RU2174911C1

RU2174911C1 - Rubber waste recycling method

Info

Publication number: RU2174911C1
Application number: RU2000127875A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Аристархов; Н.Н. Егоров; Геннадий Иванович Журавский; В.П. Саенко
Original assignee: Аристархов Дмитрий Викторович; Егоров Николай Николаевич; Геннадий Иванович Журавский; Саенко Валерий Павлович
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2001-10-20
Also published as: AU2002217640A1; WO2002038350A1

Abstract

FIELD: chemical industry; rubber industry. SUBSTANCE: proposed invention can be used in chemical industry for production of adsorbents, in rubber industry for production of ingradients for rubber mixtures and fuel energy-producing complex for utilization of waste. According to proposed method, rubber waste is subjected to thermal decomposition in steam-gas medium, and products of decomposition are separated, solid ones are separated from gaseous ones. Solid products of decomposition are into activation furnace into which water steam in amount of 0.8 - 1.6 kg per of solid products is added. Gaseous mixture from activation furnace is discharged at mass ratio of water steam and activation gases in mixture of (3-0.6):1, and it is used steam-gas medium for thermal decomposition of waste. EFFECT: reduced amount of harmful gaseous effluents in process of waste recycling. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии переработки отходов и может быть применено в химической промышленности для производства адсорбентов, а также в резиновой промышленности для получения ингредиентов резиновых смесей и в топливно-энергетическом комплексе для энергетического использования отходов. The invention relates to waste processing technology and can be applied in the chemical industry for the production of adsorbents, as well as in the rubber industry for the production of rubber compounds and in the fuel and energy complex for the energy use of waste.

Известен способ переработки резиновых отходов (изношенных шин), который заключается в термическом разложении в рабочей среде (кварцевый песок) изношенных шин и последующем разделении продуктов разложения на твердые и газообразные, из которых путем конденсации выделяют масло (см. Пальгунов П.П., Сумароков М. В. Утилизация промышленных отходов - М.: Стройиздат, 1990, с. 165-166). A known method of processing rubber waste (worn tires), which consists in thermal decomposition in a working environment (quartz sand) of worn tires and the subsequent separation of decomposition products into solid and gaseous, from which oil is released by condensation (see Palgunov P.P., Sumarokov M.V. Utilization of industrial waste - M .: Stroyizdat, 1990, p. 165-166).

Недостатками данного способа являются высокий расход энергии (до 12,5 МДж/кг отходов), большие выбросы продуктов сгорания в атмосферу (до 2,5 кг/кг отходов), сложность отделения твердых продуктов разложения от кварцевого песка, а также высокая взрывоопасность углеродной пыли и газообразных продуктов разложения, содержащих до 48 масс.% водорода. The disadvantages of this method are the high energy consumption (up to 12.5 MJ / kg of waste), large emissions of combustion products into the atmosphere (up to 2.5 kg / kg of waste), the difficulty of separating solid decomposition products from quartz sand, and the high explosiveness of carbon dust and gaseous decomposition products containing up to 48 wt.% hydrogen.

Известен способ переработки отходов для получения жидкого и газообразного топлива путем пиролиза и разделения продуктов пиролиза на твердую, жидкую и газообразную фазы. Твердую фазу обрабатывают водяным паром с получением окиси углерода и водорода, а газообразную фазу частично отводят для поддержания процесса пиролиза (см. Алексеев Г.М., Петров В.Н., Шпильфогель П. В. Индустриальные методы санитарной очистки городов. - Л.: Стройиздат, 1983 - С. 14-15). A known method of processing waste to produce liquid and gaseous fuels by pyrolysis and separation of the pyrolysis products into solid, liquid and gaseous phases. The solid phase is treated with water vapor to produce carbon monoxide and hydrogen, and the gaseous phase is partially diverted to maintain the pyrolysis process (see Alekseev G.M., Petrov V.N., Shpilfogel P.V. Industrial methods of sanitary cleaning of cities. - L. : Stroyizdat, 1983 - S. 14-15).

Недостатками данного способа являются высокий расход энергии на переработку, что обусловлено высокой температурой процесса (до 1500^oC), большие выбросы вредных веществ в окружающую среду.The disadvantages of this method are the high energy consumption for processing, due to the high process temperature (up to 1500 ^o C), large emissions of harmful substances into the environment.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является принятый нами за прототип способ переработки резиновых отходов (см. Патент РФ N 2076501. Опубликован в БИ 27.03.97 г.). Closest to the proposed invention is the prototype method for processing rubber waste (see RF Patent N 2076501. Published in BI March 27, 1997).

