PL218771B1 - Sposób i instalacja do recyklingu opon - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i instalacja do recyklingu opon z wykorzystaniem procesu pirolizy, w którym pod wpływem ciepła przerywane są wiązania związków chemicznych. Wynalazek ma zastosowanie w zakładach zajmujących się utylizacją odpadów gumowych, zwłaszcza zużytych opon samochodowych.

Z polskiego opisu patentowego PL 104483 znany jest piec tunelowy do prowadzenia procesu pirolizy i sposób prowadzenia procesu pirolizy. Piec tunelowy jest przystosowany do pomieszczenia w sobie periodycznie przesuwanych wagoników z oponami. Piec ten ma trzy wyodrębnione strefy technologiczne A, B i C z obiegami gazów grzewczych i chłodzących. Strefa A przeznaczona jest do wstępnego chłodzenia opon bezpośrednio gazami spalinowymi uzyskiwanymi ze spalania paliwa gazowego lub oleju w komorze spalania podgrzewacza. Sfera B przeznaczona jest do odgazowania i pirolizy opon, przy czym czynnikiem grzewczym są cyrkulujące opary odpędzonych olejów podgrzewane spalinami w podgrzewaczu. Strefa C służy do chłodzenia odgazowanych opon gazami pochodzącymi ze strefy wstępnego podgrzewania A. Boczne ścianki pieca tunelowego są zaopatrzone w lejkowe ujęcia i perforowane ścianki, z których część z jednej strony połączona jest bezpośrednio z wylotem komory spalania a część za pośrednictwem podgrzewacza. Nadmiar gazów spalinowych krążących w układzie podgrzewania wstępnego A i w strefie chłodzenia C odprowadzany jest do atmosfery przez komin. Sposób prowadzenia procesu pirolizy według opisu PL 104483 polega na tym, że strefę wstępnego ogrzewania ogrzewa się bezpośrednio gazami spalinowymi uzyskanymi częściowo ze spalania paliwa gazowego lub ciekłego a częściowo gorącymi gazami odebranymi ze strefy chłodzenia, zaś strefę pirolizy ogrzewa się cyrkulującymi oparami wydzielonymi w tej strefie i grzanymi gazami spalinowymi.

Z polskiego opisu patentowego PL 210900 znany jest sposób i zespół urządzeń do ciągłego przetwarzania odpadów organicznych, zwłaszcza zanieczyszczonych odpadowych tworzyw sztucznych oraz zużytych opon pojazdów mechanicznych. Sposób charakteryzuje się tym, że reakcje rozkładu prowadzi się katalitycznie, w co najmniej jednym reaktorze w warstwie upłynnionego wsadu, którą tworzy się na ogrzewanych powierzchniach cylindrycznych den topiących. Wsad wprowadza się poziomo i skośnie w dół prowadnicy wejścia wsadu, nad powierzchnię ogrzewanych cylindrycznych den topiących. Następnie wsad przemieszcza się poprzecznie do ogrzewanych powierzchni cylindrycznych den topiących za pomocą pasków dociskowo-zgrzebnych. Zespół urządzeń według opisu, nr PL 210900 stanowią, co najmniej dwa reaktory sprzężone ze wspólnym urządzeniem do usuwania zanieczyszczeń i wspólnym układem odbioru i frakcjonowania produktów gazowych. Odrębne urządzenie załadowcze stanowi automatyczna prasa wprowadzania wsadu poziomo i skośnie w dół prowadnicy wejścia wsadu, nad powierzchnię ogrzewanych cylindrycznych den topiących. Urządzenie przemieszczania wsadu stanowi, co najmniej jeden zespół bębnów przegarniających przemieszczenia wsadu poprzecznie do powierzchni cylindrycznych den topiących za pomocą palców dociskowozgrzebnych, a układ wyprowadzania zanieczyszczeń zawiera, co najmniej jeden poziomy przenośnik śrubowy.

Z polskiego opisu patentowego PL 193418 znany jest sposób i instalacja do obróbki wulkanizowanych odpadów gumowych. Według tego sposobu tnie się odpady gumowe na fragmenty i fragmenty te poddaje się obróbce za pomocą stopionej czystej zasady. Obróbkę fragmentów prowadzi się w warunkach temperaturowych powodujących w obecności silnie rea gującej zasady rozpad wulkanizowanych odpadów gumowych na rozdzielone stałe fragmenty z mieszanki polimerycznej. Ponadto oddziela się stopioną zasadę od rozdzielonych stałych fragmentów, neutralizuje się rozdzielone stałe fragmenty oraz zawraca się albo ponownie wykorzystuje zneutralizowane, rozdzielone stałe fragmenty. Instalacja według opisu wynalazku PL 193418 tworzy układ całkowicie zamknięty, bez skażenia atmosfery. Układ zawiera reaktor w postaci pieca, do którego wprowadza się wulkanizowane odpady gumowe pocięte z grubsza na kawałki oraz stopioną czystą zasadę, jako silnie reagujące medium. W reaktorze stosuje się warunki temperaturowe, powodujące rozpad wulkanizowanych odpadów gumowych na stałe fragmenty z mieszanki polimerycznej, rozdzielone pod działaniem silnie reagującego medium. Instalacja zawiera ponadto urządzenie oddzielające umożliwiające oddzielenie stopionej zasady od rozdzielonych stałych fragmentów, urządzenie do neutralizacji zasilane środkiem neutralizującym ze źródła zasilania środka neutralizującego oraz urządzenie do sortowania zneutralizowanych, rozdzielonych stałych fragmentów.

