PL352342A1

PL352342A1 - System for supplying and distributing heat, in particular that for a production line serving to process plastic wastes, in particular polyolefinic ones

Info

Publication number: PL352342A1
Application number: PL02352342A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Tokarz
Original assignee: Zbigniew Tokarz
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2003-08-25
Also published as: PL200497B1

Description

352342352342

Układ doprowadzania i rozdziału ciepła, zwłaszcza do linii produkcyjnej ciągłego przetwarzania odpadów z tworzyw sztucznychHeat supply and distribution system, especially for a production line for continuous processing of plastic waste

Przedmiotowy wynalazek dotyczy układu doprowadzania i rozdziału ciepła, zwłaszcza do linii produkcyjnej ciągłego przetwarzania odpadów z tworzyw sztucznych. Szczególne zastosowanie znajduje przedmiotowy układ do ogrzewania ciągu technologiczno- produkcyjnego ciągłej transformacji termokatalitycznej silnie zanieczyszczonych odpadów poliolefinowych w wysokojakościową parafinę z węglowodorów nasyconych.The present invention relates to a heat supply and distribution system, particularly for a production line for continuous processing of plastic waste. The system in question is used in particular for heating the technological and production line of the continuous thermocatalytic transformation of highly contaminated polyolefin waste into high-quality paraffin from saturated hydrocarbons.

Znane układy doprowadzania i rozdziału ciepła w instalacjach technicznych złożone są zwykle ze źródła ciepła technologicznego, kanałów, zaworów, rozdzielaczy rurowych, wymienników ciepła i innych elementów typowych. Nie zapewniają one równomiernego dopływu ciepła do urządzeń szczególnie wrażliwych na nierównomierny dopływ ciepła, zwłaszcza w częściach dennych, takich jak urządzenia termoreakcyjne do krakowania upłynnionych tworzyw poliolefinowych. W związku z powyższym, do ogrzewania urządzeń termoreakcyjnych stosuje się wyspecjalizowane urządzenia grzewcze. Takie urządzenie znane np. z polskiego zgłoszenia patentowego P 332 762, posiada komorę spalinową otaczającą reaktor z której, symetrycznie na obwodzie reaktora, korzystnie w kilku rzędach wychodzą rury grzewcze przechodzące przez wnętrze reaktora.Known heat supply and distribution systems in technical installations usually consist of process heat source, channels, valves, pipe distributors, heat exchangers and other typical elements. They do not provide a uniform heat supply to devices particularly sensitive to uneven heat supply, especially in the bottom parts, such as thermo-reaction devices for cracking liquefied polyolefin materials. In view of the above, specialized heating devices are used to heat thermo-reactive devices. Such a device, known e.g. from Polish patent application P 332 762, has a combustion chamber surrounding the reactor from which, symmetrically around the circumference of the reactor, heating pipes preferably extend through the interior of the reactor in several rows.

Znane wyspecjalizowane urządzenia grzewcze są bardzo kosztowne i nie nadają się do zastosowania jako elementy typowych modułowych układów doprowadzania i rozdziału ciepła. Ponadto nie zapewniają one równomiernego dopływu medium grzewczego do dna reaktora. W związku z powyższym istnieje potrzeba prostego, ekonomicznego układu doprowadzania i rozdziału ciepła z prostym rozdzielaczem, który równomiernie 2 doprowadza medium grzejne do strefy dennej urządzenia technologicznego szczególnie wrażliwego na nierównomierny rozkład temperatur w strefie dennej, na przykład reaktora termokatalitycznego linii przetwarzania odpadów poliolefinowych, w którym punktowe przegrzanie powoduje zwęglanie wsadu.Known specialized heating devices are very expensive and are not suitable for use as components of conventional modular heat supply and distribution systems. Moreover, they do not ensure an even flow of the heating medium to the bottom of the reactor. Accordingly, there is a need for a simple, cost-effective heat supply and distribution system with a simple distributor that evenly supplies the heating medium to the bottom zone of the process equipment, which is particularly sensitive to uneven temperature distribution in the bottom zone, for example a thermocatalytic reactor of a polyolefin waste processing line, in which point overheating causes carbonization of the charge.

