EA036565B1 - Device for processing wastes from rubber-technical and polymer materials - Google Patents

Device for processing wastes from rubber-technical and polymer materials Download PDF

Info

Publication number
EA036565B1
EA036565B1 EA201900154A EA201900154A EA036565B1 EA 036565 B1 EA036565 B1 EA 036565B1 EA 201900154 A EA201900154 A EA 201900154A EA 201900154 A EA201900154 A EA 201900154A EA 036565 B1 EA036565 B1 EA 036565B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pipeline
gas
heaters
liquid metal
removable
Prior art date
Application number
EA201900154A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201900154A1 (en
Inventor
Владимир Владимирович УЛЬЯНОВ
Михаил Михайлович Кошелев
Радомир Шамильевич АСХАДУЛЛИН
Original Assignee
Акционерное Общество "Государственный Научный Центр Российской Федерации - Физико-Энергетический Институт Имени А.И. Лейпунского" (Ао "Гнц Рф - Фэи")
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 Акционерное Общество "Государственный Научный Центр Российской Федерации - Физико-Энергетический Институт Имени А.И. Лейпунского" (Ао "Гнц Рф - Фэи") filed Critical Акционерное Общество "Государственный Научный Центр Российской Федерации - Физико-Энергетический Институт Имени А.И. Лейпунского" (Ао "Гнц Рф - Фэи")
Publication of EA201900154A1 publication Critical patent/EA201900154A1/en
Publication of EA036565B1 publication Critical patent/EA036565B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Abstract

The invention relates to devices for processing wastes from rubber-technical and polymer materials. A device is equipped with two tanks-reactors (1) and two removable cassettes (4), upper (3), lower (15), discharge (17) and gas (6) pipelines with shutoff valves (11), a condenser (12), a separator (18), a discharge line of non-condensing gaseous products (13), heaters (14) and heat insulation (20). The tanks-reactors (1) are arranged to house a liquid metal heat carrier (10) in their inner volumes and are provided with detachable covers (19). The removable cassettes (4) are permeable for the liquid metal heat carrier (10) and steam-gas products of processing. The inner volumes of the tanks-reactors (1) in upper and lower parts of shells (16) are interconnected by the upper (3) and the lower (15) pipelines. The inner volumes of the tanks-reactors (1) in the upper parts of the shells (16) are interconnected with the gas pipeline (6). The discharge pipeline (17) passes through the condenser (12) and connects to each other the upper pipeline (3) and a cavity of the separator (18). The cavity of the separator (18) is connected to the discharge line of non-condensing gaseous products (13). The gas pipeline is connected to a cylinder with compressed gas (2) through a gas reducer (5). Bottoms (9), the shells (16) and the lower pipeline (15) are equipped with heaters (14) and heat insulation (20) located above them. Five particular embodiments of the device are given. The technical result is reduced time of processing wastes from rubber-technical and polymer materials.

Description

Изобретение относится к технологии переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов в ценные жидкие, газообразные и твердые продукты и может быть использовано в химической, резинотехнической, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to a technology for processing waste from rubber and polymeric materials into valuable liquid, gaseous and solid products and can be used in chemical, rubber, petrochemical and other industries.

Известно устройство для пиролиза с использованием жидкого металла [патент US № 9446376, Apparatus for pyrolysis using molten metal, CPC B01J 19/26; B01J 19/0006; C01B 49/14; C10B 53/00, опубл. 20.09.2016]. Устройство включает в себя реактор с расплавленным металлом, циркуляционный насос, соединенный с реактором, буферный резервуар, расположенный на верхней части реактора, сопло, обеспечивающее разбрызгивание жидкого металла во внутренней полости реактора, подключенное к циркуляционному насосу, узел для разделения продуктов пиролиза (полукокса и шлака), а также огневую печь, соединенную с реактором для сжигания полукокса, поступающего из реактора, внутри печи расположен теплообменник, соединенный с внутренним объемом реактора для нагрева жидкого металла за счет тепла, образующегося в результате сжигания полукокса. В известном устройстве в качестве жидкого металла используют олово, висмут или их сплавы. Известное устройство позволяет перерабатывать отходы биомассы, угля, пластмасс и резин.A device for pyrolysis using molten metal is known [US patent No. 9446376, Apparatus for pyrolysis using molten metal, CPC B01J 19/26; B01J 19/0006; C01B 49/14; C10B 53/00, publ. 09/20/2016]. The device includes a reactor with molten metal, a circulation pump connected to the reactor, a buffer tank located on the upper part of the reactor, a nozzle for spraying liquid metal in the inner cavity of the reactor, connected to a circulation pump, a unit for separating pyrolysis products (char and slag ), as well as a firing furnace connected to the reactor for burning the semi-coke coming from the reactor; a heat exchanger is located inside the furnace, connected to the inner volume of the reactor to heat the liquid metal due to the heat generated by burning the semi-coke. In the known device, tin, bismuth or their alloys are used as liquid metal. The known device makes it possible to process waste of biomass, coal, plastics and rubbers.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, невозможность перерабатывать полимерные материалы с армирующим каркасом, неподвергающемуся пиролизу (такие как автомобильные шины), образование токсичных соединений в результате попадания олова, висмута или их сплава в огневую печь вместе с полукоксом в процессе работы.The disadvantages of the known device are the complexity of the design, the impossibility of processing polymeric materials with a reinforcing frame that does not undergo pyrolysis (such as car tires), the formation of toxic compounds as a result of the ingress of tin, bismuth or their alloy into the fire oven together with semi-coke during operation.