PL 218 771 B1

Z opisu patentowego RU 2062284 znany jest sposób przetwarzania palnych odpadów w postaci zużytych opon i podobnych odpadów gumowych, według którego przez pirolizę składowej polimerycznej opon otrzymuje się produkty węglowodorowe i gaz palny. Warstwę kawałków opon ładuje się do reaktora, w którym w strumieniu o przeciwnym kierunku utleniającego czynnika gazyfikującego, na przykład powietrza, znajdują się kolejne strefy, przez które przechodzi warstwa załadowanych kawałków opon. Są to następujące strefy: strefa wstępnego nagrzewania, strefa pirolizy, strefa koksowania, strefa palenia i strefa chłodzenia. Po przejściu warstwy przez wszystkie strefy wyjmuje się z reaktora pozostałości stałe. Z reaktora odprowadza się końcowy produkt w postaci aerozolu zawierającego pary i drobne krople smoły pirolitycznej oraz gaz palny. Przed przetworzeniem opony tnie się na kawałki o długości w zakresie od 25 do 300 mm. Do warstwy kawałków opon dodaje się kawałki stałych niepalnych, nietopliwych materiałów. Stosunek masowy ilości czynnika gazyfikującego do ilości warstwy załadowanej do reaktora oraz szybkość podawania czynnika gazyfikującego dobiera się tak, aby w strefie palenia maksymalna temperatura wynosiła od 800°C do 1700°C, a temperatura końcowego produktu na wyjściu nie przekraczała 300°C.

Z opisu patentowego WO 02/38658 znany jest sposób i urządzenie do pośredniego i bezpośredniego termicznego oddziaływania topliwych odpadów gumowych i tworzyw sztucznych, zwłaszcza granulatów zużytych opon. Odpady ładuje się od góry do pionowego reaktora pirolitycznego, w którym przemieszcza się je na dno reaktora i jednocześnie podgrzewa w zakresie temperatur od 400°C do 950°C tak, aby wewnątrz reaktora zaszły reakcje pirolityczne. Odgrzewa się umieszczone w nim odpady pośrednio przez podgrzewanie zewnętrznej powierzchni reaktora jak i bezpośrednio przez gaz wprowadzany do wnętrza reaktora. Urządzenie do realizacji sposobu wyposażone jest w reaktor, wytwornicę gorących spalin, wymienniki ciepła, wentylator zawracania do obiegu nieoczyszczonego gazu, filtr z przegrodą ziarnistą i chłodzony wodą skraplacz natryskowy, w którym dokonuje się rozdziału mieszaniny gazu i pary na gaz i frakcje ciekłe.

Wadą znanych sposobów recyklingu opon jest konieczność podgrzania opon do stosunkowo wysokiej temperatury, co wymaga zużycia dużej energii, jak również konieczność stosowania różnych dodatkowych rozpuszczalników ułatwiających proces pozyskiwania frakcji ciekłych jak i gazu pirolitycznego.

Znane instalacje do przeprowadzenia recyklingu opon są stosunkowo złożone, głównie z powodu skomplikowanej budowy zbiornika, w którym dokonuje się recyklingu opon, jak i wymagającej zewnętrznego chłodzenia wymuszonego fragmentu instalacji, w którym uzyskuje się frakcje płynne.

Wolny od podanych niedostatków jest sposób jak i instalacja do recyklingu opon według wynalazku.

Istota sposobu recyklingu opon, w którym opony tnie się na części, następnie umieszcza w autoklawie i podgrzewa, zaś powstający gaz odprowadza się do zbiornika gazowego według wynalazku polega na tym, że po umieszczeniu poprzez właz załadowczy podzielonych na kilka części opon w stanowiącym zamknięty zbiornik autoklawie, podgrzewa się autoklaw przez co najmniej 2 h, tak aby temperatura wewnątrz autoklawu wzrastała ze stałą wartością przyrostu temperatury nie większą niż 90°C/h i osiągnęła wartość w zakresie od 150°C do 180°C. Następnie nadal podgrzewa się autoklaw przez kolejne co najmniej 2 h, tak aby temperatura wewnątrz autoklawu wzrastała liniowo ze stałą wartością przyrostu temperatury nie większą niż 90°C/h i osiągnęła wartość w zakresie od 350°C do 380°C. Następnie dalej ogrzewa się autoklaw przez kolejne co najmniej 4 h tak, aby utrzymać w nim temperaturę od 350°C do 380°C, po czym zaprzestaje się ogrzewania autoklawu i studzi się jego wnętrze do temperatury nie wyższej niż 40°C. Powstającą w autoklawie mieszaninę pary i gazu przesyła się rurą główną do kolumny rektyfikacyjnej zawierającej nad najniżej leżącą sekcją jeszcze, co najmniej cztery sekcje, w których rozdziela się przesłaną z autoklawu mieszaninę pary i gazu na wodę, frakcje płynne i gaz pirolityczny. Gaz pirolityczny przesyła się rurą do zbiornika gazowego, z którego po filtracji w filtrze oczyszczania wstępnego i filtrze oczyszczania końcowego, część gazu pirolitycznego wykorzystuje się do ogrzewania autoklawu.

