PL190951B1

PL190951B1 - Układ odzyskiwania oleju z gazu otrzymanego z pirolizy materiału zawierającego węglowodory i sposób odzyskiwania oleju z gazu otrzymanego z pirolizy materiału zawierającego węglowodory

Info

Publication number: PL190951B1
Application number: PL350912A
Authority: PL
Inventors: Michael H. Weinecke; Robert J. Unterweger
Original assignee: Metso Minerals Ind
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2006-02-28
Also published as: PL350912A1; BR0009611A; KR20020010633A; HK1045709B; DE60003689T2; ATE244287T1; DE60003689D1; AU4681300A; CA2371644C; EP1190014A1; HUP0200858A2; WO2000068338A1; HUP0200858A3; HK1045709A1; JP2002544322A; JP4545953B2; TW436403B; ZA200108219B; CA2371644A1; EP1190014B1

Abstract

1. Uklad odzyskiwania oleju pirolizy materialu zawierajacego weglowodory, znamienny tym, ze posiada: zródlo gazów pirolitycz- nych zawierajace pare wodna, weglowodorowe gazy opalowe, kondensujacy sie olej i czastki stale; pierwszy skraplacz oleju rozdzielajacy wyzej wymienione zródlo gazów pirolitycznych na pierwsza frakcje olejowa zawierajaca olej i czastki stale, oraz pierwsza frakcje gazowa zawierajaca olej, weglowodorowe gazy opalowe i pare wodna, przy czym pierwszy skraplacz oleju pracuje w temperaturze wyzszej niz punkt rosy pary wodnej zawartej w wy- zej wymienionym zródle gazów pirolitycznych oraz posiada wlot wyzej wymienionych gazów pirolitycznych, pierwszy wylot przezna- czony do gromadzenia pierwszej frakcji olejowej i drugi wylot prze- znaczony do gromadzenia pierwszej frakcji gazowej; oraz drugi skraplacz oleju rozdzielajacy wyzej wymieniona pierwsza frakcje gazowa na druga frakcje olejowa zawierajaca olej i wode oraz druga frakcje gazowa zawierajaca weglowodorowe gazy opalowe, przy czym drugi skraplacz oleju pracuje w temperaturze nizszej niz punkt rosy pary wodnej zawartej w pierwszej frakcji gazowej, oraz posiada wlot wyzej wymienionej pierwszej frakcji gazowej, pierwszy wylot przeznaczony do gromadzenia drugiej frakcji olejowej i drugi wylot przeznaczony do gromadzenia drugiej frakcji gazowej. 16. Sposób odzyskiwania oleju z gazu otrzymanego z prolizy materialu zawierajacego weglowodory, znamienny tym, ze obejmu- je etapy: zapewnienia zródla gazów pirolitycznych zawierajacych pare wodna, weglowodorowe gazy opalowe, kondensujacy sie olej i czastki stale; rozdzielenia gazów pirolitycznych na pierwsza frakcje olejowa zawierajaca olej o temperaturze zaplonu okolo 60°C lub wyzszej i czastki stale, oraz pierwsza frakcje gazowa zawierajaca olej o temperaturze zaplonu nizszej niz okolo 60°C, pare wodna i weglowodorowe gazy opalowe; oraz rozdzielenia pierwszej frakcji gazowej na druga frakcje olejowa zawierajaca wode i olej o tempe- raturze zaplonu okolo 34°C lub nizszej, oraz druga frakcje gazowa zawierajaca weglowodorowe gazy opalowe. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest odzyskiwanie nadających się do dalszego wykorzystania produktów otrzymanych w wyniku pirolizy materiału zawierającego węglowodory. Szczegółowiej, przedmiotem wynalazku jest odzyskiwanie oleju z gazu otrzymywanego w wyniku pirolizy zużytych opon samochodowych.

Ponieważ zmniejsza się dostępna powierzchnia wysypisk odpadów, usuwanie zużytych opon samochodowych w sposób przyjazny dla środowiska stanowi ciągle rosnący problem. W samych tylko Stanach Zjednoczonych wyrzuca się na wysypiska śmieci ponad 280 000 000 opon samochodowych rocznie. Chociaż część zużytych opon samochodowych jest powtórnie wykorzystywana jako budulec nawierzchni drogowych, część zaś jest wykorzystywana jako paliwo kotłowe, ponad 80% zużytych opon samochodowych jest składowana na wysypiskach odpadów. Wyrzucanie opon samochodowych na wysypiska śmieci zostało uznane znaczącym marnotrawieniem nadającego się do powtórnego przetworzenia surowca. Od wielu lat znany jest sposób powtórnego przetworzenia opon samochodowych poprzez ich pirolizę w celu otrzymania wartościowych surowców, które można następnie sprzedać i wykorzystać. Ogólnie mówiąc, piroliza jest termiczną destylacją lub rozkładem substancji, zwłaszcza tych zawierających węglowodory. W przypadku zużytych opon samochodowych proces ten jest przeprowadzany bez dostępu tlenu w temperaturze pomiędzy 500°C i 800°C.