Układ doprowadzania i rozdziału ciepła, zwłaszcza do linii produkcyjnej ciągłego przetwarzania odpadów z tworzyw sztucznych, złożony ze źródła ciepła technologicznego oraz zespołu kanałów i rozdzielaczy medium grzewczego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera żebrowy rozdzielacz denny medium grzewczego do równomiernego ogrzewania, zwłaszcza reakcyjnej komory urządzenia termoreakcyjnego. Rozdzielacz w korzystnym wykonaniu ma przekrój poprzeczny o kształcie spłaszczonego prostokąta korzystnie z wklęsłą podstawą z przyległym od góry trójkątem. Rozdzielacz może być zamknięty od góry daszkowym dwuspadowym dnem reakcyjnym komory a górna część rozdzielacza posiadająca poprzeczny przekrój trójkątny może być podzielona żebrami, które w zalecanym wykonaniu oddalone są od wszystkich powierzchni ograniczających rozdzielacz denny. Korzystnie, żebra mają kształt listew prostopadłościennych. Pożądane jest, aby żebra były podparte od zewnątrz na wspornikach bocznych. W zalecanym wykonaniu żebra tworzą zespół dwurzędowy, który może być podparty na co najmniej jednym wsporniku środkowym. Żebra mogą tworzyć układ daszkowy równoramienny o kącie wierzchołkowym korzystnie 110° - 150°.Odstępy między żebrami zwiększają się w miarę oddalania się od wlotu medium grzewczego do rozdzielacza, dennego. Korzystnie, odstępy między żebrami zwiększają się w miarę oddalania się od wlotu medium grzewczego do rozdzielacza dennego o stałą wielkość. Układ według wynalazku w zalecanym wykonaniu zawiera co najmniej jedną klapę upustową korzystnie w postaci przepustnicy do kanału bocznikowego. Medium grzewcze mogą stanowić spaliny ze spalania gazu palnego, korzystnie z gazyfikatora trocin. Korzystnie, to samo medium grzewcze doprowadzone jest kolejno do wszystkich urządzeń wymagających dopływu ciepła, zwłaszcza urządzeń linii produkcyjnej ciągłego przetwarzania odpadów. Zaleca się, aby kanały medium grzewczego doprowadzone były do kolejnych urządzeń technologicznych od jednego kanału głównego wychodzącego z rozdzielacza dennego. W korzystnym wykonaniu układu według wynalazku na drodze kanału głównego mogą znajdować się kolejne urządzenia, sytuowane coraz wyżej, ze względu na pionową zabudowę urządzeń technologicznych. 3The heat supply and distribution system, in particular for a production line for continuous processing of plastic waste, consisting of a process heat source and a set of channels and heating medium distributors, according to the invention, is characterized in that it includes a ribbed bottom distributor of the heating medium for uniform heating, especially of the reaction chamber thermo-reaction device. The distributor, in a preferred embodiment, has a flattened rectangular cross-section, preferably with a concave base with an adjacent triangle from above. The divider may be closed at the top with a gable roof reaction bottom of the chamber and the upper part of the divider having a triangular cross-section may be divided by ribs, which in the preferred embodiment are distant from all surfaces bounding the bottom divider. Preferably, the ribs are cuboidal slats. It is desirable that the ribs are supported from the outside on the side supports. In a preferred embodiment, the ribs form a double row unit which can be supported on at least one center support. The ribs can form an isosceles canopy with an apex angle preferably of 110 ° -150 °. The spacing between the ribs increases with the distance from the heating medium inlet to the bottom manifold. Preferably, the spacing of the fins increases the distance from the heating medium inlet to the bottom manifold by a constant amount. The system according to the invention, in a preferred embodiment, comprises at least one bleed flap, preferably in the form of a bypass damper. The heating medium may be flue gases from the combustion of a combustible gas, preferably from a sawdust gasifier. Preferably, the same heating medium is supplied sequentially to all devices requiring a heat input, in particular devices of a continuous waste processing line. It is recommended that the heating medium channels are led to the next technological devices from one main channel coming out of the bottom manifold. In a preferred embodiment of the system according to the invention, further devices may be located along the path of the main channel, which are located higher and higher due to the vertical arrangement of the technological devices. 3