Согласно указанному способу для термического разложения отходов используют парогазовую смесь, состоящую из 98-85 масс.% перегретого до T = 300-1600^oC водяного пара и 2-15 масс.% полученных после выделения масла газообразных продуктов, кроме того, предварительно перед термическим разложением резиновые отходы смешивают с 3-40 масс.% масла, кроме того, отходы смешивают с маслом путем пропускания газообразных продуктов разложения через слой отходов при их массовом соотношении (0,05 - 1,62):1, а твердые продукты разложения смешивают с 4-40 объемными% масла и прессуют в брикеты при одновременном нагревании до T = 100-500^oC путем фильтрации газа, полученного после выделения масла из газообразных продуктов разложения отходов.According to the indicated method, a vapor-gas mixture is used for thermal decomposition of waste, consisting of 98-85 wt.% Superheated to T = 300-1600 ^o C water vapor and 2-15 wt.% Obtained gaseous products obtained after oil separation, in addition, before thermal decomposition, rubber waste is mixed with 3-40 wt.% oil, in addition, waste is mixed with oil by passing gaseous decomposition products through the waste layer at a mass ratio of (0.05 - 1.62): 1, and solid decomposition products are mixed with 4-40 vol.% Oil and pre shoved into briquettes while being heated up to T = 100-500 ^o C by filtering the gas obtained after the separation of the oil from the gaseous products of waste decomposition.

К недостаткам данного способа следует отнести большой удельный расход водяного пара, высокий расход энергии, обусловленный необходимостью нагрева пара до 1600^oC, а также большие выбросы в атмосферу продуктов сгорания топлива, расходуемого на производство и перегрев водяного пара.The disadvantages of this method include the large specific consumption of water vapor, high energy consumption, due to the need to heat the steam to 1600 ^o C, as well as large emissions into the atmosphere of the combustion products of fuel consumed for the production and overheating of water vapor.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости и уменьшение количества вредных газообразных выбросов в окружающую среду в процессе переработки отходов. The objective of the invention is to reduce energy intensity and reduce the amount of harmful gaseous emissions into the environment during the processing of waste.

Предлагается способ переработки резиновых отходов, включающий их термическое разложение в парогазовой среде, разделение продуктов разложения на твердые и газообразные, отличающийся тем, что твердые продукты разложения подают в печь активации, куда одновременно вводят водяной пар в количестве 0,8 - 1,6 кг/кг твердых продуктов разложения, а газообразную смесь из печи активации выводят при массовом соотношении в смеси (3 - 0,6)/1 водяного пара и газов активации и используют в качестве парогазовой среды для разложения отходов. В печь активации одновременно с подачей твердых продуктов разложения и водяного пара подают резиновые отходы в количестве 0,05 - 0,20 килограмма отходов на килограмм твердых продуктов. A method is proposed for processing rubber waste, including its thermal decomposition in a gas-vapor medium, separation of decomposition products into solid and gaseous, characterized in that the solid decomposition products are fed into the activation furnace, to which 0.8 - 1.6 kg of water vapor is simultaneously introduced / kg of solid decomposition products, and the gaseous mixture from the activation furnace is removed at a mass ratio in the mixture (3 - 0.6) / 1 of water vapor and activation gases and is used as a gas-vapor medium for decomposition of waste. In the activation furnace, simultaneously with the supply of solid decomposition products and water vapor, rubber waste in the amount of 0.05-0.20 kilograms of waste per kilogram of solid products is fed.

Вывод твердых продуктов разложения резиновых отходов в печь активации и активирование их в среде водяного пара позволяет осуществить нагрев водяного пара и получить парогазовую смесь, необходимую для проведения процесса разложения отходов. The output of solid decomposition products of rubber waste into the activation furnace and their activation in the medium of water vapor allows the heating of water vapor and obtain the gas-vapor mixture necessary for the process of decomposition of waste.

