BG66682B1 - Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция - Google Patents

Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция Download PDF

Info

Publication number
BG66682B1
BG66682B1 BG111260A BG11126012A BG66682B1 BG 66682 B1 BG66682 B1 BG 66682B1 BG 111260 A BG111260 A BG 111260A BG 11126012 A BG11126012 A BG 11126012A BG 66682 B1 BG66682 B1 BG 66682B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
unit
reactor
solid phase
separator
cooling
Prior art date
Application number
BG111260A
Other languages
English (en)
Other versions
BG111260A (bg
Inventor
Александр ШАПОВАЛОВ
Борисович Шаповалов Александр
Original Assignee
"Алтернано" Еоод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by "Алтернано" Еоод filed Critical "Алтернано" Еоод
Priority to BG111260A priority Critical patent/BG66682B1/bg
Publication of BG111260A publication Critical patent/BG111260A/bg
Publication of BG66682B1 publication Critical patent/BG66682B1/bg

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция, съдържаща реактор (1), свързан с блок за охлаждане на получената в него газообразна фаза (2), който от своя страна е свързан с блок за сепарация на въглеводородните продукти (3), изходът на газообразния продукт на сепаратора е свързан от една страна с енергоблок (4), осигуряващ топлината за технологичния процес, а от друга с газовия вход на блока на горелките (5), другият вход на който е свързан с резервоара за гориво (6), блокът на горелките (5) е свързан с блока за управлението им (7), управляващият вход на който е свързан с блока на датчиците (8) на реактора (1), блокът за сепарация (3) на въглеводородните продукти е свързан със съд за събиране на течните въглеводороди (9), реакторът (1) е свързан с механизъм за разтрошаване (11) на получената в него твърда фаза, като реакторът (1) е свързан в долната си част с дефрагментатор (10), който от своя страна е свързан с механизма за разтрошаване на въглеводородите в твърда фаза (11), той от своя страна е свързан със сепаратор за твърдата фаза (12), който сепаратор е свързан с преса за брикетиране на металните елементи след сепарацията (13) и с топлообменник (14), който от своя страна е свързан със събирателен блок (15).