Proces rozkładu zużytych opon w procesie pirolizy pozwala na odzyskanie znaczących ilości oleju, gazu, sadzy i stali. Zostało opracowanych wiele różnych procesów prowadzących do odzyskania tych wartościowych produktów pirolizy, każdy ze sposobów odzyskiwania tych produktów wiąże się z charakterystycznymi, trudnymi do rozwiązania problemami. Na przykład odzyskiwanie oleju powstającego w wyniku pirolizy zużytych opon od początku stanowi wyzwanie. Olej jest zwykle uzyskiwany przez kondensację gazu pirolitycznego wytwarzanego w reaktorze pirolitycznym, gazy te zawierają jednak zwykle zawieszone w nim cząstki stałe, głównie pył węglowy i włókna szklane, które również są produktem pirolizy zużytych opon. Te cząstki stałe gromadzą się w częściach armatury, odpowietrznikach i tłumikach płomienia, utrudniając swobodny przepływ gazów. W przeszłości rozdrobnione cząstki stałe w powstającym podczas pirolizy gazie spalinowym usuwane były w cyklonie. Jednakże, jeżeli olej przedwcześnie się ochładza i zaczyna skraplać się w cyklonie, skroplony olej tworzy powierzchnię, do której przywierają cząstki stałe. Może to skutkować nie tylko powstawaniem przeszkód w cyklonie, lecz może również powodować niską wydajność procesu rozdzielania zachodzącego w cyklonie poprzez niepożądane zmiany jego pierwotnych parametrów. W dodatku, jeżeli w układzie zastosowany jest skraplacz z wypełnieniem, cząstki stałe mogą zanieczyścić wypełnienie blokując tym sposobem wolne przestrzenie między cząstkami wypełnienia i powodując nadmierny spadek ciśnienia przy przechodzeniu gazów przez wypełnienie.

Inny problem napotykany podczas odzyskiwania oleju spowodowany jest tym, że pary oleju powstałe w reaktorze pirolitycznym zawierają również parę wodną. Częstym przypadkiem jest zbliżony ciężar właściwy oleju pirolitycznego i wody. W rezultacie jeżeli taki olej i woda są skraplane razem, mogą one utworzyć trudną do rozdzielenia emulsję.

Przedmiotem wynalazku jest proces odzyskiwania oleju w drodze pirolizy materiału zawierającego węglowodory, takiego jak zużyte opony samochodowe. Proces stanowiący przedmiot wynalazku nie tylko pozwala na odzyskanie znaczących ilości oleju pirolitycznego, lecz rozwiązuje również opisane wcześniej, istniejące w obecnym stanie techniki problemy.

Na ilość sadzy, oleju i gazów odzyskiwanych przez pirolizę zużytych opon ma wpływ temperatura, w której piroliza jest przeprowadzana. Dobrze wiadomo, że przy wyższych temperaturach pirolizy stosunek wytwarzanych gazów do wytwarzanego oleju zwiększa się. Niniejszy opis zakłada rozkład opony na 32,4% sadzy, 12% stali oraz 55,6% oleju i nie skraplających się gazów. Z oleju i nie skraplających się gazów około 50% przypada na ciekły olej, zaś pozostałe 50% to nie skraplające się gazy. Z ciekłego oleju około 80% zbierane jest w pierwszym lub głównym skraplaczu i około 20% w drugim lub dodatkowym skraplaczu.

Gorące gazy pochodzące z procesu pirolizy, na przykład z obrotowego pieca, w którym spalane są opony, przechodzą do pierwszego skraplacza oleju. Pierwszy skraplacz oleju posiada wieżę z wypełnieniem o przeciwprądowym przepływie gazu/cieczy. Mogą być zastosowane różne rodzaje materiału wypełniającego, zalecane jest jednak stosowanie wypełnienia pierścieniowego Palla, posiadającego duże pole powierzchni i wysoką porowatość. Na wierzch wypełnienia natryskiwany jest oziębiony olej używany do oziębiania, skraplania i koalescencji par wchodzącego strumienia gazów. Zmieniając

PL 190 951 B1 temperaturę i natężenie przepływu schłodzonego oleju oraz wielkość wieży z wypełnieniem można kontrolować temperaturę gazu opuszczającego wieżę. Zalecane jest by temperatura gazu opuszczającego wieżę była wyższa niż punkt rosy zawartej w strumieniu gazu pary wodnej. Stosowana jest temperatura 100^OC-105°C zapewniająca nie skraplanie się wody w pierwszym skraplaczu oleju. Uniemożliwienie skraplania się wody w pierwszym skraplaczu pozwala uniknąć powstawania niepożądanej, trudnej do rozdzielenia emulsji oleju/wody.

W celu uniknięcia zanieczyszczania wypełnienia pierwszego skraplacza zastosowano natrysk zimnego oleju również na spodnią część wypełnienia. Tym sposobem cząstki stałe we wchodzącym strumieniu gazu przywierają do dolnej powierzchni wypełnienia pokrytej olejem przez skierowany do góry rozpylacz. Dodatkowo natrysk na spodnią stronę wypełnienia zapobiega pozostawaniu cząstek stałych w wypełnieniu, ponieważ są one wypłukiwane podczas przepływania oleju z górnego rozpylacza, a następnie gromadzone wraz z olejem w misce olejowej pierwszego skraplacza. Olej zebrany w misce olejowej pierwszego skraplacza jest wypompowywany z miski olejowej przez podwójny filtr z siatką drucianą. Zapobiega to zatykaniu dysz rozpylacza oleju przez cząstki stałe. Po przejściu przez filtr, pompa tłoczy olej przez chłodzony wodą wymiennik ciepła typu „ciecz-ciecz”. Olej chłodzący powraca następnie do pierwszego skraplacza, gdzie jest natryskiwany na górną lub dolną stronę wypełnienia, tak jak to opisano powyżej. Część oleju równa tej skroplonej w wieży jest usuwana i stanowi produkt olejowy procesu. Dysze rozpylaczy zastosowane w skraplaczu są jednostrumieniowymi dyszami rozpylającymi o stosunkowo dużych otworach, tj. 3/16 cala lub więcej. Pomaga to uniknąć zatykania dysz.

