RU157525U1

RU157525U1 - ENERGY INDEPENDENT MOBILE SCREW INSTALLATION OF CONTINUOUS ACTION

Info

Publication number: RU157525U1
Application number: RU2015102258/13U
Authority: RU
Inventors: Олег Леонидович Воробьев; Дмитрий Николаевич Земский; Сергей Карлович Курлянд; Александр Владимирович Липовка
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ТехноХимИнжиниринг" (ЗАО "ТХИ")
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2015-12-10

Abstract

1. Энергонезависимая мобильная шнековая установка непрерывного действия, включающая бункер для подачи отходов, шнековый аппарат с печью для его нагрева и патрубком для выхода газообразных и жидких продуктов, отличающаяся тем, что она снабжена средствами для промежуточного сбора газообразных и жидких продуктов, выполненными в виде теплообменника, вход которого соединен с патрубком для выхода газообразных и жидких продуктов, а выход сообщен со входом емкости для отделения органических компонентов, один из выходов которой сообщен с узлом ректификации для выделения печного топлива, бензиновой и дизельной фракций, а другой выход емкости для отделения органических компонентов сообщен со входом газгольдера, выход которого сообщен со входом печи для нагрева шнекового аппарата, при этом выход узла ректификации для дизельной фракции сообщен со входом дизельгенератора, подключенного к электромотору шнекового аппарата.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена дозирующим шнеком, установленным на входе в шнековый аппарат.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена генератором водорода, выход которого сообщен с полостью шнекового аппарата.1. Non-volatile mobile screw auger of continuous operation, including a hopper for feeding waste, a screw apparatus with a furnace for heating it and a nozzle for the exit of gaseous and liquid products, characterized in that it is equipped with means for the intermediate collection of gaseous and liquid products, made in the form of a heat exchanger the input of which is connected to a pipe for the exit of gaseous and liquid products, and the output is communicated with the input of the container for separating organic components, one of the outputs of which is connected to the unit rectification for the separation of heating oil, gasoline and diesel fractions, and the other output of the container for separating organic components is communicated with the inlet of the gas tank, the output of which is communicated with the inlet of the furnace for heating the screw apparatus, while the output of the rectification unit for the diesel fraction is communicated with the input of the diesel generator connected to to the electric motor of the auger apparatus. 2. Installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a metering screw installed at the entrance to the screw apparatus. Installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a hydrogen generator, the output of which is communicated with the cavity of the screw apparatus.

Description

Настоящее устройство относится к средствам переработки отходов, a именно к устройствам для переработки нефтяных и синтетических полимерных отходов.This device relates to a means of processing waste, namely, devices for processing oil and synthetic polymer waste.

Известны устройства, см. Ахметов С.А. «Технология глубокой переработки нефти». - Уфа: Гилем, 2002. - 671 с, Рудин М.Г., Смирнов Г.Ф. «Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов». - M.: Химия, 1982. - 584 с, которые за счет нагревания (крекинг) перерабатываю нефтяные и полимерные отходы в более низкомолекулярные соединения - летучие углеводородные газы, и жидкие углеводороды - бензиновые и дизельные фракции.Known devices, see Akhmetov S.A. "Technology of deep oil refining." - Ufa: Gilem, 2002. - 671 s., Rudin M.G., Smirnov G.F. "Design of oil refineries and petrochemical plants." - M .: Chemistry, 1982. - 584 s, which, through heating (cracking), process petroleum and polymer wastes into lower molecular compounds - volatile hydrocarbon gases, and liquid hydrocarbons - gasoline and diesel fractions.

В ряде случаев используют гидрокрекинг, когда разложение происходит в присутствии водорода. Использование гидрокрекинга позволяет получить более стабильные углеводородные фракции (без ненасыщенных связей), а сам процесс проводить при более низких температурах.In some cases, hydrocracking is used when decomposition occurs in the presence of hydrogen. Using hydrocracking allows you to get more stable hydrocarbon fractions (without unsaturated bonds), and the process itself is carried out at lower temperatures.

Известна установка, см. Яковлева Д.С., Буков В.А., Епинина О.М. Журнал «Экология производства», №12, декабрь 2013 г., позволяющая перерабатывать нефтешламы, отработанные шины и др. отходы в углеводородные продукты, пригодные для дальнейшего использования. При этом на определенной стадии процесса вырабатываемые углеводородные газы используются в качестве дополнительного топлива при проведении крекинга.Known installation, see Yakovleva D.S., Bukov V.A., Epinina O.M. Journal of Production Ecology, No. 12, December 2013, which allows oil sludges, waste tires and other wastes to be processed into hydrocarbon products suitable for further use. At the same time, at a certain stage of the process, the produced hydrocarbon gases are used as additional fuel during cracking.

