RU128879U1

RU128879U1 - INSTALLATION OF THERMAL PROCESSING OF POLYMERIC WASTE

Info

Publication number: RU128879U1
Application number: RU2012150894/05U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Устинов; Александр Николаевич Козлита; Михаил Сергеевич Люлькин; Александр Владиславович Сребрянский
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-06-10

Abstract

1. Установка термической переработки полимерных отходов, содержащая термический реактор, включающий загрузочное устройство, термическую камеру, разгрузочное устройство, газовую рубашку и блок конденсации и охлаждения газов пиролиза и коксования, отличающаяся тем, что загрузочное устройство выполнено в виде автоматического бункера, соединенного через шлюзовую камеру с термической камерой, содержащей внутри себя по высоте провальные ситчатые тарелки, при этом термическая камера соединена с газовой рубашкой, содержащей газовые горелки, а разгрузочное устройство имеет колосники и выполнено в виде автоматической шиберной задвижки.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ситчатые тарелки установлены под некоторым углом к оси термического реактора.3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в нижней части термического реактора установлен змеевик пиролиза, в который подается нагретый пиролизный бензин для повторного процесса деструкции и интенсификации процесса.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отработанные дымовые газы из газовой рубашки направляются на рекуператор с целью получения тепловой и электрической энергии.1. Installation of thermal processing of polymer waste containing a thermal reactor, including a loading device, a thermal chamber, a discharge device, a gas jacket and a condensation and cooling unit for pyrolysis and coking gases, characterized in that the loading device is made in the form of an automatic hopper connected through a lock chamber with a thermal chamber, containing inside the height of the failure of the sieve plates, while the thermal chamber is connected to a gas jacket containing gas burners, and the unloading device has grates and is made in the form of an automatic slide gate valve. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the sieve plates are installed at a certain angle to the axis of the thermal reactor. The apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a pyrolysis coil is installed in the lower part of the thermal reactor, into which heated pyrolysis gas is supplied for the repeated process of destruction and intensification of the process. Installation according to claim 1, characterized in that the exhaust flue gases from the gas jacket are sent to the recuperator in order to obtain thermal and electrical energy.

Description

Настоящее устройство относится к установкам для термической переработки резинотехнических изделий, изношенных шин и других полимерных отходов.This device relates to installations for the thermal processing of rubber products, worn tires and other polymer waste.

Из предшествующего уровня техники известна установка для переработки резиносодержащих отходов, содержащая реактор пиролиза с загрузочным бункером, узлом разгрузки твердого остатка пиролиза, узлом подачи газообразного топлива, соединенным с трубопроводом рециркуляции очищенного пиролизного газа и узлом отвода исходного пиролизного газа. В этой установке в качестве устройства для очистки пиролизного газа используют аппарат мокрой очистки, снабженный системой подачи охлаждения и периодического обновления рабочей жидкости, а в качестве устройства для конденсации углеводородных фракций используют кожухотрубный теплообменник при этом аппарат мокрой очистки и кожухотрубный теплообменник снабжены гидравлическими затворами (RU 72223 U1, C08J 11/00, 10.04.2008).An apparatus for processing rubber-containing wastes is known from the prior art, comprising a pyrolysis reactor with a feed hopper, a solid pyrolysis residue unloading unit, a gaseous fuel supply unit connected to a purified pyrolysis gas recirculation pipe and a source pyrolysis gas removal unit. In this installation, a wet cleaning apparatus equipped with a cooling supply system and periodically updating the working fluid is used as a pyrolysis gas purification device, and a shell-and-tube heat exchanger is used as a device for condensing hydrocarbon fractions, while the wet-cleaning apparatus and a shell-and-tube heat exchanger are equipped with hydraulic shutters (RU 72223 U1, C08J 11/00, 04/10/2008).