Korzystnie po ostudzeniu wnętrza autoklawu do temperatury nie większej od 40°C otwiera się właz załadowczy i właz wyładowczy autoklawu i po upływie co najmniej 0,5 h od otwarcia włazów opróżnia się wnętrze autoklawu z pozostałości.

Korzystnie również po rozpoczęciu ogrzewania autoklawu, a przed przesłaniem powstającej w autoklawie mieszaniny pary i gazu do kolumny rektyfikacyjnej, odpowietrza się autoklaw.

Istotą instalacji do recyklingu opon, wyposażonej w autoklaw, zawierający palenisko połączone zaworami oraz filtrami gazu ze zbiornikiem gazowym, według wynalazku jest to, że zawiera wyposażoną

PL 218 771 B1 w sekcje kolumnę rektyfikacyjną, w której nad najniżej leżącą sekcją znajdują się jeszcze co najmniej cztery sekcje oddzielone od siebie poziomymi przegrodami, z których każda wyposażona jest w pionową rurkę nośnika frakcji gazowej oraz w co najmniej dwie, mocowane do przegrody, rury z pionowymi szczelinami dochodzącymi do tej przegrody. Autoklaw ma postać zamkniętego zbiornika wyposażonego w górnej części we właz załadowczy, a w dolnej części właz wyładowczy oraz zawiera co najmniej jeden czujnik temperaturowy.

Autoklaw połączony jest rurą główną z kolumną rektyfikacyjną. Rura główna wyprowadzona jest z górnej, znajdującej się pod włazem załadowczym, części autoklawu, wyposażona jest w zawór parogazowy i przyłączona jest do najniższej sekcji kolumny rektyfikacyjnej, która połączona jest rurą ze zbiornikiem gazowym. Rura ta wyprowadzona jest ze ściany zamykającej od góry kolumnę rektyfikacyjną, a do zbiornika gazowego przyłączona jest poprzez zawór zwrotny. Zbiornik gazowy połączony jest rurą z filtrem oczyszczania wstępnego, który połączony jest rurą z filtrem oczyszczania końcowego. Filtr oczyszczania końcowego połączony jest z zawierającą zawór gazowy rurą gazu grzewczego połączone z palnikiem gazowym, usytuowanym w palenisku znajdującym się pod autoklawem.

Korzystnie w najwyżej usytuowanej sekcji kolumny rektyfikacyjnej górny wylot rurki nośnika frakcji gazowej znajduje się w odległości od 0,4 m do 0,8 m od płaszczyzny poziomej przechodzącej przez najwyżej położony punkt wewnątrz tej sekcji. W pozostałych sekcjach leżących poniżej najwyższej sekcji i wyposażonych w rurkę nośnika frakcji gazowej górny wylot rurki nośnika frakcji gazowej znajduje się w odległości od 0,4 m do 0,8 m od przegrody, w której zamontowana jest rurka nośnika frakcji gazowej odpowiadającej sekcji. Długość szczelin w rurach z pionowymi szczelinami jest od 4 cm do 6 cm większa od długości rurki nośnika frakcji gazowej.

Korzystnie również w dnie kolumny rektyfikacyjnej znajduje się otwór, w którym mocowana jest wylotowa rura wodna z zaworem wodnym.

Korzystnie również w najniżej leżącej w kolumnie rektyfikacyjnej sekcji zawierającej rurkę nośnika frakcji gazowej usytuowany jest czujnik manometryczny.

Korzystnie również do każdej z zawierającej rurkę nośnika frakcji gazowej, sekcji kolumny rektyfikacyjnej w ścianach sekcji przy odpowiadających sekcji przegrodach przyłączone są rury odprowadzające frakcje ciekłe z zaworami.

Korzystnie również kolumna rektyfikacyjna ma sześć sekcji.

Zaletą sposobu według wynalazku są niskie koszty recyklingu opon. Uzyskany gaz pirolityczny, frakcje ciekłe jak i stałe pozostałości węglowe mogą być wykorzystane do różnych celów, jako źródła energii cieplnej. Instalacja do recyklingu opon cechuje się prostą budową i niezawodnym działaniem. Jej zbudowanie jest stosunkowo łatwe. Wynalazek umożliwia przeprowadzenie recyklingu opon przy zastosowaniu, do momentu zapalenia się w palniku gazu pirolitycznego, ogrzewania autoklawu drewnem. Obniża to koszty recyklingu i sprawia, że wynalazek może być zastosowany bez konieczności korzystania z gazu z butli lub z zewnętrznej instalacji gazowej.

Zarówno sposób jak i instalacja do recyklingu opon, stanowiące przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania są wyjaśnione w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z przodu instalację do recyklingu opon, fig. 2 przedstawia w przekroju podłużnym autoklaw z paleniskiem, fig. 3 pokazuje w przekroju podłużnym kolumnę rektyfikacyjną, fig. 4 pokazuje w przekroju podłużnym zbiornik gazowy z filtrami.