Przedmiotowy wynalazek zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku, na którym Fig.l przedstawia ogólnie układ doprowadzania i rozdziału ciepła, Fig.2 przedstawia przekrój poprzeczny rozdzielacza dennego, Fig.3 przedstawia przekrój wzdłużny rozdzielacza dennego, Fig.4 widok aksonometryczny rozdzielacza dennego.The present invention will be shown in an embodiment in a schematic drawing, in which Fig. 1 shows a general heat supply and distribution system, Fig. 2 shows a cross-section of the bottom distributor, Fig. 3 shows a longitudinal section of the bottom distributor, Fig. 4 an axonometric view of the bottom distributor.

Na Fig.l przedstawiono schematycznie przedmiotowy układ doprowadzania i rozdziału ciepła. Przedmiotowy układ zawiera źródło ciepła technicznego, którym w tym przykładzie wykonania jest komora paleniskowa 3 zawierająca palnik 4. Komora paleniskowa 3 zasilana jest gazem generatorowym z gazyfikatora trocin (zrębków drzewnych) spalanym z udziałem powietrza wtórnego zasysanego symetrycznie z otworów umieszczonych po obu stronach paleniska. Izolacja komory paleniskowej 3 wykonana jest trójwarstwowo z 12 cm warstwy cegły szamotowej oraz z 12 cni warstwy cegły perlitowej i 15 cm warstwy wełny mineralnej osłoniętej blachą St3 o grubości 4 mm.Figure 1 shows schematically the subject heat supply and distribution system. The present system comprises a technical heat source, which in this embodiment is a furnace chamber 3 containing a burner 4. The furnace chamber 3 is supplied with generator gas from a sawdust gasifier (wood chips) fired with secondary air sucked symmetrically from openings on both sides of the furnace. The insulation of the furnace chamber 3 is made of three layers of a 12 cm layer of fireclay brick, a 12 cm layer of perlite brick and a 15 cm layer of mineral wool covered with a 4 mm thick St3 sheet.

Komora paleniskowa 3 połączona jest szerokim wlotem F3, utworzonym przez odsunięcie jej sklepienia 17 od ściany przedniej 20, z żebrowym rozdzielaczem dennym I, przy kierunku wlotu K pokazuje wpływ medium grzejnego do rozdzielacza dennego L Rozdzielacz denny i przedstawiony został dokładniej na Fig.2, która przedstawia przekrój poprzeczny rozdzielacza dennego 1, na Fig.3, która przedstawia przekrój wzdłużny rozdzielacza dennego 1 płaszczyzna A-A z Fig.2 i na Fig.4, która przedstawia widok aksonometryczny rozdzielacza dennego LThe furnace chamber 3 is connected by a wide inlet F3, formed by moving its roof 17 away from the front wall 20, with the ribbed bottom distributor I, at the inlet direction K it shows the influence of the heating medium into the bottom distributor L. The bottom distributor is shown in more detail in Fig. 2, which shows a cross-section of the bottom distributor 1, in Fig. 3, which shows a longitudinal section of the bottom distributor 1 on the plane AA from Fig. 2 and in Fig. 4, which shows an axonometric view of the bottom distributor L

