BG1522U1

BG1522U1 - Инсталация за преработка на отпадни въглеводородни продукти и оползотворяване на получените от преработката продукти

Info

Publication number: BG1522U1
Application number: BG1990U
Authority: BG
Inventors: Игорь СЕМЕНОВ; Пламен МЛАДЕНОВ
Original assignee: "Прогрес М-2000" Еад
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-01-31

Abstract

Полезният модел се отнася до инсталация за преработка на отпадни въглеводородни продукти и оползотворяване на получените при преработката продукти. Предложеното решение съгласно полезния модел е високоефективно, с висока производителност и безопасност, представлява безотпадна и екологична инсталация за получаване на пиролизни продукти, намираща приложение в промишлеността и по-специално в енергетиката като алтернативен независим източник на енергия. Инсталацията позволява осъществяване на непрекъснат процес с протичане на пълна и дълбочинна преработка, извличане и разделяне на полезните пиролизни продукти. Получените при преработката продукти - пиролизна течност, пиролизен газ и твърд въглероден остатък, могат да бъдат оползотворявани, като се влагат директно за получаване на електроенергия, а полученият течен продукт е с качества, които позволяват директно приложение като енергиен източник, както и приложение в химическата промишленост за получаване на химически съединения или дефинирани смеси от съединения. Инсталацията за преработка на отпадни въглеводородни продукти и оползотворяване на получените продукти се състои от реактор за пиролиза (1), снабден с бункер за зареждане и устройство за отвеждане (2) на получения твърд остатък при пиролизата, циклони (4, 6, 8 и 12) зa очистване на парогазовата смес от твърди примеси и кондензатори (15, 16, 17 и 18) за разделяне на парогазовата смес на пиролизна течност и пиролизен газ, рециркулационе

Description

(54) ИНСТАЛАЦИЯ ЗА ПРЕРАБОТКА НА ОТПАДНИ ВЪГЛЕВОДОРОДНИ ПРОДУКТИ И ОПОЛЗОТВОРЯВАНЕ НА ПОЛУЧЕНИТЕ ОТ ПРЕРАБОТКАТА ПРОДУКТИ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до инсталация за преработка на отпадни въглеводородни продукти като битови и индустриални отпадъци, в това число употребявани автогуми и гумени изделия, отпадъци от производството на гумени и полимерни изделия, употребявани полимерни изделия и опаковки с цел оползотворяването им и предотвратяване на замърсяването на околната среда.

Предшестващо състояние на техниката

Към настоящия момент все по-актуален се явява проблема с усвояването на органичните отпадъци, които в природни условия практически не се разлагат. От екологична гледна точка представляват интерес инсталациите за термична преработка на отпадни въглеводородни продукти.

От патент RU 2 393 200 С2 е известна инсталация, състояща се от реактор за пиролиза с реакционна камера, пещ с горелка за получаване на газообразен топлоносител, снабден с устройства за зареждане и отвеждане на материалите, барботажен реактор за очистване на парогазовата смес и кондензатори за разделяне на получаваната в реактора парогазова смес.

При тази инсталация не се извършва пълно оползотворяване на получените при преработката продукти като енергоносители и не се постига пълно отделяне на твърдите примеси от парогазовата смес и технологията не напълно безотпадна.

От RU 72 223 U1 е известна инсталация за преработка на съдържащи гума отпадъци, състояща се от реактор за пиролиза, снабден с бункер за зареждане и устройство за отвеждане на твърдия остатък от пиролизата, устройство за подаване на газообразното гориво, съединено с тръбопровод за рециркулация на пиролизния газ и устройство за отвеждане на пиролизния газ, модул за очистване на пиролизния газ, модул за кондензация на въглеводородните фракции, свързан със съд за течни въглеводородни фракции и с устройство за отвеждане на пречистения пиролизен газ, и включваща и система за оборотната вода. Модулът за очистване на пиролизния газ е апарат за мокро очистване, а модулът за кондензация на въглеводородните фракции е кожухотръбен топлообменник, като апаратът за мокро очистване и кожухотръбния топлообменник са снабдени с хидравлични клапани.