Известно (см. Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение/Пер. с нем. - Л.: Химия, 1984. - 216 с.), что в печи активации протекают реакции взаимодействия водяного пара с углеродом активируемого материала:
H₂O + C = CO + H₂; (1)
2H₂O + C = CO₂ + 2H₂. (2)
Для осуществления данных реакций необходима температура T = 800^oC и выше. При этом протекание реакции (1) требует подвода тепла в количестве 117 кДж/моль, а протекание реакции (2) - 75 кДж/моль.It is known (see Kinle H., Bader E. Active carbons and their industrial applications / Translated from German - L .: Chemistry, 1984. - 216 p.) That in the activation furnace reactions of water vapor interaction with the carbon of the activated material :
H ₂ O + C = CO + H ₂ ; (1)
2H ₂ O + C = CO ₂ + 2H ₂ . (2)
For the implementation of these reactions requires a temperature of T = 800 ^o C and above. The reaction (1) requires a heat supply of 117 kJ / mol, and the reaction (2) requires 75 kJ / mol.

В печи активации углерод твердых продуктов разложения резиновых отходов расходуется на образование CO и CO₂. При этом для реакции одного моля водяного пара (18 г) с углеродом и образования CO и H₂ (реакция 1) требуется 12 г углерода и образуется 28 г CO и 2 г H₂.In the activation furnace, carbon solid decomposition products of rubber waste are spent on the formation of CO and CO ₂ . Moreover, for the reaction of one mole of water vapor (18 g) with carbon and the formation of CO and H ₂ (reaction 1), 12 g of carbon are required and 28 g of CO and 2 g of H _{2 are formed} .

При протекании реакции (2) на 36 г водяного пара образуется 44 г CO₂ и 4 г H₂ и расходуется 12 г углерода.When reaction (2) proceeds with 36 g of water vapor, 44 g of CO ₂ and 4 g of H _{2 are formed} and 12 g of carbon is consumed.

Протекание реакций активирования можно регулировать различными приемами, например, изменением продолжительности и температуры активирования, а также количеством подаваемого в печь активации водяного пара. Вследствие регулирования протекания реакций активирования регулируется состав парогазовой смеси, в которую входят водяной пар, водород, оксид углерода, диоксид углерода и небольшие количества метана, сероводорода, а также газообразных продуктов разложения резиновых отходов, которые не были выделены в реакторе при термическом разложении отходов. Причем эти газообразные продукты разложения содержат в своем составе масло (жидкую при нормальных физических условиях фазу продуктов разложения резины). The course of activation reactions can be controlled by various methods, for example, by changing the duration and temperature of activation, as well as the amount of water vapor supplied to the furnace. Due to the regulation of the course of activation reactions, the composition of the gas-vapor mixture is regulated, which includes water vapor, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and small amounts of methane, hydrogen sulfide, as well as gaseous decomposition products of rubber waste that were not released in the reactor during thermal decomposition of waste. Moreover, these gaseous decomposition products contain oil (liquid under normal physical conditions, the phase of the decomposition products of rubber).

Для осуществления процесса термического разложения резиновых отходов в камеру термообработки необходимо подводить тепло, поскольку процесс разложения протекает только при нагреве отходов до заданной температуры (400^oC) и с поглощением тепла на деструкцию (разложение) резины.To carry out the process of thermal decomposition of rubber waste, heat must be supplied to the heat treatment chamber, since the decomposition process proceeds only when the waste is heated to a predetermined temperature (400 ^o C) and with the absorption of heat into the destruction (decomposition) of rubber.

Для подвода тепла в камеру термообработки используют парогазовую среду (смесь), а также продукты сгорания газа в горелке печи активации. Отработавшие в печи активации продукты сгорания газа имеют высокую температуру (до 1000^oC) и их тепло может быть полезно использовано для нагрева резиновых отходов в камере термообработки, что снижает количество парогазовой смеси, необходимой для нагрева резиновых отходов до температуры термического разложения.To supply heat to the heat treatment chamber, a vapor-gas medium (mixture) is used, as well as gas combustion products in the burner of the activation furnace. The products of gas combustion spent in the activation furnace have a high temperature (up to 1000 ^o C) and their heat can be used to heat rubber waste in the heat treatment chamber, which reduces the amount of gas-vapor mixture required to heat the rubber waste to the temperature of thermal decomposition.