Rozdzielacz denny 1 zamknięty jest z boków przedłużonymi w górę ściankami komory paleniskowej 3, a od dołu wypukłym sklepieniem 17. ściany boczne 19. wykonane są w postaci 12 cm warstwy cegły szamotowej podobnie jak w sklepieniu 17. Od góry rozdzielacz denny I ograniczony jest pokrywą która w tym przypadku jest dwuspadowe dno 10 reakcyjnej komory 2. Dno 10 reakcyjnej komory 2, w tym wykonaniu, stanowi stalową konstrukcję spawaną z blachy H13JS o grubości 10 mm i wzmocnioną wewnętrzną konstrukcją szkieletową (niepokazaną) w postaci głównego wspornika wzdłużnego z blachy H13JS i tężników bocznych z blachy H5M o grubości 10 mm. Kąt wierzchołkowy dna 10 wynosi około 120 deg. W związku z powyższym rozdzielacz denny i posiada przekrój poprzeczny w kształcie spłaszczonego prostokąta z wklęsłą podstawą z przyległym od góry trójkątem. Górna część rozdzielacza dennego 1 podzielona jest żebrami li oddalonymi od wszystkich powierzchni ograniczających rozdzielacz denny i od wewnątrz, stanowiącymi przegrody cieplne. W tym przypadku, żebra H wykonane są jako rusztowe listwy prostopadłościenne o wymiarach 30 x 70 x 600 mm z żeliwa z 2,5% dodatkiem chromu. W rozdzielaczu 4 dennym występuje 8- 10 par żeber podwójnych, tworzących dwurzędowy zespół daszkowy o kącie wierzchołkowym około 120 deg. Żebra ϋ podparte są na szamotowych wspornikach bocznych 15 i wsporniku środkowym 1_8. Odstępy 12 między kolejnymi żebrami ϋ zwiększają się o wielkość stałą, w tym przypadku o 10 mą w miarę oddalania się od wlotu 13 medium grzewczego do rozdzielacza dennego i, rosnąc od 40 mm (między pierwszym żebrem H i krawędzi wlotu 13, aż do 120 mm pomiędzy żebrami 11 najbardziej oddalonymi od wlotu 13. Z rozdzielacza dennego 1 medium grzewcze, zawierające ciepło niewykorzystane w rozdzielaczu dennym i do ogrzania reakcyjnej komory 2 przechodzi do komory 21 kanału głównego 14 umieszczonej pod wymiennikiem 9. Wymiennik 9 stanowi, w tym wykonaniu prostopadłościenną skrzynię z blachy H5M o grubości 10 mm i wymiarach 660 x 980 x 1500 mm, wewnątrz której zamocowano przelotowo 14 rur 8 o średnicy zewnętrznej 133 mm i grubości ścianki 5 mm wykonanych z blachy kotłowej. Kanał główny Η medium grzewczego przechodzi rurami 9 przez wymiennik do kolektora 22, a następnie przez kanał grzewczy topielnika 16 do kanału wylotowego 7. Dla regulacji temperatury w wymienniku 9 w ścianie komory 21 znajduje się klapa upustową którą w tym przypadku stanowi przepustnica 5 kanału bocznikowego 6 prowadzącego bezpośrednio do kanału wylotowego 7. W tym wykonaniu medium grzewcze przechodząc kanałem głównym j_4 ogrzewa kolejno (przwciwprądowo) wszystkie urządzenia instalacji technologicznej wymagające dopływu ciepła, umieszczone coraz wyżej w pionowej zabudowie.The bottom manifold 1 is closed at the sides with the walls of the combustion chamber 3 extended upwards, and with a convex vault at the bottom 17. The side walls 19. are made of a 12 cm layer of fireclay bricks, similar to the vault 17. At the top, the bottom manifold I is limited by a cover which in this case there is a gabled bottom 10 of the reaction chamber 2. The bottom 10 of the reaction chamber 2, in this embodiment, is a steel structure welded from 10 mm thick H13JS sheet and a reinforced internal skeleton structure (not shown) in the form of H13JS main longitudinal support and braces H5M side panels with a thickness of 10 mm. The vertex angle of the bottom 10 is about 120 deg. Accordingly, the bottom distributor i has a flattened rectangular cross-section with a concave base with an adjacent triangle on top. The upper part of the bottom distributor 1 is divided by ribs 1 and distant from all surfaces delimiting the bottom distributor and from the inside, constituting thermal barriers. In this case, the H ribs are made as 30 x 70 x 600 mm square grate slats of cast iron with 2.5% addition of chromium. The bottom divider 4 has 8-10 pairs of double ribs forming a double-row canopy with an apex angle of about 120 deg. The ribs ϋ are supported on chamotte side supports 15 and the central support 18. The spacing 12 between successive ribs ϋ increases by a constant amount, in this case by 10 m, as it moves away from the inlet 13 of the heating medium to the bottom distributor and, increasing from 40 mm (between the first rib H and the edge of the inlet 13, up to 120 mm between the ribs 11 furthest from the inlet 13. From the bottom distributor 1, the heating medium containing the heat not used in the bottom distributor and for heating the reaction chamber 2 passes into the chamber 21 of the main channel 14 located under the exchanger 9. The exchanger 9 constitutes, in this embodiment, a rectangular box with 10 mm thick H5M sheet metal with dimensions of 660 x 980 x 1500 mm, inside which 14 pipes 8 with an external diameter of 133 mm and a wall thickness of 5 mm are made of the boiler sheet are pass-through. The main channel czego of the heating medium passes through pipes 9 through the exchanger to the collector 22 and then through the heating duct of the melter 16 to the outlet duct 7. For temperature control in the exchanger 9 in the wall of the chamber 21 find e is a relief flap which in this case is a throttle 5 of the bypass channel 6 leading directly to the outlet channel 7. In this embodiment, the heating medium, passing through the main channel j_4, heats successively (countercurrently) all devices of the technological installation requiring heat input, placed higher and higher in the vertical structure.