Известно устройство для получения пироуглерода из углеродсодержащего сырья, в том числе твердого, в которой осуществляют пиролитический процесс [патент РФ на полезную модель № 90779, МПК С01В 31/02, Установка для получения пироуглерода, опубл. 20.01.2010, бюл. № 2]. Устройство содержит муфельную печь, внутри которой частично размещен металлический контейнер со съемной крышкой. Во внутреннем пространстве контейнера расположен керамический стакан, заполненный расплавом свинца или висмута или их сплава. В расплав помещен конец керамической трубки, проходящей через уплотнительную систему и крышку контейнера. Внутреннее пространство контейнера соединено трубопроводом через накопитель продуктов реакции и фильтр с хроматографом, а внутреннее пространство накопителя продуктов реакции соединено с окружающей средой через гидрозатвор. Для получения пироуглерода из различных углеродосодержащих твердых тел используют сетчатый контейнер, закрепленный на керамической трубке.Known device for producing pyrocarbon from carbon-containing raw materials, including solid, in which the pyrolytic process is carried out [RF patent for utility model No. 90779, IPC S01B 31/02, Installation for producing pyrocarbon, publ. 20.01.2010, bul. No. 2]. The device contains a muffle furnace, inside of which a metal container with a removable cover is partially placed. In the inner space of the container is a ceramic glass filled with a melt of lead or bismuth or their alloy. The end of a ceramic tube passing through the sealing system and the container lid is placed in the melt. The inner space of the container is connected by a pipeline through the storage of reaction products and the filter with the chromatograph, and the inner space of the storage of reaction products is connected to the environment through a water seal. To obtain pyrocarbon from various carbon-containing solids, a mesh container is used, which is attached to a ceramic tube.

Недостатками известного устройства являются необходимость использования измельченных материалов и относительно низкая производительность, связанная с необходимостью прерывания цикла переработки для осуществления операций по загрузке и выгрузке.The disadvantages of the known device are the need to use crushed materials and the relatively low productivity associated with the need to interrupt the processing cycle to carry out loading and unloading operations.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент РФ на полезную модель [№ 4121, МПК С10В 1/04, Печь для пиролиза отработавших автомобильных шин, опубл. 16.05.1997]. Устройство представляет собой цилиндрическую пиролизную камеру, образованную верхней и нижней частями, которые соединены между собой с помощью конического разъемного соединения. Загрузка перерабатываемого сырья (автомобильных шин) осуществляется в печь в съемной кольцевой корзине. К нижней части печи подключены все основные коммуникации, верхняя часть - выемная. Нагрев шин происходит за счет подачи в пиролизную камеру греющего газа. Цикл работы известной печи состоит из сборки печи, запуска и переработки, продувки пиролизной камеры инертным газом или паром, разборку печи, выгрузку корзины с твердыми продуктами переработки, загрузку новой корзины с шинами.Closest to the claimed invention is a patent of the Russian Federation for a useful model [No. 4121, IPC S10B 1/04, Furnace for pyrolysis of spent car tires, publ. 05.16.1997]. The device is a cylindrical pyrolysis chamber formed by upper and lower parts, which are interconnected by means of a conical detachable connection. The loading of the processed raw materials (car tires) is carried out into the furnace in a removable ring basket. All main communications are connected to the lower part of the furnace, the upper part is removable. The tires are heated by supplying heating gas to the pyrolysis chamber. The cycle of the well-known furnace consists of assembling the furnace, starting and processing, purging the pyrolysis chamber with inert gas or steam, disassembling the furnace, unloading a basket with solid processed products, loading a new basket with tires.

Недостатком известного устройства является относительно низкая производительность, связанная с необходимостью прерывания процесса переработки после истечения времени, необходимого для полного пиролиза одной загрузки шин, с целью извлечения продуктов и загрузки новой партии шин и невозможности совмещения во времени процессов переработки и загрузки/выгрузки материалов.The disadvantage of the known device is the relatively low productivity associated with the need to interrupt the processing process after the expiration of the time required for complete pyrolysis of one tire load in order to extract products and load a new batch of tires and the impossibility of combining in time the processes of processing and loading / unloading materials.

Задача, решаемая предложенным техническим решением, состоит в исключении указанного недостатка известного устройства, а именно в обеспечении непрерывного процесса переработки материалов и совмещение во времени процессов переработки и загрузки/выгрузки материалов.The problem solved by the proposed technical solution consists in eliminating the indicated drawback of the known device, namely, in ensuring a continuous process of processing materials and overlapping in time the processes of processing and loading / unloading materials.

Технический результат - снижение времени процесса переработки из резинотехнических и полимерных материалов.The technical result is a reduction in the time of the processing of rubber and polymeric materials.

Для исключения указанного недостатка в устройстве для переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов предлагается устройство дополнительно снабдить по меньшей мере одним баком-реактором и по меньшей мере одной выемной кассетой, верхним, нижним, отводящим и газовым трубопроводами с располагаемой на них запорной арматурой, конденсатором, сепаратором, линией сброса неконденсирующихся газообразных продуктов, нагревателями и теплоизоляцией;To eliminate this drawback in the device for processing waste from rubber and polymeric materials, it is proposed to additionally equip the device with at least one reactor tank and at least one removable cassette, upper, lower, outlet and gas pipelines with shutoff valves located on them, a condenser, separator, non-condensable gaseous products discharge line, heaters and thermal insulation;

баки-реакторы выполнить с возможностью размещения в их внутренних объемах жидкометаллического теплоносителя и снабдить съемными крышками;tanks-reactors can be arranged in their internal volumes of liquid metal coolant and equipped with removable covers;

