UA5455U - Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів - Google Patents
Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів Download PDFInfo
- Publication number
- UA5455U UA5455U UA20040604574U UA2004604574U UA5455U UA 5455 U UA5455 U UA 5455U UA 20040604574 U UA20040604574 U UA 20040604574U UA 2004604574 U UA2004604574 U UA 2004604574U UA 5455 U UA5455 U UA 5455U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- reactor
- pyrolysis
- container
- stage
- waste
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title abstract 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 51
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 9
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 3
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів включає завантаження в змінні контейнери відходів, установку контейнера в розігрітий реактор, здійснення піролізу без доступу кисню в реактор з відводом піролізних газів з реактора і відводом її в збірник, припинення піролізу по закінченні виділення рідкої фракції, охолодження твердого залишку в контейнері, переміщення контейнера в ємність, заповнену водою, завантаження в реактор наступного контейнера з відходами і повторення процесу піролізу, витягування попереднього контейнера з ємності з водою, розвантаження з нього твердого залишку з поділом його на металокорд та пірококс, що утворився. Процес піролізу за часом розподіляють на три етапи. На першому етапі піролізу при підвищенні температури до 350°С здійснюють екстракцію легкокиплячої фракції відходів через першу систему трубопроводів у перший конденсатор. На другому етапі при подальшому підвищенні температури піролізу до 500-520°С піролізні гази відводять з реактора через другу систему трубопроводів у другий конденсатор з наступним збиранням важкої рідкої фракції в термостатовану ємність. На третьому етапі виконують гідротермопіроліз шляхом подачі в реактор води через зрошувальний пристрій. Парогазову суміш виводять через барботер з очищенням від дрібнодисперсного вуглецю і сажі.
Description
Корисна модель відноситься до технології термічної переробки твердих органічних відходів, переважно зношених автомобільних покришок шин, шляхом низькотемпературного піролізу з одержанням газової фази, рідкої фази, утильного металокорду. Пропонована технологія може знайти застосування в процесі експлуатації автономних, малогабаритних і недорогих установок по переробці зношених автомобільних покришок для забезпечення виробничих потреб підприємств у додатковій енергії, рідкому паливі, а також для одержання ряду цінних продуктів технічного призначення.
Відомі численні, що відрізняються технічною розмаїтістю, шляхи переробки твердих побутових і промислових відходів, у тому числі автомобільних шин. Відома велика науково-технічна і патентна інформація з зазначеної проблеми, в якій описані різні методи піролізу, реалізовані на пілотних установках.
Для удосконалювання процесів переробки утильної гуми пропонується використання різних видів випромінювання (мікрохвильового, лазерного, НВЧ у середовищі пари з температурою 400-5007С), озону, низьких температур, посиленої акустики, видавлювання високим тиском, вибуху і т.д. Як правило, такі процеси досить технологічно й апаратурне складні і дорого коштують.
Широку рекламу, як екологічно чистий, одержав метод ПВРШ - плавки твердих відходів у розплаві шлаку, що барботується високотемпературними струменями. Споживачам пропонуються модульні установки різної продуктивності - від 30 до Зботис. тон за рік (Кольорова металургія, 1999, Ме10, с.22-25).
Відомий близький по технічній суті до зазначеного електротермічний метод ПІРОКСЕЛ з використанням плазменної установки (патенти РФ 2135895, Б23(05/00; Ме2137044, Б23(35/14).
Запропоновані методи й установки також складні в експлуатації і вимагають значних капітальних вкладень.
За останні роки перспективним напрямком визнається розробка способів і пристроїв для регенерації утильної гуми через стадію одержання гумової крихти в комерційне реалізовані кінцеві продукти (наприклад, патент США
Ме5894012, В0583/02; опубл. 13.04.99; НПК 422/150). Подібні установки також дорого коштують, тому що на першому етапі переробки необхідно подрібнювати гуму до 25,4мкм.
Широке застосування для знешкодження твердих відходів одержали термічні методи: спалювання, газифікація і піроліз.
Відпрацьовані автомобільні шини широко застосовуються для одержання теплоти й електроенергії, наприклад, шляхом спалювання в шарових топках разом з вугіллям.
