •

транспортьор 32 се подава към дробилна инсталация 2, където се раздробява до размер на частиците 50 mm, след което раздробеният материал преминава през сито 2а. Водата, отделена от ситото 2а, чрез помпа 2Ь се връща към камерата за очистване и промиване 1, а очистената дървесина посредством втори верижен транспортьор 33 и шнек 34 се подава в сушилен барабан 3 за частично отстраняване на влагата от раздробения материал. Газовете от сушилния барабан 3 преминават през последователно свързани циклони За и ръкавни филтри ЗЬ и с помощта на смукателен вентилатор 3d очистените газове се отвеждат през комин Зе, а частично изсушеният материал от биомаса преминава през захранващ канал с херметична камера 4 и чрез шнекови питатели 5 и 6, свързани чрез възвратен клапан 7, се подава в преходната камера 8а на окислително редукционна камера, която в този пример е цилиндрична ротационна камера 8, снабдена с горелка 9.conveyor 32 is fed to a crushing plant 2, where it is crushed to a particle size of 50 mm, after which the crushed material passes through a sieve 2a. The water separated from the sieve 2a is returned to the cleaning and flushing chamber 1 by pump 2b, and the cleaned wood is fed via a second chain conveyor 33 and auger 34 to a drying drum 3 for partial removal of moisture from the crushed material. The gases from the drying drum 3 are passed through successively connected cyclones 3a and bag filters 3b and, using a suction fan 3d, the purified gases are discharged through the chimney Ze, and the partially dried biomass material is passed through a feed channel with a sealed chamber 4 and through auger feeders 5 and 6 connected via a non-return valve 7 is fed into the transition chamber 8a of a redox chamber, which in this example is a cylindrical rotary chamber 8 provided with a burner 9.

В ротационната камера 8 раздробената биомаса се движи в противоток на димните газове, генерирани от горелката 9, и се нагрява от директния контакт на биомасата с димните газове при температура между 150°С и 400°С в условия на окислителна среда (до 10% излишък на кислород) в горната зона на ротационната камера и редукционна - в останалата част на камерата. При тези условия протича частична пиролиза, без запалване на биомасата, и съдържащите се в нея влага, летливи вещества и газообразните продукти, получени в резултат на частичната пиролиза, се отделят и преминават в димните газове.In rotary chamber 8, the shredded biomass moves counter to the flue gases generated by the burner 9 and is heated by direct contact of the biomass with the flue gases at a temperature between 150 ° C and 400 ° C under conditions of oxidizing medium (up to 10% excess of oxygen) in the upper zone of the rotary chamber and reduction - in the rest of the chamber. Under these conditions, partial pyrolysis takes place, without burning the biomass, and the moisture, volatile matter and gaseous products resulting from the partial pyrolysis contained therein are separated and passed into the flue gases.

Комбинацията от посочените температура и състав на газовата фаза в ротационната камера 8 осигуряват разрушаване на хемицелулозата, съдържаща се в биомасата, и я превръща в газове (като CO, ароматни въглеводороди, ΟχΗχ и други подобни), органични течности (като киселини, кетони, терпени, феноли, парафини и др.), твърди вещества (като въглища, модифицирани захари и полимерни вещества), а така също минерална пепел. Времето на престой на биомасата в ротационната камера 8 има съществена роля за процеса на конверсия на биомасата и обикновено е между 0,5 и 2,5 часа в зависимост от вида на биомасата и нейните свойства.The combination of the indicated temperatures and the composition of the gas phase in the rotation chamber 8 ensure the destruction of the hemicellulose contained in the biomass and converts it into gases (such as CO, aromatic hydrocarbons, ΟχΗχ and the like), organic liquids (such as acids, ketones, terpenes , phenols, paraffins, etc.), solids (such as coal, modified sugars, and polymeric substances), as well as mineral ash. The residence time of the biomass in the rotary chamber 8 plays an essential role in the biomass conversion process and is usually between 0.5 and 2.5 hours depending on the type of biomass and its properties.