выемные кассеты выполнить проницаемыми для жидкометаллического теплоносителя и парогазовых продуктов переработки;the removable cassettes are made permeable for liquid metal coolant and steam-gas processing products;

внутренние объемы баков-реакторов в верхних частях обечаек над уровнем жидкометаллического теплоносителя и в нижних частях обечаек под уровнем жидкометаллического теплоносителя сообщитьinternal volumes of reactor tanks in the upper parts of the shells above the level of the liquid metal coolant and in the lower parts of the shells below the level of the liquid metal coolant inform

- 1 036565 соответственно верхним трубопроводом с двумя элементами запорной арматуры и нижним трубопроводом с элементом запорной арматуры;- 1 036565, respectively, an upper pipeline with two elements of shutoff valves and a lower pipeline with an element of shutoff valves;

внутренние объемы баков-реакторов в верхних частях обечаек над уровнем жидкометаллического теплоносителя сообщить с газовым трубопроводом с двумя элементами запорной арматуры;the internal volumes of the reactor tanks in the upper parts of the shells above the level of the liquid metal coolant communicate with a gas pipeline with two elements of shutoff valves;

отводящий трубопровод провести через конденсатор и соединить между собой верхний трубопровод на участке между элементами запорной арматуры и полость сепаратора;lead the outlet pipeline through the condenser and connect the upper pipeline to each other in the area between the valves and the separator cavity;

полость сепаратора соединить с линией сброса неконденсирующихся газообразных продуктов;connect the separator cavity to the discharge line of non-condensable gaseous products;

газовый трубопровод на участке между элементами запорной арматуры подключить к баллону со сжатым газом через газовый редуктор;connect the gas pipeline in the area between the elements of the shut-off valves to a compressed gas cylinder through a gas reducer;

днища, обечайки и нижний трубопровод снабдить нагревателями и теплоизоляцией, расположенной поверх них.the bottoms, shells and the lower pipeline must be provided with heaters and thermal insulation located above them.

В частных случаях реализации устройства для переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов предлагается во-первых, в качестве жидкометаллического теплоносителя использовать свинец или эвтектический сплав свинец-висмут;In particular cases of the implementation of a device for the processing of waste from rubber and polymeric materials, it is proposed, firstly, to use lead or a lead-bismuth eutectic alloy as a liquid metal coolant;

во-вторых, между съемной крышкой и горловиной бака-реактора использовать уплотнение шип-паз с высокотемпературной набивкой, например, из углеграфита или асбеста;secondly, between the removable lid and the neck of the reactor tank, use a spike-groove seal with a high-temperature packing, for example, from carbon graphite or asbestos;

в-третьих, в качестве нагревателей использовать электрические нагреватели, выполненные в виде нихромовой проволоки с керамическими изоляторами;thirdly, electric heaters made in the form of nichrome wire with ceramic insulators are used as heaters;

в-четвертых, в качестве сжатого газа использовать инертный газ, например аргон;fourth, use an inert gas, such as argon, as a compressed gas;

в-пятых, верхний трубопровод и отводящий трубопровод на участке от верхнего трубопровода до конденсатора снабдить электрическими нагревателями и установленной поверх нагревателей теплоизоляцией.Fifth, the upper pipeline and the outlet pipeline in the section from the upper pipeline to the condenser shall be equipped with electric heaters and thermal insulation installed over the heaters.

Сущность устройства для переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов состоит в следующем.The essence of the device for processing waste from industrial rubber and polymeric materials is as follows.

На чертеже представлена схема одного из возможных вариантов исполнения устройства (двух баковая компоновка). На чертеже приняты следующие позиционные обозначения: 1 - бак-реактор; 2 - баллон со сжатым газом, 3 - верхний трубопровод; 4 - выемная кассета; 5 - газовый редуктор; 6 - газовый трубопровод; 7 - горловина; 8 - деталь фиксации положения выемной кассеты; 9 - днище; 10 - жидкометаллический теплоноситель; 11 - запорная арматура; 12 - конденсатор; 13 - линия сброса неконденсирующихся газообразных продуктов; 14 - нагреватель; 15 - нижний трубопровод; 16 - обечайка; 17 - отводящий трубопровод; 18 - сепаратор; 19 - съемная крышка; 20 - теплоизоляция.The drawing shows a diagram of one of the possible versions of the device (two-tank layout). In the drawing, the following reference designations are adopted: 1 - reactor tank; 2 - compressed gas cylinder, 3 - upper pipeline; 4 - removable cassette; 5 - gas reducer; 6 - gas pipeline; 7 - neck; 8 - detail of fixing the position of the removable cassette; 9 - bottom; 10 - liquid metal coolant; 11 - shut-off valves; 12 - capacitor; 13 - line of discharge of non-condensable gaseous products; 14 - heater; 15 - lower pipeline; 16 - shell; 17 - outlet pipeline; 18 - separator; 19 - removable cover; 20 - thermal insulation.

Устройство снабжено по меньшей мере двумя баками-реакторами 1 и по меньшей мере двумя выемными кассетами 4, верхним 3, нижним 15, отводящим 17 и газовым 6 трубопроводами с располагаемой на них запорной арматурой 11, конденсатором 12, сепаратором 18, линией сброса неконденсирующихся газообразных продуктов 13, нагревателями 14 и теплоизоляцией 20.The device is equipped with at least two reactor tanks 1 and at least two removable cassettes 4, upper 3, lower 15, outlet 17 and gas 6 pipelines with stop valves 11 located on them, condenser 12, separator 18, discharge line for non-condensable gaseous products 13, heaters 14 and thermal insulation 20.