Фірма Тпептех Тесппоіодієх, (Канада) розробила спосіб газифікації автомобільних шин і випускає такі установки продуктивністю до 500000От/рік, вартістю до 1,5млн. дол. Шини попередньо пропускають через подрібнювач і розміщають у вакуумну камеру -реактор. Газифікація триває 6-8 годин. Одержують газове паливо (37905), масло (2595), графіт (2595), сталь (12,595). Японська фірма Ніппон Дзесон ще в 80-і роки ХХ сторіччя провела розрахунок економічності різних напрямків переробки амортизованих шин (регенерація, гумовий порошок для добавлення в асфальт, штучні нерестовища для риби із шин, опори амортизаційні під рейки, поховання, спалювання, піроліз) і дійшла висновку, що найбільш економічним способом переробки покришок (шин) є піроліз.
Широке поширення одержав спосіб піролізу шляхом нагрівання відходів до необхідної температури кондукційною теплопередачею через стінки корпуса реактора піролізу продуктами згоряння, для чого реактор піролізу розміщують безпосередньо в об'ємі топкової камери (див., -напр., а.с. СРСР Ме1038721).
Недоліком подібного методу є те, що для забезпечення кращої теплопередачі по об'єму матеріалу, що переробляється, укладання відходів повинне мати як можна більшу щільність а для кращого відведення створюваних газів матеріал повинен мати достатню пористість. Іншим істотним недоліком відомого способу піролізу є нерівномірність нагрівання матеріалу: перегрівання його біля стінок реактора і недогрівання його в осьовій зоні реактора.
Пропоноване рішення є результатом подальшого удосконалення авторами (Галкін Н.А., Малишев В.В.) двох своїх більш ранніх патентів, зв'язаних єдністю винахідницького замислу: 1) патенту України Ме45291А, СО8КЗ3/22, опубл. 15.03.2002, бюл. Мо3 на «Спосіб термохімічної переробки твердих органічних відходів»; 2) патенту України на корисну модель Ме1413, Р2305/027, опубл.16.09.2002, бюл. Ме9 «Установка для термічної переробки твердих органічних відходів».
Як прототип, що збігається з корисною моделлю, що заявляється, по призначенню і ряду істотних ознак, обраний спосіб по зазначеному патенту Ме45291 А, реалізований в установці по патенту на корисну модель
Ме1413 з докладним описом послідовності операцій.
Серйозними недоліками відомого способу по прототипу є: 1) використання дорогої електроенергії для нагрівання реактора і відходів, що переробляються; 2) необхідність мати спеціальний генератор для одержання перегрітої водяної пари; 3) низька екологічність унаслідок великої загазованості при розвантаженні кошиків із твердими продуктами піролізу, велика тривалість операцій по завантаженню і розвантаженню кошиків; необхідність продувки реактора інертним газом; 4) невисока якість одержуваного рідкого пічного палива; 5) значне охолодження реактора в процесі періодичного розвантаження і завантаження кошиків; 6) незначне використання гарячих піролізних газів, що утворюються, і утилізації тепла газів, що відходять; 7) мала продуктивність через малу щільність укладання шин у порожнину реактора і внаслідок цього - низького коефіцієнта використання обсягу реактора.
Загальними ознаками-операціями процесу переробки твердих органічних відходів, переважно зношених автомобільних покришок по прототипу і по корисній моделі, що заявляється, є: з вказівкою відмінностей
Піроліз безкисневий з використанням гідролітичного | Піроліз безкисневий без використання гідролітичного агента і пари з використанням парогенератора. агента і пари.
Процес при температурі 480-530. Процес при температурі 480-52070.
Завантаження контейнера після нагрівання реактора| Завантаження контейнера в зв'язці з кришкою, електротенами до 330"С, відкриття кришки, реактор постійно розігрітий до 330"С за рахунок завантаження контейнера, закриття реактора. більшого теплообміну променистого й
Час завантаження 10-15хв, піроліз починається інфрачервоного випромінювання від футеровки печі через 35-40хв. без тепловтат. Час завантаження 2-3хв. Піроліз починається через 10хв.
Піролізні гази виводяться на конденсатор з поділом | Піролізні гази виводяться в два потоки, режими: 1 - на піролізний газ і піролізну фракцію з перемінним при конденсації 270-350, || - при конденсації 350- складом газу і фракції (напівпродукт). 500"; з наступним поділом другого потоку на пічне паливо і мазут способом термостатування.
