BG2251U1 - Инсталация за нискотемпературна пиролиза на отпадъчни пластмаси с добавяне на отработени масла и греси - Google Patents

Abstract

Полезният модел, касаещ инсталация за нискотемпературна пиролиза на смес от отпадни пластмаси с добавяне на отпадни греси и масла се отнася до преработвателната промишленост, по-специално до получаването на нискомолекулни въглеводороди чрез нискотемпературна пиролиза на високомолекулни въглеводороди. Проблемите при нискотемпературна пиролиза на отпадъчни пластмаси са неравномерното нагряване на изходната суровина, непълно протичане на пиролизните реакции, отделяне на голямо количество твърди частици в пиролизния газ и масло и затруднено отделяне на твърдия остатък. Решението на изброените проблеми е в добавянето на отпадни масла и греси към изходната суровина от отпадни пластмаси. При пиролизата на получената изходна смес реакциите на деструкция протичат равномерно в целия обем. Намалява се увличането на твърди частици от пиролизния газ и се улеснява отделянето и обработката на твърдия пиролизен остатък. 1 претенция, 1 фигура

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася до инсталация за нискотемпературна пиролиза на смес от отпадни пластмаси с добавяне на отпадни масла и треси в химическата преработвателна промишленост, по-специално до получаването на нискомолекулни въглеводороди чрез нискотемпературна пиролиза на високомолекулни въглеводороди.

Предшестващо състояние на техниката

Всички пластмаси имат ниска топлопроводност. При подлагане на пиролиза пластмасите се нагряват изключително бавно и неравномерно. Това води до частична пиролиза на изходната смес в пиролизния реактор. Сместа, намираща се в непосредствена близост до нагревните зони на реактора пиролизира в по-голяма степен от сместа, отдалечена от нагревните зони. Полученият твърд остатък в близост до нагревните зони изолира останалата част от изходната смес и пречи на протичането на пиролизна реакция в цялата смес.

Недостатък при този тип процеси е необходимостта от реактори с малък обем и голяма нагревна повърхност. При увеличаване обема на реактора се получава остатък от непиролизирала изходна суровина, която втвърдява в монолитен блок и възниква необходимост от спиране на реактора за почистване.

В момента чрез пиролиза на отпадни пластмаси се получават пиролизни масла, пиролизен газ и твърд въглероден остатък. Използваните инсталации са периодично действащи и работата им се изразява в зареждане, нагряване на суровината при отсъствие на кислород. Вследствие на температурата високомолекулните съединения деструктират в нискомолекулни. След приключване на пиролизния процес се изчаква реактора да се охлади, изважда се твърдия остатък и се зарежда за нов цикъл. Първичният пиролизен газ, който се получава в реактора се отвежда към следващите апарати. При неговото охлаждане се отделят пиролизни масла и пиролизен газ за горене. В досега съществуващите инсталации υι твърдия остатък се отвежда от реактора под формата на въглеподобна твърда маса. Това довежда до необходимостта от незабавно охлаждане с цел предотвратяване на запалване и разпрашаване. В инсталациите за пиролиза на пластмаси се използват въртящи реактори или реактори с бъркалки. Необходимо е разбъркването на изходната смес да се извършва много интензивно, за да не се получи частично пиролизиране около нагревните зони. Използваните бъркалки и въртящи се реактори са снабдени с мощни електродвигатели и редуктори. Това води до завишаване разходите на енергия.

Не са известни непрекъснато действащи инсталации за нискотемпературна пиролиза на отпадни пластмаси с добавяне на отпадни масла и греси.

Техническа същност на полезния модел

Целта на полезния модел е създаването на инсталация за нискотемпературна пиролиза на отпадни пластмаси с добавяне на отпадни масла и греси.