Выемные кассеты 4 расположены во внутренних объемах баков-реакторов 1 с возможностью фиксации их положения и предназначены для размещения в ней отходов из резинотехнических и полимерных материалов. Выемные кассеты 4 выполнены проницаемыми для жидкометаллического теплоносителя 10 для обеспечения контакта жидкометаллического теплоносителя 10 с перерабатываемыми отходами и, как следствие, их эффективного нагрева, а также для отвода из внутреннего пространства выемных кассет 4 парогазовых продуктов переработки. Фиксация положений выемных кассет 4 во внутреннем объеме баков-реакторов 1 предотвращает их всплытие в процессе размещения во внутренних объемах баков-реакторов 1 жидкометаллического теплоносителя 10.Removable cassettes 4 are located in the internal volumes of the tanks-reactors 1 with the possibility of fixing their position and are designed to accommodate waste from rubber and polymeric materials. The removable cassettes 4 are made permeable to the liquid metal coolant 10 to ensure contact of the liquid metal coolant 10 with the waste to be processed and, as a consequence, their effective heating, as well as to remove from the inner space of the removable cassettes 4 steam-gas processing products. Fixing the positions of the removable cassettes 4 in the internal volume of the reactor tanks 1 prevents them from floating up in the process of placing the liquid metal coolant 10 in the internal volumes of the reactor tanks 1.

Для обеспечения высокой скорости нагрева отходов из резинотехнических и полимерных материалов баки-реакторы 1 выполнены с возможностью размещения в их внутренних объемах жидкометаллического теплоносителя 10 и снабжены съемными крышками 19, устанавливаемыми на горловины 7.To ensure a high heating rate of waste from rubber and polymeric materials, the reactor tanks 1 are made with the possibility of placing a liquid metal coolant 10 in their internal volumes and equipped with removable covers 19 installed on the necks 7.

Съемные крышки 19 предназначены для герметизации внутренних объемов баков-реакторов 1 и исключения неконтролируемых выбросов парогазовых продуктов переработки.Removable covers 19 are designed to seal the internal volumes of the tanks-reactors 1 and exclude uncontrolled emissions of gas-vapor processing products.

Внутренние объемы баков-реакторов 1 в верхних частях обечаек 16 над уровнем жидкометаллического теплоносителя 10 и в нижних частях обечаек 16 под уровнем жидкометаллического теплоносителя 10 сообщены соответственно верхним трубопроводом 3 с двумя элементами запорной арматуры 11 и нижним трубопроводом 15 с элементом запорной арматуры 11.The internal volumes of the reactor tanks 1 in the upper parts of the shells 16 above the level of the liquid-metal coolant 10 and in the lower parts of the shells 16 below the level of the liquid-metal coolant 10 are connected, respectively, by the upper pipeline 3 with two elements of shutoff valves 11 and the lower pipeline 15 with an element of shutoff valves 11.

Верхний трубопровод 3 с двумя элементами запорной арматуры 11 предназначен для удаления из полостей баков-реакторов 1 парогазовых продуктов в процессе переработки и сбрасывания избыточного давления в процессе перемещения жидкометаллического теплоносителя 10 из одного бака-реактора 1 в другой.The upper pipeline 3 with two elements of shutoff valves 11 is designed to remove vapor-gas products from the cavities of the reactor tanks 1 during processing and release excess pressure in the process of moving the liquid metal coolant 10 from one reactor tank 1 to another.

Нижний трубопровод 14 с элементом запорной арматуры 11 используют для перемещения жидкометаллического теплоносителя 10 из одного бака-реактора 1 в другой бак-реактор 1.The lower pipeline 14 with a valve element 11 is used to move the liquid metal coolant 10 from one reactor tank 1 to another reactor tank 1.

Внутренние объемы баков-реакторов 1 в верхних частях обечаек 16 над уровнем жидкометаллического теплоносителя 10 сообщены с газовым трубопроводом 6 с двумя элементами запорной арматуры 11.The internal volumes of the tanks-reactors 1 in the upper parts of the shells 16 above the level of the liquid metal coolant 10 are connected to the gas pipeline 6 with two elements of the valves 11.

- 2 036565- 2 036565

Отводящий трубопровод 17 проходит через конденсатор 12 и соединяет между собой верхний трубопровод 3 на участке между элементами запорной арматуры 11 и полостью сепаратора 18.The outlet pipeline 17 passes through the condenser 12 and connects the upper pipeline 3 to each other in the area between the valves 11 and the separator cavity 18.

Прохождение парогазовых продуктов переработки через конденсатор 12 обеспечивает конденсацию жидких продуктов переработки, находящихся в паровой фазе.The passage of vapor-gas refined products through condenser 12 provides condensation of liquid refined products in the vapor phase.

Для исключения конденсации продуктов, находящихся в паровой фазе до их попадания в конденсатор 12, верхний 3 и отводящий 17 трубопроводы оснащены нагревателями 14 и расположенной поверх них теплоизоляцией 20.To prevent condensation of products in the vapor phase before they enter the condenser 12, the upper 3 and 17 outlet pipelines are equipped with heaters 14 and thermal insulation 20 located above them.

Назначение сепаратора 18 состоит в разделении жидких и газообразных продуктов переработки накопления жидких продуктов переработки.The purpose of the separator 18 is to separate the liquid and gaseous products of processing, the accumulation of liquid products of processing.

Полость сепаратора 18 соединена с линией сброса 13 неконденсирующихся газообразных продуктов для удаления неконденсирующихся газообразных продуктов.The cavity of the separator 18 is connected to the non-condensable gaseous product discharge line 13 to remove the non-condensable gaseous products.