Охолодження - «душування» твердого залишку Охолодження - «гідротермопіроліз» з метою водою з відводом пару-газу в атмосферу із сажею, |одержання перегрітої пари в самому реакторі для дисперсними частками і газоподібними регенерації твердого залишку при 500-3002С с вуглеводнями. уловлюванням рідких органічних смол, часток, сажі і
Охолодження 500-250760. спалювання пар-газової суміші «водяного» газу в топці.
Відкриття кришки, витяг контейнера в камеру для Витяг контейнера з кришкою і перенесення його у гасіння парою від загоряння з метою охолодження |ванну з водою. Завантаження наступного контейнера до 120"С, завантаження в реактор наступного з кришкою, продовження піролізу. Охолоджений контейнера, закриття реактора, нагрівання і контейнер через 2-3 хвилини направляється на повторний піроліз (30-4Охв). Кокс після охолодження | розвантаження, відділення корду, переробку коксу в складується. Небезпечні умови завантаження і продукт. розвантаження. кошик (контейнер). три кошики (контейнер). 240Оквт. 15квт. ведення технології, димові гази - на утилізацію тепла.
Суть корисної моделі.
Корисна модель вирішує задачу удосконалення відомого процесу переробки зношених автомобільних покришок методом низькотемпературного піролізу, у якому за рахунок особливостей виконання взаємозалежних операцій по завантаженню контейнера відходами і трьох етапів власне піролізу забезпечується підвищення кількості рідкої фракції, максимальна регенерація пірококсу, що утворився, від масел, істотне скорочення часу завантаження-розвантаження контейнерів при відкритій кришці реактора, за рахунок чого досягається «квазібезперервність» процесу піролізу, підвищення продуктивності.
Поставлена задача вирішується тим, що процес низькотемпературного піролізу зношених автомобільних шин проводять без доступу кисню в реакторі, встановленому в топкову камеру печі, нагрівання якого проводиться шляхом теплопередачі через стінки від гарячих топкових газів. Причому завантаження і розвантаження контейнерів з відходами здійснюють у гарячому стані без охолодження стінок реактора нижче температури 3307 з при якій ще не починається затвердіння застосованого металевого сплаву, залитого в кільцевій канавці реактора для формування метало-гідравлічного ущільнення при опусканні кришки. На внутрішній стороні кришки змонтований зрошувальний пристрій з форсунками подачі води в реактор для «душування» контейнера. При підвищенні температури піролізні гази, що утворюються, виводять з реактора через конденсатор для їх охолодження й очищення з конденсацією рідкої фази і відводом її в збірник. Індикатором для встановлення моменту припинення піролізу служить закінчення виділення рідкої фракції. Охолоджують твердий залишок, що утворився в контейнері, «душуванням», тобто подачею визначеної кількості води через зрошувальний пристрій, установлений на кришці, потім піднімають кришку реактора і за допомогою підйомного пристрою переносять контейнер для подальшого охолодження в ємність з водою. Завантажують у реактор наступний контейнер і повторюють процес піролізу. Попередній контейнер витягають з ємності з водою, переносять його підйомним пристроєм до місця розвантаження твердого залишку. Залишок легко розділяється на утильний металлокорд і пирококс, що утворився.
Перераховані вище операції є загальними ознаками процесу піролізу для прототипу і корисної моделі, що заявляється.
Сукупністю нових відмінних ознак корисної моделі, що заявляється, є наступне.
По-перше, реактор монтують у топковій камері таким чином, щоб усі його стінки, включаючи і дно, були нагріті однаково. Це забезпечує рівномірність нагрівання відходів по всьому об'ємі в напрямку від стінок до центра реактора за рахунок поглинання променистої складової випромінювання гарячих газів, а також за рахунок інфрачервоного випромінювання вогнетривкої кладки.
Для істотного скорочення часу вантажно-розвантажувальних операцій кришку реактора зв'язують з контейнером, який попередньо заповнюють шматками шин таким чином, щоб забезпечити вільну циркуляцію гарячих газів у всьому об'ємі відходів при максимально припустимій щільності наповнення його. Це прискорює процес піролізу та запобігає злипанню полімерних залишків.
Процес низькотемпературного піролізу в діапазоні температур 270-5207С за часом розподіляють на три етапи.
На першому етапі, при підвищенні температури до 350"С здійснюється розрив металооксидних зв'язків і екстракція легкокиплячої фракції каучукомістких відходів автомобільних шин, що складається з антиокислювачів і наповнювачів, через першу систему трубопроводів з реактора в перший конденсатор.