Z pierwszego skraplacza oleju gazy przechodzą do drugiego skraplacza oleju. Drugi skraplacz oleju działa w podobny sposób jak pierwszy skraplacz, za wyjątkiem tego, że gazy są oziębiane do temperatury niższej niż punkt rosy zawartej we wchodzącym strumieniu gazu wody. W efekcie w misce olejowej tego skraplacza gromadzona jest zarówno woda jak i olej. Jednakże olej gromadzony w misce olejowej drugiego skraplacza ma zwykle ciężar właściwy 0,90-0,95. Ponieważ olej jest znacząco mniej gęsty niż zebrana z nim woda, rozdzielenie faz wody i oleju może być bez trudu osiągnięte. Drugi skraplacz wymaga zastosowania rozpylacza oleju tylko po górnej stronie wypełnienia nie wymagając natrysku oleju na spód wypełnienia, ponieważ znaczna większość cząstek stałych została usunięta w pierwszym etapie. Powtórnie część oleju równa tej skroplonej w wieży jest usuwana i stanowi produkt olejowy procesu.

W rezultacie proces będący przedmiotem wynalazku pozwala na odzyskanie więcej niż 95% oleju zawartego w początkowym strumieniu gazów spalinowych pochodzącym z reaktora pirolitycznego. Olej ten może zawierać zarówno wysokowrzący olej pirolityczny (temperatura zapłonu 60°C lub więcej) jak i niskowrzący olej pirolityczny (temperatura zapłonu 34°C lub mniej). Dodatkowo gaz produkowany w drugim skraplaczu można bez trudu stosować jako gaz opałowy o niskiej zawartości kondensujących się oparów.

Rysunki ilustrują najlepszy sposób wykonania wynalazku.

Figura 1 przedstawia schematyczną ilustrację typowego układu pirolizy przeznaczonego do wytwarzania pożądanych materiałów, takich jak olej, gaz, zwęglony materiał organiczny i drut stalowy ze zużytych opon samochodowych; i fig. 2 przedstawia schematyczną ilustrację układu odzyskiwania oleju według wynalazku, przeznaczonego do skraplania i gromadzenia oleju ze spalinowego gazu pirolitycznego produkowanego przez układ przedstawiony na fig. 1.

Figura 1 ogólnie przedstawia układ urządzenia pirolizy 10 zapewniający źródło gazu pirolitycznego używanego przy wykonywaniu wynalazku. Układ pirolizy 10 działa przetwarzając przez pirolizę dostarczane zużyte opony samochodowe w pożądane materiały, takie jak olej, gaz, drut stalowy i zawierający sadzę zwęglony materiał organiczny.

Układ urządzenia pirolizy 10 zawiera sekcję podawania 12, sekcję pirolizy lub reaktor 14 i sekcję rozdzielania 16. Kawałki opon samochodowych są najpierw umieszczane w sekcji podawania 12, która następnie dostarcza te kawałki do sekcji pirolizy 14. Podczas przemieszczania się kawałków opon samochodowych przez sekcję pirolizy 14 węglowodory zawarte w oponach są wydzielane jako gazy spalinowe. Gazy są usuwane z sekcji pirolizy 14 poprzez rurę odprowadzającą gaz 18 posiadającą otwór wlotowy 20 umieszczony wewnątrz sekcji pirolizy 14. Pozostała po pirolizie część opon samochodowych zawiera pożądane materiały, jak węgiel i drut stalowy. Przed opuszczeniem sekcji pirolizy 14, węgiel i drut stalowy jest przekazywany do sekcji rozdzielania 16, gdzie dokonywany jest ich rozdział na poszczególne produkty końcowe. Po rozdzieleniu te pożądane produkty końcowe mo4

PL 190 951 B1 gą być poza układem pirolizy 10 przetwarzane znanymi sposobami i ostatecznie sprzedawane lub ponownie wykorzystywane.