Инсталацията за нискотемпературна пиролиза на отпадни пластмаси с добавяне на отработени масла и греси включва входящ бункер за суровина, прикрепен към подкачващ шнек, свързан посредством разделителна клапа и вкарващ шнек с пиролизен реактор. Реакторът е снабден с механична бъркалка и щуцер за подаване на отпадни масла, като в горната си част е свързан със скрубер посредством възвратен шнек и тръбопровод, който е свързан с друг скрубер чрез тръбопровод, като втория скрубер посредством тръбопровод в горната си част е свързан с буферен съд. Буферният съд посредством филтри е свързан с газодувка, която с тръбопровод е свързана с друг буферен съд, свързан последователно с колектор, горелка и горивна камера, прикрепена към реактора, като в долната си част реактора чрез изходящ шнек е свързан с изхвърлящ шнек, свързан със съд за твърд остатък.

При добавяне на отпадни масла и греси се увеличава топлопредаването в изходната смес, с което се постига равномерно нагряване на сместа в целия обем.

Използването на катализатори при пиролизни реакции е слабо застъпено, тъй като след приключване на реакцията на практика катали3

2251 υι затора не може да се отдели от твърдия остатък въпреки, че остава непроменен след края на реакцията.

При добавяне на отпадни масла и треси към изходната смес е възможно да се добави катализатор зеолит в изключително малки количества и ниска себестойност. Остатъкът на катализатор в твърдия остатък е в пренебрежимо малки количества. Протичането на пиролизната реакция е равномерно по целия обем на сместа. Воденето на технологичния процес в реактора се улеснява и позволява поддържането на постоянни параметри.

При добавяне на отпадни масла и греси необходимостта от интензивно разбъркване и разбиване на изходната смес отпада и е възможно да се използва механична бъркалка с честота на въртене до 6 об./ппп. Пиролизната реакция протича равномерно по целия обем.

В инсталацията се постига намалено отделяне на твърди частици (сажди) в първичния пиролизен газ. При добавяне на отпадни масла и греси към изходната суровина пиролизния процес протича равномерно в целия обем. Отделянето на първичния пиролизен газ е константа в обемно отношение през цялото време на протичане на процеса. Тъй като пиролизата е нискотемпературна - до 450°С някои от съставките на отпадните масла и греси не пиролизират изцяло, а се изпаряват. Непосредствено след това те кондензират в пространството над реакционната смес, като кондензационни ядра се явяват отделените въглеродни частици (сажди). Образувалите се капки се връщат отново в реакционната смес. Това допринася за изключително малкото количество твърди частици, напускащи реактора с първичния пиролизен газ.

При съвместна пиролиза на отпадни пластмаси с добавяне на отпадни масла и греси се получава термопластична изходна маса, която позволява формоване, напр. под формата на брикети и улеснява по-нататъшното използване.

Пояснение на приложената фигура

Фигура 1 представлява схематичен вид на инсталацията за пиролиза на отпадни пластмаси с добавяне на отпадни масла и греси.

Примери за изпълнение на полезния модел

Инсталацията за пиролиза на отпадни пластмаси с добавяне на отпадни масла и греси се състои от следните модули:

- Входящо-изходящи устройства за постъпване на суровината и извеждане на продуктите