Instalacja do recyklingu zużytych opon zawiera połączone rurami: autoklaw 1, w którym dokonuje się recyklingu opon, palenisko 2 służące do podgrzewania autoklawu 1, kolumnę rektyfikacyjną 3, w której z powstałej podczas recyklingu mieszaniny pary i gazu oddziela się wodę i dokonuje podziału gazu na poszczególne frakcje płynne i gaz pirolityczny, zbiornik gazowy 4, w którym gromadzony jest gaz oraz dwa filtry gazu: filtr oczyszczania wstępnego 5 i filtr oczyszczania końcowego 6.

Autoklaw 1 jest pionowym, zbliżonym do walca zamkniętym zbiornikiem, który od góry po otwarciu włazu załadowczego 7, zapełnia się poddawanymi recyklingowi pociętymi zużytymi oponami lub odpadami gumowymi. Autoklaw 1 w swojej, usytuowanej tuż nad paleniskiem 2 dolnej części ściany bocznej, wyposażony jest w właz wyładowczy 8. Zarówno właz załadowczy 7 jak i właz wyładowczy 8 podczas procesu recyklingu szczelnie zamykają autoklaw 1, dzięki zastosowaniu niepokazanych na rysunku śrub mocujących włazy do kołnierzy autoklawu 1 i odpornych na ciepło uszczelek. Autoklaw 1 wyposażony jest w czujniki: w czujnik termometryczny 9 usytuowany powyżej włazu załadowczego 7 i jednocześnie poniżej połowy wysokości autoklawu 1, w czujnik manometryczny 10 do pomiaru ciśnienia usytuowany w połowie wysokości autoklawu 1 i w czujnik termometryczny 11 usytuowany powyżej połowy wysokości autoklawu 1. Pod autoklawem 1 usytuowane jest palenisko 2 w kształcie

PL 218 771 B1 walca o średnicy większej od średnicy autoklawu 1. W palenisku 2 znajdują się dwa palniki gazowe: palnik gazowy 12, do którego rurą 13 poprzez zawór gazowy 14 doprowadzany jest gaz z butli oraz znajduje się palnik gazowy 15, do którego rurą gazu grzewczego 16 poprzez zawór gazowy 17 doprowadzany jest otrzymywany w wyniku pirolizy gaz pirolityczny. Spaliny powstające podczas spalania gazu w procesie ogrzewania autoklawu 1 dwiema rurami wewnętrznego odprowadzania spalin 18 poprzez komorę odprowadzania spalin 19 wyprowadzane są kominem 20 do atmosfery. Powstająca podczas tego procesu mieszanina pary i gazu z autoklawu 1 w początkowym etapie ogrzewania wyprowadzana jest do atmosfery poprzez wylotową rurę odpowietrzającą 21 z zaworem odpowietrzającym 22, a w dalszych etapach ogrzewania mieszanina ta przepływa rurą główną 23 i zaworem parogazowym 24 do kolumny rektyfikacyjnej 3 usytuowanej w odległości 10 m na prawo od autoklawu 1, jak pokazano na fig. 1. Do odcinka rury głównej 23 usytuowanego pomiędzy wylotem z autoklawu 1 a zaworem odpowietrzającym 22 przyłączona jest rura z zaworem bezpieczeństwa 25 otwierającym się przy wystąpieniu w autoklawie 1 ciśnienia 450 hPa.

Kolumna rektyfikacyjna 3 ma postać pionowego walcowego zbiornika o średnicy 0,4 m i wysokości 6 m. Składa się on z sześciu sekcji oznaczonych numerami 26, 27, 28, 29, 30, 31 oddzielonych od siebie poziomymi przegrodami 32. W każdej przegrodzie 32 zamocowana jest pionowa rurka nośnika frakcji gazowej 33 oraz trzy zamknięte od góry rury 34 z pionowymi szczelinami dochodzącymi do tej przegrody 32, w której rury 34 są mocowane. W najwyżej leżącej sekcji 26 kolumny rektyfikacyjnej 3 górny wylot rurki nośnika frakcji gazowej 33 znajduje się w odległości h1 = 0,75 m od płaszczyzny poziomej przechodzącej przez najwyżej położony punkt wewnątrz tej sekcji 26.

W sekcjach 27, 28, 29, 30 kolumny rektyfikacyjnej 3 wyposażonych w rurkę nośnika frakcji gazowej 33 i znajdujących się poniżej, leżącej najwyżej w kolumnie rektyfikacyjnej 3, sekcji 26, górny wylot rurki 33 usytuowany jest w odległości h2 = 0,75 m od przegrody 32, w której zamontowana jest rurka 33 przypisana danej sekcji. Długość szczelin w rurach 34 jest o 5 cm dłuższa od długości rurek nośnika frakcji gazowej 33.

W dnie kolumny rektyfikacyjnej 3 znajduje się otwór, w którym mocowana jest wylotowa rura wodna 35 z zaworem wodnym 36. Przez tę rurę wodną 35 odprowadzana jest woda zbierająca się w kolumnie rektyfikacyjnej 3.