Количество необходимой парогазовой смеси для подвода тепла в камеру термообработки 1 определяется температурой и теплоемкостью смеси. Чем выше удельная теплоемкость смеси, тем меньшее количество смеси необходимо для подвода заданного количества тепла при данной температуре. В то же время удельная теплоемкость смеси определяется ее составом, т.е. теми компонентами, которые входят в парогазовую смесь. Самой высокой теплоемкостью из газов активации обладает водород H₂ (14,5 кДж/кг^oC). Однако в продуктах активации твердых продуктов разложения резиновых отходов содержание водорода не превышает 5-10 масс.% и поэтому теплоемкость определяется содержанием основных компонентов: водяного пара и оксида углерода. При массовом содержании водяного пара 3:1 по отношению к газам активации теплоемкость смеси практически близка к теплоемкости водяного пара C_р. ^п.г. = 1,99 кДж/кг^oC (C_р. ^пар = 2 кДж/кг^oC).The amount of the required vapor-gas mixture for supplying heat to the heat treatment chamber 1 is determined by the temperature and heat capacity of the mixture. The higher the specific heat of the mixture, the smaller the amount of mixture needed to supply a given amount of heat at a given temperature. At the same time, the specific heat of the mixture is determined by its composition, i.e. those components that are included in the gas mixture. The highest heat capacity of the activation gases has hydrogen H ₂ (14.5 kJ / kg ^o C). However, in the activation products of solid decomposition products of rubber waste, the hydrogen content does not exceed 5-10 wt.% And therefore the heat capacity is determined by the content of the main components: water vapor and carbon monoxide. When the mass content of water vapor is 3: 1 with respect to activation gases, the heat capacity of the mixture is almost close to the heat capacity of water vapor C _p. ^pg = 1.99 kJ / kg ^o C (C _p. ^Steam = 2 kJ / kg ^o C).

Дальнейшее увеличение содержания водяного пара в смеси приводит к незначительному росту теплоемкости смеси, а затраты (энергетические) на производство пара резко возрастают. Другим обстоятельством является то, что при большем содержании водяного пара в смеси она потеряет способность гореть, т. е. излишнюю смесь невозможно будет сжечь в горелке 12 и ее придется сбрасывать в атмосферу (смесь содержит CO). A further increase in the water vapor content in the mixture leads to a slight increase in the heat capacity of the mixture, and the (energy) costs for steam production increase sharply. Another circumstance is that with a higher content of water vapor in the mixture, it will lose its ability to burn, i.e., the excess mixture cannot be burned in burner 12 and will have to be discharged into the atmosphere (the mixture contains CO).

Уменьшение содержания водяного пара в смеси ниже 0,6:1 (где 1 - масса газов в смеси) приводит к резкому снижению теплоемкости смеси и росту расхода смеси на подачу тепла в камеру термообработки 1. Снижение содержания водяного пара в смеси ниже 0,6:1 приводит также к снижению интенсивности теплообмена (коэффициента теплоотдачи), а значит и к снижению скорости процесса разложения отходов. A decrease in the water vapor content of the mixture below 0.6: 1 (where 1 is the mass of gases in the mixture) leads to a sharp decrease in the heat capacity of the mixture and an increase in the consumption of the mixture to supply heat to the heat treatment chamber 1. A decrease in the water vapor content in the mixture is below 0.6: 1 also leads to a decrease in the intensity of heat transfer (heat transfer coefficient), and therefore to a decrease in the rate of decomposition of waste.

Таким образом, необходимо массовое соотношение в смеси поддерживать в пределах (3,0 - 0,6) : 1 (водяного пара и газов активации). Thus, it is necessary to maintain the mass ratio in the mixture in the range (3.0 - 0.6): 1 (water vapor and activation gases).

Водяной пар в печь активации необходимо подавать в количестве 0,8-1,6 кг пара на 1 кг твердых продуктов разложения. Подача пара в количестве, большем 1,6 кг пара на 1 кг продуктов разложения, приводит к росту удельного расхода пара на процесс (росту энергозатрат на процесс), подавлению процесса активирования твердых продуктов разложения. Уменьшение количества водяного пара меньше 0,8 кг на 1 кг твердых продуктов разложения приводит к недостатку пара для активации, снижению активирования твердых продуктов разложения, уменьшению эффективности процессов тепломассопереноса и нарушению хода термического разложения отходов. Water vapor in the activation furnace must be supplied in an amount of 0.8-1.6 kg of steam per 1 kg of solid decomposition products. The supply of steam in an amount greater than 1.6 kg of steam per 1 kg of decomposition products leads to an increase in the specific consumption of steam per process (an increase in energy consumption per process), suppression of the process of activating solid decomposition products. A decrease in the amount of water vapor below 0.8 kg per 1 kg of solid decomposition products leads to a lack of steam for activation, a decrease in the activation of solid decomposition products, a decrease in the efficiency of heat and mass transfer processes and disruption of the course of thermal decomposition of waste.