Полученият отпадъчен продукт във вид на биовъглища с температура до 400°С се разтоварва от ротационната камера 8 и чрез шнеков транспортьор 36 се подава в продуктов охладител 11 от шнеков тип, където се охлажда в атмосфера без кислород, преминава през набор от сита 12, след което с помощта на транспортьор 37 се отвежда към мелница 13, като ситната фракция от смленият материал чрез втори транспортьор 38 се подава към брикетни машини 14, където се смесва с добавки за слепване и се • · · · • · брикетира. Полученият отпадъчен продукт във вид на брикети се отвежда за складиране с помощта на лентови конвейери 14с и 14d, а отделящият се в процеса на брикетиране прах преминава през батерия циклони 15 за отделяне на праха от газовата фаза и с помощта на смукателния вентилатор 16 очистеният газ се отвежда.The resulting waste product in the form of biochar with a temperature up to 400 ° C is unloaded from the rotary chamber 8 and is fed through a screw conveyor 36 into a product cooler 11 of a screw type, where it is cooled in an oxygen-free atmosphere, passed through a set of sieves 12, after which is conveyed to the mill 13 by means of a conveyor 37, the fine fraction of the milled material being fed through the second conveyor 38 to the briquetting machines 14, where it is mixed with adhesive additives and briquetted. The resulting waste product in the form of briquettes is removed for storage by means of belt conveyors 14c and 14d, and the dust released during the briquetting process passes through a cyclone battery 15 to remove the dust from the gas phase and with the help of the suction fan 16 the purified gas is takes away.

Отвежданите от ротационната камера 8 димни газове с температура над 150°С и калоричност до 7400 kJ/ш по тръбопровод 40 преминават през устройство от циклонен тип 17 за отделяне на праховите частици, след което се подават в камера за доизгаряне 18, снабдена с горелки. По-високата температура и окислителната среда в камерата за доизгаряне 18 осигуряват пълно изгаряне на С, CO и присъстващите в димните газове летливи органични вещества, в резултат на което температурата на димните газове се повишава над 750°С. Отведените от камерата за доизгаряне 18 димни газове обикновено съдържат 2 до 12 % кислород, 7-18 % СО2, до 10 % водни пари, между 5 и 30 ppmv NOx и останалото азот. Те се подават към високотемпературен топлообменник 10, който се използва за предварително нагряване на поток от рециркулационни от димни газове (РДГ) от около 20°С до около 670°С, а отведените от камерата за доизгаряне 18 димни газове се охлаждат до около 700°С.The flue gases emitted from the rotary chamber 8 above 150 ° C and calorific value up to 7400 kJ / w by pipeline 40 are passed through a cyclone type 17 particulate separator, and then fed to a combustion chamber 18 equipped with burners. The higher temperature and oxidizing medium in the afterburner 18 ensure complete combustion of C, CO and the volatile organic substances present in the flue gas, resulting in the flue gas temperature rising above 750 ° C. The 18 fumes removed from the combustion chamber typically contain 2 to 12% oxygen, 7-18% CO 2 , up to 10% water vapor, between 5 and 30 ppmv NOx and the rest of the nitrogen. They are fed to a high temperature heat exchanger 10, which is used to pre-heat a flue gas recirculation (RDG) stream from about 20 ° C to about 670 ° C, and the 18 flue gases discharged from the afterburner are cooled to about 700 ° S.

След преминаването на димните газове през високотемпературния топлообменник 10 чрез тръба 41 се подават към втори топлообменник 21, където нагряват топлинен агент, свързан с контур 22 на Органичен цикъл на Ранкин (ОЦР) за производство на електрическа и топлинна енергия, известен на специалиста в областта. ОЦР включва турбина, генератор, набор от топлообменници и изпарител (непоказани на фигурата). ОЦР контурът 22 е снабден с контур за охлаждаща вода 23, който от своя страна генерира значително количество топлинна енергия, която може да се използва за различни цели, например за квартално отопление, отопление на парници и други подобни.After passing the flue gases through the high-temperature heat exchanger 10 through a pipe 41, they are fed to a second heat exchanger 21, where they heat a thermal agent connected to a Rankin Organic Cycle (OCR) circuit 22 to produce electricity and heat known to one of ordinary skill in the art. The OCR includes a turbine, a generator, a set of heat exchangers and an evaporator (not shown in the figure). The OCR circuit 22 is provided with a cooling water circuit 23, which in turn generates a considerable amount of heat that can be used for various purposes, for example, district heating, greenhouse heating and the like.