Do najniżej leżącej sekcji 31 kolumny rektyfikacyjnej 3 przyłączona jest rura główna 23 wyprowadzona z autoklawu 1, którą doprowadza się powstającą w autoklawie 1 mieszaninę pary i gazu. Mieszaninę tę w kolumnie rektyfikacyjnej 3 rozdziela się na wodę, frakcje płynne i gaz pirolityczny.

W drugiej od dołu sekcji 30 kolumny rektyfikacyjnej 3 usytuowany jest manometryczny czujnik 37.

Do ściany o łukowym kształcie zamykającej od góry kolumnę rektyfikacyjną 3 przyłączona jest rura 38, którą poprzez zawór zwrotny 39 usytuowany przy zbiorniku gazowym 4 przepływa powstały w kolumnie rektyfikacyjnej 3 gaz pirolityczny do zbiornika gazowego 4. Do rury 38 w pobliżu wylotu gazu z kolumny rektyfikacyjnej 3 przyłączona jest rura z zaworem bezpieczeństwa 40.

Do każdej z sekcji 26, 27 28 29, 30 kolumny rektyfikacyjnej 3 w ścianach sekcji przy odpowiadających sekcji przegrodach 32, a w sekcji 31 w połowie wysokości ściany tej sekcji 31 przyłączone są rury 41 odprowadzające frakcje ciekłe z zaworami 42.

Usytuowany na prawo od kolumny rektyfikacyjnej 3 w odległości 20 m zbiornik gazowy 4 ma postać pionowego walca, który w pobliżu dna wyposażony jest we właz 43 szczelnie zamykający zbiornik gazowy 4 i otwierany jedynie podczas konserwacji instalacji. Zbiornik gazowy 4 wyposażony jest w zawór bezpieczeństwa 44, który odprowadza nadmiar gazu do atmosfery przy wystąpieniu w zbiorniku gazowym 4 ciśnienia 450 hPa. Do zbiornika gazowego 4 przyłączona jest rura 45, którą odprowadza się pirolityczny gaz do górnej części filtru oczyszczania wstępnego 5 usytuowanego na lewo od zbiornika gazowego 4. W zbiorniku gazowym 4 w połowie jego wysokości usytuowany jest czujnik manometryczny 46 służący do pomiaru ciśnienia gazu pirolitycznego. W dnie zbiornika gazowego 4 wykonany jest otwór, do którego przyłączona jest rura spustowa 47 z zaworem 48.

Górna część filtru wstępnego oczyszczania 5 połączona jest rurą 49 z dolną częścią filtru oczyszczania końcowego 6 usytuowanego na lewo od filtru wstępnego oczyszczania 5. Zarówno filtr oczyszczania wstępnego 5 jak i filtr oczyszczania końcowego 6 mają postać pionowych walcowych zbiorników, w których znajdują się wypełnione węglem drzewnym wkłady filtrujące 50. Wkłady filtrujące 50 wymieniane są okresowo po otwarciu niepokazanych na rysunku włazów zamykających od góry filtry: filtr oczyszczania wstępnego 5 i filtr oczyszczania końcowego 6. W dnach filtrów 5 i 6 wykonane są otwory, do których przyłączone są rury spustowe 51 z zaworami 52. Do górnej części filtru oczy6

PL 218 771 B1 szczania końcowego 6 przyłączona jest rura gazu grzewczego 16 doprowadzająca poprzez zawór gazowy 17 do palnika gazowego 15 oczyszczony w filtrach 5 i 6 gaz pirolityczny.

Do rury gazu grzewczego 16 przyłączona jest, wyposażona w zawór gazu użytkowego 53, rura 54 odprowadzająca nadmiar gazu pirolitycznego do celów grzewczych w zewnętrznym układzie, na przykład do ogrzania wody w instalacji centralnego ogrzewania.

