представлений огляд патентів, виданих в Росії за період з 1 січня 2004 по 31 грудня 2018 р за матеріалами Федерального інституту патентної власності. Розглянуто патенти підкласу C10B (деструктивна перегонка вуглець матеріалів), зокрема підгруп C10B 53/00 (деструктивна перегонка твердого сировини спеціальних видів або особливої ​​форми і розмірів) і C10B 53/02 (деструктивна перегонка матеріалів, що містять целюлозу). Визнаний перспективним спосіб переробки органічної сировини в паливо (№ 2554355). Спосіб включає термохімічну переробку сировини в реакторі швидкого піролізу з подальшою конденсацією парогаза в конденсаторі-холодильнику, виділенням з неї фракцій рідких вуглеводнів і паливного газу з подальшою їх очищенням. Спосіб відрізняється тим, що температуру парогаза до входу в конденсатор-холодильник підтримують на рівні 450-700 ° C, при цьому парогаза спочатку конденсируют холодною водою, відокремлюють паливний газ, який вдруге охолоджують і направляють на швидкий піроліз. Після наповнення ємності конденсатора-холодильника водою і зниження температури до 65 ° C з неї зливають воду з легкими вуглеводнями, а залишився смолистий осад розчиняють біоетанолом. Показано, що число патентів за тематикою термохімічної переробки деревини кожні 5 років збільшується приблизно в два рази. Основною технологією термохімічної переробки деревини залишається піроліз, але для переробки відходів представляють інтерес також газифікація і торрефікація.

Анотація наукової статті по промисловим біотехнологій, автор наукової роботи - Юр'єв Ю.Л.


Analytical review of Russian patents on thermo-chemical processing of wood for 2004-2018 years

The review of patents issued in Russia for the period from January 1, 2004 to December 31, 2018 on the materials of the Federal Institute of patent property is presented. Patents of subclass C10B (destructive distillation of carbonaceous materials), in particular subgroups C10B 53/00 (destructive distillation of solid raw materials of special types or special shapes and sizes) and C10B 53/02 (destructive distillation of materials containing cellulose) are considered . It is considered a promising way of processing organic raw materials into fuel (No 2554355). The method involves thermochemical processing of raw materials in the reactor of rapid pyrolysis followed by condensation of vaporgas mixture in the capacitor-fridge, the release of fractions of liquid hydrocarbons and fuel gas from it with further cleaning. The method differs in that the temperature of vaporgas mixture before entering the capacitor-fridge is maintained at the level of 450 ... 700 degrees Celsius, with vaporgas mixture fi rst condensing with cold water, separating the fuel gas, which is re-cooled and directed to rapid pyrolysis. After fi lling the container of the capacitor-fridge with water and reducing the temperature to 65 degrees Celsius, water with light hydrocarbons is drained from it, and the remaining resin sediment is dissolved with bioethanol. It is shown that the number of patents on the subject of thermochemical processing of wood every 5 years in-creases approximately twice. The main technology of thermochemical processing of wood remains pyrolysis for waste processing is also of interest gasifi cation and torrefi cation.


Область наук:
  • промислові біотехнології
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал
    Ліси Росії і господарство в них
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД РОСІЙСЬКИХ ПАТЕНТІВ ПО термохімічної переробки деревини ЗА 2004-2018 ГГ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД РОСІЙСЬКИХ ПАТЕНТІВ ПО термохімічної переробки деревини ЗА 2004-2018 ГГ»

    ?12. Usoltsev V.A., Vorobeichik E.L., Bergman I.E. Biological productivity of Ural forests under conditions of air pollutions: studying a system of regularities. Yekaterinburg: Ural State Forest Engineering University, 2012. 366 p. URL: http://www.elar.usfeu.ru/handle/123456789/458 [in Russian].

    13. Draper N., Smith G. Applied regression analysis. Moscow: Statistika, 1973. 392 p.

    УДК 66.0

    АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД РОСІЙСЬКИХ ПАТЕНТІВ ПО термохімічної переробки деревини ЗА 2004-2018 рр.

    Ю. Л. ЮРЬЕВ - доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри хімічної технології деревини,

    біотехнології та наноматеріалів,

    ФГБОУ ВО «Уральський державний лісотехнічний університет», 620010, Росія, Єкатеринбург, Сибірський тракт, 37

    e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Ключові слова: патент, біомаса, відходи, піроліз, деревне вугілля.