Description

Област на техниката
Изобретението ще намери приложение в химическата промишленост, по-конкретно в преработката на полимерни отпадъци, с цел получаване на свежа суровина за повторно използване в пластмасовата индустрия, както и топло- и електроенергия, използвайки методите на термична нанодеструкция на отпадъчния материал.
Предшестващо състояние на техниката
Известни са инсталации за преработка на отпадъчни полимерни материали, в т.ч. армирани с метал износени гуми, по метода на термична нанодеструкция, без достъп на окислители, които използват като основно съоръжение реактор, в който при определени температурни параметри се получават продукти, от които впоследствие се отделят течен, газообразен и твърд продукт от въглеводороди. При тези инсталации се използват съоръжения за сепарация на получените въглеводороди, които са и енергоносители, по-точно на висока топлина, което е причина за включването в инсталациите на допълнителни съоръжения за оползотворяването й като подгряване на изходната маса или на определени процеси от производството.
Известни са инсталации, състоящи се от реактор, свързан с блок за охлаждане на получената в него газообразна фаза, който от своя страна е свързан с блок за сепарация на въглеводородните продукти. Изходът на газообразния продукт на сепаратора е свързан от една страна с енергоблок, изработващ топлина за инсталацията, а от друга с газовия вход на блока на горелките, другият вход на който е свързан с резервоара за гориво. Блокът на горелките се управлява от блок за управление, управляващият вход на който е свързан с блока на датчиците. Блокът за сепарация на въглеводородни продукти е свързан със съд за неговото събиране. Получената твърда фаза в реактора чрез механизъм за разтоварване се извежда от него.
Недостатъци на известните инсталации са:
- цикличност на процеса на нанодеструкция, заключаваща се в невъзможност за непрекъсната работа на инсталациите за преработка на полимерните отпадъци;
- получените рециклирани продукти съдържат остатъци от първоначалните отпадъчни продукти, което ги прави с ограничен реал на вторично използване като свежа суровина;
- наличието на метални елементи при армираните материали, подлежащи за преработка, например каучукови гуми от автомобили и др., допълнително изисква процедури по отстраняването им, което усложнява процеса, който става по-енергоемък и поскъпва;
- в атмосферата се изхвърлят вредни емисии, което изисква допълнителни капиталовложения за обезвреждащи инсталации;
- губи се много от топлината, получена от езотеричните процеси на деструкция, която не се оползотворява в съпътстващи съоръжения.
Техническа същност на изобретението
Задачата на предлаганото изобретение е да се осигури комплексна преработка на полимерни отпадъци, в т.ч. и такива армирани с метал, с цел получаване на пластмасови суровини - свежа маса за повторно използване в пластмасовата индустрия.
Задачата се решава с инсталация, състояща се от реактор, в който се получават газообразни продукти с въглеводороден състав и такива в твърда фаза, което определя два кръга на преработката им впоследствие.
Във връзка с газообразните продукти, които са с висока температура, реактор е свързан с блок за охлаждане на газообразната фаза, който от своя страна е свързан с блок за сепарация на въглеводородния продукт, който е свързан едновременно с енергоблок и с блока на горелките, вторият вход към който е свързан с резервоара за гориво. Блокът на горелките е свързан с блока за управлението им, който пък от своя страна е свързан с блока на датчиците на реактора. Блокът за сепарация е свързан и със съд за събиране на течните въглеводороди.
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.1/16.07.2018
Във връзка с получените продукти в твърда фаза, реактора в долната си част е свързан с дефрагментатор, който от своя страна е свързан с механизъм за разтрошаване на твърдата фаза. Той от своя страна е свързан със сепаратор за твърдата фаза, където същата се разделя на метална част и въглеводородна част.
Металната част във втори сепаратор се отделя и брикетира в преса и през топлообменник, в който се отдава температурата на фракцията, отива в събирателен блок. За отделяне на въглеводородната фракция, вторият сепаратор е свързан с топлообменник (в който се отдава температурата на фракцията), който е свързан със събирателен блок на въглеводородната фракция.
Инсталацията, съгласно изобретението, може да съдържа допълнителен реактор, свързан със сепаратора за твърдата въглеводородна фаза и с блок на горелките за него, който блок е свързан с блока за сепарация на въглеводородните продукти и с резервоара за гориво.