Przykładowy sposób recyklingu opon według wynalazku przedstawiony jest poniżej. Przed przystąpieniem do recyklingu zużyte opony tnie się na cztery części. Pocięcie opon na części przyczynia się do lepszego upakowania materiału w zbiorniku w postaci autoklawu 1, w którym dokonuje się recyklingu. W przypadku recyklingu odpadów gumowych innych niż opony praktycznie ich pocięcie na części jest zbędne. Pocięte opony przy zamkniętym włazie wyładowczym 8 i otwartym włazie załadowczym 7 od góry umieszcza się w autoklawie 1. Po załadowaniu pociętych opon zamyka się właz załadowczy 7, otwiera się zawór odpowietrzający 22 i zamyka zawór parogazowy 24. Wszystkie pozostałe zawory w instalacji poza zaworem gazowym 17 powinny być przed rozpoczęciem ogrzewania autoklawu 1 w stanie zamkniętym. Następnie otwiera się zawór 14 i zapala się w palniku gazowym 12 gaz doprowadzany rurą 13 z butli. Palący się gaz ogrzewa autoklaw 1. Wielkość płomienia gazu spalanego w palniku gazowym 12 reguluje się zaworem 14 tak, aby temperatura mierzona przy użyciu czujnika termometrycznego 11 wzrastała liniowo ze stałą wartością przyrostu temperatury równą 80°C/h. Proces podgrzewania autoklawu 1 z pociętymi oponami gazem z butli realizuje się przez czas 2 h, co oznacza że przy temperaturze początkowej 20°C po upływie 2 h temperatura wewnątrz autoklawu 1 osiągnie 180°C. Jeśli temperatura początkowa w autoklawie 1 wynosi przykładowo 40°C, to wielkość płomienia gazu spalanego w palniku gazowym 12 reguluje się zaworem 14 tak, aby temperatura mierzona przy użyciu czujnika termometrycznego 11 wzrastała liniowo ze stałą wartością przyrostu temperatury równą 70°C/h, co oznacza że po upływie 2 h temperatura wewnątrz autoklawu 1 osiągnie 180°C. Po rozpoczęciu procesu podgrzewania autoklawu 1 z pociętymi oponami obserwuje się wylotową rurę odpowietrzającą 21 i bezpośrednio po pojawieniu się wydobywającego się z tej rury 21 dymu zamyka się zawór odpowietrzający 22 i otwiera zawór parogazowy 24 umożliwiając przepływ wytworzonej w autoklawie 1 mieszanki pary i gazu do kolumny rektyfikacyjnej 3. Do momentu zamknięcia zaworu odpowietrzającego 22 ciepłe powietrze wypływa do atmosfery przez wylotową rurę odpowietrzającą 21, co oznacza odpowietrzanie autoklawu 1.

Po uzyskaniu w autoklawie 1 temperatury 150°C otwiera się zawór wodny 36 i wylotową rurą wodną 35 spuszcza się wodę, która zebrała się w pierwszej od dołu sekcji 31 kolumny rektyfikacyjnej 3. Po spuszczeniu tej wody zawór wodny 36 zamyka się. Czynności spuszczania wody z pierwszej od dołu sekcji 31 powtarza się co kilkanaście minut aż do momentu kiedy zaobserwuje się, że wylotową rurą wodną 35 wypływa już nie sama woda a mieszanina wody z naftą, co łatwo jest zauważyć, gdyż na powierzchni spuszczanej wody pojawiają się tłuste plamy frakcji naftowych.

Po uzyskaniu w autoklawie 1 temperatury 180°C nadal się go podgrzewa regulując dopływ gazu do palnika gazowego 12 zaworem 14, tak aby temperatura wzrastała liniowo ze stałym przyrostem temperatury równym 90°C/h. Obserwuje się przy tym niepokazany na rysunku wskaźnik temperatury współpracujący z czujnikiem termometrycznym 11. Przy temperaturze w autoklawie równej 190°C otwiera się zawór gazowy 17 i obserwuje się palnik gazowy 15 przez szybkę w niepokazanym na rysunku okienku. W pewnym momencie, przy temperaturze w autoklawie 1 wynoszącej około 200°C w palniku 15 pojawia się płomień gazu pirolitycznego, który w wyniku podziału w kolumnie rektyfikacyjnej 3 gazu na poszczególne frakcje płynne i przejściu przez zbiornik gazowy 4 i filtry 5 i 6 rurą gazu grzewczego 16 dopływa do palnika gazowego 15 i zaczyna się od płomienia palnika gazowego 12 palić. Po pojawieniu się płomienia w palniku gazowym 15 zamyka się zaworem 14 dopływ gazu z butli i reguluje się zaworem gazowym 17 wielkość płomienia gazu spalanego w palniku gazowym 15 tak, aby temperatura mierzona przy użyciu czujnika termometrycznego 11 wzrastała liniowo ze stałą wartością przyrostu temperatury równą 80°C/h. Proces ogrzewania autoklawu 1 ze stałą wartością przyrostu temperatury realizuje się od uzyskania temperatury 180°C przez czas 2,5 h, co oznacza, że po tym czasie temperatura w autoklawie 1 osiągnie wartość równą 380°C. Podczas procesu obserwuje się wskaźniki wskazujące ciśnienie: w autoklawie 1 za pośrednictwem czujnika manometrycznego 10, w kolumnie rektyfikacyjnej 3 za pośrednictwem czujnika manometrycznego 37 i w zbiorniku gazu 4 za pośrednictwem czujnika manometrycznego 46. Przy wskazaniu przez dowolny ze wskaźników współpracujących z czujnikiem manometrycznym 10, 37, 46 ciśnienia 400 hPa otwiera się zawór gazu użytkowego 53 i nadmiar gazu powstającego podczas pirolizy gazu użytkowego rurą 54 podaje się w celach grzewczych do zewnętrznego układu. Po uzyskaniu w autoklawie 1 temperatury 380°C reguluje się