На другому етапі при подальшому підвищенні температури, але не вище 520"С, здійснюють деструкцію каучуку з розривом сульфідних зв'язків, а піролізні гази, що утворюються, відводять з реактора через другу систему трубопроводів у другий конденсатор, з наступним збиранням важкої рідкої фракції в термостатовану ємність.
На третьому етапі, для максимального витягу рідкої фракції та одночасного відмивання залишків пірококса від масел, виконують гідротермопіроліз шляхом подачі в реактор при температурі 520-300"С води через зрошувальний пристрій, розташований на кришці. Це приводить до практично миттєвого утворення великого об'єму перегрітої пари і створенню в реакторі надлишкового тиску. Величина припустимого надлишкового тиску -0,2атм. обмежується стійкістю металогідравлічного ущільнювального елемента в з'єднанні кришка-реактор до прориву гарячої парогазової суміші. Утворену в реакторі з одночасною генерацією горючого водяного газу парогазову суміш відводять через барбатер з очищенням від дрібнодисперсних вуглецю і сажі. Для збереження герметизації кришки реактора величину надлишкового тиску в реакторі регулюють, відбираючи частину горючих газів і сажі на спалювання в топкову камеру.
Нижче наведені конкретні особливості виконання окремих операцій зазначеного процесу полягають у наступному.
Тривалість одного циклу піролізу при температурі 270-520"С вибирають у діапазоні 3,5-4,5 години, з процентним розподілом 30-5095 часу на першому етапі, 30-4095 часу на другому етапі, 5-1095 на третьому етапі і 290 часу на завантаження-розвантаження контейнерів. Тривалість у певній мірі буде залежати від однорідності складу каучуків у відходах, що переробляються.
Відмінність полягає в тому, що загальна витрата води на «душування» для проведення регенерації коксу при гідротермопіролізі на третьому етапі вибирають у межах 0,12-0,15л на кг завантажених у контейнер відходів, а після вивантаження контейнера воду, що залишилася, зливають через штуцер у дні реактора.
Відмінність полягає в тому, що у випадку об'єднання топкових камер з реакторами в один блок, режими піролізу в різних реакторів зміщують у часі відносно одне одного.
Для забезпечення щільності завантаження відходів у реактор у кількості 170-180кг на 1мЗ його об'єму доцільним є розтин цілих покришок на великі шматки, для наступного укладання їх у контейнери в кілька рядів, але таким чином, щоб забезпечити формування у всьому об'ємі достатніх щілин для циркуляції гарячих газів.
Цього досягають за рахунок встановлення між суміжними поверхнями шматків покришок металевих розділяючих елементів спеціальної форми, що швидко нагріваються, наприклад, із сталевої арматури.
Іншою відмінністю є виключення дистиляції для поділу рідкої фракції на пічне паливо і мазут, одержаної на другому етапі, шляхом відстоювання термостатованої фракції протягом «4 годин при температурі 50-5570. Обігрів термостатованої ємності здійснюється нагрітою водою з барбатеров охолодження газів.
Відмінністю процесу також є операція запобігання полімеризації отриманого на другому етапі грубного палива в процесі його зберігання, для чого на тонну пічного палива додають 9-1їкг рідкого легкокиплячого антиокислювача, отриманого на першому етапі піролізу.
Відмінністю є також те, що всі екологічно небезпечні газові викиди спрямовуються в топкову камеру на термічну переробку.
Відмінність також полягає в тому, що переробку всіх продуктів піролізу здійснюють одночасно у межах одного циклу піролізу на одній установці.
Практична працездатність всіх операцій процесу низькотемпературного піролізу, що заявляється, була експериментально перевірена в процесі експлуатації дослідного устаткування з об'ємом реактора 1,6м3.
Подальша експериментальна перевірка процесу, що заявляється, буде спрямована на його застосування для задоволення потреб підприємства в енергоресурсах, та одночасного одержання цілої низки цінних технічних продуктів.
Перелік креслень Данні, які підтверджують можливість здійснення процесу, що заявляється
Окремі етапи процесу, що заявляється, досить докладно викладено у розділі «Суть корисної моделі».
Для ілюстрації його здійснення наведена схема устаткування у вигляді двох технологічних ліній у складі діючого заводу ливарного машинобудування. Установка з'єднана з двома камерами для сушіння ливарних форм, які є споживачами енергоресурсів і одночасно можуть використовуватися для обробки отриманого при піролізі пірококса.