Odnośnie fig. 1, kawałki opon samochodowych są najpierw umieszczane w leju załadowczym 22 zgodnie ze strzałką 24. Kawałki opon samochodowych mogą być uzyskiwane przed umieszczeniem ich w leju załadowczym 22 za pomocą konwencjonalnych sposobów rozdrabniania (tu nie pokazanych) lub mogą być dostarczane z odległego zakładu zajmującego się rozdrabnianiem opon. Zwykle zużyte opony samochodowe są rozdrabniane tak, by uzyskać kawałki o wielkości nie przekraczającej w przybliżeniu 10 cm. Kawałki opon samochodowym są dostarczane przez konwencjonalny przenośnik do wlotowego końca leja załadowczego 22. Wewnątrz leja załadowczego 22 umieszczona jest para samoczynnych zaworów 26 odcinających dopływ powietrza, ponieważ reakcja pirolizy przebiegająca w sekcji pirolizy 14 musi odbywać się bez dopływu powietrza. Po przejściu przez kolejne samoczynne zawory 2, kawałki opon spadają do komory załadowczej 28. Następnie kawałki opon są przemieszczane przez obrotowy cylinder 30, posiadający wewnętrzny zgarniak 32 w kształcie śruby działający jak śruba Archimedesa, w celu dostarczenia kawałków opon samochodowych z komory 28 do sekcji pirolizy 14.

Sekcja pirolizy 14 zawiera obrotowy piec 34 umieszczony w palenisku 36. Piec obrotowy 34 może obracać się wokół swojej podłużnej osi i jest pochylony tak, że jego koniec wlotowy umieszczony jest wyżej niż koniec wylotowy. Powoduje to grawitacyjne przemieszczanie kawałków opon samochodowych od końca wlotowego do końca wylotowego tak, jak w konwencjonalnych rozwiązaniach. Palenisko 36 otacza obrotowy piec 34 i zawiera pewną liczbę osobnych zespołów palnikowych (tu nie pokazanych) ogrzewających piec obrotowy 34 tak, jak w konwencjonalnych rozwiązaniach. Piec 34 jest ogrzewany do temperatury między 500°C a 800°C. Wysoka temperatura pracy pieca 34 powoduje gwałtowne ogrzanie kawałków opon samochodowych, proces krakingu i parowanie lekkich frakcji zawartych w oponach węglowodorów. Gazowe frakcje węglowodorów uwalniają się jako gazy spalinowe do otwartego wnętrza pieca obrotowego 34, a następnie są z niego usuwane na zewnątrz przez rurę odprowadzającą gaz 18.

Wylotowy koniec obrotowego pieca 34 rozciąga się od paleniska 36 i wchodzi do sekcji rozdzielania 16, tak jak jest to widoczne na fig. 1. Wylotowy koniec pieca 34 posiada przesiewacz bębnowy 38 rozdzielający opuszczające sekcję pirolizy 14 materiał węglowy i drut stalowy. Przesiewacz bębnowy 38 posiada szczeliny (tu nie pokazane) o rozmiarach pozwalających na swobodne przedostawanie się węgla, lecz za małych by przedostała się przez nie znacząca ilość drutu stalowego. Węgiel wydzielony z przechodzącego przez przesiewacz bębnowy 38 produktu przedostaje się przez szczeliny w przesiewaczu bębnowym 38 do rynny zsypowej węgla 40, a następnie do pojemnika 42. Wydzielony węgiel w pojemniku 42 może być dalej przetwarzany konwencjonalnymi sposobami w celu otrzymania sadzy w handlowym gatunku, która może być wykorzystywana w różnych znanych zastosowaniach.

Drut stalowy pozostający z przechodzącego przez przesiewacz bębnowy 38 produktu przemieszcza się przez rynnę zsypową drutu 44 do pojemnika gromadzącego drut 46. Zgromadzony w pojemniku 46 drut jest dalej przetwarzany konwencjonalnymi sposobami w celu otrzymania pożądanych produktów.

Odnośnie fig. 2, rura odprowadzająca gaz 18 wychodzi z wnętrza pieca obrotowego 34 i zwykle jest podłączona do źródła podciśnienia (tu nie pokazanego). Źródło podciśnienia działa tak, by usuwać gazy spalinowe z wnętrza obrotowego pieca 34. Te usuwane gazy zawierają wartościowe węglowodorowe gazy opałowe, kondensujący się olej, niewielkie ilości pary wodnej i cząstki stałe.

Gazy usuwane przez rurę odprowadzającą gaz 18 są następnie przetwarzane przez przedstawiony na fig. 2 układ odzyskiwania. Jak widać rura odprowadzająca gaz 18 dostarcza gorące gazy do pierwszego skraplacza oleju 48. Skraplacz oleju 48 ma postać cylindrycznej wieży posiadającej górny koniec 50, dolny koniec lub miskę olejową 52 i środkową część wypełnioną konwencjonalnym wypełnieniem 54. Wypełnienie 54 ma postać ziarnistą, najczęściej są to pierścienie Palla posiadające duże pole powierzchni i wysoką porowatość. Wypełnienie 54 jest umocowane we wnętrzu skraplacza 48 za pomocą sita 56, tak jak w konwencjonalnych rozwiązaniach. Rura odprowadzająca 18 dostarcza gorące gazy pirolityczne do dolnej sekcji skraplacza 48 poniżej sita 56 i nad miską olejową 52. Wchodzące do skraplacza 48 gorące gazy mają temperaturę około 400°C-800°C, wznoszą się do góry przez wypełnienie 54, są tam oziębiane i opuszczają górny koniec 50 skraplacza 48 przewodem 58, posiadając temperaturę pomiędzy około 100°C-105°C.