Г азовый трубопровод 6 на участке между двумя элементами запорной арматуры 11 подключен к баллону со сжатым газом 2 через газовый редуктор 5.The gas pipeline 6 in the section between the two elements of the shutoff valves 11 is connected to a compressed gas cylinder 2 through a gas reducer 5.

Это необходимо для перемещения жидкометаллического теплоносителя 10 из одного бака-реактора 1 в другой, в одном из них необходимо создать избыточное давление.This is necessary to move the liquid metal coolant 10 from one reactor tank 1 to another, in one of them it is necessary to create an overpressure.

Днища 9, обечайки 16 и нижний трубопровод 15 снабжены нагревателями 14 для достижения необходимой в процессе переработки температуры жидкометаллического теплоносителя 10.The bottoms 9, the shells 16 and the lower pipeline 15 are equipped with heaters 14 to achieve the temperature of the liquid metal coolant 10 required during processing.

Поверх нагревателей 14 расположена теплоизоляция 20 для уменьшения потерь тепла.Thermal insulation 20 is located over the heaters 14 to reduce heat loss.

В частных случаях реализации устройства выполняют следующее.In special cases, the device implements the following.

Во-первых, в качестве жидкометаллического теплоносителя 10 используют свинец или эвтектический сплав свинец-висмут.First, lead or a lead-bismuth eutectic alloy is used as the liquid metal heat carrier 10.

Во-вторых, между горловинами 7 и съемными крышками 19 используют уплотнение шип-паз с высокотемпературной набивкой, например, из углеграфита или асбеста.Secondly, a tongue-and-groove seal with a high-temperature packing, for example, of carbon graphite or asbestos, is used between the necks 7 and the removable covers 19.

В-третьих, в качестве нагревателей 14 используют электрические нагреватели, выполненные в виде нихромовой проволоки с керамическими изоляторами.Thirdly, electric heaters made in the form of nichrome wire with ceramic insulators are used as heaters 14.

В-четвертых, в качестве сжатого газа используют инертный газ, например аргон.Fourth, an inert gas such as argon is used as the compressed gas.

В-пятых, верхний трубопровод и отводящий трубопровод на участке от верхнего трубопровода до конденсатора снабжают электрическими нагревателями и установленной поверх нагревателей теплоизоляцией.Fifth, the upper pipeline and the discharge pipeline in the section from the upper pipeline to the condenser are equipped with electric heaters and thermal insulation installed over the heaters.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В одном из баков-реакторов 1 располагают жидкометаллический теплоноситель 10. В другом бакереакторе 1 располагают выемную кассету 4 с предварительно загруженными в нее отходами из резинотехнических или полимерных материалов. На горловины 7 устанавливают съемные крышки 19 и герметизируют внутренние объемы баков-реакторов 1.In one of the reactor tanks 1 there is a liquid metal coolant 10. In the other tank 1 there is a removable cassette 4 with pre-loaded waste from rubber or polymer materials. Removable covers 19 are installed on the necks 7 and the internal volumes of the reactor tanks 1 are sealed.

Включают нагреватели 14, доводят температуру бака-реактора 1 с жидкометаллическим теплоносителем до 450°C.Heaters 14 are turned on, the temperature of the reactor tank 1 with the liquid metal coolant is brought to 450 ° C.

Открывают запорную арматуру 11, размещенную на нижнем трубопроводе 15, и через нижний трубопровод 15 сообщают внутренние объемы баков-реакторов 1. За счет создания с помощью баллона 2 избыточного давления газа в баке-реакторе 1 перемещают жидкометаллический теплоноситель 10 в бакреактор 1 без жидкометаллического теплоносителя 10, в котором расположена выемная кассета 4 с отходами из резинотехнических и полимерных материалов. При этом начинается процесс переработки отходов.The shut-off valves 11 located on the lower pipeline 15 are opened, and the internal volumes of the reactor tanks 1 are communicated through the lower pipeline 15. By creating an excess gas pressure in the reactor tank 1 with the help of the cylinder 2, the liquid metal coolant 10 is moved into the reactor 1 without the liquid metal coolant 10 , in which there is a removable cassette 4 with waste from rubber and polymer materials. This starts the waste recycling process.

Запорную арматуру 11 на нижнем трубопроводе 15 закрывают и сбрасывают избыточное давление в баке-реакторе 1, из которого был перемещен жидкометаллический теплоноситель 10, до атмосферного.The shut-off valves 11 on the lower pipeline 15 are closed and the excess pressure in the reactor tank 1, from which the liquid metal coolant 10 was transferred, is released to atmospheric pressure.

Продукты переработки, находящиеся в парогазовой фазе, по верхнему трубопроводу 3 поступают в отводящий трубопровод 17 и далее в конденсатор 12, где охлаждают и конденсируют.The products of processing, which are in the vapor-gas phase, through the upper pipeline 3 enter the outlet pipeline 17 and further into the condenser 12, where they are cooled and condensed.

Далее продукты переработки поступают в сепаратор 18, где происходит разделение жидких и неконденсирующихся газообразных продуктов.Further, the processed products enter the separator 18, where the separation of liquid and non-condensable gaseous products takes place.

Жидкие продукты переработки накапливаются в сепараторе 18, а неконденсирующиеся газообразные продукты поступают в линию сброса неконденсирующихся газообразных продуктов 13.Liquid products of processing accumulate in the separator 18, and non-condensable gaseous products enter the line of discharge of non-condensable gaseous products 13.