Также известна установка для пиролиза автомобильных шин, включающая туннельную пиролизную печь с пиролизной камерой узлами загрузки сырья и выгрузки твердых продуктов пиролиза патрубком отвода жидких и газообразных продуктов пиролиза установленным в нижней части пиролизной камеры и снабженным гидрозатвором механизм перемещения сырья от одного конца печи к другому узел продувки пиролизной камеры и теплогенератор отличающаяся тем, что цилиндрическая пиролизная камера снабжена теплоизолированной рубашкой установленной коаксиально с кольцевым зазором и снабженной тангенциальным патрубком ввода горячего воздуха от теплогенератора в кольцевой зазор и патрубком вывода горячего воздуха а узлы загрузки сырья и выгрузки твердых продуктов пиролиза выполнены в виде отсеков туннельной цилиндрической печи, примыкающих к противоположным концам пиролизной камеры и образованных между двумя параллельными шиберными задвижками установленными перпендикулярно продольной оси печи, которые отделяют отсеки загрузки и выгрузки от пиролизной камеры и перед ними по периметру отсеков установлен полый тор с перфорациями на внутреннем диаметре снабженный патрубком ввода пара; отсеки снабжены патрубками вывода пара, а пиролизная печь установлена с наклоном к узлу выгрузки твердых продуктов пиролиза при этом механизм перемещения сырья от одного конца печи к другому выполнен в виде установленных в днище печи направляющих для наклонного перемещения контейнеров с сырьем и упора для остановки контейнеров (RU 9841 U1, 10В 1/04, 16.04.1999).Also known is a pyrolysis installation for automobile tires, including a tunnel pyrolysis furnace with a pyrolysis chamber with units for loading raw materials and unloading solid pyrolysis products with a pipe for removing liquid and gaseous pyrolysis products installed at the bottom of the pyrolysis chamber and equipped with a water trap mechanism for moving raw materials from one end of the furnace to the other purge unit pyrolysis chamber and heat generator characterized in that the cylindrical pyrolysis chamber is equipped with a thermally insulated jacket installed coaxially with an annular gap and equipped with a tangential nozzle for introducing hot air from the heat source into the annular gap and an outlet nozzle for hot air, and the nodes for loading raw materials and unloading solid pyrolysis products are made in the form of compartments of a tunnel cylindrical furnace adjacent to the opposite ends of the pyrolysis chamber and formed between two parallel gate valves installed perpendicular to the longitudinal axis of the furnace, which separate the loading and unloading compartments from the pyrolysis chamber and in front of them along the perimeter of the compartment a hollow torus with perforations on the inner diameter equipped with a steam inlet pipe is installed; the compartments are equipped with steam outlet pipes, and the pyrolysis furnace is installed with an inclination toward the unloading unit of solid pyrolysis products, while the mechanism for moving raw materials from one end of the furnace to the other is made in the form of guides installed in the furnace bottom for inclined movement of containers with raw materials and an emphasis to stop containers (RU 9841 U1, 10V 1/04, 04.16.1999).