PL 190 951 B1

Względnie zimny olej używany jest do chłodzenia gorących gazów przechodzących przez wypełnienie 54. Dokonuje się tego natryskując oziębiony olej na górną część wypełnienia 54 poprzez przewód 60 i dyszę 62. Tym sposobem przeciwprądowy przepływ gazu/cieczy używany jest do oziębiania, skraplania i koalescencji par wchodzącego strumienia gazów przechodzącego do góry przez wypełnienie 54. Wieża 48 rozdziela wchodzące gazy pirolityczne na pierwszą frakcję olejową zawierającą kondensujący się olej i cząstki stałe oraz pierwszą frakcję lotną zawierającą olej, węglowodorowe gazy opałowe i parę wodną. Zmieniając temperaturę i natężenie przepływu schłodzonego oleju oraz wielkość wieży z wypełnieniem 48 można kontrolować temperaturę gazu opuszczającego skraplacz 48. Zalecane jest by temperatura ta była wyższa niż punkt rosy zawartej w strumieniu gazu pary wodnej. Zalecane jest uzyskanie temperatury około 100°C-105°, zapewniającej nie skraplanie się wody w skraplaczu 48. Uniemożliwienie skraplania się wody w skraplaczu 48 pozwala uniknąć powstawania w gromadzonym w misce olejowej 52 materiale niepożądanej, trudnej do rozdzielenia mieszaniny oleju/wody. Ponieważ skraplacz 48 pracuje w temperaturze wyższej niż punkt rosy zawartej w przepływającym przez rurę 18 strumieniu gazu pary wodnej, olej gromadzony w misce olejowej 52 ma względnie wysoką temperaturę zapłonu i może być uważany za wysoko wrzący olej pirolityczny, tj. posiadający temperaturę zapłonu około 60°C lub więcej. Typowa wartość temperatury zapłonu tego oleju mieści się w przedziale pomiędzy około 60°C a 90°C, zalecana jest wartość około 60°C.

W celu uniknięcia zanieczyszczania wypełnienia 54 zastosowano natrysk zimnego oleju również na spodnią część wypełnienia 54 poprzez przewód 64 i dyszę 66. Ponieważ cząstki stałe w gorącym gazie przywierają do pierwszej napotkanej powierzchni, natrysk oleju na dolną część wypełnienia powoduje przywieranie tych cząstek do sita 56 i/lub dolnej warstwy wypełnienia 54. Następnie górny natrysk oleju powstrzymuje cząstki stałe przed pozostawaniem na lub trwałym przywieraniem do wypełnienia 54 i/lub sita 56. Zamiast tego, cząstki stałe są wypłukiwane przez olej natryskiwany na wierzch wypełnienia 54, przepływający przez wypełnienie 54 i gromadzony w misce olejowej 52. Tak więc, olej w misce olejowej 52 zawiera zarówno cząstki stałe, jak i wysokowrzący olej pirolityczny posiadający temperaturę zapłonu wyższą niż 60°C.

Olej gromadzony w misce olejowej 52 skraplacza 48 jest wypompowywany z miski olejowej 52 przez pompę 68 przewodem 57. Przechodzi on przez filtr 70 gromadzący zawarte w oleju większe cząstki stałe i usuwający je z układu w celu uniknięcia zatykania dysz rozpylaczy oleju 62 i 66 przez te cząstki. Zalecane jest, by filtr 70 był podwójnym filtrem z siatką drucianą. Po przejściu przez filtr 70 olej jest przez pompę 68 przepompowywany przez chłodzony wodą wymiennik ciepła typu „ciecz-ciecz” 72. Oziębiony olej recyrkuluje wracając przewodami 60 i 64 do skraplacza 48, gdzie jest ponownie natryskiwany na wierzchnią i spodnią część wypełnienia 54. Część oleju równa tej skroplonej w skraplaczu 48 jest usuwana przewodem 74 i stanowi nadający się do użytku produkt końcowy procesu. Przewód olejowy 58 wychodzący z górnego końca 50 skraplacza 48 zawiera olej posiadający temperaturę zapłonu około 60°C lub wyższą, tak jak to opisano powyżej.

Gazy opuszczające skraplacz 48 przewodem 58 dostarczane są do drugiego skraplacza 76. Skraplacz 76 jest podobny do skraplacza 48 i jest wieżą z wypełnieniem o cylindrycznym kształcie posiadającą górny koniec 78 i dolny koniec lub miskę olejową 80. Skraplacz 76 jest również wypełniony w swojej środkowej sekcji pierścieniowym wypełnieniem 82, podtrzymywanym przez sito 84.

Skraplacz 76 działa w podobny sposób jak skraplacz 48, za wyjątkiem tego, że gazy o temperaturze około 105°C wchodzące do jego dolnej sekcji poniżej wypełnienia 82 są oziębiane do temperatury niższej niż punkt rosy wody. Tak więc, w misce olejowej 80 skraplacza 76 gromadzone są zarówno woda, jak i olej, stanowiąc drugą frakcję olejową. Jednakże olej gromadzony w misce olejowej 80 jest olejem niskowrzącym, tj. posiada temperaturę zapłonu około 34°C lub mniejszą. Typowa wartość temperatury zapłonu tego oleju mieści się w przedziale pomiędzy około 34°C a 24°C, zalecana jest wartość około 30°C. Tak więc, olej ten posiada zwykle ciężar właściwy równy 0,90-0,95. Ponieważ olej ten jest znacząco mniej gęsty niż woda, rozdzielenie faz oleju i wody w zgromadzonym w misce olejowej 80 materiale może być bez trudu osiągnięte.