Блокът на горелките на допълнителния реактор е също свързан с блока за управление, който от своя страна е свързан с блока на датчиците на допълнителния реактор.
Допълнителният реактор е съединен с блока за охлаждане на газообразния продукт, от друга страна е свързан с блока за събиране на въглеводородния продукт чрез топлообменник.
Топлообменниците за охлаждане на газообразната фаза, на брикетите и на получения въглеводороден продукт са свързани чрез топлообменен блок с енергоблока, а той с всички потребители на енергия в инсталацията.
Предимствата на предлаганото изобретение са:
- осигурява се комплексна преработка на полимерни отпадъци, в това число и такива армирани с метал;
- получаване на качествени високоликвидни търговски продукти;
- съкращаване изхвърлянето в атмосферата на вредни емисии, горещи газове, носещи голямо количество топлина.
Пояснение на приложената фигура
Фигура 1 представлява блок-схема на инсталацията.
Примерни изпълнения на изобретението
Инсталацията за реализиране на метода на термична нанодеструкция на полимерни отпадъци съдържа реактор 1, свързан чрез блок за охлаждане на газообразната фаза 2 с блок за сепарация на въглеводородни продукти 3, изходът за газовия продукт на който едновременно е съединен с енергоблок 4 и газовия вход на блока на горелките 5, вторият вход на който е съединен с резервоара за гориво 6. Блокът на горелките се управлява чрез блока 7 за управление, управляващият вход на който е свързан с блока 8 на датчиците на реактора, при това изходът за течния продукт на блока 3 за сепарация на въглеводородни продукти е съединен със съда 9 за неговото събиране. Изходът за твърдата фаза на реактора чрез дефрагментатор 10 за твърдата фаза и механизъм за разтрошаване 11 на твърдата фаза е съединен със сепаратора 12 за твърдата фаза, изходът за металната фракция на който е съединен с блока 15 за събиране на брикети чрез преса 13 и топлообменник 14 за охлаждане на металните брикети.
Изходът за въглеродната фракция на сепаратор 12 за твърдата фаза може да бъде съединен с блок 17 за събиране на въглероден продукт чрез топлообменник 16 за охлаждане на нискокалорични въглеводороди.
Инсталацията, съгласно изобретението, може да съдържа допълнителен реактор 18, входът на който е съединен от една страна с изхода за въглеродната фракция на сепаратор 12 за твърдата фаза, а от друга с блок 19, на горелките на допълнителния реактор. Този блок се свързва съответно с газовия изход на блока за сепарация на въглеводородни продукти 3 и с резервоара за гориво 6. Блокът на горелките 19 се управлява чрез блока за управление 7, управляващият вход на който е свързан с блока на датчиците на допълнителния реактор 20, при това газовият изход на допълнителния реактор е съединен с входа на блока за охлаждане на газообразната фаза 2, а изходът за въглеродния продукт е съединен с блока за неговото събиране 22 чрез топлообменник 21 за охлаждане на течни въглеводороди.
Топлообменниците на блоковете за охлаждане на газообразната фаза 2, на топлообменник 14 и на въглеродния продукт 16, 21 могат да бъдат съединени чрез топлообменен блок 23 с потребителите на
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.1/16.07.2018 топлината.
Енергоблок 4, газовият вход на който е съединен с газовия изход на блока за сепарация на въглеводородните продукти 3, може да бъде съединен с изхода на топлообменния блок 23.
Енергоблок 4 може да бъде съединен с блок 24 за електрическо захранване на устройства.
В основата на комплексната преработка на полимерни отпадъци е термичната нанодеструкция, която се състои в преобразуването на полимерния съставен елемент в кондензирана фаза, където на практика се губи междумолекулното взаимодействие. В резултат на това, веществото преминава в газообразна фаза с образуване на наноразмерни частици от типа С Н и в твърда фаза с частици тип С. Образуваните наноразмерни частици имат повишена реакционна способност, което позволява управлението на процеса на формиране (кинетиката на реакцията) на стоковия продукт. По този начин на молекулно ниво полимерния съставен елемент се преобразува в течни въглеводороди (С6^-Сп) и газообразни (С -^С ), както и в твърд въглероден остатък (С).
Балансът и качествените характеристики на стоковите продукти се определят както от параметрите на нанодеструкцията (налягане, температура и скорост на тяхното изменение), така и от параметрите на процеса на формиране на продукта (свойствата на наночастиците, тяхната концентрация, температура, катализатори и т.н.).