Цикълът за производство на електрическа и топлинна енергия може да е от друг конвенционален вид, например парен цикъл.The electricity and heat production cycle may be of another conventional type, such as a steam cycle.

След втория топлообменник 21 потокът от димни газове с температура около 110°С - 150°С, но не по-висока от посочената горна граница, преминава по тръбопровод 42, на който са монтирани ръкавни филтри 25 и вентилатор 30, след което се разделя на два потока: единият поток чрез тръба 44 се подава към кондензатор 26, с помощта на който се отделя влагата, а другият поток чрез тръба 43 се подава към подгревател 24 и се изпраща към сушилния барабан 3. Кондензаторът 26 се захранва с вода с помощта на водна помпа 29. Изсушеният газов поток, представляващ споменатият поток от РДГ, се • *After the second heat exchanger 21, the flue gas stream at a temperature of about 110 ° C to 150 ° C, but not higher than the upper limit, passes through a conduit 42 to which bag filters 25 and a fan 30 are mounted, and then divided into two streams: one stream through tube 44 is fed to condenser 26, by which moisture is removed, and the other stream through tube 43 is fed to heater 24 and sent to the drying drum 3. The condenser 26 is fed with water by means of water pump 29. The dried gas stream representing said sweat k of RFA is • *

подлага на предварително нагряване във високотемпературния топлообменник 10, разположен след камерата за доизгаряне 18, след което по тръбопровод 46 се изпраща в ротационната камера 8 в близост до горелката 9.it is pre-heated in the high-temperature heat exchanger 10, located after the afterburner 18, after which it is sent to the rotary chamber 8 near the burner 9 via pipeline 46.

На тръбопровода 44, свързващ кондензатора 26 и високотемпературния топлообменник 10, е монтиран смукателен вентилатор за принудителна тяга 27, който поддържа подналягане в системата от ротационната камера 8 до изхода на ръкавните филтри 25.A forced draft suction fan 27 is mounted on the conduit 44 connecting the condenser 26 and the high temperature heat exchanger 10, which maintains a system pressure from the rotary chamber 8 to the outlet of the bag filters 25.

Claims (10)

ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИPatent Claims 1. Метод за получаване на електрическа и топлинна енергия от биомаса чрез непрекъснат процес, характеризиращ се е това, че включва следните етапи:1. A method of producing electricity and heat from biomass by a continuous process, characterized in that it comprises the following steps: раздробеният и частично изсушен материал от биомасата се подава в окислително-редукционна камера, снабдена с горелка, където се нагрява от директен контакт на биомасата с димните газове, генерирани от горелката, в условия на окислителна среда в горната зона на горивната камера и редукционна - в останалата част на камерата, като при температура в камерата между 150 и 400°С протича частична пиролиза на биомасата и съдържащите се в нея влага, летливи вещества и газообразни продукти, получени в резултат на частичната пиролиза, се отделят и преминават в димните газове, а полученият овъглен твърд материал представлява отпадъчен продукт във вид на биовъглища от типа на дървените въглища с калоричност, близка до тази на кафявите въглища;the crushed and partially dried biomass material is fed into a redox chamber equipped with a burner, where it is heated by direct contact of the biomass with the flue gases generated by the burner under conditions of oxidizing medium in the upper zone of the combustion chamber and in the rest of the chamber, at a temperature in the chamber between 150 and 400 ° C, partial pyrolysis of the biomass takes place, and the moisture, volatiles and gaseous products resulting from the partial pyrolysis are separated and passed through watts in the flue gas and the resulting charcoal solid is a waste product in the form of charcoal-like bio-coal with a calorific value close to that of brown coal; отпадъчният продукт във вид на биовъглища се разтоварва от окислителноредукционната камера;the waste product in the form of biochar is unloaded from the redox chamber; димните газове, съдържащи отделените от биомасата влага, летливи вещества и газообразни продукти от частичната пиролиза, се отвеждат от окислителноредукционната камера и се подават в камера за доизгаряне, снабдена с горелки, където протича пълно изгаряне на газовете и съдържащите се в тях въглеводороди за получаване на допълнително количество топлинна енергия;the flue gases containing the moisture, volatile matter and gaseous products of partial pyrolysis separated from the biomass are removed from the redox chamber and fed into a combustion chamber equipped with burners where complete combustion of the gases and the hydrocarbons contained therein is carried out to produce them. additional amount of heat; след отвеждане от камерата за доизгаряне димните газове се подават към високотемпературен топлообменник, където нагряват поток от рециркулационни димни газове, подавани обратно в окислително-редукционната камера;after removal from the combustion chamber, the flue gases are fed to a high temperature heat exchanger, where they heat a stream of recirculating flue gases fed back into the redox chamber; от високотемпературния топлообменник димните газове преминават през втори топлообменник, свързан с цикъл за получаване на електрическа и топлинна енергия, където потокът от димни газове нагрява агент, използван в цикъла;from the high-temperature heat exchanger, the flue gases pass through a second heat exchanger connected to a cycle for the generation of electrical and thermal energy, where the flue gas stream heats the agent used in the cycle; потокът от димни газове, напускащ втория топлообменник, се разделя на два потока, като единият от тях представлява споменатият поток от рециркулационни димни газове, който, след отделяне на съдържащата се в него влага, се подава към високотемпературния топлообменник за предварително нагряване, след което се подава обратно в окислително-редукционната камера;the flue gas stream leaving the second heat exchanger is split into two streams, one of which is said recirculating flue gas stream, which, after separation of the moisture contained therein, is fed to the high-temperature pre-heat exchanger, and then feeds back into the redox chamber; • · другият поток от димни газове се използва за частично изсушаване на изходния раздробен материал от биомаса преди подаването му в окислително-редукционната камера.• the other flue gas stream is used to partially dry the biomass feedstock before being fed into the redox chamber. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че окислителната атмосфера в горната част на окислително-редукционната камера, в която се извършва частична пиролиза на биомасата, е с излишък на кислород до 10 %.Method according to claim 1, characterized in that the oxidizing atmosphere in the upper part of the redox chamber, in which partial pyrolysis of the biomass is carried out, has an excess of oxygen of up to 10%. 3. Метод съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че окислителноредукционната камера работи в условия на подналягане в границите от 80 до 100 kPa (abs).The method according to claims 1 and 2, characterized in that the redox chamber operates under pressure conditions in the range of 80 to 100 kPa (abs). 4. Метод съгласно претенции 1, 2 и 3, характеризиращ се с това, че окислителноредукционната камера е цилиндрична ротационна камера, в която материалът от биомаса се движи в противоток на димните газове, като скоростта на газовия поток е по-ниска от скоростта на биомасата.A method according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the redox chamber is a cylindrical rotary chamber in which the biomass material moves in counterflow to the flue gases, the gas flow velocity being lower than the biomass velocity . 5. Метод съгласно претенции от 1 до 4, характеризиращ се с това, че времето на престой на биомасата в окислително-редукционната камера е между 0,5 и 2,5 часа в зависимост от вида на биомасата и нейните свойства.The method according to claims 1 to 4, characterized in that the residence time of the biomass in the redox chamber is between 0.5 and 2.5 hours, depending on the type of biomass and its properties. 6. Метод съгласно претенции от 1 до 5, характеризиращ се с това, че след разтоварване от окислително-редукционната камера получените отпадъчен продукт във вид на биовъглища се брикетират.Method according to claims 1 to 5, characterized in that, after unloading from the redox chamber, the resulting waste product in the form of biochar is briquetted. 7. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че отведените от окислително-редукционната камера димни газове се подлагат на очистване от увлечени с газа прахови частици, преди да постъпят в камерата за доизгаряне.Method according to claim 1, characterized in that the flue gases discharged from the redox chamber are subjected to gas entrapment before entering the combustion chamber. 8. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че минималното време на престой на димните газове в камерата за доизгаряне е 2 s.Method according to claim 1, characterized in that the minimum residence time of the flue gases in the combustion chamber is 2 s. 9. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че цикълът за получаване на електрическа и топлинна енергия е Органичен цикъл на Ранкин.A method according to claim 1, characterized in that the electricity and heat production cycle is the Rankin Organic Cycle. 10. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че цикълът за получаване на електрическа и топлинна енергия е парен цикъл.A method according to claim 1, characterized in that the cycle for generating electricity and heat is a steam cycle.
BG111209A 2012-05-21 2012-05-21 METHOD FOR OBTAINING ELECTRICITY AND HEAT FROM BIOMASS BG66706B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111209A BG66706B1 (en) 2012-05-21 2012-05-21 METHOD FOR OBTAINING ELECTRICITY AND HEAT FROM BIOMASS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111209A BG66706B1 (en) 2012-05-21 2012-05-21 METHOD FOR OBTAINING ELECTRICITY AND HEAT FROM BIOMASS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG111209A true BG111209A (en) 2013-11-29
BG66706B1 BG66706B1 (en) 2018-07-31