При тази известна инсталация трудно се осъществява регулиране на процеса на пиролиза, производителността е недостатъчно висока, налице са значителни трудности при разделяне и като резултат непълно отделяне на твърдия остатък от парогазовата смес и на пиролизната течност от пиролизния газ, инсталацията е недостатъчно ефективна от гледна точка на безопасността на технологичния процес и на безпроблемната работа на апаратите от инсталацията, твърдият остатък - технически въглерод е с ниско качество.

Проблемите, които трябва да се решат с настоящия полезен модел са постигане на висока производителност, възможност за контролиране на процеса на пиролиза, получаване на почисти въглеводородни фракции, постигане на попълно отделяне на твърдите примеси от парогазовата смес и разделяне на течните фракции и пиролизния газ, постигане на по-добро качество на въглеродния остатък, с оглед по-нататъшното му използване като енергоносител.

Техническа същност на полезния модел

Проблемите се решават чрез инсталация за преработка на отпадни въглеводородни продукти и оползотворяване на получените продукти, която се състои от: снабден с бункер и устройство за зареждане пиролизен реактор, в долната част, на който е монтирано устройство за извеждане на твърд остатък, в горната част на пиролизния реактор е монтиран щуцер за извеждане на парогазова смес, получена при пиролизата, свързан с циклони с оросяване, които имат изход в долната си част за твърд материал, свързан с отвеждащо устройство, свързано със следващо отвеждащо устройство, и изходи в горната част за парогазова смес, като тези изходи са свързани с циклон, който в долната си част има изход към отвеждащо устройство, свързано със следващо отвеждащо устройство, свързано от своя страна с общо отвеждащо устройство, горната част на циклона е

1522 Ul свързана c циклони, свързани в долната част към отвеждащо устройство, а в горната част на циклони е монтиран щуцер за отвеждане на парогазовата смес, който е свързан с циклони, свързани в долната си част към отвеждащо устройство, свързано с общо отвеждащо устройство, в горната си част циклоните са свързани през вентилатор с тръбен топлообменник, свързан със следващ тръбен топлообменник, свързан с топлообменник с пълнеж, който е свързан с тръбен топлообменник, свързан през вентилатор за високо налягане с обемен компенсатор и свързан с резервоар за пиролизна течност, като обемния компенсатор е свързан през компресор и модул за очистване с газхолдер и от друга страна с пиролизния реактор, като газхолдерът е свързан с газов смесител, който е свързан към газификатор и към ТЕЦ, а газификаторът е свързан към общото отвеждащо устройство. Към инсталацията са предвидени шлюзови затвори за предотвратяване достъпа на въздух в реакционната зона и хидравлични клапани. Също така са предвидени контролно-измервателни прибори за автоматичен контрол на процесите.

Инсталацията е предназначена за преработване на следните отпадни въглеводородни продукти: излезли от употреба автомобилни гуми, гумено-технически изделия, гумено-метални изделия, полимерни изделия и отпадъци от производството им, отработени автомобилни и трансформаторни масла, органични отпадъци от бита и промишлеността и замърсени от смазочно-запалими материали и бои.