Недостатком этой установки является периодичность процесса (загрузка сырья, нагрев, крекинг, охлаждение выгрузка остатка) и необходимость использования дополнительного (к вырабатываемому) топлива, что не позволяет использовать такие установки в качестве энергонезависимых, мобильный устройств, способных работать в удаленных от энергосистем районах и в трудных климатических условиях, когда осуществление периодических операций по загрузке/выгрузке невозможно в полевых условиях.The disadvantage of this installation is the frequency of the process (loading of raw materials, heating, cracking, cooling, unloading the remainder) and the need to use additional (to the generated) fuel, which does not allow the use of such installations as non-volatile, mobile devices that can operate in areas remote from power systems and in difficult climatic conditions, when periodic loading / unloading operations are not possible in the field.

Известна также непрерывно действующая шнековая установка, включающая бункер для подачи отходов, шнековый аппарат с печью для его нагрева и патрубком для выхода газообразных и жидких продуктов, которая позволяет производить процесс крекинга полимерных отходов в непрерывном режиме с постоянной подачей сырья и непрерывном выходе готовой продукции, см. патент Японии №8302359.Also known is a continuously operating screw installation, including a hopper for feeding waste, a screw apparatus with a furnace for heating it and a nozzle for the exit of gaseous and liquid products, which allows the process of cracking polymer waste in a continuous mode with a constant feed of raw materials and a continuous output of finished products, see Japan Patent No. 8302359.

Недостатком такого устройства, принятого нами в качестве прототипа, является ее стационарное исполнение с необходимостью подключения внешних энергетических источников, что затрудняет ее работу в отдаленных и энергетически не обеспеченных районах, а также в различных климатических условиях и в разное время года.The disadvantage of such a device, which we adopted as a prototype, is its stationary design with the need to connect external energy sources, which makes it difficult to work in remote and energy-poor areas, as well as in various climatic conditions and at different times of the year.

Задача полезной модели заключается в создании энергонезависимой мобильной шнековой установки для переработки нефтяных и полимерных химических отходов, способной работать в отдаленных и энергетически не обеспеченных районах, в различных климатических условиях и в разное время года.The objective of the utility model is to create a non-volatile mobile screw unit for processing petroleum and polymer chemical waste, capable of operating in remote and energy-poor areas, in various climatic conditions and at different times of the year.

Согласно полезной модели энергонезависимая мобильная шнековая установка непрерывного действия, включающая бункер для подачи отходов, шнековый аппарат с печью для его нагрева и патрубком для выхода газообразных и жидких продуктов, характеризуется тем, то она снабжена средствам ми для промежуточного сбора газообразных и жидких продуктов, включающими теплообменник, вход которого соединен с патрубком для выхода газообразных и жидких продуктов, а выход сообщен со входом емкости для отделения органических компонентов, один из выходов которой сообщен с узлом ректификации для выделения печного топлива, бензиновой и дизельной фракций, а другой выход емкости для отделения органических компонентов сообщен со входом газгольдера, выход которого сообщен со входом печи для нагрева шнекового аппарата, при этом выход узла ректификации для дизельной фракции сообщен со входом дизельгенератора, подключенного к электромотору шнекового аппарата.According to a utility model, a non-volatile mobile screw conveyor of continuous operation, including a waste hopper, a screw apparatus with a furnace for heating it and a nozzle for the exit of gaseous and liquid products, is characterized by the fact that it is equipped with means for intermediate collection of gaseous and liquid products, including a heat exchanger the inlet of which is connected to the outlet for the exit of gaseous and liquid products, and the outlet is in communication with the inlet of the container for separating organic components, one of the outputs of which the second one is connected with a rectification unit for separating heating oil, gasoline and diesel fractions, and the other output of the container for separating organic components is communicated with the inlet of the gas tank, the output of which is communicated with the furnace inlet for heating the auger apparatus, while the output of the rectification unit for diesel fraction is communicated with an input a diesel generator connected to an auger motor.