Family

ID=50114030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG111209A BG66706B1 (en) 2012-05-21 2012-05-21 METHOD FOR OBTAINING ELECTRICITY AND HEAT FROM BIOMASS

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG66706B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG66706B1 (en) 2018-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2515307C1 (en) Method and device for biomass pyrolysis and gasification using two intercommunicated kilns
RU2505588C2 (en) Fuel, method and apparatus for producing heat energy from biomass
US3852048A (en) Process for producing industrial fuel from waste woody materials
CN104804775B (en) The method and system of domestic garbage pyrolysis gasification production combustible gas
US9663719B1 (en) Systems, apparatus and methods for optimizing the rapid pyrolysis of biomass
CN103224802B (en) Biomass drying and carbonization system and application thereof
CN104773732A (en) Technique for preparing activated carbon from wood raw material by external-heating-free one-step process and carbon activating device
RU2544669C1 (en) Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products, and reactor for implementing it
CN100575455C (en) Biomass deep dehydration carbonization continuous treatment process and its equipment
JP2013253252A (en) Method for steam reforming carbonaceous material
RU2749040C2 (en) Method and device for biomass gasification
US9719020B1 (en) Systems, apparatus and methods for optimizing the pyrolysis of biomass using thermal expansion
RU2346026C2 (en) Method of sng and coal char obtaining by pyrolysis reaction of biomass
US9217110B1 (en) Systems, apparatus and methods for optimizing the production of energy products from biomass
CN101955782A (en) Coal pyrolysis method
JP4377824B2 (en) Waste melting treatment method using biomass
CN103409156B (en) Heat carrier destructive distillation system for coal and method thereof
CN108467740A (en) A kind of device preparing clean coal using pyrolysis of waste gasification partial carbonization
RU2408820C1 (en) Installation for multi-phase pyrolysis of organic raw material
CN102031128A (en) Coal gas-tar-semicoke cogeneration method
AU2013201098A1 (en) Fluid bed drying apparatus, gasification combined power generating facility, and drying method
WO2017048201A2 (en) Charcoal derived from agricultural residues
RU104672U1 (en) SOLID WASTE PROCESSING PLANT
JP2010254749A (en) Biomass coal production method and biomass coal production apparatus used therefor
BG111209A (en) Method for producing electrical and thermal energy from biomass