Claims

Claims 1. A system for supplying and distributing heat, especially to a production line for continuous processing of plastic waste, consisting of a process heat source and a set of channels and heating medium distributors, characterized in that it comprises a ribbed bottom distributor for heating medium for uniform heating, especially reaction thermo-reaction device chamber.

2. The system according to claim The device of claim 1, characterized in that the distributor has a flattened rectangular cross-section, preferably with a concave base, with an adjacent triangle from above.

The system according to p. A device as claimed in claim 1, characterized in that the distributor is closed at the top with a gable roof reaction bottom of the chamber.

4. The system according to p. The device of claim 1, characterized in that the upper part of the divider having a triangular cross-section is divided by ribs.

5. The system according to p. The process of claim 4, wherein the ribs are spaced apart from all surfaces delimiting the bottom distributor.

6. The system according to p. 4. The method of claim 4, characterized in that the ribs have the shape of cuboidal slats.

7. The system according to p. 4. A method as claimed in claim 4, characterized in that the ribs are supported externally on side supports.

8. The system according to p. 4. The process of claim 4, characterized in that the ribs form a double row unit.

The system according to p. The device of claim 8, characterized in that the double row of ribs is supported on at least one central support.

10. The system according to p. 4. A method as claimed in claim 4, characterized in that the ribs form an isosceles canopy with an apex angle preferably of 110 ° -150 °.

The system according to p. The process of claim 4, wherein the spacing between the fins increases as the distance from the heating medium inlet to the bottom distributor. 2

12. The system according to p. The process of claim 11, wherein the spacing between the fins increases as the distance from the inlet of the heating medium to the bottom distributor increases by a constant amount.

The system according to p. A valve as claimed in claim 1, characterized in that it comprises at least one discharge flap, preferably in the form of a bypass damper.

14. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the heating medium is combustion of a combustible gas, preferably a sawdust gasifier.

15. The system according to p. The process of claim 1, characterized in that the same heating medium is supplied successively to all devices requiring heat input, in particular devices of a continuous waste processing line.

16. The system according to p. The method according to claim 1, characterized in that the heating medium channels are led to successive technological devices from one main channel coming out of the bottom distributor.

17. The system according to p. The method according to claim 10, characterized in that the successive devices in the path of the main channel are higher and higher due to the vertical arrangement of the technological devices.