Jak widać na fig. 2, mieszanina oleju i wody zgromadzona w misce olejowej 80 jest wypompowywana z miski olejowej 80 przez pompę 86 przewodem 88 przez chłodzony wodą wymiennik ciepła typu „ciecz-ciecz” 90. Oziębiony olej recyrkuluje wracając przewodem 92 do skraplacza 76, gdzie jest natryskiwany przez dyszę 94 na wierzchnią część wypełnienia 82. Olej ten używany jest do chłodzenia wchodzących gazów o przybliżonej temperaturze 105°C do temperatury około 49°C tak, że gazy opuszczające przewodem 96 górny koniec skraplacza 76 zawierają mniej niż 5% kondensujących się oparów gazowych. Innymi słowy 95% lub więcej oleju zawartego w rurze odprowadzającej gaz 18

PL 190 951 B1 zostało usunięte i odzyskane przez układ przedstawiony na fig. 2. Gazy opuszczające górny koniec 78 wieży 76 są w niniejszym zgłoszeniu określane drugą frakcją gazową i zawierają głównie węglowodorowe gazy opałowe i pewną ilość mgły kondensującego się oleju. Umieszczony w przewodzie 96 odmgławiacz 100 usuwa większość mgły kondensującego się oleju zawartej w przechodzącym przez przewód odprowadzający 102 strumieniu gazów. Gaz w przewodzie 104 opuszczający odmgławiacz 100 może być odtransportowany do miejsca składowania lub spalony jako paliwo.

W końcu część oleju krążącego pomiędzy miską olejową 80 a wypełnieniem 82, równa tej skroplonej w wieży 76 jest usuwana przez przewód 98 i odzyskiwana stanowiąc olejowy produkt końcowy procesu. Jak opisano powyżej, materiał w przewodzie 98 zawiera zarówno olej jak i wodę, które są dalej przetwarzane konwencjonalnymi sposobami w celu rozdzielenia wody i oleju. Olej ten jednakże jest olejem niskowrzącym, tj. posiada temperaturę zapłonu około 34°C lub wyższą.

Tak wiec opisany i przedstawiony na rysunkach został układ umożliwiający odzyskiwanie nadających się do użytku produktów z pirolizy zużytych opon samochodowych. W szczególności opisany układ pozwala uniknąć wad posiadanych przez wcześniejsze układy. Zmieniając temperaturę, rozmiary skraplaczy 48 i 76 i natężenie przepływu schłodzonego oleju można kontrolować temperaturę gazu opuszczającego skraplacze i skład otrzymywanych w tym procesie produktów gazowych i olejowych.

P r z y k ł a d 1

Poniżej przedstawione są przykładowe parametry zakładu przeprowadzającego pirolizę 100 ton opon dziennie, zbudowanego zgodnie z fig. 2.

Wieża 48	Średnica = 76,2 cm Wysokość = 7,9 m
Przewód wlotowy 18	Temperatura gazu = 454°C
Przewód wylotowy miski olejowej 57	Temperatura oleju = 66°C
Woda chłodząca wymiennika ciepła 72	Temperatura wody = 29°C Natężenie przepływu = 1 135 L/min
Przewód odzyskanego oleju 60	Temperatura oleju = 32°C Natężenie przepływu = 662 L/min
Przewód wylotowy wieży 58	Temperatura gazu = 100°C
Wieża 76	Średnica = 61 cm Wysokość = 3 m
Przewód wylotowy miski olejowej 88	Temperatura oleju = 100°F
Woda chłodząca wymiennika ciepła 90	Temperatura wody = 38°C Natężenie przepływu = 265 L/min
Przewód odzyskanego oleju 92	Temperatura oleju = 33°C Natężenie przepływu = 322 L/min
Przewód wylotowy wieży 96	Temperatura gazu = 38°C

P r z y k ł a d 2

Poniżej przedstawiona jest tabela pokazująca skład oleju gromadzonego w pilotowym zakładzie badawczym przy użyciu układu skonstruowanego zgodnie z fig. 2 dla dwóch różnych źródeł opon, tj. źródło 1 to używane opony samochodowe, zaś źródło 2 to odrzucone lub nie spełniające specyfikacji OEM opony samochodowe.

Źródło 1 (używane opony samochodowe)	Rozkład (% wag.)	Lepkość (cST)	Tempe- ratura krzepnięcia °F	Węgiel Conrad- sona (% wag.)	Nierozpuszczalny pentan (% wag.)	Ciężar właściwy	Węgiel (% wag.)	Wodór (% wag.)	Siarka (% wag.)	Popiół (% wag.)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Pierwszy	83,5%	6,27	-22	7,9	0,97	0,99	87,85	8,67	1,18	0,04
Drugi	2,6%					0,95

PL 190 951 B1 ciąg dalszy tabeli

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Odmgławiacz	13,8%	0,893	-22	1,2	0,07	0,87	86,31	9,48	0,85	0,01

Źródło 2 (odrzucone lub nie spełniające specyfikacji OEM opony samochodowe
Pierwszy	85,2%	13,10	-22	11,2	5,1	1,03	87,81	8,18	1,32	0,09
Drugi	4,0%					0,97
Odmgławiacz	10,8%	0,952	-22	1,9	0,7	0,89	87,37	9,32	0,49	0,01

P r z y k ł a d 3

Poniżej przedstawiona jest tabela pokazująca typową analizę nie kondensującego się gazu w produkcie otrzymanym z przewodu 104 w pilotowym zakładzie pirolizy opon zbudowanym zgodnie z fig. 2.

Analiza gazu

Składnik	% wag.
•H2	0,7
•CH4	13,2
•C2 s	16,5
•C3^<s	15,1
•C4 s	26,7
•C5^<s	9,5
•C6+'s	14,1
•H2S	1,1
•Siarczek karbonylu	0,1
•CO	2,9
•Suma	100,0
Ciepło spalania (Kcal/Kg)	10888

Zastrzeżenia patentowe

Claims

1. Układ odzyskiwania oleju pirollzy materiału za^i^raj^<^^<^o węglowodory, znamienny tym, że posiada: źródło gazów pirolitycznych zawierające parę wodną, węglowodorowe gazy opałowe, kondensujący się olej i cząstki stałe; pierwszy skraplacz oleju rozdzielający wyżej wymienione źródło gazów pirolitycznych na pierwszą frakcję olejową zawierającą olej i cząstki stałe; oraz pierwszą frakcję gazową zawierającą olej, węglowodorowe gazy opałowe i parę wodną, przy czym pierwszy skraplacz oleju pracuje w temperaturze wyższej niż punkt rosy pary wodnej zawartej w wyżej wymienionym źródle gazów pirolitycznych oraz posiada wlot wyżej wymienionych gazów pirolitycznych, pierwszy wylot przeznaczony do gromadzenia pierwszej frakcji olejowej i drugi wylot przeznaczony do gromadzenia pierwszej frakcji gazowej; oraz drugi skraplacz oleju rozdzielający wyżej wymienioną pierwszą frakcję gazową na drugą frakcję olejową zawierającą olej i wodę oraz drugą frakcję gazową zawierającą węglowodorowe gazy opałowe, przy czym drugi skraplacz oleju pracuje w temperaturze niższej niż punkt

PL 190 951 B1 rosy pary wodnej zawartej w pierwszej frakcji gazowej, oraz posiada wlot wyżej wymienionej pierwszej frakcji gazowej, pierwszy wylot przeznaczony do gromadzenia drugiej frakcji olejowej i drugi wylot przeznaczony do gromadzenia drugiej frakcji gazowej.

2. Układ według zasto. 1, znamienny tym, że ρίθ-ϋζθ frakcja olejowa posiada temperaturę zapłonu około 60°C lub wyższą.

3. Ukkad według zas^z. 1, znamienny tym, że druga frakcCi o^owa posiada t^mp^^r£^ttr^ zapłonu około 34°C lub niższą.

4. Ukkad według z£^^tr^^. 1, znamienny tym, że pierwsza frakcia o^owa possaćla ciężar właściwy w przedziale od około 0,90 do około 0,95.

5. Ukkad według zasfrz. 1, znamienny tym, że posśadaon frzeci separator usuwa-ący skropteną mgłę olejową zawartą w drugiej frakcji gazowej w celu otrzymania trzeciej frakcji olejowej i trzeciej frakcji gazowej.

6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że trzeci separator jest odmgławiaczem.

7. Ukkad według zasfrz. 1, znamienny tym, że piecwszy skrappacz oleja j esS wieżą z wypoenieniem posiadającą górny koniec, dolny koniec i zawierającą wypełnienie część środkową.

8. Ukkad według zas^z. 7, znamienny tym, że posiadaondodatkowoelement wprowadza^cy powtórnie część wyżej wymienionej pierwszej frakcji olejowej do wieży z wypełnieniem w celu uniknięcia zanieczyszczania wypełnienia.

9. Ukkad według zas^z. 7, znamienny tym, że posśada on dodatkowo przyna-mniej f edną gt^rną dyszę rozpylającą umieszczoną powyżej wypełnienia i skierowaną tak, by natryskiwała olej w dół na wypełnienie, przynajmniej jedną dolną dyszę rozpylającą umieszczoną poniżej wypełnienia i skierowaną tak, by natryskiwała olej w górę na to wypełnienie oraz pompę pompującą część pierwszej frakcji olejowej z pierwszego wylotu pierwszego skraplacza oleju do górnej i dolnej dyszy rozpylającej.

10. Ukkad według zas^z. 9, znamienny tym, że dodatkowoposiada fiitr urm^^^c^^c^rnr pompą a pierwszym wylotem pierwszego skraplacza oleju w celu usuwania cząstek stałych z pierwszej frakcji olejowej.

H. Ukkad według zas^z. 9, znamienny tym, że dodatkowo posiada wymiennik cCeppa urm^^^czony pomiędzy pompą i dyszami, w celu oziębiania wyżej wymienionej pierwszej frakcji olejowej przed jej natryskiwaniem na wyżej wymienione wypełnienie.

,2. Ukkadwedług zas^z. t, znamiennytym, że drugi skra ppacz oleja f esi wieżą z wypeenien iem posiadającą górny koniec, dolny koniec i zawierającą wypełnienie część środkową.