    Представлений огляд патентів, виданих в Росії за період з 1 січня 2004 по 31 грудня 2018 р за матеріалами Федерального інституту патентної власності. Розглянуто патенти підкласу C10B (деструктивна перегонка вуглець матеріалів), зокрема підгруп C10B 53/00 (деструктивна перегонка твердого сировини спеціальних видів або особливої ​​форми і розмірів) і C10B 53/02 (деструктивна перегонка матеріалів, що містять целюлозу).

    Визнаний перспективним спосіб переробки органічної сировини в паливо (№ 2554355). Спосіб включає термохімічну переробку сировини в реакторі швидкого піролізу з подальшою конденсацією парогаза в конденсаторі-холодильнику, виділенням з неї фракцій рідких вуглеводнів і паливного газу з подальшою їх очищенням. Спосіб відрізняється тим, що температуру парогаза до входу в конденсатор-холодильник підтримують на рівні 450-700 ° C, при цьому парогаза спочатку конденсируют холодною водою, відокремлюють паливний газ, який вдруге охолоджують і направляють на швидкий піроліз. Після наповнення ємності конденсатора-холодильника водою і зниження температури до 65 ° C з неї зливають воду з легкими вуглеводнями, а залишився смолистий осад розчиняють біоетанолом.

    Показано, що число патентів по тематиці термохімічної переробки деревини кожні 5 років збільшується приблизно в два рази. Основною технологією термохімічної переробки деревини залишається піроліз, але для переробки відходів становлять інтерес також газифікація і торрефікація.

    ANALITICAL REVIEW OF RUSSIAN PATENTS ON THERMOCHEMICAL PROCESSING OF WOOD FOR 2014-2018 YEARS

    Yu. L. YURYEV - Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of chemical technology of wood, biotechnology and nano-materials, FSBEI HE «Ural State Forest Engineering University», 620100, Russia, Yekaterinburg, Sibirsky tract, 37;

    e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Keywords: patent, biomass, waste, pyrolysis, charcoal.

    The review of patents issued in Russia for the period from January 1, 2004 to December 31, 2018 on the materials of the Federal Institute of patent property is presented. Patents of subclass C10B (destructive distillation

    of carbonaceous materials), in particular subgroups C10B 53/00 (destructive distillation of solid raw materials of special types or special shapes and sizes) and C10B 53/02 (destructive distillation of materials containing cellulose) are considered.

    It is considered a promising way of processing organic raw materials into fuel (No 2554355). The method involves thermochemical processing of raw materials in the reactor of rapid pyrolysis followed by condensation of vapor- gas mixture in the capacitor-fridge, the release of fractions of liquid hydrocarbons and fuel gas from it with further cleaning. The method differs in that the temperature of vapor- gas mixture before entering the capacitor-fridge is maintained at the level of 450 ... 700 degrees Celsius, with vapor- gas mixture first condensing with cold water, separating the fuel gas, which is re-cooled and directed to rapid pyrolysis. After filling the container of the capacitor-fridge with water and reducing the temperature to 65 degrees Celsius, water with light hydrocarbons is drained from it, and the remaining resin sediment is dissolved with bioethanol.

    It is shown that the number of patents on the subject of thermochemical processing of wood every 5 years increases approximately twice. The main technology of thermochemical processing of wood remains pyrolysis for waste processing is also of interest gasification and torrefication.

    Вступ

    Аналіз науково-технічної інформації показує, що за останні десятиліття в РФ відбулися серйозні зміни в техніці і технології термохімічної переробки деревини в плані переміщення виробництва деревного вугілля до джерел сировини [1, 2]. Зокрема, посилився інтерес до конструкцій апаратів, що забезпечують ефективне знешкодження газових викидів [3, 4, 5].

    Мета, методика і об'єкти дослідження

    Термохімічна переробка деревини, її відходів і біомаси в цілому є перспективним напрямком, особливо для такої багатолісних країни, як Росія. З цією метою нами розглянуті патенти на винахід і корисні моделі підкласу С10В за період з 1 січня 2004 по 31 грудня 2018 р тобто за 15 років, видані Федеральним інститутом патентної власності [6].

    Результати та їх обговорення

    У підгрупі С10В53 / 02 видано 70 патентів на винаходи (в тому числі 2004-2008 рр. -11, 2009-2013 рр. - 22, 20142018 рр. - 37). Патентів, що діють станом на серпень 2019 р - 34 (в тому числі випуску 2008 - 1 квiтня, 2012 - 2, 2013 - 4, 2014 року - 4,

    2015 - 5, 2016 - 9 2017 - 4,

    2016 - 5).