Также известна мобильная установка для переработки резиносодержащих отходов, содержащая узел предварительной подготовки, узел термического разложения отходов на парогазовую смесь и твердый остаток, выполненный в виде реактора пиролиза, соединенного с узлом предварительной подготовки отходов. Система выделения углеродсодержащего продукта, включающей сборник твердого остатка, устройство транспортировки твердого остатка и узел разделения металлокорда и технического углерода. Система фракционирования парогазовой смеси, снабжена трубопроводами отвода тяжелой углеводородной фракции и вторичной парогазовой смеси, а трубопровод углеводородов содержащего газ соединен, по меньшей мере, с топкой и теплообменником, отличающаяся тем, что реактор пиролиза выполнен вертикально-шахтного типа. Система фракционирования парогазовой смеси выполнена в одну ступень и включает коалисцентный сепаратор, газопромыватель, гидроциклон, кроме того, установка дополнительно снабжена блоком ректификации, который включает расходную емкость, печь пиролиза (подогрева), колонну четкой ректификации пленочного типа, охладитель-конденсатор бензиновой фракции, охладитель-конденсатор соляровой фракции, сепаратор аэрозолей, емкость-сборник для тяжелой фракции, емкость-сборник для бензиновой фракции и емкость-сборник для соляровой фракции, а также свечу, при этом реакторпиролиза через циклон и фильтр каталитической очистки газов соединен трубопроводами с газопромывателем, который соединен трубопроводом с гидроциклоном, к газопромывателю подключен турбокомпрессор, кроме того, гидроциклон через насос соединен трубопроводами с коалисцентным сепаратором, который через сборную емкость и печь пиролиза соединен трубопроводами с ректификационной колонной, которая через холодильники-конденсаторы соединена с емкостями для фракции бензина, для фракции соляра и с емкостью для тяжелыхфракций, коалисцентный сепаратор соединен с фильтром, один из холодильников-конденсаторов через газожидкостный сепаратор соединен с емкостью для фракции бензина и через фильтр со свечой и печью пиролиза, кроме того, ректификационная колонна соединена газоходом через накопительную емкость с реактором пиролиза, а для обеспечения мобильности вся установка установлена на разборной раме, состоящей из шести модулей (RU 88016 U1, C08J 11/20, 27.10.2009).Also known is a mobile installation for processing rubber-containing waste containing a pre-treatment unit, a thermal decomposition unit for waste gas-vapor mixture and a solid residue made in the form of a pyrolysis reactor connected to a preliminary waste preparation unit. A system for isolating a carbon-containing product, including a solid residue collector, a solid residue transport device and a separation unit for steel cord and carbon black. The fractionation system of the vapor-gas mixture is equipped with pipelines for withdrawing the heavy hydrocarbon fraction and the secondary vapor-gas mixture, and the hydrocarbon pipeline containing gas is connected to at least the furnace and the heat exchanger, characterized in that the pyrolysis reactor is made of a vertical shaft type. The system for fractionation of a gas-vapor mixture is made in one step and includes a coalescence separator, a gas scrubber, a hydrocyclone; in addition, the installation is additionally equipped with a rectification unit, which includes a flow tank, a pyrolysis (heating) furnace, a clear distillation column of a film type, a gasoline fraction cooler-condenser, and a cooler - a condenser of a solar fraction, an aerosol separator, a collection tank for a heavy fraction, a collection tank for a gasoline fraction and a collection tank for a solar fraction, as well as a candle, while the pyrolysis reactor through a cyclone and a catalytic gas purification filter is connected by pipelines to a gas scrubber, which is connected by a pipeline to a hydrocyclone, a turbocompressor is connected to the gas scrubber, in addition, the hydrocyclone is connected by pipelines to a coalescent separator, which is connected by pipelines to a pyrolysis furnace with pipelines distillation column, which is connected through refrigerators-condensers to tanks for gasoline fraction, for solar fraction and to tank for heavy fraction, a coalescence separator is connected to the filter, one of the condenser coolers is connected through a gas-liquid separator to a container for gasoline fraction and through a filter with a candle and a pyrolysis furnace, in addition, the distillation column is connected by a gas duct through a storage tank to the pyrolysis reactor, and to ensure mobility, the whole the unit is mounted on a collapsible frame consisting of six modules (RU 88016 U1, C08J 11/20, 10.27.2009).

Задача, на решение которой направленно заявленное техническое решение заключается в реализации изделия отвечающего современным требованиям по безопасности, энергосбережению, имеющего достаточную поверхность раздела фаз для обеспечения полноты протекания процесса термической переработки, обеспечивающего отсутствие контакта газов разложения с газами горения, позволяющего получить качественное высококалорийное топливо, не требующее сложной доочистки.The problem to which the claimed technical solution is directed is to implement a product that meets modern safety requirements, energy conservation, having a sufficient phase interface to ensure the completeness of the thermal processing process, ensuring the absence of contact of decomposition gases with combustion gases, which allows to obtain high-quality high-calorie fuel, not requiring complex post-treatment.