С инсталацията, съгласно полезния модел се осигурява постигане на висока производителност, възможно е контролиране на процеса на пиролиза, получават се въглеводородни фракции с висока чистота, постига се по-пълно отделяне на твърдите примеси от парогазовата смес и разделяне на течните фракции и пиролизния газ, постига се по-добро качество на въглеродния остатък, което дава възможност остатъкът да се подложи на газификация, при която се получава висококалоричен газ, който, смесен с нискокалоричен пиролизен газ, се влага за получаване на електроенергия. Осигурява се осъществяване на безотпадна и екологична технология за получаване на пиролизни продукти, намираща приложение в промишлеността, в енергетиката като алтернативни независими източници. Инсталацията позволява осъществяване на непрекъснат процес с протичане на пълна и дълбочинна преработка, извличане и разделяне на полезните пиролизни продукти. Получените при преработката продукти - пиролизна течност, пиролизен газ и твърд въглероден остатък могат да бъдат оползотворявани като се влагат директно за получаване на електроенергия, а полученият течен продукт е с качества, които позволяват директно приложение като енергиен източник, както и приложение в химическата промишленост за получаване на химически съединения или дефинирани смеси от съединения.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява схема на част от инсталацията - за преработване на отпадни въглеводородни продукти;

фигура 2 представлява част от инсталацията - за оползотворяване на получените при преработката продукти.

Примерно изпълнение и действие на инсталацията

Инсталацията, показана на фиг. 1 се състои от снабден с бункер и устройство за зареждане пиролизен реактор 1, в долната част на който е монтирано устройство 2 за извеждане на твърд остатък, в горната част на пиролизния реактор 1 е монтиран щуцер 3 за извеждане на парогазова смес, получена при пиролизата, свързан с циклони 4 с оросяване, които имат изход в долната си част за твърд материал, свързан с отвеждащо устройство 5, свързано с отвеждащо устройство 10, и изходи в горната част за парогазова смес, като тези изходи са свързани с циклон 6, който в долната си част има изход към отвеждащо устройство 7, свързано с отвеждащо устройство 10, свързано от своя страна с отвеждащо устройство 11, горната част на циклон 6 е свързана с циклони 8, свързани в долната част към отвеждащо устройство 9, а в горната част на циклони 8 е монтиран щуцер за отвеждане на парогазовата смес, който е свързан с циклони 12, свързани в долната си част към отвеждащо устройство 13, свързано с отвеждащо устройство 11, в горната си част циклоните 12 са свързани през вентилатор 14 с тръбен топлообменник 15, като между циклони 12 и вентилато

1522 Ul pa 14 и между вентилатора 14 и топлообменника 15 са монтирани температурни компенсатори 14а и 146, свързан с тръбен топлообменник 16, свързан с топлообменник с пълнеж 17, свързан с тръбен топлообменник 18, свързан през вентилатор за високо налягане 19 с обемен компенсатор 20 и свързан с резервоар за пиролизна течност 21, като между топлообменника 18 и вентилатора 19 и между вентилатора 19 и обемния компенсатор 20 са монтирани температурни компенсатори 19а и 196, като обемния компенсатор 20 е свързан през компресор 22 и модул за очистване 23 с газхолдер 24 и от друга страна с пиролизния реактор 1. На фиг. 2 е показана част от инсталацията, която се състои от газов смесител 25, който е свързан с изхода на газхолдера 24, към газификатор 26 и към ТЕЦ 27, като газификаторът 26 е свързан с изхода на отвеждащото устройство 11.

Реакторът 1 занискотемпературнапиролиза е изпълнен двукамерен с движещи се решетки, снабден със зареждаща фуния, и шибърни кранове, които са свързани с междинна камера, свързана с камерата на реактора, разделена на две камери, под която има междинна камера, свързана с конвейер, извеждащ твърдия остатък за по-нататъшна обработка. В реактора са монтирани шест горелки, работещи с течно гориво и нискокалоричен пиролизен газ.

Инсталацията за преработка и оползотворяване действа по следния начин.