    Найстаріше діюче винахід - спосіб безперервної термічної переробки подрібненої деревини (2370520, Піялкін В.Н. та ін.). Дата початку відліку терміну дії патенту: 15.05.2008.

    Географія адрес патентовладельцев виглядає наступним чином: Москва - 14 патентів (в тому числі Патентовласники з Росії - 5, з Китаю, Швеції та Нідерландів - по 2, з США, Канади та Австралії - по 1). Санкт-Петербург - 8 патентів (в тому числі Патентовласники з Росії - 3, з Фінляндії - 4, з Німеччини - 1). Далі йдуть Казань - 4 патенти, Йошкар-Ола - 3,

    Краснодар - 2, Іркутськ, Мічурінськ і Новосибірськ по одному.

    У підгрупі С10В53 / 02 визнаний перспективним спосіб переробки органічної сировини в паливо (2554355, Товариство з обмеженою відповідальністю «Науково-виробниче об'єднання РГ ІННОВАЦІЇ»), автори: Соловйов І.Г., Соколов В.Ф., Мочалов А.К., Кожарінова О.І., Бакланов Н.А., Півників В.А., Ластелла Ло-Ренцо.

    Спосіб включає термохімічну переробку сировини в реакторі швидкого піролізу з подальшою конденсацією парогазової суміші (ПГС) в конденсаторі-холодильнику, виділенням з неї фракцій рідких вуглеводнів і паливного газу з подальшою їх очищенням, відрізняється тим, що температуру ПГС до входу в конденсатор-холодильник підтримують на рівні 450-700 ° с, при цьому ПГС спочатку конденсируют холодною водою з температурою 0-65 ° с, видаляють з конденсатора-холодильника утворився паливний газ,

    який вдруге охолоджують і направляють на швидкий піроліз. Після наповнення ємності конденсатора-холодильника водою і зниження температури до 65 ° С з неї зливають воду з легкими вуглеводнями, а залишився смолистий осад розчиняють біоетанолом.

    У підгрупі С10В53 / 02 за 15 років видано 28 патентів на корисну модель, з яких залишилося 4 діючих станом на серпень 2019 р Географія адрес патентовладельцев: Москва - 2 патенти (по одному власник прав з Росії та Чехії), Омськ і Брянськ - по 1 патенту.

    Енерготехнологічний комплекс з газифікатором біомаси (136533, Федеральне державне бюджетна установа науки Об'єднаний інститут високих температур Російської академії наук). Автори: Безсмертних А.В., Зай-ченко В.М.

    Корисна модель вирішує технічне завдання генерування теплоносія для здійснення енерговитратного процесу газифікації біомаси. Ком -плекс для переробки біомаси включає газифікатор, призначений для виробництва генераторного газу, газопоршневої енергоблок для виробництва електричної енергії та тепла відпрацьованих газів. Комплекс містить регулятор подачі повітря в енергоблок для підтримки коефіцієнта надлишку повітря, що задається програматором, більше одиниці, а також змішувач відпрацьованих газів

    енергоблоку і частини газів, отриманих в газифікаторі, з пристроєм запалювання, встановлений в газифікаторі.

    Пристрій для отримання органічного вугілля (121806, закрите акціонерне товариство «Група компаній" Титан "»). Автори: Агєєв А.А., Потапов Ю.А., Сутягінскій М.А., Юша В.Л.

    Запропоновано пристрій для отримання вугілля, що містить дві паралельні дотичних лінії, що складаються з топки, реторти, піролізної камери і газоходу, з можливістю перемикання для забезпечення безперервної роботи. Пристрій призначений для отримання деревного вугілля в ліспромгоспу, лісгоспах і на підприємствах деревообробки.

    углевижігательная піч

    (180679, Лагутін Ігор Анатолійович).

    Корисна модель відноситься до лісової промисловості і призначена для виробництва деревного вугілля. Углєв-жігательная піч складається з горизонтального корпусу, топки, розташованої в корпусі циліндричної піролізної ємності, для завантаження сировини, газоходу для надходження піролізного газу з ємності в топку, инжекторной пальника, встановленої на вході в топку, і димової труби.

    У підгрупі С10В53 / 00 видано 93 патенти на винаходи, з яких до переробки біомаси відноситься 12. Станом на серпень 2019 р є 5 діючих патентів. Географія адрес патентовладельцев: Москва - 3 патенти (в тому числі

    2 патентовладельца з Росії, 1 - з США), Твер і Казань - по одному патенті.