PL 218 771 B1 zaworem gazowym 17 ilość gazu pirolitycznego podawanego do palnika gazowego 15 tak, aby utrzymywać stałą temperaturę w autoklawie 1 równą 380°C. Tę stałą temperaturę równą 380°C utrzymuje się w autoklawie 1 przez czas 4 h. Od momentu uzyskania w autoklawie 380°C co godzinę otwiera się zawory 42 i rurami, do niepokazanych na rysunku oddzielnych zbiorników lub jednego zbiornika zbiorczego, spuszcza się frakcje ciekłe gromadzące się w poszczególnych sekcjach 26, 27, 28, 29, 30, 31 kolumny rektyfikacyjnej 3. Po każdym kolejnym spuszczeniu frakcji ciekłych zamyka się zawory 42. Po upływie czasu 8,5 h od rozpoczęcia procesu zamyka się gazowy zawór 17, co oznacza zatrzymanie procesu ogrzewania autoklawu 1. Przy ochłodzeniu wnętrza w autoklawie 1 do temperatury 180°C ponownie spuszcza się, przez otwarcie zaworów 42, do niepokazanych na rysunku zbiorników rurami otrzymane frakcje ciekłe. Z sekcji 31 kolumny rektyfikacyjnej 3 uzyskuje się bitum, z sekcji 30 mazut, z sekcji 28 i 29 oleje opałowe, z sekcji 27 benzynę, z sekcji 26 benzynę wysokooktanową. Wszystkie frakcje ciekłe można też spuścić do jednego wspólnego zbiornika. Otrzymane frakcje ciekłe są nieoczyszczone.

Autoklaw 1 pozostawia się w stanie zamkniętym tak długo, aż oba wskaźniki współpracujące z odpowiadającymi im czujnikami termometrycznymi 9, 11 wskażą temperaturę nie przekraczającą 40°C. Czas chłodzenia autoklawu 1 wynosił 16 h. Po osiągnięciu wewnątrz autoklawu temperatury nie przekraczającej 40°C otwiera się właz wyładowczy 8 oraz właz załadowczy 7 w celu doprowadzenia powietrza atmosferycznego do pozostałości w autoklawie 1. Następnie po upływie czasu 0,5 h opróżnia się autoklaw 1 z powstałego z opon koksiku i kawałków drutu metalowego. Koksik stanowiący stałą pozostałość węglową, z uwagi na wysoką wartość opałową, może być wykorzystany do celów grzewczych, a drut stanowi złom. Otwiera się także zawory 42 i spuszcza do zbiorników resztki frakcji ciekłych.

Z pociętych opon o masie 1000 kg otrzymano około 350 litrów frakcji ciekłych w postaci płynu ₃ pirolitycznego, około 150 m³ gazu pirolitycznego do wykorzystania w układzie zewnętrznym do celów grzewczych, około 450 kg koksiku oraz około 50 kg złomu.

PL 218 771 B1

Wykaz elementów instalacji

1. - autoklaw,

2. - palenisko,

3. - kolumna rektyfikacyjna,

4. - zbiornik gazowy,

5. - filtr oczyszczania wstępnego,

6. - filtr oczyszczania końcowego,

7. - właz załadowczy,

8. - właz wyładowczy,

9. - czujnik termometryczny,

10. - czujnik manometryczny,

11. - czujnik termometryczny,

12. - palnik gazowy,

13. - rura,

14. - zawór, gazowy,

15. - palnik gazowy,

16. - rura gazu grzewczego,

17. - zawór gazowy,

18. - rura wewnętrznego odprowadzania spalin,

19. - komora odprowadzania spalin,

20. - komin,

21. - wylotowa rura odpowietrzająca,

22. - zawór odpowietrzający,

23. - rura główna,

24. - zawór parogazowy,

25. - zawór bezpieczeństwa,

26. - sekcja,

27. - sekcja,

28. - sekcja,

29. - sekcja,

30. - sekcja,

31. - sekcja,

32. - przegroda,

33. - rurka nośnika frakcji gazowej,

34. - rura,

35. - wylotowa rura wodna,

36. - zawór wodny,

37. - czujnik manometryczny,

38. - rura,

39. - zawór zwrotny,

40. - zawór bezpieczeństwa,

41. - rura odprowadzająca frakcję ciekłą,

42. - zawór,

43. - właz,

44. - zawór bezpieczeństwa,

45. - rura,

46. - czujnik manometryczny,

47. - rura spustowa,

48. - zawór,

49. - rura,

50. - wkład filtrujący,

51. - rura spustowa,

52. - zawór,

53. - zawór, gazu użytkowego,

54. - rura gazu użytkowego.

Claims (9)

