BG108600A - Метод и съоръжения за комплексна газификация на цели гуми - Google Patents

Abstract

Методът и съоръжението са приложими в химическата промишленост. По метода гумите се газифицират цели, както и металните включвания в тях. Съоръжението се състои от система за външно нагряване на газификатор (11) с газови горелки (30) и с разпределена по дължината му реакционна зона (13). Газификаторът (11) е съединен с входна неподвижна камера (7) чрез високохерметична въртяща се уплътняваща система, състояща се от компенсатор (14), семерингово-маншонен уплътнител с охлаждане (15) и цилиндрична стоманена чаша (16). Връзката между газификатора (11) и изходящата неподвижна цилиндрична част (21) също е високохерметична и включва стоманена чаша (17), семерингово-маншонен уплътнител с охлаждане (18) и компенсатор (19).

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до съоръжения и метод за комплексна газификация на цели гуми от автомобили и други транспортни средства, приложимо в химическата промишленост за газификация на високомолекулните каучукови изделия и съдържащите се в тях стоманени материали, с цел разграждането им до нискомолекулни некондензиращи въглеводородни газове, въглероден окис и водород и приложението им за енергийни нужди.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известни са метод и апаратура за газификация на органични материали, в това число и нарязани автомобилни гуми, която се извършва в хоризонтален въртящ се реактор с вътрешно нагряване посредством горелки. Като газифициращи агенти се използват продуктите на горенето. Входната система е съставена от приемен бункер и шнек за вкарване на материала за газификация в реактора при ограничаване достъпа на въздух. Реакторът има бъчвообразна форма и отвътре е облицован с огнеупорни материали за защитаването му от високотемпературните пламъци на горелките. В началото и края на реактора се използват въртящи се уплътнения, които намаляват до минимум достъпа на въздух в реакционното пространство и респективно ограничават силно изпускането на част от получените газове. Методът за газификация се характеризира с една единствена реакционна зона за произвеждане на синтез газ и по тази причина се нарича еднообемен метод [1].

Недостатъците на посочения прототип се състоят в следното:

- шнековата входна система не е в състояние да осигури достатъчно добра херметичност поради наличие на съществуваща газопропускливост на вкарваните твърди органични материали, което не позволява да се работи при налягане в реактора, съществено различаващо се от атмосферното;

- високата температура на пламъците на подгряващите горелки в реакционната зона могат да бъдат причина за образуване на някои вредни химични съединения, част от които ще напуснат реактора чрез синтез газа, а останалите заедно с твърдите продукти;

- еднообемното реакционно пространство е причина за редуциране на нискомолекулните въгреводородни газове, главно метан до въглероден окис и водород и понижаване на общата калоричност;

- въртящите се уплътнения са плъзгащи метални и не могат да осигурят висока херметичност, което е допълнителна причина да се поддържа в реакционната зона налягане близко до атмосферното;

- невъзможността да се работи с цели гуми налага използване на инсталация за нарязване, което понижава техническите и икономически параметри на съоръжението;

- използването на продуктите на изгаряне от горелките като газифициращи агенти не позволява достатъчно прецизно и точно регулиране на процеса на газификация и по тази причина се получават негорливи газове, които трябва да се отделят от синтез газа и изпускат през комин в атмосферата.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Поставената задача е да се създадат съоръжения и метод за комплексна газификация на цели гуми, което ще изключи необходимостта от използване на инсталация за нарязване, конструкцията на новите съоръжения ще осигури възможност за регулиране в широки граници на налягането в реакционната зона, условия за по-прецизно регулиране на процеса и метода за едновременна комплексна газификация на каучуковия материал и стоманените включвания и съответно по-добро качество на получаваните газове и повисоки екологични параметри.

Това се постига с представеното техническо решение, което съдържа хоризонтален цилиндричен въртящ се реактор с външно нагряване посредством нагряваща система с газови горелки, наречен газификатор, чийто вход и изход са херметизирани надеждно чрез две цилиндрични части с голям диаметър и две семерингово маншонни уплътнения с охлаждане и два компенсатора, който газификатор включва още перфорирано дъно, изходяща неподвижна част с изходи за получените горливи газове и за твърдите неорганични прахообразни продукти с две херметични клапи и междинна камера, както и входове за газифициращите агенти въглероден двуокис и водна пара; входна система, доставяща целите гуми във вертикално положение до вертикалния вход на газификатора и включваща предкамера, разположена върху камера с горен хоризонтален капак с охлаждаемо уплътнение, отварящ се с първи, втори и трети пневмоцилиндър за падане на гумите в камерата и избутвани до входа чрез четвърти пневмоцилиндър при отворен посредством пети пневмоцилиндър капак на газификатора; рекуператори за подгряване на горивните газове и въздуха подавани към горелките на нагряващата система; система за очистване на димните газове и следващо улавяне на въглеродния двуокис и азота и тяхното складиране.