    Спосіб переробки рослинної сировини (2338769, Інститут фізичної хімії та електрохімії ім. О.М. Фрумкі-на Російської академії наук). Автори: Пономарьов А.В., Макаров І.Є., Тананаєв І.Г., Мясоєдов Б.Ф. Дата початку відліку терміну дії патенту: 22.05.2007.

    Переробку рослинної сировини з отриманням газоподібних, рідких і твердих паливних сумішей здійснюють за допомогою сухої перегонки з одночасним впливом іонізуючого випромінювання і температури. Отгонку летючих цільових продуктів ведуть в струмі газів при помірному або зниженому тиску. Для підвищення виходу конверсії та регулювання співвідношення рідкої, газоподібної і твердої фракцій процес переробки ведуть циклічно в замкнутому контурі, повертаючи частину газів і парів в голову процесу. Додатковими керуючими факторами в залежності від складу вихідної сировини можуть служити застосування вуглеводневих присадок, попереднє озонування або подщелачивание початкової маси, її часткова біохімічна деградація, застосування каталізаторів.

    Спосіб переробки вуглець-містять відходів рослинного походження (2644895, Тверській державний університет). Автори: Сульман Е.М., Луговий Ю.В., Чалов КВ.,

    Тихонов Б.Б., Косівці Ю.Ю., Молчанов В.П.

    Спосіб включає подачу сировини в вертикальний шнековий реактор піролізу за допомогою шнекового живильника, термічну переробку сировини при температурі 598-602 ° С протягом 2 с без доступу кисню в реактор, очищення летючих продуктів від вугільного пилу за допомогою циклону, термокаталітіческого очищення летючих продуктів від смол при температурі 480-520 ° С, розчинення легколетких компонентів і осушення газової суміші, конденсацію і збір рідких продуктів піролізу, збір несконденсіро-ванних продуктів піролізу і вивантаження твердої фракції. Винахід збільшує ефективність переробки сировини і підвищує якість рідких і газових продуктів.

    Спосіб швидкого піролізу біомаси і углеводородсодер-службовців продуктів і пристрій для його здійснення (2524110, Інститут біохімічної фізики ім. М.М. Емануеля Російської академії наук).

    Спосіб включає вплив теплових імпульсів, які передаються від нагріваються електричними імпульсами нагрівальних елементів, розміщених в піролізної камері і розділяють її обсяг на локально нагріваються осередки. Бічні стінки піролізної камери мають отвори для виходу ПГС. Конденсатори розташовані на мінімальній відстані від камери.

    Спосіб і пристрій для переробки містять вуглець

    вихідного матеріалу в газ шляхом газифікації (2555884, Рейн Вотер (США)).

    Пристрій для газифікації включає довгастий зовнішній резервуар і довгастий внутрішній резервуар, який розташований всередині зовнішнього резервуара, завантажувальний механізм, корпус газогенератора з внутрішньою поверхнею і зовнішньою поверхнею, камеру згоряння, газовідвід і механізм для вивантаження шлаку. Винахід забезпечує переробку вихідних матеріалів з різноманітним фракційним складом і підвищеним змістом вологи.

    У підгрупі С10В53 / 00 видано патентів на корисні моделі 13, з яких станом на серпень 2019 р залишилося 4 діючих патенту.

    Газификатор твердого палива (136800, Об'єднаний інститут високих температур Російської академії наук). Автори: Безсмертних А.В., Зайченко В.М.

    Пропонована корисна модель може бути використана в енергетиці для конверсії твердого палива, зокрема торфу, відходів деревини, органічної частини твердих побутових відходів, з отриманням палива, що складається в основному з водню і монооксиду вуглецю. Одержуване паливо може бути використано для виробництва електроенергії в газових дизелях з електрогенератором, а також в органічному синтезі. Пропонована корисна модель вирішує технічне завдання усунення з конструкції реторти днища з отворами, а також інтенсифікації

    охолодження зольного залишку, що забезпечує функціонування системи вивантаження без застосування дорогих матеріалів і спеціального охолодження.

    Мобільна пиролизная машина (сто шістьдесят одна тисяча вісімсот тридцять одна, Клейменов Олександр Пилипович).