На схемі представлені: 1 - шахтна піч піролізу, усередині якої розміщений циліндричний реактор 2, під днищем якого розміщені топка
З для спалювання як твердого, так і рідкого палива і піролізних газів, що проходять через пілястри 4 з вогнетривкого матеріалу і нагнітач повітря 5 на пальники. Верхня частина реактора обладнана герметичною кришкою-затвором б з лабіринтовим ущільненням типу шип у кришці - кільцевий паз у фланці реактора, заповнений герметизуючим легкоплавким металом з високою питомою вагою. На внутрішній поверхні кришки змонтована зрошувальна система пристрою 7 для подачі води при «душування». Кришка швидкознімна разом з контейнером, оснащена швидкорозбірними монтажними з'єднаннями із трьома кошиками, що утворюють контейнер 8, як для великих шматків, так і цілих покришок. У верхній частині циліндра реактора виконаний відвід 9 для легкокиплячої газової фази на І етапі і важкої фракції на ІІ етапі, а також відвід 10 для парогазової суміші і «водяного газу» на ПП етапі піролізу. Топкові гази з обох печей по системі димоходу 11 відводяться для виробничих потреб, наприклад, у камери 12 для сушіння ливарних форм 13, нагрівач води для теплофікації 14 і далі в скидні труби 15. Для нагрівання камер 12 може також використовуватися одержаний рідкий мазут.
Конденсатор змішування 16 легкокиплячих фракцій на І етапі піролізу з'єднаний із збірником 17, а конденсатор змішування 18 для важких фракцій піролізу на ІІ етапі з'єднаний з накопичувальним збірником 19, що виконує при відстої функцію роздільника на грубне паливо і мазут. Обидва конденсатори зв'язані з гідрозатвором 20.
Барботажний пристрій із сажовідмивачем 21 зв'язаний з відводом 10 парогазової суміші і «водяного» газу з реактора, а відводом 22 - з порожниною шахтної печі для регулювання скидання надлишкового тиску в реакторі.
Над установкою змонтований мобільний підйомно-транспортний пристрій 23. Багато інших конструктивних елементів установки на схемі не показані.
Як енергоресурси і технічні продукти на установці можна одержувати наступне: - пічне паливо з піролізної фракції, одержаної при 350-520"С після конденсації піролізної пари, розшарування фракції способом термостатування при 50-557С за 4 години на два продукти: пічне паливо і мазут; - мазут як паливо-залишок після виділення легкої фракції до 350"С і вищевказана частина після відокремлення пічного палива з наступною його фільтрацією від сажі; - водоемульсійне паливо - продукт емульгування мазуту, водяної сажі після барбатера і фільтрату мазуту з водою у визначених співвідношеннях; - піролізний газ - продукт піролізу із газів, що неконденсуються, який використовується для проведення технології самого піролізу; - гарячий газ «технологічний» після спалювання мазуту або піролізного газу, що пройшов керамічні випромінювачі (а також водяний газ «душування»), який одержують при регулюванні процесу горіння з добавкою води на пальники і надлишку повітря для одержання необхідного складу. Газ використовується для карбонізації й активації піролізного коксу; - активний наповнювач - гранульований кокс (відокремлений від корду металу), просушений вищевказаним технологічним газом - як товарний продукт; - активне вугілля гранульоване, оброблене способом карбонізації технологічним газом з парою у відповідних складах і температурах у сушильних печах - як товарний продукт; - активоване вугілля гранульоване як адсорбент, оброблене способом карбонізації при 7507С и активоване повітрям у складі технологічного газу при температурі 450-4007С - як товарний продукт; - відпрацьоване активоване й активне вугілля після їхнього використання в процесах водяного очищення й сушіння повітрям, шляхом фільтрації й сушіння - як мікродобрива (добавки до мінеральних добрив); - противостаритель - інгібітор окислювання мазуту, розчинник - фракція 270-320"С, а після очищення від сірчистих, як сировина для одержання моторних добавок; - теплофікаційна вода за рахунок утилізації теплових виділень (технологічного газу) - як теплоносій для обігрівання.