Данная задача достигается за счет того, что установка термической переработки полимерных отходов содержит термический реактор, включающий загрузочное устройство, термическую камеру, разгрузочное устройство, газовую рубашку и блок конденсации и охлаждения газов пиролиза и коксования. Загрузочное устройство выполнено в виде автоматического бункера, соединенного через шлюзовую камеру с термической камерой, содержащей внутри себя по высоте провальные ситчатые тарелки, при этом термическая камера соединена с газовой рубашкой, содержащей газовые горелки, а разгрузочное устройство имеет колосники и выполнено в виде автоматической шиберной задвижки. Кроме того, для повышения производительности термический реактор может быть оснащен змеевиком пиролиза бензина, а провальные ситчатые тарелки установлены под некоторым углом к оси аппарата. Для получения дополнительного количества тепловой или электрической энергии дымовые газы, выходящие из рубашки, могут оправляться на рекуператор.This task is achieved due to the fact that the installation of thermal processing of polymer waste contains a thermal reactor, including a loading device, a thermal chamber, an unloading device, a gas jacket and a condensation and cooling unit for pyrolysis and coking gases. The loading device is made in the form of an automatic hopper connected through a lock chamber to a thermal chamber, containing disintegrated sieve plates heightwise, while the thermal chamber is connected to a gas jacket containing gas burners, and the unloading device has grates and is made in the form of an automatic gate valve . In addition, to increase productivity, the thermal reactor can be equipped with a gasoline pyrolysis coil, and failed sieve plates are installed at a certain angle to the axis of the apparatus. To obtain additional heat or electrical energy, the flue gases leaving the jacket can be sent to a recuperator.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение качества получаемых продуктов, а именно возможность получения готовых дизельных и мазутных фракций, используемых как товарное топливо, либо как его компонент; отсутствие загрязнения продуктов разложения продуктами горения; полнота протекания процесса термической переработки за счет увеличения поверхности раздела фаз; возможность использования в качестве сырья большого спектра полимерных отходов; получение дополнительного количества тепла или электроэнергии.The technical result provided by the above set of features is to improve the quality of the products obtained, namely the possibility of obtaining finished diesel and fuel oil fractions used as commercial fuel, or as its component; lack of contamination of decomposition products by combustion products; completeness of the process of thermal processing by increasing the interface; the possibility of using as a raw material a wide range of polymer waste; obtaining additional heat or electricity.

Устройство поясняется следующими чертежами:The device is illustrated by the following drawings:

На фиг.1 технологическая схема установки.Figure 1 technological scheme of the installation.

На фиг.2 термический реактор продольный разрез.In Fig.2 thermal reactor is a longitudinal section.

Установка термической переработки полимерных отходов, содержащая термический реактор 1, включающий загрузочное устройство, термическую камеру, разгрузочное устройство, газовую рубашку и блок конденсации и охлаждения газов пиролиза и коксования, характеризующаяся тем, что загрузочное устройство выполнено в виде автоматического бункера 2, соединенного через шлюзовую камеру 8 с термической камерой, содержащей внутри себя по высоте провальные ситчатые тарелки 6, при этом термическая камера соединена с газовой рубашкой, содержащей газовые горелки 7, а разгрузочное устройство имеет колосники 9 и выполнено в виде автоматической шиберной задвижки 10.A plant for thermal processing of polymer waste containing a thermal reactor 1, including a loading device, a thermal chamber, a discharge device, a gas jacket and a condensation and cooling unit for pyrolysis and coking gases, characterized in that the loading device is made in the form of an automatic hopper 2 connected through a lock chamber 8 with a thermal chamber, containing inside the height of the failure of the sieve plates 6, while the thermal chamber is connected to a gas jacket containing gas burners 7, and the unloading device has grates 9 and is made in the form of an automatic slide gate valve 10.

Ситчатые тарелки могут быть установлены под некоторым углом к оси термического реактора.The sieve trays can be installed at a certain angle to the axis of the thermal reactor.

В нижней части термического реактора может быть установлен змеевик пиролиза, в который подается нагретый пиролизный бензин для повторного процесса деструкции и интенсификации процесса (на чертежах не показано).In the lower part of the thermal reactor, a pyrolysis coil can be installed, into which heated pyrolysis gasoline is supplied for the second process of destruction and intensification of the process (not shown in the drawings).