В то время, пока в одном из баков-реакторов 1 протекает процесс переработки, с другого бакареактора 1 снимают съемную крышку 19 и в него устанавливают выемную кассету 4, с заранее расположенными в ней отходами из резинотехнических или полимерных материалов. Далее на горловину 7 этого бака-реактора 1 устанавливают съемную крышку 19 и бак-реактор 1 герметизируют.While the reprocessing process is taking place in one of the reactor tanks 1, a removable cover 19 is removed from the other reactor 1 and a removable cassette 4 is installed in it, with wastes from rubber or polymeric materials located in advance in it. Next, a removable cover 19 is installed on the neck 7 of this reactor tank 1, and the reactor tank 1 is sealed.

По окончании процесса переработки в баке-реакторе 1 с расположенным в нем теплоносителем 10 запорную арматуру 11 на нижнем трубопроводе 15 открывают. За счет избыточного давления газа в баллоне 2 перемещают жидкометаллический теплоноситель 10 в другой бак-реактор 1. После чего запорную арматуру 11 на нижнем трубопроводе 15 закрывают. С бака-реактора 1, из которого был перемещен жидкометаллический теплоноситель 10, снимают съемную крышку 19 и извлекают выемную кассету 4 с твердыми продуктами переработки.At the end of the processing process in the reactor tank 1 with the coolant 10 located in it, the shutoff valves 11 on the lower pipeline 15 are opened. Due to the overpressure of the gas in the cylinder 2, the liquid metal coolant 10 is moved into another tank-reactor 1. After that, the shut-off valves 11 on the lower pipeline 15 are closed. From the tank-reactor 1, from which the liquid metal coolant 10 was moved, the removable cover 19 is removed and the removable cassette 4 with solid products of processing is removed.

Твердые продукты переработки извлекают из выемной кассеты 4 и загружают в нее отходы из резинотехнических или полимерных материалов.Solid products of processing are removed from the removable cassette 4 and loaded into it waste from rubber or polymer materials.

- 3 036565- 3 036565

Далее выемную кассету 4 с отходами из резинотехнических или полимерных материалов помещают обратно в бак-реактор 1, на его горловину 7 устанавливают съемную крышку 19 и бак-реактор 1 герметизируют.Next, the removable cassette 4 with waste from rubber or polymeric materials is placed back into the reactor tank 1, a removable cover 19 is installed on its neck 7, and the reactor tank 1 is sealed.

Далее цикл повторяется.Then the cycle is repeated.

Пример конкретного исполнения устройства.An example of a specific device execution

Устройство состоит из двух баков-реакторов 1. Внутренний диаметр обечайки 16 бака-реактора 1 составляет 820 мм, толщина - 4 мм, высота - 560 мм. Толщина днища 9 бака-реактора 1 составляет 10 мм. Горловина 7 выполнена в виде фланца Ду800, исполнение паз.The device consists of two reactor tanks 1. The inner diameter of the shell 16 of the reactor tank 1 is 820 mm, the thickness is 4 mm, and the height is 560 mm. The thickness of the bottom 9 of the reactor tank 1 is 10 mm. The neck 7 is made in the form of a DN800 flange, the version is groove.

Съемная крышка 19 выполнена в виде заглушки фланцевой Ду800 исполнение шип. К съемной крышке 19 приварены проушины для закрепления подъемного механизма.The removable cover 19 is made in the form of a flanged plug DN800, design spike. Lugs are welded to the removable cover 19 for securing the lifting mechanism.

В качестве высокотемпературной набивки между съемной крышкой 19 и горловиной 7 использован углеграфитовый шнур размером 5x5 мм.A 5x5 mm carbon-graphite cord was used as a high-temperature packing between the removable cover 19 and the neck 7.

Выемные кассеты 4 выполнены в виде каркаса из кругляка диаметром 8 мм, обтянутого сеткой с размером ячейки 5x5 мм и толщиной проволоки 1,2 мм. Внешний диаметр выемной кассеты 4 составляет 810 мм, высота - 385 мм.Removable cassettes 4 are made in the form of a frame made of round timber with a diameter of 8 mm, covered with a mesh with a mesh size of 5x5 mm and a wire thickness of 1.2 mm. The outer diameter of the removable cassette 4 is 810 mm, the height is 385 mm.

В качестве жидкометаллического теплоносителя 10 использован свинец марки С2 (ГОСТ 3778-98). Объем используемого жидкометаллического теплоносителя 10 составил 350 л.Lead grade C2 (GOST 3778-98) was used as the liquid metal coolant 10. The volume of liquid metal coolant 10 used was 350 liters.

Верхний 3 и отводящий 17 трубопроводы изготовлены из трубы размером 32x2 мм. Верхний трубопровод 3 вварен в обечайку 4 на 50 мм ниже верхней плоскости горловины 7. Нижний трубопровод 15 изготовлен из трубы размером 68x4 мм и вварен в днище 9. Газовый трубопровод 6 изготовлен из трубы размером 16x2 мм и вварен в обечайку 16 на 50 мм ниже верхней плоскости горловины 7.The upper 3 and outlet 17 pipelines are made of a 32x2 mm pipe. The upper pipeline 3 is welded into the shell 4 50 mm below the upper plane of the neck 7. The lower pipeline 15 is made of a 68x4 mm pipe and welded into the bottom 9. Gas pipeline 6 is made of a 16x2 mm pipe and welded into the shell 16 50 mm below the top throat plane 7.

Конденсатор 12 изготовлен в виде кожухотрубного теплообменного аппарата с длиной трубного пучка 1500 мм, количеством трубок 12 шт, размер трубок - 12x0,8 мм, относительный шаг - 1,5. Охлаждение конденсатора 12 производится проточной водой с температурой 9-18°C.Condenser 12 is made in the form of a shell-and-tube heat exchanger with a tube bundle length of 1500 mm, the number of tubes is 12 pcs, the tube size is 12x0.8 mm, and the relative pitch is 1.5. Condenser 12 is cooled by running water with a temperature of 9-18 ° C.