Изходният материал, например автомобилни гуми се раздробявало предпочитани размери, например до 250 mm в раздробител, непоказан на схемата, и се подават в зареждащ бункер с капак. От бункера, при затворен капак към пиролизния реактор се подава раздробения материал, който под собственото тегло се спуска към долната част на реактор, като същевременно се подсушава от преминаващите през него нагрети газове и след това се нагрява до температурата на разлагане на суровината. В зоната на пиролизата се подава пиролизен газ в камера на горене. Процесът на зареждане, пиролиза и отвеждане на получените продукти е непрекъснат. Устойчиво горене се постига чрез максимално възможно подаване на пиролизен газ и минимално подаване на въздух за горене. Зареждането на реактора се осъществява така, че в реактора да не прониква излишно количество въздух, и да не се изпуска пиролизен газ в атмосферата.

За целта изходният материал се подава във фунията за зареждане, след това през шибърен кран се подава в междинната камера и след това в основната камера на реактора. Движещите се решетки разтръскват изходния материал и улесняват процеса на пиролиза и отвеждането на твърдия остатък през долния шибърен кран в долната междинна камера. След затваряне на шибърния кран, с бутално устройство, твърдия остатък се подава от междинната камера на конвейер за по-нататъшна обработка. Температурата в реактора се определя чрез датчици, монтирани в корпуса на реактора. Температурата в долната част на реактора съставлява 650-700°С. На височина 500 mm от дъното на реактора съставлява 500-550°С. В средната част на реактора температурата е 400-450°С. На изхода от реактора е 300-350°С. От горната част на реактора през щуцер 3 се отвежда получена при пиролизата парогазова смес. От долната част на реактора през устройство 2 се отвежда твърд остатък, представляващ смес от въглерод и метал. Парогазовата смес с температура 300-350°С постъпва в циклон 4 за отделяне на твърди частици от парогазовата смес чрез капково оросяване. Предвидени са два циклона, работещи на принципа на заменяемост за осигуряване на непрекъснат процес на разделяне. След това частично пречистената парогазова смес с температура 200-250°С постъпва в самоочистващ се циклон 6, след което пречистената на този етап парогазова смес с температура 150-200°С постъпва за доочистване в циклон 8 и пречистената от циклон 8 парогазова смес с температура 100-150°С постъпва за последна очистка в циклон 12, Циклони 8 и 12 също са по два, работещи взаимозаменяемо. Очистената от твърди частици парогазова смес с температура 100-150°С се подлага на кондензационнно разделяне като преминава през температурни компенсатори 14а и 146 и постъпва в тръбен топлообменник 15, след това в топлообменник 16, колона с пълнеж 17 и топлообменник 18. Получените нискокалорични пиролизни газове преминават през температурни компенсатори 19а и 196 в обемен компенсатор 20. След него постъпват през компресор 22 и модул за очистване 23 в газхолдер 24. Отведената през устройство 2 смес от въглерод и метал се подлага на разделяне посредством магнитен сепаратор (непоказан на схемата).

1522 Ul

Отделеният въглероден твърд остатък се подава в отвеждащо устройство 11, където се събират твърдите остатъци от циклони 4, 6, 8 и 12. Отделената в топлообменниците 15,16,17 и 18 кондензирала пиролизна течност се събира в събирателен резервоар 21. Една част от нискокалоричния пиролизен газ от обемния компенсатор 20 се връща в пиролизния реактор 1, а останалата част отива през компресор 22 и модула за очистване 23 към газхолдер 24. Въглеродният остатък от отвеждащо устройство 11 постъпва в газификатор 26. Полученият висококалоричен газ в газификатора 26 се подава в смесителя 25, откъдето сместа от нискокалоричен пиролизен газ и висококалоричен газ се подава в електростанция, където се преобразува в електроенергия.

Използването на описаната инсталация съгласно полезния модел осигурява непрекъснат производствен процес.

В дадения пример от 60 т/денонощие въглеводородни отпадъци се получават следните крайни продукти: течно пиролизно гориво с добив 24 т; твърд въглероден остатък -16 т, пиролизен газ - 8 т; метален остатък - 8 т, условно време на пиролиза 45-50 min.

Разход на гориво - от 19,8 - 93,6 1/h.