С целью получения тепловой и электрической энергии отработанные дымовые газы из газовой рубашки могут направляться на рекуператор (на чертежах не показано).In order to obtain thermal and electric energy, the exhaust flue gases from the gas jacket can be sent to a recuperator (not shown in the drawings).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Исходное сырье в виде кусков рубленой резины, других резинотехнических изделий и других полимерных отходов подаются из загрузочного бункера 2 внутрь термического реактора 1. В газовую рубашку на форсунки 7 осуществляется подача пиролизного газа. Сгорая, этот газ нагревает стенку термического реактора до температуры 600-800°С. Выход продуктов сгорания из рубашки реактора осуществляется через штуцера.Raw materials in the form of pieces of chopped rubber, other rubber products and other polymer waste are fed from the loading hopper 2 into the thermal reactor 1. Pyrolysis gas is supplied to the nozzle 7 in the gas jacket. By burning, this gas heats the wall of the thermal reactor to a temperature of 600-800 ° C. The output of combustion products from the jacket of the reactor is carried out through the fitting.

Внутри термического реактора проходят процессы плавления исходного сырья с последующим осаждением в зону с более высокими температурами, коксования, испарения, пиролиза расплавленной массы. Через нижние колосники осуществляется выгрузка твердых остатков в виде металлокорда, кокса и технического углерода.Inside the thermal reactor, the processes of melting the feedstock followed by precipitation into the zone with higher temperatures, coking, evaporation, pyrolysis of the molten mass. Through the lower grid-irons, solid residues are discharged in the form of metal cord, coke and carbon black.

Газы пиролиза поднимаются вверх, барбатируя на провальных ситчатых тарелках 6, передавая высокую температуру жидкой фазе и перемешивая ее. Остывшие газы выводятся из аппарата через верхний штуцер в конденсатор 3, где охладившись и частично сконденсировавшись, поступают в сепаратор 4. В сепараторе 4 происходит разделение на жидкую мазутно-дизельную и газовую фракции. Газовая фракция выводится с верха сепаратора 4 и частично направляется на форсунки 7 термического реактора 1, частично выводится с установки. Жидкая мазутно-дизельная фракция выводится с низа сепаратора 4 и поступает на дальнейшее охлаждение в холодильник 5, откуда после охлаждения выводится, в качестве готового товарного продукта, либо компонента товарного продукта.Pyrolysis gases rise upward, barbating on failed sieve plates 6, transferring heat to the liquid phase and mixing it. The cooled gases are discharged from the apparatus through the upper fitting to the condenser 3, where, having cooled and partially condensed, they enter the separator 4. In the separator 4, the fuel oil-diesel and gas fractions are separated. The gas fraction is discharged from the top of the separator 4 and partially directed to the nozzles 7 of the thermal reactor 1, partially discharged from the installation. The liquid fuel oil-diesel fraction is discharged from the bottom of the separator 4 and is fed to further cooling in the refrigerator 5, from where it is discharged after cooling as a finished commercial product or component of a commercial product.

Таким образом, заявленное устройство позволяет использовать в качестве сырья широкий спектр полимерных отходов, а в качестве продуктов переработки получать товарное дизельное и мазутное топливо, либо его компонент.Thus, the claimed device allows you to use as a raw material a wide range of polymer waste, and as processed products to receive commercial diesel and fuel oil, or its component.

Claims

1. Installation of thermal processing of polymer waste containing a thermal reactor, including a loading device, a thermal chamber, a discharge device, a gas jacket and a condensation and cooling unit for pyrolysis and coking gases, characterized in that the loading device is made in the form of an automatic hopper connected through a lock chamber with a thermal chamber, containing inside the height of the failure of the sieve plates, while the thermal chamber is connected to a gas jacket containing gas burners, and the unloading device has grates and is made in the form of an automatic slide gate valve.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the sieve plates are installed at a certain angle to the axis of the thermal reactor.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that a pyrolysis coil is installed in the lower part of the thermal reactor, into which heated pyrolysis gas is supplied for the repeated process of destruction and intensification of the process.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the exhaust flue gases from the gas jacket are sent to the recuperator in order to obtain thermal and electrical energy.