Перевагою процессу піролізу, що заявляється, є обрана максимальна температура не більш 500-520", що дає екологічні і технічні переваги: 1) до зазначеної температури в продуктах піролізу відсутні сліди небезпечного канцерогену - бенз-а-пирена, зміст якого 0,0000195 уже є небезпечним; 2) до зазначених температур можна обійтися без застосування в реакторі й іншім устаткуванні легованих і нержавіючих сталей, що істотно зменшує вартість установки.
Приведені дані свідчать про новизну процессу піролізу, що заявляється, і про його промислову застосовність. чевів вав юв
Ї х х р Х : Й і х су ен
ГА В А ць
СС
ЦЕ С Крееть це В 5 ИЙ ее нн
Тен і І: - а пе везе: Не пря ск реа рин (ї зи вк М ОН Б
Пе нія І ся
Узі - --4 т- ях ди | й п/ х и я Фі. а
Claims (9)
1. Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів, переважно зношених автомобільних шин, що включає завантаження в змінні контейнери відходів, установку контейнера в реактор, розігрітий до температури стінок не нижче температури плавлення металевого сплаву в кільцевому пазу реактора, що служить для герметизації ущільнення при його взаємодії при опусканні кришки реактора, на внутрішній поверхні якої змонтований зрошувальний пристрій, здійснення при підвищенні температури піролізу без доступу кисню з відводом піролізних газів з реактора через конденсатор для їхнього охолодження й очищення з конденсацією рідкої фракції і відводом її в збірник, припинення піролізу по закінченні виділення рідкої фракції, охолодження твердого залишку в контейнері подачею води в реактор через зазначений зрошувальний пристрій у кришці, підйом кришки реактора з переносом контейнера в ємність, заповнену водою, завантаження в реактор наступного контейнера з відходами і повторення процесу піролізу, витягування попереднього контейнера з ємності з водою, розвантаження з нього твердого залишку з поділом його на металокорд та пірококс, що утворився, який відрізняється тим, що реактор розміщують у топковій печі з можливістю рівномірного прогріву відходів по всьому об'єму променистим 1 інфрачервоним випромінюванням, завантаження і розвантаження контейнера з відходами в реактор здійснюють у зв'язці з кришкою, здійснюють ущільнене завантаження відходів у контейнер з можливістю вільного проходу газів по всьому об'єму, на першому етапі піролізу при підвищенні температури до 35029С здійснюють екстракцію антиокислювачів і наповнювачів з розривом металооксидних зв'язків корду, для чого направляють газову суміш, що утворилася в реакторі, через першу систему трубопроводів у перший конденсатор з одержанням легкокиплячої рідкої фракції, на другому етапі при подальшому підвищенні температури піролізу не вище 500-5207С здійснюють деструкцію каучуку з розривом сульфідних зв'язків, для чого піролізні гази направляють через другу систему трубопроводів у другий конденсатор, оснащений циркуляційним циклом охолодження зі збиранням важкої рідкої фракції в термостатовану ємність, на третьому етапі поєднують охолодження твердого залишку в контейнері зрошенням водою з регенерацією пірококсу, що утворився, від масел шляхом швидкої генерації при температурі 520-3007С великого об'єму перегрітої пари з регулюванням величини надлишкового тиску, що забезпечує збереження металогідравлічного ущільнення в з'єднанні кришка-реактор, парогазову суміш з горючим "водяним газом, що утворився, і сажею виводять через барботер з уловлюванням дрібнодисперсного вуглецю і сажі, граничну величину надлишкового тиску в реакторі регулюють відводом частини горючих газів ці сажі в топковий об'єм.
2. Процес за п. І, який відрізняється тим, що тривалість одного циклу піролізу при температурі 270-5207С вибирають у діапазоні 3,5-4,5 годин з процентним розподілом 30- Уо на І етап, 30-40 95 - на П етап, 5-10 96 - на Ш етап і 295 - на завантаження-розвантаження контейнерів.
3. Процес за п. І, який відрізняється тим, що сумарна витрата зрошувальної води на "душування для проведення регенерації пірококсу гідротермопіролізом на Ш етапі вибирають у межах 0,12-0,015л на 1 кг завантажених у контейнер відходів, а після розвантаження контейнера воду, що залишилася, зливають через штуцер у дні реактора.
4. Процес за п. І, який відрізняється тим, що у випадку об'єднання топкових камер з реакторами в блоки режими піролізу окремих реакторів зміщують у часі відносно один одного.
