CZ31153U1 - A device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming - Google Patents
A device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming Download PDFInfo
- Publication number
- CZ31153U1 CZ31153U1 CZ2017-34170U CZ201734170U CZ31153U1 CZ 31153 U1 CZ31153 U1 CZ 31153U1 CZ 201734170 U CZ201734170 U CZ 201734170U CZ 31153 U1 CZ31153 U1 CZ 31153U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- zone
- reactor
- polymer
- main body
- molecular destruction
- Prior art date
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
- 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
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Description
Navrhované technické řešení se týká zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků metodou reformingu polymemích surovin s použitím rektifikace a molekulární restrukturalizace.The proposed technical solution relates to a plant for the production of aromatic hydrocarbons by the method of reforming polymeric raw materials using rectification and molecular restructuring.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Reforming je v chemii technologie, která upravuje molekulární strukturu uhlovodíků tak, aby se pozměnily jeho vlastnosti. Obvykle se reforming používá pro výrobu aromatických uhlovodíků z některých ropných frakcí.Reforming is a technology in chemistry that modifies the molecular structure of hydrocarbons to alter its properties. Typically, reforming is used to produce aromatic hydrocarbons from certain petroleum fractions.
S razantním nárůstem polymemích odpadů (plasty, pneumatiky) ve světě a jako důsledek vzestupu množství druhotných polymemích surovin, se stává ekonomicky výnosným vyrábět tekuté aromatické uhlovodíky z těchto materiálů. Takto vyrobená surovina je nasycená aromatickými uhlovodíky více než ropné frakce, a proto je velmi cennou surovinou pro rafinérský a chemický průmysl.With the rapid increase of polymeric wastes (plastics, tires) in the world and as a result of the increase in the amount of secondary polymeric raw materials, it becomes economically profitable to produce liquid aromatic hydrocarbons from these materials. The raw material so produced is saturated with aromatic hydrocarbons more than the petroleum fraction and is therefore a very valuable raw material for the refining and chemical industries.
Ekonomicky a ekologicky velmi příznivou metodou dle stavu techniky se jeví obnova uhlovodíků z plastového odpadu. To znamená, že dojde k jeho zahřátí na velmi vysokou teplotu bez přístupu vzduchu (kyslíku). Kondenzací zplyněného plastového odpadu vznikne olej, který je možné použít například jako palivo do dieselových spalovacích motorů.Recovery of hydrocarbons from plastic waste appears to be an economically and environmentally friendly method according to the state of the art. This means that it will heat up to a very high temperature without air (oxygen). The condensation of the gasified plastic waste produces an oil which can be used, for example, as a fuel for diesel internal combustion engines.
Zařízení a proces recyklace plastů metodou obnovy uhlovodíků je popsán např. v patentovém spise JP2015057500. Nevýhodou zde popsaného zařízení je zejména jeho nízká provozní bezpečnost, která vyplývá z jeho konstrukce. Díky tomu jsou z praxe známé případy, kdy v nestandardních provozních režimech došlo ke vzplanutí roztaveného plastového odpadu a plastových plynů.An apparatus and process for the recycling of plastics by the hydrocarbon recovery method is described, for example, in JP2015057500. The disadvantage of the device described here is, in particular, its low operational safety resulting from its construction. As a result, it is known from practice that molten plastic waste and plastic gases ignite in non-standard operating modes.
Popsané nedostatky řeší zařízení ke kontinuální recyklaci plastů známé z českého užitného vzoru č. 29890. Toto zařízení je provozně bezpečné, jeho konstrukce však umožňuje prostou destilaci zplyněného plastového odpadu. Vzhledem ktomu, že plastový odpad ze své podstaty mívá proměnlivé složení, tak i vzniklý olej může mít proměnlivé složení či kvalitu.The deficiencies described are solved by a device for continuous recycling of plastics known from the Czech utility model No. 29890. This device is operationally safe, but its construction allows simple distillation of gasified plastic waste. Since plastic waste is inherently variable in composition, the resulting oil may have variable composition or quality.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Podstatou navrhovaného technického řešení je konstrukce zařízení pro výrobu aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů. Zařízení obsahuje lis a/nebo násypný otvor pro vsazení vstupní polymemí suroviny do reaktoru. Volba prvku pro vsazení vstupní polymemí suroviny je dána jejím složením. Lisem je zejména vhodné vkládat měkkou slisovatelnou vstupní polymemí surovinu. Násypný otvor je pak zejména využitelný pro tvrdou nelisovatelnou polymemí surovinu.The essence of the proposed technical solution is the construction of a device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming. The apparatus comprises a press and / or feed opening for charging the feed polymer feedstock into the reactor. The choice of the element for the input of the polymer input raw material is given by its composition. In particular, it is suitable to feed the press with a soft, compressible polymer feedstock. The feed opening is then particularly useful for the hard, non-compressible polymer raw material.