Скоростта на повишаване на температурата 103-Ч05 град/с осигурява прескачане на температурните диапазони, в които може да протича пиролиза, която води до образуването на термодинамични устойчиви съединения. В дадения случай, изключването на пиролизата осигурява получаването на чисти въглеродни продукти.
Инсталацията работи по следния начин.
Полимерните отпадъци, например, смес от износени гуми, полиетиленови опаковки с метално закрепване и маркучи за високо налягане за хидроапаратура постъпват в реактор 1, където без достъпа на окислители се нагряват чрез блока на горелките 5 до температурата на термичната нанодеструкция, превръщаща полимерния съставен елемент в газообразна и твърда фаза. Газообразната фаза се образува термодинамично от устойчиви наноразмерни частици от типа CnHm, които имат повишена реакционна способност, твърдата фаза се формира от наноразмерни частици тип С, термодинамично устойчиви въглеводородни съединения, и метални фрагменти.
Газообразната фаза постъпва в блок 2 за охлаждане на газообразната фаза. В блок 2 газообразната фаза се охлажда чрез микрокапково разпръскване на предварително охладена въглеводородна течност, например, произвеждания течен продукт. Образувалата се ситнодисперсна газотечна смес постъпва в блок 3 за сепарация на въглеводородните продукти, където се разделя на газообразен и течен въглеводороден продукт. Част от газовия продукт се преобразува от блока на горелките 5 в топлина и осигурява протичането на процеса, а друга част се преобразува от енергоблок 4 в стокови продукти: топлина и/ или електроенергия.
Една част от течния продукт от блок 3 постъпва в съда за неговото събиране 9, а друга - в резервоара за гориво 6, осигуряващ работата на блоковете на горелките 5,19 с течно гориво. Блоковете на горелките работят с течен продукт при пускането на устройството до образуването на газообразен продукт достатъчен за осигуряване на термична нанодеструкция. Работата с течен продукт продължава и в случай на недостатъчна калорийност на газообразния продукт за осигуряване на термична нанодеструкция.
Твърдата фаза от реактор 1 сенадробяваотдефрагментатор 10 и постъпва в сепаратор 12 за твърдата фаза, където се разделя на метална и въглеродна фракция.
Металната фракция постъпва в преса 13, където се осъществява горещо пресоване на метални брикети, които след това се охлаждат в топлообменника 14 и постъпват в блок 15 за събиране на брикети.
Въглеродната фракция, при минимални изисквания към продукта (се използва за брикети за гориво, пелети, като добавка към нискокалорични въглища, като адсорбент за ликвидация на нефтени разливи и т.н.), се охлажда в топлообменник 16 и постъпва в блок 17 за събиране на въглероден продукт.
Въглеродната фракция, при високи изисквания към продукта (се използва в гуменотехнически, полимерни изделия, кабелна продукция, като пигмент и т.н.) от сепаратор 12 постъпва в реактор 18, където допълнително се нагрява от блока на горелките 19. Нагряването на въглеродната фракция се
Описания на издадени патенти за изобретения № 07.1/16.07.2018 извършва до нанодеструкцията на съдържащите се в нея въглеводородни съединения. Нагряването може да се осъществява със скорост на повишаване на температурата 10’> 105 град/с, което осигурява прескачане на температурните диапазони, в които може да протича пиролиза с образуване на термодинамично устойчиви съединения. Изключването на пиролизата осигурява получаването на особено качествени въглеводородни продукти. Образувалата се газообразна фаза постъпва в блок 2 за охлаждане на газообразната фаза. Полученият въглероден продукт се охлажда в топлообменник 21 и постъпва в блок 22 за събиране на въглеродния продукт.
Управлението на процеса се извършва чрез блок 7 в съответствие със сигналите на блока на датчиците на реактора 8 чрез блока 5 на горелките и сигналите на блока на датчиците на реактора 20 чрез блока 19 на горелките.
Инсталацията може да съдържа топлообменен блок 23, който обединява топлинните потоци от топлообменниците на блокове 2 за охлаждане на газообразната фаза, брикетите 14 и въглеводородния продукт 16, 21. Топлината от топлообменния блок 23 може да се доставя като стоков продукт от потребителите.
Инсталацията може да съдържа енергоблок 4, изработващ топлина и/или електроенергия, представляващи стокови продукти. В качеството на енергоносители се използват произведения въглеводороден газов продукт и топлината, постъпваща от топлообменния блок 23.
Енергоблок 4 може да бъде съединен с блок 24 за електрическо захранване на устройството и да осигурява неговото електроснабдяване.