5. Процес за п. І, який відрізняється тим, що для забезпечення щільності завантаження відходів у кількості не менше 170-180 кг на І м" топкового об'єму реактора покришки розділяють на великі шматки з наступним укладанням їх у контейнер у кілька рядів з формуванням по всьому об'єму достатніх зазорів для циркуляції гарячих газів, для чого між суміжними поверхнями шматків покришок установлюють металеві розділові елементи, що нагріваються швидко, наприклад зі сталевої арматури.
6. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що поділ одержаної на П етапі рідкої фракції на пічне паливо і мазут здійснюють шляхом відстоювання в термостатованій ємності при 50- 5У"С протягом 4 годин.
7. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що запобігають полімеризації отриманого на П етапі пічного палива в процесі його зберігання, для чого на тонну пічного палива додають 9- 11 кг рідкого легкокиплячого антиокислювача, отриманого на І етапі піролізу.
8. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що всі екологічно небезпечні викиди направляються для термообробки в топкову камеру.
9. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що переробку всіх одержаних продуктів піролізу 1 теплоутилізацію гарячих газів здійснюють за часом у межах одного циклу піролізу.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20040604574U UA5455U (uk) | 2004-06-11 | 2004-06-11 | Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20040604574U UA5455U (uk) | 2004-06-11 | 2004-06-11 | Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA5455U true UA5455U (uk) | 2005-03-15 |
Family
ID=74494322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20040604574U UA5455U (uk) | 2004-06-11 | 2004-06-11 | Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA5455U (uk) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2348676C1 (ru) * | 2007-12-05 | 2009-03-10 | Борис Лаврентьевич Забарский | Установка для переработки углеводородного сырья |
-
2004
- 2004-06-11 UA UA20040604574U patent/UA5455U/uk unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2348676C1 (ru) * | 2007-12-05 | 2009-03-10 | Борис Лаврентьевич Забарский | Установка для переработки углеводородного сырья |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101824332A (zh) | 废旧塑料、轮胎、废机油的再生能源综合利用生产装备 | |
| JP2012505931A (ja) | 各種の有機材料の熱分解用装置および方法 | |
| MX2012008726A (es) | Equipo para la descomposicion de hulla. | |
| CN103666507A (zh) | 一种内热式煤干馏炉、内热式煤干馏系统及煤干馏工艺方法 | |
| UA120384C2 (uk) | Спосіб та пристрій для безперервного екстрагування вуглеводнів із вугілля середньої/низької якості шляхом багатостадійного піролізу з непрямим нагріванням | |
| AU2012392294B2 (en) | Apparatus and method for material treatment of raw materials | |
| RU2251483C2 (ru) | Способ переработки изношенных шин и устройство для его реализации | |
| EP2964726B1 (en) | Method of fuel for energetics production | |
| CN107335677B (zh) | 一种危险废物无害化处理方法及装置 | |
| CN201713491U (zh) | 废旧塑料、轮胎、废机油的再生能源综合利用生产装备 | |
| CN102899093B (zh) | 高效清洁煤气化工艺 | |
| CN105295985A (zh) | 一种废旧轮胎制取燃料油和可燃气的方法 | |
| KR20130022308A (ko) | 폐타이어 열분해 오일 추출장치 | |
| UA5455U (uk) | Процес низькотемпературного піролізу твердих органічних відходів | |
| EP3177697B1 (en) | Continuous thermal processing of used or otherwise degraded tyres | |
| CN203639415U (zh) | 一种内热式煤干馏炉、内热式煤干馏系统 | |
| CZ26384U1 (en) | Apparatus for producing fuels for energy use | |
| RU2680135C1 (ru) | Устройство и способ плазменной газификации углеродсодержащего материала и установка для генерирования тепловой/электрической энергии, в которой используется указанное устройство | |
| JPH06271307A (ja) | 高分子系廃棄物からの活性炭製造設備 | |
| CN219907480U (zh) | 一种具有布料装置及排气系统的低温干馏方炉 | |
| RU2549947C1 (ru) | Установка и способ утилизации биомассы | |
| CN105936833A (zh) | 一种含碳、氢的有机固体裂解反应系统及方法 | |
| CN207243706U (zh) | 污泥热解处理设备 | |
| KR830000550B1 (ko) | 폐기물 이용과 폐수정화를 겸한 방법 | |
| UA75638C2 (en) | A method for utilization of used car tires and a plant for realizing the same |