Ускорение процесса термического разложения и, как следствие, снижение энергозатрат достигается тем, что в состав парогазовой смеси вводят газообразные продукты (содержат масло) разложения резиновых отходов, которые способствуют интенсификации процессов деструкции резины. Это осуществляется путем подачи в печь активации одновременно с подачей твердых продуктов разложения и водяного пара резиновых отходов в количестве 0,05-0,20 кг отходов на 1 кг твердых продуктов разложения. The acceleration of the process of thermal decomposition and, as a consequence, the reduction of energy consumption is achieved by the fact that gaseous products (containing oil) of the decomposition of rubber waste are introduced into the gas-vapor mixture, which contribute to the intensification of the processes of rubber destruction. This is done by feeding into the activation furnace simultaneously with the supply of solid decomposition products and water vapor of rubber waste in the amount of 0.05-0.20 kg of waste per 1 kg of solid decomposition products.

В печи активации резиновые отходы разлагаются с образованием твердых и газообразных продуктов. Твердые продукты активируются в печи, а газообразные с потоком смеси поступают в камеру термообработки отходов. Подача в печь активации резиновых отходов в количестве большем чем 0,20 кг отходов на 1 кг твердых продуктов разложения приводит к тому, что выделяющиеся газообразные продукты разбавляют активирующую смесь и снижают эффективность активации (замедляются реакции активации). In the activation furnace, rubber waste decomposes to form solid and gaseous products. Solid products are activated in the furnace, and gaseous mixtures with a stream enter the waste heat treatment chamber. Submission to the activation furnace of rubber waste in an amount greater than 0.20 kg of waste per 1 kg of solid decomposition products leads to the fact that the evolved gaseous products dilute the activating mixture and reduce the activation efficiency (activation reactions slow down).

Подача резиновых отходов в печь активации в количестве меньшем 0,05 кг отходов на 1 кг твердых продуктов разложения приводит к тому, что в парогазовой смеси, которую подают в камеру термообработки, снижается количество газообразных продуктов разложения резиновых отходов (паров масла) и эффект интенсификации процесса разложения подавляется, т.е. малое (ниже критического) количество газообразных продуктов разложения в смеси не обеспечивает необходимого эффекта интенсификации процесса разложения. The supply of rubber waste to the activation furnace in an amount of less than 0.05 kg of waste per 1 kg of solid decomposition products leads to the fact that the amount of gaseous decomposition products of rubber waste (oil vapor) and the effect of the process intensification are reduced in the gas-vapor mixture that is supplied to the heat treatment chamber decomposition is suppressed, i.e. a small (below critical) amount of gaseous decomposition products in the mixture does not provide the necessary effect of intensification of the decomposition process.

На чертеже приведена схема установки, на которой реализуют способ переработки резиновых отходов. The drawing shows a diagram of the installation, which implements a method of processing rubber waste.

Установка содержит камеру термообработки 1, которая снабжена бункером загрузки 2 с затворами 3 и 4, двигателем 5 со шнеком 6, нагревательной рубашкой 16, патрубками подачи парогазовой смеси 17, патрубком вывода газообразных продуктов разложения 18, устройством выгрузки (весовой дозатор) твердых продуктов разложения 36, датчиком температуры 31. The installation comprises a heat treatment chamber 1, which is equipped with a loading hopper 2 with shutters 3 and 4, an engine 5 with a screw 6, a heating jacket 16, nozzles for supplying a vapor-gas mixture 17, a nozzle for outputting gaseous decomposition products 18, an unloading device (weight batcher) of solid decomposition products 36 temperature sensor 31.

Установка оборудована парогенератором 7 с краном подачи пара 8, охладителем 9 с двигателем и шнеком 10, печью активации 11 с горелкой 12 и механизмами вращения печи 14, 15; краном 13, конденсатором 19, с краном 26, сепаратором для разделения жидкой фазы 21, кранами 22, 23, 25; емкостью для масла (жидких продуктов разложения отходов) 24; краном 26; датчиком содержания водяного пара в парогазовой смеси 27; датчиком температуры в печи активации 28; емкостью для активированного угля 29; датчиком температуры активированного угля 30; краном 32 подачи парогазовой смеси в камеру термообработки; весовым дозатором резиновых отходов 33 со шнеком 34 и двигателем 35. The installation is equipped with a steam generator 7 with a steam supply valve 8, a cooler 9 with an engine and auger 10, an activation furnace 11 with a burner 12 and furnace rotation mechanisms 14, 15; a tap 13, a capacitor 19, with a tap 26, a separator for separating the liquid phase 21, taps 22, 23, 25; capacity for oil (liquid waste decomposition products) 24; crane 26; a sensor for the content of water vapor in the gas-vapor mixture 27; temperature sensor in the activation furnace 28; capacity for activated carbon 29; activated carbon temperature sensor 30; a crane 32 for supplying a gas-vapor mixture to a heat treatment chamber; a rubber weigher weighing device 33 with an auger 34 and an engine 35.