Сепаратор 18 имеет диаметр 300 мм и высоту 700 мм. На днище сепаратора 18 предусмотрен вентиль для слива жидкости.The separator 18 has a diameter of 300 mm and a height of 700 mm. On the bottom of the separator 18 there is a valve for draining the liquid.

Нагреватели 14 изготовлены из нихромовой (Х2ОН8О) проволоки диаметром 2 мм, изолированной керамическими изоляторами. Суммарная электрическая мощность нагревателей составляет 65 кВт.Heaters 14 are made of nichrome (Kh2OH8O) wire 2 mm in diameter, insulated with ceramic insulators. The total electric power of the heaters is 65 kW.

В качестве теплоизоляции 20 использованы кремнеземные маты.Silica mats were used as thermal insulation 20.

В качестве сжатого газа использован аргон в 40-литровом баллоне 2.Argon was used as a compressed gas in a 40-liter cylinder 2.

Температура жидкометаллического теплоносителя 10 при переработке составляет 450°C, избыточное давление, создаваемое с помощью баллона со сжатым газом 2, при перемещении жидкометаллического теплоносителя 10 из одного бака-реактора 1 в другой составляет 0,5 атм.The temperature of the liquid metal coolant 10 during processing is 450 ° C, the excess pressure created using a compressed gas cylinder 2 when moving the liquid metal coolant 10 from one reactor tank 1 to another is 0.5 atm.

Обечайки 16, днища 9 и горловины 7, выемные кассеты 4, съемные крышки 19, верхний 3, нижний 15, отводящий 17 и газовый 6 трубопроводы, конденсатор 12 и сепаратор 18 изготовлены из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т.Shells 16, bottoms 9 and necks 7, removable cassettes 4, removable covers 19, upper 3, lower 15, outlet 17 and gas 6 pipelines, condenser 12 and separator 18 are made of stainless steel 12X18H10T.

Техническое решение позволило обеспечить цикличность процесса переработки и сократить время переработки в 1,5-2 раза по сравнению с наиболее близким аналогом технического решения.The technical solution made it possible to ensure the cyclicity of the processing process and reduce the processing time by 1.5-2 times compared to the closest analogue of the technical solution.

Claims (6)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов, содержащее бак-реактор и выемную кассету, расположенную во внутреннем объеме бака-реактора с возможностью фиксации ее положения и предназначенную для размещения в ней отходов из резинотехнических и полимерных материалов, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено по меньшей мере одним баком-реактором и по меньшей мере одной выемной кассетой, верхним, нижним, отводящим и газовым трубопроводами с располагаемой на них запорной арматурой, конденсатором, сепаратором, линией сброса неконденсирующихся газообразных продуктов, нагревателями и теплоизоляцией, бакиреакторы выполнены с возможностью размещения в их внутренних объемах жидкометаллического теплоносителя и снабжены съемными крышками, выемные кассеты выполнены проницаемыми для жидкометаллического теплоносителя и парогазовых продуктов переработки, внутренние объемы баковреакторов в верхних частях обечаек над уровнем жидкометаллического теплоносителя и в нижних частях обечаек под уровнем жидкометаллического теплоносителя сообщены соответственно верхним трубопроводом с двумя элементами запорной арматуры и нижним трубопроводом с элементом запорной арматуры, внутренние объемы баков-реакторов в верхних частях обечаек над уровнем жидкометаллического теплоносителя сообщены с газовым трубопроводом с двумя элементами запорной арматуры, отводящий трубопровод проходит через конденсатор и соединяет между собой верхний трубопровод на участке между элементами запорной арматуры и полость сепаратора, полость сепаратора соединена с линией сброса неконденсирующихся газообразных продуктов, газовый трубопровод на участке между элементами запорной арматуры подключен к баллону со сжатым газом через газовый редуктор, днища, обечайки и нижний трубопровод снабжены нагревателями и теплоизоляцией, расположенной поверх них.1. A device for processing waste from rubber and polymeric materials, containing a reactor tank and a removable cassette located in the internal volume of the reactor tank with the possibility of fixing its position and designed to accommodate waste from rubber and polymeric materials, characterized in that the device additionally equipped with at least one reactor tank and at least one removable cassette, upper, lower, outlet and gas pipelines with shutoff valves located on them, a condenser, a separator, a discharge line for non-condensable gaseous products, heaters and thermal insulation, the reactors are made with the possibility placement of liquid metal coolant in their internal volumes and equipped with removable covers, removable cassettes are made permeable for liquid metal coolant and vapor-gas processing products, internal volumes of reactor tanks in the upper parts of the shells above the level of liquid metal coolant of the carrier and in the lower parts of the shells under the level of the liquid-metal coolant are connected, respectively, by the upper pipeline with two elements of shut-off valves and the lower pipeline with an element of shut-off valves; the outlet pipeline passes through the condenser and connects the upper pipeline between each other in the section between the valves and the separator cavity, the separator cavity is connected to the discharge line of non-condensable gaseous products, the gas pipeline in the area between the valves is connected to the cylinder with compressed gas through a gas reducer, bottoms , the shells and the lower pipeline are equipped with heaters and thermal insulation located on top of them. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве жидкометаллического теплоносителя ис-2. The device according to claim 1, characterized in that, as a liquid metal coolant, - 4 036565 пользуют свинец или эвтектический сплав свинец-висмут.- 4 036565 uses lead or lead-bismuth eutectic alloy. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между съемной крышкой и горловиной бака-реактора используют уплотнение шип-паз с высокотемпературной набивкой, например, из углеграфита или асбеста.3. The device according to claim 1, characterized in that a thorn-groove seal with a high-temperature packing, for example, of carbon graphite or asbestos, is used between the removable cover and the neck of the reactor tank. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве нагревателей используют электрические нагреватели, выполненные в виде нихромовой проволоки с керамическими изоляторами.4. The device according to claim 1, characterized in that the heaters are electric heaters made in the form of nichrome wire with ceramic insulators. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве сжатого газа используют инертный газ, например аргон.5. The device according to claim 1, characterized in that an inert gas, such as argon, is used as the compressed gas. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний трубопровод и отводящий трубопровод на участке от верхнего трубопровода до конденсатора снабжены электрическими нагревателями и установленной поверх нагревателей теплоизоляцией.6. The device according to claim 1, characterized in that the upper pipeline and the discharge pipeline in the section from the upper pipeline to the condenser are equipped with electric heaters and thermal insulation installed over the heaters.
EA201900154A 2018-12-21 2018-12-25 Device for processing wastes from rubber-technical and polymer materials EA036565B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145504A RU2693800C1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Device for processing wastes from rubber and polymer materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201900154A1 EA201900154A1 (en) 2020-06-30
EA036565B1 true EA036565B1 (en) 2020-11-24