- Пиролизен реактор

- Контактен кондензатор - система от два скрубера

- Газов тракт

- Система за управление

Всички апарати, включени в инсталацията и връзките между тях са отбелязани в технологичната схема на фиг. 1. Суровината се изсипва във входящия бункер 1 и се прехвърля в реактор 5 чрез система от шнекове. Отпадните пластмаси трябва да бъдат раздробени на малки късове до 40 тш и съдържанието на други вещества и примеси не трябва да надвишава 5%. Отпадните греси в зависимост от състоянието си се прехвърлят чрез подкачващ шнек 2. Отпадните масла се подават с дозировъчна помпа направо в реактор 5. Чрез шнек 2 суровината преминава през клапа 3 в шнек 4. Оборотите на шнек 2 се регулират, така че в инсталацията да постъпва оптимално количество суровина. Така се осигурява постоянно подаване на суровина и се предотвратява навлизането на кислород в системата. Това се осъществява и посредством клапа 3. Реакторът 5 е запълнен с течност, получена при каталитичния процес, като първоначално при запускане се извършва разтопяване на суровината. В реактора 5 е монтирана механична бъркалка 6 за хомогенизиране. Сместа се нагрява бързо до температура 380-400°С, при което започва нейното термично разлагане. При това шоково нагряване се получават основно течни фракции или т.нар. пиролизни масла. Те влизат във взаимодействие с катализатора и започва допълнително разкъсване на въглеводородните връзки. Вследствие се образува първичен пиролизен газ, който напуска реактора през устройство 11. Температурата в пиролизния реактор 5 се поддържа от горивна система, състояща се от високотемпературна горивна камера 8 и горелка 7. Системата е пригодена за изгаряне на пречистения пиролизен газ. Изгарянето се осъществява без отделяне на вредни емисии от газове, което се дължи на високотемпературното изгаряне в камера 8. От долната част на реактор 5 се отделя твърдия остатък вследствие по-високата си плътност и се отвежда с помощта на шнек 13. Оборотите на този шнек се регулират според нивото на реакционната смес в реактор

2251 υι

5. От шнек 13 тежките съставки с помощта на шнек 14 се отвеждат в съд 15, който едновременно охлажда твърдите съставки и осигурява хидравличен затвор за изхода. Парогазовата смес на първичния пиролизен газ се отвежда от реактор 5 в шнековия кондензатор 11 по тръбна линия. Там се осъществява кондензацията на най-тежката фракция с температура на кондензация над 350°С, която се връща обратно в реактор 5. Некондензиралите пари преминават в скрубер по тръбна линия, където кондензира средната пиролизна фракция (импрегнационно масло). Остатъчните пари след скрубер 16 преминават в скрубер 19 по тръбна линия. В него кондензира т.нар. леко пиролизно масло. Регулирането на температурата в скрубери 16 и 19 се извършва автоматично посредством циркулационни помпи и 20 и охладители 18 и 21. Остатъчните некондензируеми газове след скрубер 19 постъпват по тръбна линия в буферен съд 22, който изпълнява ролята и на капкоуловител. Буферен съд 22 е свързан с тръбна линия с газодувка 23. На тръбната линия между буферен съд 22 и газодувка 23 има монтирани филтри 25 и 26 за улавяне на най-фините капки от газа. Газодувка 23 е свързана с тръбопровод към втори буферен съд 24, а от него с тръбопровод до колектор 9 и горелка 7. Потока в целия газов тракт от реактор 5 до горелка 7 се поддържа от газодувка 23, като от реактора до газодувката 23 тракта е под вакуум, а от газодувката 23 до горелката 7 е под налягане. При първоначално пускане на инсталацията за подгряване се използва газ пропан-бутан от газова бутилка 10, която е свързана към колектор 9.

Claims (1)

1. Претенции

   1. Инсталация за нискотемпературна пиролиза на отпадни пластмаси с добавяне на отработени масла и греси, характеризираща се с това, че включва входящ бункер (1) за суровина, прикрепен към подкачващ шнек (2), свързан посредством разделителна клапа (3) и вкарващ шнек (4) с пиролизен реактор (5), снабден с механична бъркалка (6) и щуцер за подаване на отпадни масла, като в горната си част реакторът (5) е свързан със скрубер (16) посредством възвратен шнек (11) и тръбопровод, а скруберът (16) е свързан със скрубер (19) с тръбопровод, като скруберът (19) посредством тръбопровод в горната си част е свързан с буферен съд (22), който посредством филтри (25 и 26) е свързан към газодувка (23), която с тръбопровод е свързана с буферен съд (24), свързан последователно с колектор (9), горелка (7) и горивна камера (8), прикрепена към реактора (5), като в долната си част реакторът (5) чрез изходящ шнек (13) е свързан с изхвърлящ шнек (14), свързан със съд за твърд остатък (15).