1. Sposób recyklingu opon, w którym opony tnie się na części, następnie umieszcza w autoklawie podgrzewa, zaś powstający gaz odprowadza się do zbiornika gazowego, znamienny tym, że po umieszczeniu poprzez właz załadowczy (7) podzielonych na kilka części opon w stanowiącym zamknięty zbiornik autoklawie (1), podgrzewa się autoklaw (1) przez co najmniej 2 h, tak aby temperatura wewnątrz autoklawu (1) wzrastała ze stałą wartością przyrostu temperatury nie większą niż 90°C/h i osiągnęła wartość w zakresie od 150°C do 180°C, następnie nadal podgrzewa się autoklaw (1) przez kolejne co najmniej 2 h, tak aby temperatura wewnątrz autoklawu (1) wzrastała liniowo ze stałą wartością przyrostu temperatury nie większą niż 90°C/h i osiągnęła wartość w zakresie od 350°C do 380°C i dalej ogrzewa się autoklaw (1) przez kolejne co najmniej 4 h tak, aby utrzymać w nim temperaturę od 350°C do 380°C, po czym zaprzestaje się ogrzewania autoklawu (1) i studzi się jego wnętrze do temperatury nie wyższej niż 40°C, przy czym powstającą w autoklawie (1) mieszaninę pary i gazu przesyła się rurą główną (23) do kolumny rektyfikacyjnej (3), zawierającej nad najniżej leżącą sekcją (31) jeszcze co najmniej cztery sekcje (26, 27, 29, 30), w których rozdziela się przesłaną z autoklawu (1) mieszaninę pary i gazu na wodę, frakcje płynne i gaz pirolityczny, zaś otrzymany gaz pirolityczny przesyła się rurą (38) do zbiornika gazowego (4), z którego po filtracji w filtrze oczyszczania wstępnego (5) i filtrze oczyszczania końcowego (6) część gazu pirolitycznego wykorzystuje się do ogrzewania autoklawu (1).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po ostudzeniu wnętrza autoklawu (1) do temperatury nie większej od 40°C otwiera się właz załadowczy (7) i właz wyładowczy (8) autoklawu (1) i po upływie co najmniej 0,5 h od otwarcia włazów (7, 8) opróżnia się wnętrze autoklawu (1).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po rozpoczęciu ogrzewania autoklawu (1) a przed przesłaniem powstającej w autoklawie (1) mieszaniny pary i gazu do kolumny rektyfikacyjnej (3), odpowietrza się autoklaw (1).

4. Instalacja do recyklingu opon wyposażona w autoklaw, zawierający palenisko połączone zaworami oraz filtrami gazu ze zbiornikiem gazowym, znamienna tym, że zawiera wyposażoną w sekcje kolumnę rektyfikacyjną (3), w której nad najniżej leżącą sekcją (31) znajdują się co najmniej cztery sekcje (26, 27, 29, 30) oddzielone od siebie poziomymi przegrodami (32), z których każda wyposażona jest w pionową rurkę nośnika frakcji gazowej (33) oraz w co najmniej dwie, mocowane do przegrody (32), rury (34) z pionowymi szczelinami dochodzącymi do tej przegrody (32), zaś autoklaw (1) ma postać zamkniętego zbiornika wyposażonego w górnej części we właz załadowczy (7), a w dolnej części właz wyładowczy (8) oraz zawiera, co najmniej jeden czujnik temperaturowy (9); oraz autoklaw (1) połączony jest rurą główną (23) z kolumną rektyfikacyjną (3), przy czym rura główna (23) wyprowadzona z górnej, znajdującej się pod włazem załadowczym (7), części autoklawu (1), wyposażona jest w zawór parogazowy (24) i przyłączona jest do najniższej sekcji (31) kolumny rektyfikacyjnej (3), która połączona jest rurą (38) ze zbiornikiem gazowym (4), przy czym rura (38) wyprowadzona jest ze ściany zamykającej od góry kolumnę rektyfikacyjną (3), a do zbiornika gazowego (4) przyłączona jest poprzez zawór zwrotny (39); zaś zbiornik gazowy (46) połączony jest rurą (45) z filtrem oczyszczania wstępnego (5), który połączony jest rurą (49) z filtrem oczyszczania końcowego (6), a ten połączony jest z zawierającą zawór gazowy (17) rurą gazu grzewczego (16) połączoną z palnikiem gazowym (15) usytuowanym w palenisku (2), znajdującym się pod autoklawem (1).

5. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że w najwyżej usytuowanej sekcji (26) kolumny rektyfikacyjnej (3) górny wylot rurki nośnika frakcji gazowej (33) znajduje się w odległości od 0,4 m do 0,8 m od płaszczyzny poziomej przechodzącej przez najwyżej położony punkt wewnątrz tej sekcji (26), a w pozostałych sekcjach (27, 29, 30) leżących poniżej najwyższej sekcji (26) i wyposażonych w rurkę nośnika frakcji gazowej (33) górny wylot rurki nośnika frakcji gazowej (33) znajduje się w odległości od 0,4 m do 0,8 m od przegrody (32), w której zamontowana jest rurka nośnika frakcji gazowej (33) odpowiadającej sekcji (27, 29 lub 30), zaś długość szczelin w rurach (34) jest od 4 cm do 6 cm większa od długości rurki nośnika frakcji gazowej (33).

6. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że w dnie kolumny rektyfikacyjnej (3) znajduje się otwór, w którym mocowana jest wylotowa rura wodna (35) z zaworem wodnym (36).

7. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że w najniżej leżącej w kolumnie rektyfikacyjnej sekcji (30) zawierającej rurkę nośnika frakcji gazowej (33) usytuowany jest czujnik manometryczny (37).

PL 218 771 B1

8. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że do każdej z sekcji (26, 27, 29, 30) kolumny rektyfikacyjnej (3) w ścianach sekcji przy odpowiadających sekcji przegrodach (32) przyłączone są rury 41, odprowadzające frakcje ciekłe z zaworami (42).

9. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że kolumna rektyfikacyjna (3) ma sześć sekcji (26, 27, 28, 29, 30, 31).