Reaktor má vstupní zónu a tepelnou zónu. Tepelná zóna je tvořena přípravnou tepelnou zónou, zónou molekulární destrukce a zónou reformingu, přičemž jejich hranice je neostrá a mohou se vzájemně částečně prolínat v závislosti na aktuálním provozním režimu zařízení. Vstupní zóna reaktoru je chlazená a/nebo tepelně odizolovaná od tepelné zóny reaktoru. To je z důvodu zachování tuhé (neroztavené) zátky vsázené vstupní polymemí suroviny. Ta zajišťuje hermetičnost vnitřního prostředí reaktoru vůči ovzduší, takže polymemí tavenina nepřichází do styku s vnější atmosférou. Vstupní zóna je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny. Jako výhodná se jeví zejména žebra zasahující dovnitř profilu zpracovávané polymemí suroviny. Tato žebra napomáhají chladit tuhou zátku vsázené vstupní polymemí suroviny v celém jejím průřezu, protože zpracovávané polymery jsou dobrým tepelným izolantem. Regulace teploty (chlazení) obalu vstupní zóny by tak nemusela ve všech režimech bezpečně zajistit dostatečně nízkou teplotu ve středu tuhé zátky.The reactor has an inlet zone and a heat zone. The thermal zone consists of a preparatory thermal zone, a molecular destruction zone and a reforming zone, the boundary of which is blurred and may partially overlap, depending on the current operating mode of the plant. The reactor inlet zone is cooled and / or thermally insulated from the reactor thermal zone. This is due to the maintenance of the solid (non-molten) plug of the feed polymer feedstock. This ensures that the internal environment of the reactor is hermetic to the atmosphere, so that the polymer melt does not come into contact with the external atmosphere. The inlet zone is provided with a plurality of protrusions on the inner surface to maintain the desired thermal regime of the polymer feedstock. In particular, ribs extending into the profile of the polymer treated with the raw material appear to be advantageous. These fins help to cool the solid plug of the feedstock polymer introduced throughout its cross-section, since the polymers being processed are a good thermal insulator. Thus, the temperature control (cooling) of the inlet zone envelope may not safely ensure a sufficiently low temperature in the center of the rigid plug in all modes.
-1 CZ 31153 Ul-1 CZ 31153 Ul
Vnitřní průřez vstupní zóny a přípravné tepelné zóny se od lisu a/nebo násypného otvoru směrem kzóně molekulární destrukce zvětšuje. To je z důvodu zamezení zablokování vsazené vstupní polymemí suroviny, případně dochází k rozvolňování tuhé zátky pro její snadnější zpracování.The inner cross section of the inlet zone and the pre-treatment heat zone increases from the press and / or feed opening towards the molecular destruction zone. This is to avoid blockage of the input polymer feedstock, or to loosen the rigid plug for easier processing.
Alespoň zóna molekulární destrukce je uvnitř opatřena šnekovým dopravníkem s regulovatelnými otáčkami k dopravě pevných zbytků ze zóny molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému. Chlazený dopravníkový systém je uzpůsoben k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak. Zpravidla obsahuje sifonový prostup s tuhou zátkou vzniklou ochlazenými pevnými zbytky, takže je zamezeno přístupu vnější atmosféry do vnitřního prostoru reaktoru, resp. k úniku paroplynové směsi do ovzduší. Chlazený dopravníkový systém může být opatřen dvojitým, aktivně chlazeným pláštěm.At least the molecular destruction zone is internally provided with a variable speed screw conveyor to convey solid residues from the molecular destruction zone to the cooled conveyor system. The refrigerated conveyor system is adapted to prevent the hydrocarbon steam-gas mixture from entering the atmosphere and vice versa. As a rule, it comprises a siphon passage with a rigid plug formed by cooled solid residues, so that the outside atmosphere is prevented from entering the reactor interior, respectively. to release the steam-gas mixture into the atmosphere. The cooled conveyor system may be provided with a double, actively cooled jacket.
Alespoň přípravná tepelná zóna a zóna molekulární destrukce je opatřena systémem ohřevu. Systém ohřevu může být opatřen aktivním odtahem spalin, čímž lze (kromě intenzity vlastního ohřevu) účinně řídit výkon zařízení. Nad zónou reformingu jek reaktoru připojen rektifikační blok s regulovatelným teplotním režimem. Zejména může být opatřen dvojitým pláštěm, který je aktivně chlazený. Rektifikační blok je v homí části opatřený nejméně jedním odvodem paroplynové směsi o předem definované teplotě. Odvod je potrubím přes kompensační spojku propojen s homí částí navazující chladicí věže. Kompensační spojka slouží ke kompensaci tepelného rozpínaní/smršťování potrubí. Spodní konec chladicí věže je opatřen sifonovým prostupem, kde je dočasně zachycena zkondenzovaná kapalná frakce. Sifonový prostup zajišťuje udržení určitého přetlaku v celém zařízení. Pod sifonovým prostupem je na potrubí připojena rozdělovači nádrž opatřená odvodem plynné frakce a kapalné frakce.At least the preparatory heat zone and the molecular destruction zone are provided with a heating system. The heating system can be provided with an active flue gas duct so that the power of the plant can be controlled effectively (in addition to the heating intensity). Above the reforming zone, a rectifying block with adjustable temperature regime is connected to the reactor. In particular, it may be provided with a double jacket which is actively cooled. The rectification block is provided in the upper part with at least one outlet of the steam-gas mixture of a predefined temperature. The drain is connected to the upper part of the connected cooling tower via a compensating coupling. The expansion joint is used to compensate for thermal expansion / contraction of the pipeline. The lower end of the cooling tower is provided with a siphon passage where the condensed liquid fraction is temporarily captured. The siphon passage ensures that a certain overpressure is maintained throughout the device. Under the siphon passage, a manifold tank is connected to the piping, which is equipped with a gas and liquid fraction outlet.
Jedno z možných konkrétních provedení zařízení může být zejména využitelné pro zpracování polymemí suroviny, která má bod tavení nižší, než přibližně 700 °C. Takovou surovinou bude v praxi zejména plastový odpad. Přípravná tepelná zóna je v takovém případě na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny. Zejména se může jednat o soustavu žeber, která pomáhají prohřát vstupní polymemí surovinu v celém jejím objemu. Přípravná tepelná zóna je orientována tak, že spodní hrana výstupního otvom přípravné tepelné zóny je výše než spodní hrana vstupního otvom přípravné tepelné zóny. Díky tomuto technického znaku, resp. vyplývající orientaci přípravné tepelné zóny mírně směrem vzhůru, se tuhá zátka ve vstupní zóně reaktoru nachází alespoň částečně pod hladinou vznikající polymemí taveniny. Tím je omezen přímý kontakt tuhé zátky s nejvíce teplou svrchní částí polymemí taveniny. To napomáhá uchování tuhé zátky, což zabraňuje vytečení polymemí taveniny do lisu a úniku do okolního prostředí.In particular, one possible specific embodiment of the device may be useful for treating a polymer feedstock having a melting point below about 700 ° C. Such a raw material will in particular be plastic waste. In this case, the pre-heat zone is provided with a plurality of protrusions on the inner surface to maintain the desired heat regime being processed by the polymer of the feedstock. In particular, it may be a system of ribs that help to heat the feed polymer raw material throughout its volume. The pre-heat zone is oriented such that the bottom edge of the exit opening of the pre-heat zone is higher than the bottom edge of the entrance opening of the pre-heat zone. Thanks to this technical feature, resp. resulting from the orientation of the preparation heat zone slightly upwards, the solid plug in the reactor inlet zone is at least partially below the surface of the melt polymer formed. This limits the direct contact of the rigid plug with the most warm top of the polymer melt. This helps to maintain a rigid plug, which prevents the polymer melt from leaking into the press and leaking into the environment.
Výstupní otvor přípravné tepelné zóny je zaústěn do hlavního tělesa reaktoru. Podélná osa hlavního tělesa reaktoru, odpovídající ose otáčení šnekového dopravníku situovaného v zóně molekulární destrukce a v zóně reformingu, je v úhlu mezi horizontálou a vertikálou.The exit zone of the pre-heat zone is connected to the reactor main body. The longitudinal axis of the reactor main body, corresponding to the axis of rotation of the screw conveyor situated in the molecular destruction zone and in the reforming zone, is at an angle between the horizontal and the vertical.
Homí část hlavního tělesa reaktoru je na svém bočním plášti na straně přilehlé k zemi opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému. Rozšiřování průřezu vedení jez důvodu zamezení zablokování pevných zbytků a jeho ucpání. Homí část hlavního tělesa reaktoru je na straně odlehlé od země opatřena nejméně jedním otvorem pro připojení rektifikačního bloku.The upper portion of the reactor main body is provided on its side jacket on the side adjacent to the ground with an orifice with expanding solid residue conduction into the cooled conveyor system. Expansion of the cable cross-section is necessary to prevent blockage of solid residues and its blockage. The upper part of the reactor main body is provided on the side remote from the ground with at least one opening for connecting the rectification block.
Další z možných konkrétních provedení zařízení může být zejména využitelné pro zpracování polymemí suroviny, která má bod tavení vyšší, než přibližně 700 °C. Takovou surovinou bude v praxi zejména pryžový směsný odpad v podobě nadrcených pneumatik. V takovém případě má šnekový dopravník, situovaný v zóně molekulární destrukce a v přípravné tepelné zóně, osu otáčení společnou s delší osou hlavního tělesa reaktoru. Tato osa je horizontální. Přípravná tepelná zóna je zde situována pod vstupní zónou v přední části hlavního tělesa reaktoru.Another possible embodiment of the device may be particularly useful for treating a polymer feedstock having a melting point greater than about 700 ° C. Such a raw material will in particular be rubber mixed waste in the form of crushed tires. In this case, the screw conveyor situated in the molecular destruction zone and in the preparatory heat zone has an axis of rotation in common with the longer axis of the reactor main body. This axis is horizontal. The pre-treatment zone is situated below the inlet zone in the front of the main reactor body.
V přípravné tepelné zóně je shora situována přepážka k určení maximální tloušťky vrstvy zpracovávané polymemí suroviny a k alespoň částečnému zamezení zpětného průniku polymemí paroplynové směsi do vstupního otvom přípravné tepelné zóny.In the pre-heat zone there is a baffle above to determine the maximum layer thickness of the feedstock polymer and at least partially prevent backflow of the steam-gas mixture polymer into the inlet opening of the pre-heat zone.
. 9 .. 9.
CZ 31153 UlCZ 31153 Ul
Hlavní těleso má oválný průřez s horizontálním dnem, přičemž konce hlavního tělesa mají nižší výšku a menší plochu průřezu než střední část hlavního tělesa. Zadní část hlavního tělesa reaktoru je opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému. Tento otvor může být jak přilehlý k zemi v obvodovém plášti, tak v místě podstavy (zadního víka) hlavního tělesa reaktoru. V nej vyšším bodě pláště hlavního tělesa je situován nejméně jeden otvor pro připojení rektifikačního bloku.The main body has an oval cross-section with a horizontal bottom, the ends of the main body having a lower height and a smaller cross-sectional area than the central part of the main body. The rear of the reactor main body is provided with an orifice with expanding solid residue conduction into the cooled conveyor system. This opening may be both adjacent to the ground in the cladding and at the base of the reactor main body. At least one opening for the rectification block connection is situated at the highest point of the main body shell.
V závislosti na projektovaném místě použití zařízení může být rozdělovači nádrž opatřena technickým prostředkem k regulaci teploty vnitřního objemu. Chlazením nebo ohřevem vnitřního objemu je zajištěna stálá definovaná teplota plynné frakce a kapalné frakce. Tato teplotní stabilita zabraňuje nežádoucímu přechodu plynné frakce v kapalnou frakci (a naopak), bez ohledu na teplotu vně rozdělovači nádrže. Řečený technický prostředek může být například v podobě vyhřívaného nebo chlazeného dvojitého pláště rozdělovači nádrže či teplotního výměníku uvnitř jejího objemu.Depending on the intended place of use of the device, the distribution tank may be provided with technical means for controlling the internal volume temperature. By cooling or heating the internal volume, a constant defined temperature of the gas fraction and the liquid fraction is ensured. This temperature stability prevents the unwanted passage of the gaseous fraction into the liquid fraction (and vice versa), regardless of the temperature outside the manifold. Said technical means may, for example, be in the form of a heated or cooled double jacket of the manifold or heat exchanger within its volume.
Systém ohřevu je s výhodou proveden tak, že obsahuje rozvody horkého vzduchu bez přímého kontaktu plamene se stěnou reaktoru. Tím je zabráněno lokálnímu přehřátí a přepalování polymemí taveniny uvnitř reaktoru. Toho může být dosaženo tak, že v rozvodech horkého vzduchuje mezi zdrojem plamene a stěnou reaktoru situována plamen srážecí přepážka. Plamen srážecí přepážkou se zejména rozumí běžně známá přepážka s otvory, resp. mřížka či síťka.The heating system is preferably designed to include hot air distributions without direct flame contact with the reactor wall. This avoids local overheating and combustion of the polymer melt within the reactor. This can be achieved by placing a flame shroud in the hot air distribution system between the flame source and the reactor wall. In particular, a flame shrinkage barrier means a commonly known barrier with openings or openings. grid or mesh.
Zařízení díky svojí konstrukci umožňuje bezpečné a účinné provádění popsaného způsobu v zóně mírného přetlaku. Toho je dosaženo tuhou zátkou vstupní polymemí suroviny na straně vstupu a sifonovými prostupy na straně výstupu. Jedná se o nízkotlaké zařízení, kde je přetlak přibližně 0,1 bar(lOkPa).Due to its construction, the device enables safe and efficient operation of the described method in a zone of slight overpressure. This is achieved by a rigid plug of the input polymer of the raw material on the inlet side and siphon passages on the outlet side. It is a low-pressure device with an overpressure of approximately 0.1 bar (10kPa).
Mezi výhody popsaného zařízem patří zejména bezpečnost, vysoká výtěžnost koncových produktů ze vstupní polymemí suroviny, jednoduchá obsluha a nízké provozní náklady.Among the advantages of the described apparatus are, in particular, safety, high yield of end products from the feed polymer feedstock, simple operation and low operating costs.
Na popsaném zařízení může být prováděn způsob výroby aromatických uhlovodíků molekulární destrukcí a reformingem polymerů. Molekulární destrukcí se myslí rozklad (roztrhání) těžkých polymemích molekul. Reforming polymerů zde znamená změnu struktury více než 65 % uhlovodíků paroplynové směsi na aromatické uhlovodíky. Způsob zahrnuje proces ohřevu vstupní polymemí suroviny, proces molekulární destrukce polymerů a proces rektifikace. Polymemí surovinou zde může být zejména druhotně zpracovávaný plastový nebo pryžový odpad.A process for producing aromatic hydrocarbons by molecular destruction and reforming of polymers can be performed on the apparatus described. Molecular destruction refers to the breakdown of heavy polymer molecules. Reforming polymers here means changing the structure of more than 65% of the hydrocarbon mixture hydrocarbons to aromatic hydrocarbons. The method comprises a process of heating the feed polymer, a process of molecular destruction of the polymers, and a rectification process. In particular, the polymeric raw material may be a secondary plastic or rubber waste.
V prvním kroku způsobu se vstupní polymemí surovina známého chemického složení, s definovanou maximální frakcí, vsadí do reaktoru. Vsazení se může, v závislosti na konkrétním provedení vyplývajícím ze složení vstupní polymemí suroviny, uskutečnit lisem a/nebo gravitačním způsobem. Polymemí vstupní surovina může být smíchaná s maximálně 20 % hmotn. katalyzátoru, vztaženo k celkové hmotnosti zpracovávané vstupní polymemí suroviny. To znamená, že na každých 100 kg polymemí vstupní suroviny může být použito až 20 kg katalyzátoru. Účelem katalyzátoru, pokud je použit, je zlepšení fyzikálních i chemických procesů prováděného způsobu. Volba případného použití a množství katalyzátoru závisí na složení polymemí vstupní suroviny.In the first step of the process, the feed polymer feedstock of known chemical composition, with a defined maximum fraction, is charged to the reactor. Depending on the particular embodiment resulting from the feedstock polymer composition, the insertion can be carried out by a press and / or by gravity. The polymer feedstock may be mixed with a maximum of 20 wt. % of the catalyst to be treated, based on the total weight of the feed polymer to be treated. This means that up to 20 kg of catalyst can be used for every 100 kg of polymer feedstock. The purpose of the catalyst, if used, is to improve the physical and chemical processes of the process. The choice of possible use and the amount of catalyst depends on the composition of the polymer feedstock.
Vsazení se provede do reaktoru majícího vstupní zónu a tepelnou zónu. Tepelná zóna je tvořena přípravnou zónou a zónou molekulární destrukce. Vstupní zóna reaktoru je chlazená a/nebo tepelně odizolovaná od tepelné zóny reaktoru. To je z důvodu zachování tuhé (neroztavené) zátky vsázené vstupní polymemí suroviny. Ta zajišťuje hermetičnost vnitřního prostředí reaktoru vůči ovzduší, takže polymemí tavenina nepřichází do styku s vnější atmosférou.The insertion is carried out in a reactor having an inlet zone and a heat zone. The thermal zone consists of a preparatory zone and a zone of molecular destruction. The reactor inlet zone is cooled and / or thermally insulated from the reactor thermal zone. This is due to the maintenance of the solid (non-molten) plug of the feed polymer feedstock. This ensures that the internal environment of the reactor is hermetic to the atmosphere, so that the polymer melt does not come into contact with the external atmosphere.
V přípravné tepelné zóně reaktoru se vstupní polymemí surovina ohřívá na teplotu maximálně 450 °C rychlostí ohřevu 4 až 15 °C/min. Volba rychlosti ohřevu je dána zejména složením vstupní polymemí suroviny a požadovaným výsledkem celé výroby. Následně se vzniklá polymemí tavenina dále ohřívá v zóně molekulární destrukce o teplotě maximálně 700 °C, přičemž zde probíhá, za případné účasti katalyzátorů, proces molekulární destrukce.In the reactor pre-heat zone, the feed polymer feedstock is heated to a maximum of 450 ° C at a heating rate of 4 to 15 ° C / min. The choice of heating rate is given mainly by the composition of the feed polymer and the desired result of the entire production. Subsequently, the resulting polymer melt is further heated in a zone of molecular destruction at a maximum temperature of 700 ° C, where a process of molecular destruction takes place, where appropriate with the participation of catalysts.
Molekulární destrukcí vzniklá polymemí paroplynová směs o zvýšeném tlaku vstupuje do zóny reformingu, která se nachází nad pevnými zbytky z molekulární destrukce. Pevné zbytky se po-3CZ 31153 Ul mocí šnekového dopravníku dopravují ze zóny molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému. Pevnými zbytky jsou zejména uhlíkaté pevné zbytky, polymerní náplně nebo cizí tělesa, jako kameny, písek, kovové části a podobně. Chlazený dopravníkový systém je uzpůsoben k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak. Zpravidla obsahuje sifonový prostup s tuhou zátkou vzniklou ochlazenými pevnými zbytky, takže je zamezeno přístupu vnější atmosféry do vnitřního prostoru reaktoru, resp. k úniku paroplynové směsi do ovzduší. Chlazený dopravníkový systém může být opatřen dvojitým, aktivně chlazeným pláštěm.The molecular destruction formed by the polymeric steam-gas mixture at elevated pressure enters the reforming zone, which is located above the solid residues from the molecular destruction. Solid residues are transported from the molecular destruction zone to a cooled conveyor system by means of a screw conveyor. Solid residues are especially carbonaceous solid residues, polymeric fillings or foreign bodies such as stones, sand, metal parts and the like. The refrigerated conveyor system is adapted to prevent the hydrocarbon steam-gas mixture from entering the atmosphere and vice versa. As a rule, it comprises a siphon passage with a rigid plug formed by cooled solid residues, so that the outside atmosphere is prevented from entering the reactor interior, respectively. to release the steam-gas mixture into the atmosphere. The cooled conveyor system may be provided with a double, actively cooled jacket.
Uhlovodíková paroplynová směs vstupuje ze zóny reformingu do rektifikaěního bloku s regulovatelným teplotním režimem, z jehož homí části se odvádí paroplynová směs o předem definované teplotě. Zkapalnělá frakce stéká zpět do zóny reformingu k opětovnému zpracování.The hydrocarbon steam-gas mixture enters from the reforming zone into a rectifying block with a controlled temperature regime, from whose upper part the steam-gas mixture of a predefined temperature is discharged. The liquefied fraction flows back to the reforming zone for reprocessing.
V navazující chladicí věži, jejíž spodní konec je opatřen sifonovým prostupem, paroplynová směs částečně kondenzuje. V navazující rozdělovači nádrži dochází k rozdělení plynné frakce a kapalné frakce. Z rozdělovači nádrže jsou plynná frakce a kapalná frakce aromatických uhlovodíků, coby finální produkt celého procesu, odčerpávány k dalšímu zpracování.In the downstream cooling tower, the lower end of which is provided with a siphon passage, the steam-gas mixture partially condenses. A gas fraction and a liquid fraction are separated in the downstream distribution tank. The gaseous fraction and the liquid fraction of aromatic hydrocarbons, as the final product of the entire process, are pumped from the distribution tank for further processing.
Popsaná technologie:Described technology:
- vyrábí vzácný a průmyslem požadovaný produkt;- produces a precious and industrial product;
- likviduje přírodou nerecyklovatelné polymery, čímž chrání životní prostředí.- Disposes of non-recyclable polymers, thereby protecting the environment.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na obr. 1 - schematický pohled na zařízení s hlavním tělesem majícím nakloněnou delší osou;An exemplary embodiment of the proposed solution is described with reference to the drawings, in which Fig. 1 is a schematic view of a device with a main body having an inclined longer axis;
obr. 2 - detail části zařízení podle obr. 1, s naznačením některých zón reaktoru;FIG. 2 is a detail of part of the apparatus of FIG. 1, showing some reactor zones;
obr. 3 - schematický pohled na zařízení s hlavním tělesem majícím horizontálně orientovanou delší osu;FIG. 3 is a schematic view of a device with a main body having a horizontally oriented long axis;
obr. 4 - detail části zařízení podle obr. 3, s naznačením některých zón reaktoru;FIG. 4 is a detail of part of the apparatus of FIG. 3, indicating some reactor zones;
obr. 5 - detail části zařízení opatřeného násypným otvorem.FIG. 5 shows a detail of a part of a device provided with a chute.
Příkladné uskutečnění technického řešeníExemplary implementation of the technical solution
Příklad 1Example 1
Příkladné provedení zařízení obsahuje lis 1 pro vsazení vstupní polymerní suroviny do reaktoruAn exemplary embodiment of the apparatus includes a press 1 for introducing polymer feedstock into the reactor
2. Reaktor 2 má vstupní zónu 21 a tepelnou zónu 22. Tepelná zóna 22 je tvořena přípravnou tepelnou zónou 23, zónou 24 molekulární destrukce a zónou 25 reformingu.2. The reactor 2 has an inlet zone 21 and a heat zone 22. The heat zone 22 is comprised of a preparatory heat zone 23, a molecular destruction zone 24, and a reforming zone 25.
Vstupní zóna 21 reaktoru 2 je chlazená a tepelně odizolovaná od tepelné zóny 22 reaktoru 2. Vstupní zóna 21 je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků 10 k udržení požadovaného tepelného režimu (chlazení) zpracovávané polymerní suroviny. Výstupky 10 jsou zde ve formě podélných žeber. Vnitřní průřez vstupní zóny 21 a přípravné tepelné zóny 23 se od lisu 1 směrem k zóně 24 molekulární destrukce zvětšuje. Přípravná tepelná zóna 23 je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků 10 k udržení požadovaného tepelného režimu (ohřevu) zpracovávané polymerní suroviny. Výstupky 10 jsou zde ve formě podélných žeber. Přípravná tepelná zóna 23 je orientována tak, že spodní hrana výstupního otvoru 13 přípravné tepelné zóny 23 je výše, než spodní hrana vstupního otvoru 12 přípravné tepelné zóny 23. Výstupní otvor 13 přípravné tepelné zóny 23 je zaústěn do hlavního tělesa 14 reaktoru 2. Podélná osa hlavního tělesa 14 reaktoru 2, odpovídající ose otáčení šnekového dopravníku 3 situovaného v zóně 24 molekulární destrukce a v zóně 25 reformingu, jev úhlu mezi horizontálou a vertikálou. Šnekový dopravník 3 s regulovatelnými otáčkami slouží k dopravě pevných zbytků ze zóny 24 molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému 4. Za tímto účelem je homí část hlavního tělesa 14 reaktoru 2 na svém bočním plášti na straně přilehlé k zemi opatřena otvorem s rozšiřuj í-4CZ 31153 Ul cím se vedením pevných zbytků, který je do dopravníkového systému 4 vyústěn. Dopravníkový systém 4 je uzpůsobený k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak. Dopravníkový systém 4 je uvnitř opatřen soustavou šnekových dopravníků s regulovatelnými otáčkami a pracuje na principu sifonu.The inlet zone 21 of the reactor 2 is cooled and thermally insulated from the thermal zone 22 of the reactor 2. The inlet zone 21 is provided on the inner surface with a set of protrusions 10 to maintain the desired thermal regime (cooling) of the polymer feedstock being processed. The protrusions 10 are here in the form of longitudinal ribs. The internal cross-section of the inlet zone 21 and the pre-treatment heat zone 23 increases from the press 1 towards the molecular destruction zone 24. The pre-treatment zone 23 is provided on the inner surface with a plurality of protrusions 10 to maintain the desired thermal regime (heating) of the polymeric feedstock being processed. The protrusions 10 are here in the form of longitudinal ribs. The pre-heat zone 23 is oriented so that the lower edge of the pre-heat port 13 of the pre-heat zone 23 is higher than the bottom edge of the pre-heat port of the pre-heat zone 23. The main body 14 of the reactor 2, corresponding to the axis of rotation of the screw conveyor 3 situated in the molecular destruction zone 24 and in the reforming zone 25, is an angle between the horizontal and the vertical. The variable speed screw conveyor 3 is used to convey solid residues from the molecular destruction zone 24 to the cooled conveyor system 4. To this end, the upper part of the reactor main body 14 is provided with an opening extending on its side jacket on the ground side. By means of a guide to the solid residue, which flows into the conveyor system 4. The conveyor system 4 is adapted to prevent the penetration of the hydrocarbon steam-gas mixture into the atmosphere, and vice versa. The conveyor system 4 is provided with a system of variable speed worm conveyors inside and operates on the siphon principle.
Přípravná tepelná zóna 23 a zóna 24 molekulární destrukce je opatřena systémem 11 ohřevu. Ten zde částečně zasahuje i do zóny 25 reformingu. Systém 1T ohřevu obsahuje rozvody horkého vzduchu bez přímého kontaktu plamene se stěnou reaktoru 2. V rozvodech horkého vzduchu je mezi zdrojem plamene a stěnou reaktoru 2 situována plamen srážecí přepážka v podobě běžně známé mřížky.The preparatory heat zone 23 and the molecular destruction zone 24 are provided with a heating system 11. Here, it also partially affects the reforming zone 25. The heating system 1T comprises hot air distributions without direct flame contact with the reactor wall 2. In the hot air distributions, a flame shroud is located between the flame source and the reactor wall 2 in the form of a commonly known grid.
Nad zónou 25 reformingu je k reaktoru 2 na straně odlehlé od země připojen rektifikační blok 5 s regulovatelným teplotním režimem. Rektifikační blok 5 je opatřený v homí části nejméně jedním odvodem paroplynové směsi o předem definované teplotě. Tento odvod je přes kompensační spojku 9 propojen s homí částí navazující chladicí věže 6. Spodní konec chladicí věže 6, je opatřen sifonovým prostupem 7. Pod sifonovým prostupem 7 je na potrubí připojena rozdělovači nádrž 8 opatřená odvodem plynné frakce a kapalné frakce. Rozdělovači nádrž 8 je opatřena technickým prostředkem k regulaci teploty vnitřního objemu, zde ve formě běžně známého chladicího zařízení.Above the reforming zone 25, a rectifying block 5 with a controllable temperature mode is connected to the reactor 2 on the ground remote side. The rectification block 5 is provided in the upper part with at least one outlet of the steam-gas mixture of a predefined temperature. This drain is connected via a compensating coupling 9 to the upper part of the downstream cooling tower 6. The lower end of the cooling tower 6 is provided with a siphon passage 7. Below the siphon passage 7 a manifold tank 8 is connected to the piping. The distribution tank 8 is provided with technical means for controlling the temperature of the internal volume, here in the form of a conventional cooling device.