Family

ID=67252318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201900154A EA036565B1 (en) 2018-12-21 2018-12-25 Device for processing wastes from rubber-technical and polymer materials

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA036565B1 (en)
RU (1) RU2693800C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022265538A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Чистая энергия" Process for recycling waste consisting of polymeric, composite and industrial rubber materials

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU4121U1 (en) * 1995-09-14 1997-05-16 Акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" FURNACE FOR PYROLYSIS OF UNFINISHED WIRE TIRES
RU2361731C1 (en) * 2008-01-09 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Method of reprocessing worn-out tires and/or industrial rubber products and device to this end
RU2459843C1 (en) * 2010-12-15 2012-08-27 Андрей Николаевич Ульянов Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method
RU159025U1 (en) * 2015-09-22 2016-01-27 Бутаев Олег Витальевич DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID ORGANIC RAW MATERIALS
RU164535U1 (en) * 2015-12-15 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" DEVICE FOR PROCESSING ALKALINE LIQUID METAL HEATER
US9446376B2 (en) * 2011-12-20 2016-09-20 Korea Institute Of Industrial Technology Apparatus for pyrolysis using molten metal
RU2672295C1 (en) * 2017-12-28 2018-11-13 Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" Method for processing of waste from industrial-rubber and polymeric materials

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU4121U1 (en) * 1995-09-14 1997-05-16 Акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" FURNACE FOR PYROLYSIS OF UNFINISHED WIRE TIRES
RU2361731C1 (en) * 2008-01-09 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Method of reprocessing worn-out tires and/or industrial rubber products and device to this end
RU2459843C1 (en) * 2010-12-15 2012-08-27 Андрей Николаевич Ульянов Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method
US9446376B2 (en) * 2011-12-20 2016-09-20 Korea Institute Of Industrial Technology Apparatus for pyrolysis using molten metal
RU159025U1 (en) * 2015-09-22 2016-01-27 Бутаев Олег Витальевич DEVICE FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID ORGANIC RAW MATERIALS
RU164535U1 (en) * 2015-12-15 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" DEVICE FOR PROCESSING ALKALINE LIQUID METAL HEATER
RU2672295C1 (en) * 2017-12-28 2018-11-13 Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" Method for processing of waste from industrial-rubber and polymeric materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022265538A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Чистая энергия" Process for recycling waste consisting of polymeric, composite and industrial rubber materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2693800C1 (en) 2019-07-04
EA201900154A1 (en) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040238408A1 (en) Coke drum discharge system
US8192586B2 (en) Devices, systems, and methods for recycling plastic
US8409406B2 (en) Recycling of tires, rubber and other organic material through vapor distillation
JP5479887B2 (en) Reactor and reactor system
RU2693800C1 (en) Device for processing wastes from rubber and polymer materials
US2337042A (en) Apparatus and method for manufacture of magnesium metal
RU97128U1 (en) RETORTS FOR PYROLYSIS
JP2011246721A (en) Method and device for treating product containing hydrocarbon
EP2964726B1 (en) Method of fuel for energetics production
JP6112580B2 (en) Apparatus and method for material processing of raw materials
RU2753540C1 (en) Device for waste disposal on organic basis
RU2678215C1 (en) Pyrolysis disposal plant
CN110538478A (en) High-quality anhydrous rare earth halide purification device
EP2349554B1 (en) Dual vessel reactor
CZ26384U1 (en) Apparatus for producing fuels for energy use
US2035275A (en) Vapor phase cracking apparatus
CN217781057U (en) Composite material inner container carbonization furnace
CN205710903U (en) A kind of gas turbine gas turbine blade inner duct face coat prosthetic appliance
US2776874A (en) Reactor for the high temperature reduction of iron oxide and the like
CN206799536U (en) A kind of full-automatic damaged tire cracker
US4982871A (en) Gastight container for warm storage and transport
RU178489U1 (en) DEVICE FOR PROCESSING TITANIUM SCRUB
CN217499153U (en) Material thermal decomposition device with movable container
CA2905884A1 (en) Recycling of tires, rubber and other organic material through vapor distillation
CN107760352A (en) A kind of anaerobic low temperature pyrolyzer technical equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ TJ TM RU