Получените крайни продукти са с масово съотношение и характеристики както следва:

- около 30-50 % течна пиролизна фракция - представляваща смес от циклични въглеводороди с плътност около 925 kg/m³, със съдържание на сяра по-малко от 0,5, вискозитет - 6,97 сСт., с топлина на изгаряне 49,5 МДж/kg, аналог на мазут М100:Ф5. Течната въглеводородна фракция съдържа 49 компонента, от които около 40 % от общата маса са ароматни въглеводороди като бензол, ксилол, стирол и негови производни, останалите 40 % са олигомери на стирола и други мономери и около 10 % са висши олигомери;

- около 30 % твърд продукт с плътност около 430 kg/m³, пепелно съдържание по-малко от 15 %, влажност - по-малко от 24%, топлина на изгаряне около 27,5 МДж/kg, аналог на технически въглерод - П803;

- около 10 % метални отпадъци;

- около 10 % въглеводородни газове, плътност - 0,8 kg/m³, топлина на изгаряне - 8 250 кДж/kg, аналог на метан-пропан и газов състав, съдържащ в % - азот 32-40%; водород 18-25%; въглероден оксид 15-18%; въглероден диоксид 10-18%; метан 4-7%; газове С₂-С₄ 2.55, кислород 0.5-0.7 и влажност 20%.

От посочените данни е видно, че получените чрез инсталацията продукти са високоефективни енергоносители.

Claims

Претенции

1. Инсталация за преработка на отпадни въглеводородни продукти и оползотворяване на получените при преработката продукти, състояща се от пиролизен реактор, снабден с устройство за зареждане на отпадни въглеводородни продукти и устройство за отвеждане на твърдия остатък, устройство за очистване на получената при пиролизата парогазова смес от твърди примеси, кондензатори за разделяне на парогазовата смес на пиролизна течност и пиролизен газ, характеризираща се с това, че се състои от: снабден с бункер и устройство за зареждане пиролизен реактор (1), в долната част на който е монтирано устройство (2) за извеждане на твърд остатък, в горната част на пиролизния реактор (1) е монтиран щуцер (3) за извеждане на парогазова смес, получена при пиролизата, свързан с циклони (4) с оросяване, които имат изход в долната си част за твърд материал, свързан с отвеждащо устройство (5), свързано с отвеждащо устройство (10) и изходи в горната част за парогазова смес, като тези изходи са свързани с циклон (6), който в долната си част има изход към отвеждащо устройство (7), свързано с отвеждащо устройство (10), свързано от своя страна с отвеждащо устройство (11), горната част на циклон (6) е свързана с циклони (8), свързани в долната част към отвеждащо устройство (9), а в горната част на циклони (8) е монтиран щуцер за отвеждане на парогазовата смес, който е свързан с циклони (12), свързани в долната си част към отвеждащо устройство (13), свързано с отвеждащо устройство (11), в горната си част циклоните (12) са свързани през вентилатор (14) с тръбен топлообменник (15), като между циклони (12) и вентилатора (14) и между вентилатора (14) и топлообменника (15) са монтирани температурни компенсатори (14а и 146), свързан с тръбен топлообменник (16), свързан с топлообменник с пълнеж (17), свързан с тръбен топлообменник (18), свързан през вентила-

1522 Ul тор за високо налягане (19) с обемен компенсатор (20) и свързан с резервоар за пиролизна течност (21), като между топлообменника (18) и вентилатора (19) и между вентилатора (19) и обемния компенсатор (20) са монтирани температур- 5 ни компенсатори (19а и 196), като обемният компенсатор (20) е свързан през компресор (22) и модул за очистване (23) с газхолдер (24) и от друга страна с пиролизния реактор (1), изходът на газхолдера (24) е свързан с газов смесител (25) , свързан от друга страна към газификатор (26) и към ТЕЦ (27), като газификаторът (26) е свързан към изхода на отвеждащото устройство (11).