Příkladné provedení zařízení je patrné na obr. 1 a obr. 2.An exemplary embodiment of the device is shown in Figures 1 and 2.
Příklad 2Example 2
Příkladné provedení zařízení obsahuje lis 1 pro vsazení vstupní polymemí suroviny do reaktoru 2. Reaktor 2 má vstupní zónu 21 a tepelnou zónu 22. Tepelná zóna 22 je tvořena přípravnou tepelnou zónou 23, zónou 24 molekulární destrukce a zónou 25 reformingu.An exemplary embodiment of the apparatus comprises a press 1 for feeding a feed polymer feedstock into the reactor 2. The reactor 2 has an inlet zone 21 and a heat zone 22. The heat zone 22 is formed by a preparatory heat zone 23, a molecular destruction zone 24 and a reforming zone 25.
Vstupní zóna 21 reaktoru 2 je chlazená a tepelně odizolovaná od tepelné zóny 22 reaktoru 2. Vstupní zóna 21 je na vnitřním povrchu opatřena soustavou výstupků 10 k udržení požadovaného tepelného režimu zpracovávané polymemí suroviny. Výstupky 10 jsou zde ve formě podélných žeber. Vnitřní průřez vstupní zóny 21 a přípravné tepelné zóny 23 se od lisu 1 směrem k zóně 24 molekulární destrukce zvětšuje.The inlet zone 21 of the reactor 2 is cooled and thermally insulated from the thermal zone 22 of the reactor 2. The inlet zone 21 is provided on the inner surface with a set of protrusions 10 to maintain the desired thermal regime treated by the feedstock polymer. The protrusions 10 are here in the form of longitudinal ribs. The internal cross-section of the inlet zone 21 and the pre-treatment heat zone 23 increases from the press 1 towards the molecular destruction zone 24.
Zóna 24 molekulární destrukce a přípravná tepelná zóna 23 jsou uvnitř opatřeny šnekovým dopravníkem 3 s regulovatelnými otáčkami. V přípravné tepelné zóně 23 je shora situována přepážka 16 k určení maximální tloušťky vrstvy zpracovávané polymemí suroviny a k alespoň částečnému zamezení zpětného průniku polymemí paroplynové směsi do vstupního otvoru přípravné tepelné zóny 23. Šnekový dopravník 3 má osu otáčení společnou s delší osou hlavního tělesa 14 reaktoru 2, přičemž tato osa je horizontální. Přípravná tepelná zóna 23 je zde situována pod vstupní zónou 21. Šnekový dopravník 3 mimo jiné slouží k dopravě pevných zbytků ze zóny 24 molekulární destrukce do chlazeného dopravníkového systému 4. To je zde provedeno tak, že zadní část hlavního tělesa 14 reaktoru 2 je opatřena otvorem s rozšiřujícím se vedením pevných zbytků do chlazeného dopravníkového systému 4. Chlazený dopravníkový systém 4 je uzpůsobený k zamezení průniku uhlovodíkové paroplynové směsi do ovzduší, a naopak. Dopravníkový systém 4 je uvnitř opatřen soustavou šnekových dopravníků s regulovatelnými otáčkami a pracuje na principu sifonu.The molecular destruction zone 24 and the preparatory heat zone 23 are internally provided with a variable speed screw conveyor 3. In the pre-heat zone 23, a baffle 16 is located from above to determine the maximum thickness of the feedstock polymer layer and at least partially prevent backflow of the steam-gas mixture polymer into the inlet opening of the pre-heat zone 23. The screw conveyor 3 has a pivot axis common to the longer axis of the reactor main body 14 wherein the axis is horizontal. The pre-treatment zone 23 is situated below the inlet zone 21. The screw conveyor 3 serves, among other things, to convey solid residues from the molecular destruction zone 24 to the cooled conveyor system 4. This is done so that the rear part of the reactor main body 14 is provided with The refrigerated conveyor system 4 is adapted to prevent the hydrocarbon steam-gas mixture from entering the atmosphere, and vice versa. The conveyor system 4 is provided with a system of variable speed worm conveyors inside and operates on the siphon principle.
Přípravná tepelná zóna 23 a zóna 24 molekulární destrukce je opatřena systémem 11 ohřevu. Systém 11 ohřevu obsahuje rozvody horkého vzduchu bez přímého kontaktu plamene se stěnou reaktoru 2. V rozvodech horkého vzduchu je mezi zdrojem plamene a stěnou reaktoru 2 situována plamen srážecí přepážka v podobě běžně známé mřížky. Hlavní těleso 14 má oválný průřez s horizontálním dnem, přičemž konce hlavního tělesa 14 mají nižší výšku a menší plochu průřezu než střední část hlavního tělesa 14.The preparatory heat zone 23 and the molecular destruction zone 24 are provided with a heating system 11. The heating system 11 comprises hot air distributions without direct flame contact with the reactor wall 2. In the hot air distributions, a flame precipitating baffle in the form of a commonly known grid is situated between the flame source and the reactor wall 2. The main body 14 has an oval cross-section with a horizontal bottom, the ends of the main body 14 having a lower height and a smaller cross-sectional area than the central part of the main body 14.
Nad zónou 25 reformingu je k reaktoru 2 v nejvyšším bodě pláště hlavního tělesa 14 připojen rektifikační blok 5 s regulovatelným teplotním režimem. Rektifikační blok 5 je v homí části opatřený nejméně jedním odvodem paroplynové směsi o předem definované teplotě. Tento odvod je přes kompensační spojku 9 propojen s homí částí navazující chladicí věže 6. Spodní konec chladicí věže 6 je opatřen sifonovým prostupem 7. Pod sifonovým prostupem 7 je na potrubí připo-5CZ 31153 Ul jena rozdělovači nádrž 8 opatřená odvodem plynné frakce a kapalné frakce. Rozdělovači nádrž 8 je opatřena technickým prostředkem k regulaci teploty vnitřního objemu, zde ve formě běžně známého chladicího zařízení.Above the reforming zone 25, a rectifying block 5 with a controllable temperature mode is connected to the reactor 2 at the highest point of the jacket of the main body 14. The rectification block 5 is provided in the upper part with at least one outlet of the steam-gas mixture of a predefined temperature. This drain is connected via a compensating coupling 9 to the upper part of the adjacent cooling tower 6. The lower end of the cooling tower 6 is provided with a siphon passage 7. Below the siphon passage 7, a manifold 8 is provided on the pipeline. . The distribution tank 8 is provided with technical means for controlling the temperature of the internal volume, here in the form of a conventional cooling device.
Příkladné provedení zařízení je patrné na obr. 3 a obr. 4.An exemplary embodiment of the device is shown in FIGS. 3 and 4.
Příklad 3Example 3
Příkladné provedení zařízení se od Příkladu 2 odlišuje způsobem nakládky vstupní polymemí suroviny. V tomto případě se jedná o pryžovou drť z použitých pneumatik s rozdílným poměrem kovových a látkových příměsí, nakládanou bez lisování. Díky tomu je výhodněji do zařízení vkládat gravitačním způsobem. Za tímto účelem je zařízení místo lisu i opatřeno násypným otvorem 15. Násypný otvor 15 je opatřen vstupní zónou 21 s vertikální orientací. Součástí je přepouštěcí komora opatřená na své horní i spodní části uzávěrem, přičemž ovládání těchto uzávěrů je vzájemně nezávislé. Při dopravě vstupní polymemí suroviny do násypného otvoru 15 ie vždy alespoň jeden z uzávěrů uzavřený, čímž je zajištěna hermetičnost vnitřního prostoru reaktoru 2 ze vstupní strany.The exemplary embodiment of the apparatus differs from Example 2 in the manner of loading the feed polymer polymer. In this case, it is a rubber rubble of used tires with a different ratio of metal and fabric admixtures, loaded without pressing. As a result, it is more advantageous to load the device in a gravitational manner. For this purpose, the device is provided with a chute 15 instead of a press 15. The chute 15 is provided with an inlet zone 21 with a vertical orientation. It includes a transfer chamber provided with a cap on its upper and lower parts, the operation of these caps being independent of each other. When transporting the feed polymer feed to the feed opening 15, at least one of the shutters is always closed, thereby ensuring the hermetically sealed interior of the reactor 2 from the inlet side.
Příkladné provedení zařízení je patrné na obr. 5.An exemplary embodiment of the device is shown in Fig. 5.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2017-34170U CZ31153U1 (en) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | A device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2017-34170U CZ31153U1 (en) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | A device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ31153U1 true CZ31153U1 (en) | 2017-10-30 |
Family
ID=60243255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2017-34170U CZ31153U1 (en) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | A device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ31153U1 (en) |
-
2017
- 2017-10-03 CZ CZ2017-34170U patent/CZ31153U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4280879A (en) | Apparatus and process for recovery of hydrocarbons from inorganic host materials | |
JP5819607B2 (en) | Low pressure pyrolysis equipment and continuous oil carbonization equipment | |
US4306961A (en) | Process for recovery of hydrocarbons from inorganic host materials | |
CN114746530A (en) | Cleavage of long-chain hydrocarbons from plastic-containing wastes and organic liquids | |
US20140161681A1 (en) | Device for Processing Domestic and Industrial Organic Waste | |
JP2012505931A (en) | Apparatus and method for thermal decomposition of various organic materials | |
CN115038775A (en) | Method for pyrolyzing plastic material and system therefor | |
KR100945529B1 (en) | Low-temperature pyrolysis system for recycling oil using waste plastic | |
KR20040048368A (en) | Method and apparatus for reclaiming oil from plastic | |
KR100679781B1 (en) | Method and device for disposing of waste products | |
US20080241018A1 (en) | Nanocarbon generating equipment | |
KR100750647B1 (en) | Device for melting waste plastic and oil painting equipment including it | |
CZ31153U1 (en) | A device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming | |
CZ2017601A3 (en) | A method of producing aromatic hydrocarbons by molecular destruction and reforming of polymers and a device for this process | |
KR100748107B1 (en) | Pyrolysis apparatus for producing fuel oil from waste vinyl | |
JP2000309781A (en) | Apparatus for continuous conversion of plastic into oil by carbonization and heat decomposition | |
EP2723830B1 (en) | Apparatus and process for continuous carbonisation of wood chips or wastes and other charring organic materials | |
SK8214Y1 (en) | Device for continuous thermal processing of used or otherwise degraded tyres | |
SK9371Y1 (en) | Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials | |
KR20230042750A (en) | plastic conversion feeding system | |
KR20210095327A (en) | Melting apparatus for waste plastic processing | |
KR100768690B1 (en) | Sludge feeding apparatus and pyrolysis system having the same | |
KR100817738B1 (en) | Method and apparatus for producing oil from waste plastic | |
CA1121749A (en) | Apparatus and process for recovery of hydrocarbons from inorganic host materials | |
CA2710657A1 (en) | Method and device for thermal decomposition of rubber and/or plastic |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20171030 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20211001 |