    Корисна модель призначена для ліквідації наслідків техногенних катастроф та природних катаклізмів, наприклад очищення прибережних смуг від розлитих нафтопродуктів, утилізації обвуглених дерев після лісових пожеж і т. П. Мобільна пиролизная машина містить сушильну і піроліз-ний шнекові реактори, шне-ковий реактор охолодження твердих продуктів піролізу, реактор охолодження і конденсації парогазової суміші вуглеводнів і витяжний вентилятор.

    Енерготехнологічний комплекс з торрефікатором біо-пелетів (136801, Об'єднаний інститут високих температур Російської академії наук). Автори: Зайченко В.М., Косів В.Ф., Кузьміна Ю.С., Марков А.В., Морозов А.В.

    В якості сировини можуть бути використані пелети з торфу, деревних, сільськогосподарських та інших відходів. Пропонована модель відрізняється тим, що комплекс містить в якості виконавчого механізму регулятор витрати повітря для підтримки заданого программатором коефіцієнта витрати повітря в інтервалі 0,95-1, теплообмінник, в якому нагрівається середовищем є вода, а охолоджувальної - задається

    программатором частина відпрацьованих газів енергоблоку, а також змішувач решти відпрацьованих газів енергоблоку і охолоджених в теплообміннику. Комплекс має реактор торрефікаціі, в якому теплоносієм є гази, по-

    лучанин в змішувачі. Тверде паливо відрізняється підвищеною теплотворною здатністю і гидрофобностью.

    висновки

    Показано, що число патентів по тематиці термохимической

    бібліографічний список

    переробки деревини кожні 5 років збільшується приблизно в два рази. Основною технологією термохімічної переробки деревини залишається піроліз, але для переробки відходів становлять інтерес також газифікація і торрефікація.

    1. Юр'єв Ю.Л., Панова Т.М. Основні напрямки виробництва і переробки деревного вугілля // Хімія і хімічна технологія переробки рослинної сировини: матер. доп. Міжнар. наук.-техн. конф., посвящ. 100-річчя від дня народження В. М. Рєзнікова / Білорус. держ. технол. ун-т. Мінськ, 2018. С. 20-22.

    2. Юр'єв Ю.Л. Тенденції розвитку технології піролізу деревини // Ліси Росії і госп-во в них. 2016. Вип. 3 (58). С. 58-63.

    3. Установка для виробництва деревного вугілля: пат. 1790209 Рос. Федерація: МПК С10В 1/04, С10В 53/02 / Богданович Н.І., Іпатов В В. № 4876827/05; заявл. 21.09.90; опубл. 27.11.95.

    4. Установка для виробництва деревного вугілля: пат. 2027735 Рос. Федерація: МПК С10В 1/04, С10В 15/02, С10В 57/02 / Богданович Н.І., Гольверк З В. № 92002036/05; заявл. 27.10.92; опубл. 27.01.95.

    5. Реторта: пат. 76644 Рос. Федерація: МПК С10В 1/02 / Самойленко С. А., Юр'єв Ю.Л., Мехр-ців А.В., Жевлаков А Н. № 2008114950; заявл. 16.04.08; опубл. 27.09.08.

    6. Федеральний інститут промислової власності. URL: httr: /www1.fips.ru

    Bibliography

    1. Yuriev Yu.L., Panova T.M. The main directions of production and processing of charcoal // Chemistry and chemical technology of processing of vegetable raw materials: Mater. reports of the Intern. scientific and technical Conf. 100th anniversary of the birth of V. M. Reznikov / Belarus. state technol. un-t. Minsk, 2018. P. 20-22.

    2. Yuriev Yu.L. Trends in the development of wood-pyrolysis technology // Forests of Russia and the economy in them. 2016. Issue. 3 (58). P. 58-63.

    3. Bogdanovich N.I., Ipatov V.V. Charcoal production plant. Patent for invention RUS 1790209 09/21/1990.

    4. Bogdanovich N.I., Golverk S.V. Charcoal production plant. Patent for invention RUS 2027735 10/27/1992.

    5. Samoilenko S.A., Yuryev Yu.L., Mehrentsev A.V., Zhevlakov A.N. Retort. Utility Model Patent RUS 76644 04/16/2008.

    6. Federal institute of industrial property. URL: httr: /www1.fips.ru


    Ключові слова: PATENT / BIOMASS / WASTE / PYROLYSIS / CHARCOAL / ПАТЕНТ / БІОМАСА / ВІДХОДИ / ПІРОЛІЗ / ДЕРЕВНЕ ВУГІЛЛЯ

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити