PL208922B1 - Układ do prowadzenia pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych oraz sposób prowadzenia pirolizy z usuwaniem produktów karbonizacji i pozostałości poreakcyjnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do prowadzenia pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych oraz sposób prowadzenia pirolizy, zwłaszcza odpadów poliolefinowych, z usuwaniem produktów karbonizacji i pozostałości poreakcyjnych.

Z opisu patentowego USA nr US6534689 znany jest sposób pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych prowadzący do wytwarzania paliw. Do oddzielania części stałych i cieczy z fazy gazowej stosuje się cyklony wykorzystując prędkość medium i wysoką temperaturę gazu obojętnego nośnika ciepła. W wynalazku do podgrzewania, wykorzystuje się gaz obojętny i pary węglowodorów.

Z polskiego opisu zgłoszeniowego P-367011 znany jest sposób do ciągłego przetwarzania odpadów z tworzyw sztucznych na mieszanie węglowodorów i instalacja do tego sposobu. Sposób charakteryzuje się tym, że proces transformacji prowadzi się jako ciągły w zespole wymiennik - stabilizator, przy czym proces upłynniania tworzyw i częściowego odparowania prowadzi się w wymienniku, a główny proces odparowania spływającej samoczynnie z wymiennika stopionej masy prowadzi się w stabilizatorze, zaś gazowe produkty odparowania podaje się do separatora. Instalacja do tego sposobu charakteryzuje się tym, że układ reakcyjny stanowi zespół wymiennik - stabilizator, bezpośrednio za stabilizatorem jest umieszczony separator połączony przewodami doprowadzającymi ze stabilizatorem i zbiornikiem produktu.

Z polskiego opisu patentowego nr 205686 znane jest urządzenie do prowadzenia procesu termicznej depolimeryzacji odpadowych tworzyw sztucznych oraz sposób termicznej depolimeryzacji odpadowych tworzyw sztucznych. Istotą tego wynalazku jest urządzenie, w którym mieszadła turbinowe i pakiety rurowych podgrzewaczy są rozmieszczone na przemian w długiej, wąskiej i płaskiej skrzyni i znajdują się stale pod powierzchnią stopionego tworzywa doprowadzonego kolektorem rurowym. Pomiędzy mieszadłami i pakietami podgrzewaczy umieszczone są pionowe przegrody niedochodzące do boków reaktora. Na ścianach obudowy reaktora, na końcach mieszadeł umieszczone są skośne kierownice cieczy. W sposobie termicznej depolimeryzacji według wynalazku, z oparów odbieranych z reaktora kondensuje się specjalnie część frakcji o bardzo wysokiej temperaturze wrzenia. Ciecz tę miesza się z nowymi porcjami tworzyw w takich proporcjach i temperaturze, w której nie zachodzi jeszcze ich depolimeryzacji i po wystudzeniu do temperatury otoczenia nie następuje stwardnienie, po czym wprowadza się z powrotem do reaktora i depolimeryzuje w możliwie cienkiej warstwie ogrzewanej przeponowo w sekcjach ogrzewaczy rurowych, zasilanych cieczą o temperaturze do 500°C.

Podstawowym celem wynalazku jest układ do wysokotemperaturowej pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych, zwłaszcza poliolefin, zapewniający zminimalizowanie tworzenia się i odkładanie produktów karbonizacji, w tym koksiku.

Układ do prowadzenia pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych zawierający zespół do podawania odpadów, reaktor pirolizy oraz układ odbioru produktów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stabilizator oddzielania gazów wyposażony jest w mieszadło oraz ma pracujący w obiegu zamkniętym co najmniej jeden zewnętrzny reaktor pirolizy z mieszadłem ślimakowym lub wstążkowym i rurę łączącą zamykającą pętlę cyrkulacyjną.

Korzystnie stabilizator oddzielania gazów posiada dwa zewnętrzne reaktory pirolizy.

Korzystnie stabilizator oddzielania gazów wyposażony jest w niezależne mieszadło pomocnicze.

Korzystnie mieszadło stabilizatora oddzielania gazów jest asymetryczne.

Korzystnie jako mieszadło stabilizatora oddzielania gazów stosuje się mieszadło ślimakowe lub wstążkowe.

Korzystnie mieszadło reaktora pirolizy wyposażone jest w skrobaki listwowe. Korzystnie mieszadło stabilizatora oddzielania gazów ma dodatkowe łapy.

Korzystnie rura łącząca, zamykająca pętlę cyrkulacyjną, wyposażona jest w mieszadło transportujące ślimakowe lub wstążkowe.

Sposób prowadzenia pirolizy z usuwaniem produktów karbonizacji i pozostałości poreakcyjnych, w atmosferze gazu obojętnego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do ciągłego prowadzenia pirolizy stosuje się reaktor z wymuszonym dwukierunkowym mieszaniem surowca, przy czym jeden z kierunków mieszania wykorzystuje się również do usuwania pozostałości poreakcyjnych.

Korzystnie w reaktorze wymusza się ruch wirowy surowca o osi spiralnie obejmującej oś reaktora, przy czym prędkość liniowa krawędzi mieszadła, względem ścianek reaktora wynosi od 0,3 do 2,5 m/sek.

PL 208 922 B1

Podstawową zaletą wynalazku jest skonstruowanie układu o małych gabarytach, pozwalającego na prowadzenie procesu pirolizy w sposób ciągły, zapewniający uzyskanie produktów o dużej powtarzalności właściwości. Połączenie w procesie pirolizy, dwukierunkowego mieszania wywołuje burzliwy przepływ materiału, wyeliminowanie miejscowych przegrzań i spowolnienie procesu karbonizacji, a tym samym wyeliminowanie wytwarzania i gromadzenia się koksiku. Wprowadzenie w stabilizatorze oddzielania gazów dodatkowego mieszadła oraz dodatkowych łap na mieszadle głównym zmniejsza wytwarzanie piany oraz ułatwia jej usuwanie.

Wyposażenie mieszadła reaktora pirolizy w dodatkowe skrobaki, mocowane na jego krawędzi umożliwia, po zmianie kierunku mieszania, usuwanie pozostałości i czyszczenie układu, bez konieczności zatrzymywania procesu pirolizy.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia schemat blokowy układu do pirolizy poliolefin, fig. 2 - przedstawia schemat reaktora układu.

Przedstawiony poniżej przykład realizacji nie ogranicza możliwości wykorzystania wynalazku.

P r z y k ł a d I

Układ do prowadzenia pirolizy według wynalazku składa się z węzła przygotowania surowca komponentów obejmującego sekcję przygotowania granulatu (1), podajnika (2), oraz dozowników substancji wspomagających proces (3) i (4). Proces pirolizy prowadzony jest w atmosferze gazu obojętnego czerpanego z źródła (5). Króciec wylotowy gazu obojętnego (A) ma połączenie z różnymi częściami instalacji, w których króciec wlotowy gazu obojętnego jest również oznaczony (A). Podajnik (2) i dozowniki (3) i (4) wprowadzają surowiec i substancje wspomagające do topielnika (6) gdzie ulegają one stopieniu, wymieszaniu i podgrzaniu do temperatury niższej od temperatury reakcji. Z topielnika (6) surowiec jest podawany poprzez filtr (7), wyposażony w układ do czyszczenia (8), do stabilizatora oddzielenia gazów (9) gdzie ulega zmieszaniu z produktami wyjściowymi z reaktora pirolizy (10). Stabilizator oddzielania gazów (9) wyposażony jest we wstążkowe mieszadło asymetryczne (24) z dodatkowymi łapami (25) ułatwiającymi rozbijanie tworzącej się piany. Dodatkowo w stabilizatorze oddzielania gazów (9) wmontowane jest mieszadło pomocnicze (26) przeznaczone również do rozbijania piany. Stabilizator oddzielania gazów (9) połączony jest w układ zamknięty z jednym zewnętrznym reaktorem pirolizy (10) przez rurę łączącą (22) zamykającą pętlę cyrkulacyjną. Reaktor pirolizy (10) posiada mieszadło ślimakowe (23) umożliwiające wzdłużny transport pozostałości poreakcyjnych w zamkniętej pętli cyrkulacyjnej. Dodatkowo mieszadło ślimakowe (23) wyposażone jest w skrobaki listwowe (29) usytuowane na krawędziach ślimaka (23). Napęd (11) mieszadła ślimakowego (23) pozwala na zmianę kierunku transportu w szerokim zakresie prędkości, co umożliwia czyszczenie reaktora z pozostałości poreakcyjnej w trakcie prowadzenia procesu pirolizy. W reaktorze pirolizy (10) prędkość linowa krawędzi mieszadła, względem ścianek reaktora wynosi od 1,0 do 2,0 m/sek. Reaktor pirolizy (10) posiada zespół spustowy (12) pozwalający na udrożnienie spustu po otwarciu układu chłodzenia (13) i utylizacji porcji spustu pozostałości poreakcyjnych. Poreakcyjne gazy oddzielają się od części stałych i ciekłych w stabilizatorze oddzielania gazów (9), skąd są podawane do zespołu termoseparacji (14) i (16) zawierającego wymienniki ciepła. Zespół termoseparacji (14) i (16) pozwala na rozdzielenie minimum 2 frakcji ciekłych. Z układu termoseparacji (14) odbiera się co najmniej jeden produkt, przez odbieralnik produktu (15), który zapewnia hermetyczny i bezpieczny odbiór. Zaś zespół oddzielenia frakcji lekkich (16) ogranicza emisję węglowodorów, stanowiących produkt odpadowy wykorzystywany do celów energetycznych. Odbieralnik odpadów lekkich (17) i odpadów gazowych (18) zasila piec dopalania odpadów lub agregat prądotwórczy (20), zmniejszając w sposób istotny uciążliwość procesu dla środowiska naturalnego. Dla rozruchu instalacji wykorzystywane jest paliwo gazowe czerpane z węzła zasilania paliwem (21).

Claims (10)

1. Układ do prowadzenia pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych zawierający zespół do podawania surowca, reaktor pirolizy, układ odbioru produktów, znamienny tym, że stabilizator oddzielania gazów (9) wyposażony jest w mieszadło (24) oraz ma pracujący w obiegu zamkniętym co najmniej jeden zewnętrzny reaktor pirolizy (10) z mieszadłem ślimakowym lub wstążkowym (23) i rurę łączącą (22) zamykającą pętlę cyrkulacyjną.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że stabilizator oddzielania gazów (9) posiada dwa zewnętrzne reaktory pirolizy (10).

PL 208 922 B1

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że stabilizator oddzielania gazów (9) wyposażony jest w niezależne mieszadło pomocnicze (26).

4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszadło (24) stabilizatora oddzielania gazów (9) jest asymetryczne.

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że jako mieszadło (24) stosuje się mieszadło ślimakowe lub wstążkowe.

6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszadło (23) reaktora pirolizy (10) wyposażone jest w skrobaki listwowe (29).

7. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że mieszadło (24) ma dodatkowe łapy (25).

8. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że rura łącząca (22), zamykająca pętlę cyrkulacyjną, wyposażona jest w mieszadło transportujące ślimakowe lub wstążkowe.

9. Sposób prowadzenia pirolizy z usuwaniem produktów karbonizacji i pozostałości poreakcyjnych, w atmosferze gazu obojętnego, znamienny tym, że do ciągłego prowadzenia pirolizy stosuje się reaktor z wymuszonym dwukierunkowym mieszaniem surowca, przy czym jeden z kierunków mieszania wykorzystuje się również do usuwania pozostałości poreakcyjnych.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że w reaktorze wymusza się ruch wirowy surowca o osi spiralnie obejmującej oś reaktora, przy czym prędkość liniowa krawędzi mieszadła, względem ścianek reaktora wynosi od 0,3 do 2,5 m/sek.