,3. Ukkad według zas^z. 12, znamienny tym, że dodatkowo posiada element wprowadzający powtórnie część drugiej frakcji olejowej do wieży z wypełnieniem, w celu skraplania oleju i wody zawartych w pierwszej frakcji gazowej.

M. Ukkad według zas^z. 12, znamienny tym, że dodatkowo posiada ρ^πη-ιόΝο-f edną górną dyszę rozpylającą umieszczoną powyżej wypełnienia i skierowaną tak, by natryskiwała olej w dół na wypełnienie oraz pompę pompującą część drugiej frakcji olejowej z pierwszego wylotu wyżej wymienionego drugiego skraplacza oleju do górnej dyszy rozpylającej.

,5. Ukkad według zasi^z. 14, zn^r^i^r^nny tym, że posiada on dodatkowo wymiennik οίερ^ umieszczony pomiędzy pompą i górną dyszą, w celu oziębiania drugiej frakcji olejowej przed jej natryskiwaniem na wypełnienie.

W. Sposób odzyskiwania ole-a z gazu ofrzymanego z praNzy materiału zawierającego węglowodory, znamienny tym, że obejmuje etapy: zapewnienia źródła gazów pirolitycznych zawierających parę wodną, węglowodorowe gazy opałowe, kondensujący się olej i cząstki stałe; rozdzielenia gazów pirolitycznych na pierwszą frakcję olejową zawierającą olej o temperaturze zapłonu około 60°C lub wyższej i cząstki stałe oraz pierwszą frakcję gazową zawierającą olej o temperaturze zapłonu niższej niż około 60°C, parę wodną i węglowodorowe gazy opałowe; oraz rozdzielenia pierwszej frakcji gazowej na drugą frakcję olejową zawierającą wodę i olej o temperaturze zapłonu około 34°C lub niższej oraz drugą frakcję gazową zawierającą węglowodorowe gazy opałowe.

Π. Sposób według zasfrz. t6, znamienny tym, że ο06-γπι.ι| on dodatkowo etap usuwania skroplonej mgły olejowej zawartej w wyżej wymienionej drugiej frakcji gazowej w celu otrzymania trzeciej frakcji olejowej i trzeciej frakcji gazowej.

W. Sposób według zas^z. 16, znamienny tym, że etap rozdzietania gazów pirohtycznych na pierwsze frakcje olejową i gazową obejmuje dostarczenie gazów pirolitycznych do wieży z wypełnieniem posiadającą środkową część zawierającą wypełnienie i pracującą w temperaturze wyższej niż punkt rosy zawartej w wyżej wymienionych gazach pirolitycznych pary wodnej.

PL 190 951 B1

19. Sposóbwedług zastrz. 18, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etappowtórnego wprowadzenia części oidzwózej foaOcji slejswej ds wieży a wypełnieniem, w celu uniknięcia zanieczyszczania wypełnienia.

20. Sposóbwoeług ο^ρ^0^. 18, znamienny tym, że otaaoowtameeo wprowoaozgia oczęśi ο^ιι ds wieży obejmuje narzytOiwanie oieowózej foaOcji slejswej w dbł na wypełnienie.

21. Spodóbwoeług ozstro. 18, znamienny tym, że otaaoowtarneeo worowoaozgia (część ο^ιι ds wieży seejmgje narzytOiwanie oieowózej foaOcji slejswej w oboę na wypełnienie.

22. Sposób oweług ozstro. 18, znamienny tym, że oSejmuje osi OoSotkowo eeta ugówosia ccąókeO ókałych z oieowózej foaOcji slejswej, ozzed jej oswkbonym wooswadzeniem ds wieży z wyoełnieniem.

23. Spodóbwoeług zzstro. 18, znamienny tym, że ZoSotkowo zSejmuje zeka zhłoSozgiazierwózej foaOcji slejswej oozed jej oswrbonym wooswadzeniem ds wieey z wyoełnieniem.

24. Sposób woeług zzstro. 18, znamienny tym, że eeta eosZoielasia pietwoózj eroSoji zoazwoj na dogoie foaOcje slejswą i oazswą seejmgje dsóraoczenie oieooózej foaOcji oazswej ds wieey z wyoełnieniem osóiadającej śosdOswą część zawieoającą wyoełnienie i ooacującą w remoeoargoze nieózej nie ounOr osóy zawartej w oieooózej foaOcji oazswej oaoy wsdnej.

25. Spodóbwoeług żzstao. 02, znamienny tym, że żoSotkowo zSejmιιje żtaażowtameeo wf^rc^wadzenia części dogoiej foaOcji slejswej ds wieey z wyoełnieniem w celu óOosolenia wsdy i slejg zawaorych w oieooózej foaOcji oazswej.

26. Spodóbwoeług żzstao. 02, znamienny tym, że żtaażowtameeo worowoaozgia oczęśc ο^ιι ds wieey seejmgje naroyóOiwanie dogoiej foaOcji slejswej z oboy na wyoełnienie.

27. Sposób woeługzzstao.25, znamienny tym, że doSotaowozSejmιιje ztaazhłoSozgia drugiee foaOcji slejswej oozed jej oswrbonym wooswadzeniem ds wieey z wyoełnieniem.