Предимствата на предложеното изобретение са следните:

- работи се с цели гуми, което елиминира системата за нарязване и силно намалява разходите по подготовка на суровината и повишава общата надеждност и икономическа ефективност;

- входната система изключва възможността както за попадане на въздух в газификатора и нарушаване на процеса, така и за излизане на продукти от реакцията в атмосферата, което я запазва чиста;

- новото решение на въртящите се уплътнения осигурява висока степен на херметичност и възможност за промяна на налягането в реакционното пространство в широки граници, което позволява от една страна да се оптимизира процеса на газификация и от друга има екологичен ефект, тъй като не допуска изтичане на газове;

- наличието на перфорирано дъно на изхода на газификатора, което задържа металните включвания до пълната им газификация;

- разпределената по дължината на цилиндричния газификатор реакционна зона намалява възможността за конверсия на нискомолекулните въглеводородни газове, основно метан, което повишава общата калоричност на произведените горивни газове;

- външното подаване на газифициращите агенти въглероден двуокис и водна пара позволява прецизното им дозиране, което дава възможност за поддържане на постоянно високо качество на продуктите;

- поддържането на сравнително ниска максималната работна температура в газификатора не позволява образуването на вредни вещества и предотвратява възникването на технологични, технически и екологични проблеми;

- прилагането на система за улавяне на въглеродния двуокис и азота от пречистените димни газове на нагряващата система и използването им за технологични нужди и като търговски продукти, позволява работа на инсталацията без комин, което е изключително екологично постижение.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Фиг. 1 Блокова схема на инсталацията

Фиг.2 Поглед отпред на входната система на газификатора Фиг.З Поглед отгоре на входната система на газификатора Фиг. 4 Вертикален разрез на хоризонталния газификатор

ПРИМЕР ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

На фиг.2, фиг.З и фиг.4 е показано едно примерно изпълнение на съоръжението, което се състои от хоризонтален цилиндричен въртящ се газификатор 11 с външно нагряване, осигурявно от нагряващата система с газови горелки 30 и с разпределена по дължината му реакционна зона 13 с охлаждаем уплътнител 12 на входа и перфорирано дъно 20 на изхода. Газификаторът lie съединен с входната неподвижна камера 7 посредством високо херметична въртяща се уплътняваща система, състояща от компенсатор 14, семерингово-маншонен уплътнител с охлаждане 15 и цилиндрична стоманена чаша с голям диаметър 16. Връзката между газификатора 11 и изходящата неподвижна цилиндрична част 21 също е високо херметична и включва стоманена чаша с голям диаметър 17, семерингово-маншонен уплътнител с охлаждане 18 и компенсатор 19. В голямата по дължина и подходяща по диаметър реакционна зона 13 се извършва газифициране на суровината под въздействие на температурата, налягането и газифициращите агенти водна пара и въглероден двуокис, които се подават съответно през входовете 22 и 23. Целите гуми се подават в газификатора 11 посредством входна система, включваща предкамера 1, хоризонтален капак 5 с охлаждаем уплътнител 6 и пневмоцилиндри 2, 3 и 4 за неговото отваряне и затваряне, камера 7, пневмоцилиндър 8 за придвижване на гумите до входа на газификатора и капак 10, който се отваря и затваря с помощта на пневмоцилиндър 9. Придвижването на гумите в газификатора 11 се извършва под действие на въртеливото му движение и малкия наклон. Тук под въздействието на температурата, налягането и газифициращите агенти, дозирано подавани през входовете 22 и 23 в реакционното пространство 13, се осъществява комплексната газификация на гумите и стоманените включвания в тях. Газообразните продукти от реакцията се извеждат от изходящата неподвижна цилиндрична част 21 през изхода 29 с прахоуловители. Твърдите продукти от газификацията се извеждат посредством шнек 24 с двигател-редуктор 25 през херметична клапа 26, междинна камера 27 и втора херметична клапа 28 към склада за неорганични материали.

ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА

1. US 5,656,044 “Method and aparatus for gasification of organic materials” , aug. 12,1997.

Claims (4)

1. Метод за газификация на автомобилни гуми във хоризонтален, цилиндричен, въртящ се реактор, характеризиращ се с това, че гумите се газифицират цели, включително и металните включвания в тях, както и с това, че температурата на реакционното пространство се осигурява посредством външно нагряване, като по дължината на газификатора е разпределена така, че да се получи частично обособяване на реакционни зони за различните реакции на газификация на гумите, стоманата и въглерода, както и с това, че газифициращите агенти се подават дозирано, като количествата и съотношението им се определя единствено от нуждите на процеса, както и с това, че налягането в реакционния обем се регулира адаптивно така, че процеса на газификация да протича при оптимални условия.

2. Съоръжение за газификация на гуми включващо входна система за доставяне на гумите до хоризонтален въртящ се реактор, характеризиращо се с това, че гумите се доставят цели до газификатора /11/ посредством входна система включваща предкамера /1/, хоризонтален капак /5/ с охлаждаем уплътнител /6/ и пневмоцилиндри /2/, /3/ и /4/ за отваряне и затваряне, камера /7/, пневмоцилиндър /8/ за придвижване на гумите до входа на газификатора /11/ и капак /10/ задвижван посредством пневмоцилиндър /9/, който газификатор /11/ е с външно нагряване осигурявано от нагряваща система с газови горелки /30/.

3. Съоръжение за газификация съгласно претенция 2, характеризиращо се с това, че газификаторът /11/ е съединен с входната неподвижна камера /7/ посредством високо херметична въртяща се уплътняваща система, състояща се от компенсатор /14/, семерингово-маншонен уплътнител с охлаждане /15/ и цилиндрична стоманена чаша /16/, както и с това, че връзката между газификатора /11/ и изходящата неподвижна цилиндрична част /21/ се осъществява посредством високо херметична въртяща се уплътняващи система включваща стоманена чаша /17/, семерингово-маншонен уплътнител с охлаждане /18/ и компенсатор /19/.

4. Съоръжение за газификация съгласно претенция 2 характеризиращо се с това, че е снабдено със система за улавяне и складиране на въглеродния двуокис и азота от пречистените димни газове на нагряващата система с газови горелки /30/.