Кроме того заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:In addition, the claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely:

- установка может быть дополнительно снабжена дозирующим шнеком, ycтановленным на входе в шнековый аппарат;- the installation can be additionally equipped with a metering screw mounted at the entrance to the screw apparatus;

- установка дл использования процесса гидрокрекинга может быть дополнительно снабжена генератором водорода, выход которого сообщен с полостью шнекового аппарата.- the apparatus for using the hydrocracking process may be further provided with a hydrogen generator, the outlet of which is in communication with the cavity of the screw apparatus.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленной совокупности существенных признаков установки, заключается в том, что нагрев и поддержание температуры в шнековом аппарате осуществляется за счет сжигания летучих углеводородов собственного производства, которые собираются в газгольдере. При этом работа шнекового аппарата и систем управления осуществляется за счет электроэнергии, вырабатываемой дизель-генератором, топливом для которого являются дизельное топливо, получаемое от узла ректификации установки. Таким образом, обеспечивается полная энергетическая независимость заявленной установки.The technical result achieved by using the claimed combination of essential features of the installation is that heating and maintaining the temperature in the screw apparatus is carried out by burning volatile hydrocarbons of our own production, which are collected in a gas tank. In this case, the operation of the screw apparatus and control systems is carried out due to the electricity generated by the diesel generator, the fuel for which is diesel fuel received from the unit rectification unit. Thus, complete energy independence of the claimed installation is ensured.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена технологическая схема заявленной установки.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the technological scheme of the claimed installation.

Энергонезависимая мобильная шнековая установка непрерывного действия включает бункер 1 для подачи отходов, дозирующий шнек 2, печь 3 для нагрева шнекового аппарата 4 с патрубком для выхода газообразных и жидких продуктов, контейнер для золы 6, теплообменник 7, газгольдер 8, емкость 9 для отделения органических компонентов, узел ректификации 10 для выделения печного топлива, бензиновой и дизельной фракций, дизель-генератор 11, электромоторы 12 шнековых аппаратов. Установка может быть снабжена генератором водорода 5, выход которого сообщен с полостью шнекового аппарата 4.Non-volatile mobile screw conveyor of continuous operation includes a hopper 1 for feeding waste, a metering screw 2, a furnace 3 for heating the screw apparatus 4 with a nozzle for the exit of gaseous and liquid products, an ash container 6, a heat exchanger 7, a gas holder 8, a container 9 for separating organic components , rectification unit 10 for separating heating oil, gasoline and diesel fractions, diesel generator 11, electric motors 12 auger apparatuses. The installation can be equipped with a hydrogen generator 5, the output of which is in communication with the cavity of the screw apparatus 4.

Заявленная установка работает следующим образом.The claimed installation works as follows.

Отходы через бункер 1 поступают в дозирующий шнек 2, с помощью которого можно регулировать количество подаваемых на переработку отходов Далее из дозирующего шнека 2 отходы попадают в нагреваемый до 250-400°C шнековый аппарат 4, в котором производится крекинг (гидрокрекинг) полимерных или нефтяных отходов. Нагрев и поддержание температуры 250-400°C осуществляется за счет регулирования количества подаваемого в печь 3 топлива - летучих углеводородов собственного производства, которые собираются в газгольдере 8. Для первоначального запуска установки используют топливо, предварительно заполненное в газгольдер 8 и емкость для дизельного топлива. Нагрев производится посредством горячих газов, подаваемых из печи 3 в рубашку шнекового аппарата. Печь работает на легких углеводородах, образующихся в процессе переработки отходов на этой же установке. При применении гидрокрекинга в шнековый аппарат подается водород из генератора водорода 5. В нагретом шнековом аппарате 4 происходит разложение полимеров и высокомолекулярных нефтепродуктов в низкомолекулярные углеводородные газы и жидкие углеводородные фракции с температурой кипения до 180-200°C.Waste through the hopper 1 enters the metering screw 2, with which you can adjust the amount of waste fed to the processing. Then, from the metering screw 2, the waste enters the screw machine 4 heated to 250-400 ° C, in which polymer or petroleum waste is cracked (hydrocracked) . Heating and maintaining the temperature of 250-400 ° C is carried out by regulating the amount of fuel supplied to the furnace 3 - volatile hydrocarbons of own production, which are collected in the gas tank 8. For the initial start-up of the installation, the fuel used is pre-filled in the gas tank 8 and a container for diesel fuel. Heating is carried out by means of hot gases supplied from the furnace 3 to the jacket of the screw apparatus. The furnace operates on light hydrocarbons generated during the processing of waste at the same installation. When using hydrocracking, hydrogen is supplied from the hydrogen generator 5 to the auger apparatus. In a heated auger apparatus 4, polymers and high molecular weight oil products decompose into low molecular weight hydrocarbon gases and liquid hydrocarbon fractions with a boiling point of up to 180-200 ° C.