Claims (3)

Патентни претенции
1. Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция, включваща реактор (1), свързан с блок за охлаждане на получената в него газообразна фаза (2), който от своя страна е свързан с блок за сепарация на въглеводородните продукти (3), изходът на газообразния продукт на сепаратора е свързан от една страна с енергоблок (4), а от друга с газовия вход на блока на горелки (5), другият изход на блока (3) е свързан с резервоар за гориво (6), блокът на горелките (5) е свързан с блока за управлението им (7), управляващият вход на който е свързан с блока на датчиците (8) на реактора (1), а блокът за сепарация (3) на въглеводородните продукти е свързан със съд за събиране на течните въглеводороди (9), характеризираща се с това, че реакторът (1) е свързан в долната си част с дефрагментатор (10) за де фрагментиране на твърда фаза, който от своя страна е свързан с механизъм за разтрошаване на твърдата фаза (11), той от своя страна е свързан със сепаратор за твърдата фаза (12), който сепаратор от една страна е свързан с преса за брикетиране на металните елементи (13), а тя с топлообменник (14), който от своя страна е свързан със събирателен блок (15), от друга страна сепараторът (12) е свързан чрез топлообменник (16) със събирателен блок (17) на твърдата нискокалорична въглеводородна фаза, като сепараторът (12) е свързан с допълнителен реактор (18) за твърдата фаза на висококалоричните въглеводороди.
2. Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че допълнителният реактор (18), входът на който е свързан с изхода на въглеродната фракция от сепаратора за твърдата фаза (12), като допълнителният реактор (18) е свързан с охладителния блок (2) и блок на горелките (19), който блок е свързан от една страна с блока за управление (7), а от друга с газовия изход на блока за сепарация на въглеводородни продукти (3), допълнителният реактор (18) е свързан с блока на датчиците (20) на допълнителния реактор, който също е свързан с блока за управление (7), допълнителният реактор (18) е свързан с блок (22) за събиране на течния въглеводороден продукт чрез топлообменник (21).
3. Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция съгласно претенции 1 и 2, характеризираща се с това, че към топлообменен блок (23) са включени топлообменникът за охлаждане на металните брикети (14), топлообменник за охлаждане на нискокалорични въглеводороди (16), топлообменник за течните въглеводороди (21) и охладителния блок (2) за охлаждане на газообразните въглеводороди, а топлообменният блок (23) е свързан с енергоблок (4), изработващ топлина и/или електроенергия, като енергоблокът (4) е свързан с блок (24) за електрическо захранване на устройството.
BG111260A 2012-07-13 2012-07-13 Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция BG66682B1 (bg)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111260A BG66682B1 (bg) 2012-07-13 2012-07-13 Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111260A BG66682B1 (bg) 2012-07-13 2012-07-13 Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG111260A BG111260A (bg) 2014-01-31
BG66682B1 true BG66682B1 (bg) 2018-06-15

Family

ID=51454330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG111260A BG66682B1 (bg) 2012-07-13 2012-07-13 Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG66682B1 (bg)

Also Published As

Publication number Publication date
BG111260A (bg) 2014-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10494572B2 (en) Method for the degrading of synthetic polymers and device for carrying out said method
US6774271B2 (en) Method and system of converting waste plastics into hydrocarbon oil
US20190275486A1 (en) Plant and process for pyrolysis of mixed plastic waste
US20170073584A1 (en) System and process for converting plastics to petroleum products
RU2392543C2 (ru) Способ и устройство переработки бытовых и промышленных органических отходов
Kobayashi et al. A new pulverized biomass utilization technology
CN110225958A (zh) 用于生产生物燃料的方法和设备
WO2010119973A1 (ja) 炭化水素オイル製造システム及び炭化水素オイルの製造方法
US20190284476A1 (en) System and process for converting plastic waste to oil products
EP3311969A1 (en) Device for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
WO2014019332A1 (zh) 一种废塑料炼油生产方法及其生产线
CN109517612A (zh) 一种连续高效绿色的废轮胎过热蒸汽能源转化方法
KR100679781B1 (ko) 폐기물 처리 방법 및 장치
EP3312223B1 (en) Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
BG66682B1 (bg) Инсталация за преработка на полимерни отпадъци с нанодеструкция
KR101307395B1 (ko) 재생 중질유, 재생 탄소화합물을 이용한 합성고분자 폐기물 열분해 유화 시스템 및 그 방법
JP2017529416A (ja) 廃棄物における有機物質の部分からの液体および気体の燃料の連続的製造方法
CN105623688A (zh) 热载气提升快速反应的粉煤热解方法
Matveev et al. Steam gasification of waste tires for the purpose of methanol production
EP2524956B1 (en) Method for thermal treatment of used tyres
Abbas et al. Production and evaluation of liquid hydrocarbon fuel from thermal pyrolysis of virgin polyethylene plastics
US20230109450A1 (en) Plastic waste conversion to lubricant production
Grigorov et al. Production of boiler and furnace fuels from domestic wastes (polyethylene items)
Kulas Towards a Circular Economy: Liquid-Fed Fast Pyrolysis of Waste Polyolefin Plastics
Muritu Thermal Pyrolysis of Plastic Waste: The Implications on Sustainability and Energy Security