Помимо жидких и газообразных углеводородов образуются углеродные твердые соединения и различные неорганические остатки, которые собираются в контейнере 6. Углеводородные газы и пары жидких углеводородов с парами воды, которая может содержаться в исходных отходах, поступают в теплообменник 7, где происходит разделение жидкой фазы и углеводородных газов. Последние через разделительный аппарат 9 подаются в газгольдер 8 и используются для поддержания температурного режима переработки, сгорая в печи 3. Регулируя температуру переработки в шнековом реакторе и количество подаваемых на крекинг (гидрокрекинг) отходов, получают необходимое количество летучих углеводородных газов, достаточное для стабильного ведения процесса переработки отходов. Конденсированные жидкие компоненты, полученные после переработки отходов, поступают в разделительную емкость 9, где при наличии воды происходит ее отделение от органических компонентов, которые направляются в узел ректификации 10 для разделения на фракции готовой продукции - бензиновую (3-10% масс), дизельную (85-95% масс) и кубовый остаток - печное топливо (1-7% масс). Часть дизельной фракции используется для обеспечения работы дизельгенератора 11, вырабатывающего электроэнергию для вращения электромоторов 12, вращающих шнеки в дозаторе 2 и аппарате крекинга 4.In addition to liquid and gaseous hydrocarbons, carbon solid compounds and various inorganic residues are formed, which are collected in the container 6. Hydrocarbon gases and liquid hydrocarbon vapors with water vapor, which may be contained in the initial waste, enter the heat exchanger 7, where the liquid phase and hydrocarbon gases are separated . The latter through the separation apparatus 9 are fed into the gas holder 8 and used to maintain the temperature regime of processing by burning in the furnace 3. By adjusting the processing temperature in the screw reactor and the amount of waste supplied to the cracking (hydrocracking), the required amount of volatile hydrocarbon gases sufficient for stable process control is obtained waste recycling. Condensed liquid components obtained after waste processing enter the separation tank 9, where, in the presence of water, it is separated from organic components, which are sent to the distillation unit 10 for separation into finished product fractions - gasoline (3-10% of the mass), diesel ( 85-95% of the mass) and the bottom residue is heating oil (1-7% of the mass). Part of the diesel fraction is used to ensure the operation of the diesel generator 11, generating electricity for rotation of the electric motors 12, rotating the screws in the dispenser 2 and the cracking apparatus 4.

В зависимости от конкретных целей применения и условий работы установки готовую продукцию после отделения воды можно использовать без ректификации в качестве печного топлива.Depending on the specific objectives of the application and the operating conditions of the installation, the finished product after separation of water can be used without distillation as heating oil.

Заявленная установка является полностью энергонезависимой установкой непрерывного действия для переработки нефтяных и химических полимерных отходов, используя для утилизации процессы крекинга или гидрокрекинга. Для обеспечения автономной работы без использования внешних источников энергии в ней используются продукты собственной переработки - углеводородные газы, для нагрева реакционного узла и дизельное топливо для выработки электроэнергии в дизельгенераторе 11 для работы электрических приводов, системы управления установкой и, при необходимости, выработки водорода при использовании в процессе гидрокрекинга.The claimed installation is a fully non-volatile continuous installation for the processing of petroleum and chemical polymer wastes using cracking or hydrocracking processes for disposal. To ensure autonomous operation without the use of external energy sources, it uses products of its own processing — hydrocarbon gases, for heating the reaction unit and diesel fuel for generating electricity in a diesel generator 11 for operating electric drives, a plant control system and, if necessary, generating hydrogen when used in hydrocracking process.

Claims

1. Non-volatile mobile screw auger of continuous operation, including a hopper for feeding waste, a screw apparatus with a furnace for heating it and a nozzle for the exit of gaseous and liquid products, characterized in that it is equipped with means for the intermediate collection of gaseous and liquid products, made in the form of a heat exchanger the input of which is connected to a pipe for the exit of gaseous and liquid products, and the output is communicated with the input of the container for separating organic components, one of the outputs of which is connected to the unit rectification for the separation of heating oil, gasoline and diesel fractions, and the other output of the container for separating organic components is communicated with the entrance of the gas tank, the output of which is communicated with the input of the furnace for heating the screw apparatus, while the output of the rectification unit for the diesel fraction is communicated with the input of the diesel generator to the electric motor of the screw apparatus.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a metering screw installed at the entrance to the screw apparatus.

3. Installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a hydrogen generator, the output of which is communicated with the cavity of the screw apparatus.