Согласно изобретению переработку резиновых отходов осуществляют следующим образом. According to the invention, the processing of rubber waste is as follows.

В камеру термообработки 1 через бункер загрузки 2 с помощью шлюзовых затворов 3 и 4 подают резиновые отходы таким образом, что вначале открывают затвор 3 (затвор 4 находится в закрытом положении) и в бункер 2 загружают отходы, после чего затвор 3 закрывают, а затвор 4 открывают и отходы под действием собственного веса поступают в камеру 1. Rubber waste is supplied to the heat treatment chamber 1 through the loading hopper 2 using the lock gates 3 and 4 so that the shutter 3 is first opened (the shutter 4 is in the closed position) and the waste is loaded into the hopper 2, after which the shutter 3 is closed and the shutter 4 open and waste under its own weight enters the chamber 1.

Одновременно с подачей отходов в камеру 1 с помощью двигателя 5 приводят в действие шнек 6, который начинает перемещаться по камере 1. Simultaneously with the supply of waste into the chamber 1, an auger 6 is activated by means of an engine 5, which begins to move along the chamber 1.

От парогенератора 7 через кран 8, охладитель 9 с двигателем и шнеком 10 в печь активации 11 подают насыщенный водяной пар при температуре 120-150^oC в количестве 0,8-1,6 кг на кг твердых продуктов разложения. Далее в горелку печи активации 12 через кран 13 подают природный газ и сжигают его. Для обеспечения равномерного нагревания водяного пара до температуры T = 800-1000^oC с помощью механизмов 14 и 15 печь 11 приводят во вращение.From the steam generator 7 through the valve 8, the cooler 9 with the engine and the screw 10, saturated water vapor is supplied to the activation furnace 11 at a temperature of 120-150 ^° C. in an amount of 0.8-1.6 kg per kg of solid decomposition products. Then, natural gas is supplied to the burner of the activation furnace 12 through the valve 13 and burned. To ensure uniform heating of water vapor to a temperature T = 800-1000 ^o C using the mechanisms 14 and 15, the furnace 11 is rotated.

Продукты сгорания природного газа из печи активации 11 выводят в нагревательную рубашку 16 камеры термообработки 1. Проходя через рубашку 16 продукты сгорания природного газа нагревают стенки камеры 1. Это позволяет полезно использовать тепло отработавших в печи активации продуктов сгорания газа. Natural gas combustion products from the activation furnace 11 are discharged into the heating jacket 16 of the heat treatment chamber 1. Passing through the jacket 16, the natural gas combustion products heat the walls of the chamber 1. This makes it possible to use the heat of the gas combustion products exhausted in the activation furnace.

Из печи активации 11 перегретый водяной пар через патрубок подачи парогазовой смеси 17 подают в камеру термообработки 1. From the activation furnace 11, superheated water vapor is supplied through the pipe for supplying the gas-vapor mixture 17 to the heat treatment chamber 1.

Под действием тепла пара в камере 1 протекает термическое разложение резиновых отходов на твердые и газообразные продукты. С потоком водяного пара газообразные продукты через патрубок 18 выводят в конденсатор 19, где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают смесь и конденсируют водяной пар и часть газообразных продуктов. Образующуюся жидкую фазу (смесь воды и конденсата из газообразных продуктов) через кран 20 подают в сепаратор 21, где воду отделяют от конденсата из газообразных продуктов (масла) и через кран 22 подают в парогенератор 7 для производства рабочего водяного пара. Under the action of steam heat, a thermal decomposition of rubber waste into solid and gaseous products proceeds in chamber 1. With a stream of water vapor, gaseous products through the pipe 18 are led to a condenser 19, where as a result of heat exchange with running water, the mixture is cooled and water vapor and part of the gaseous products are condensed. The resulting liquid phase (a mixture of water and condensate from gaseous products) is supplied through a tap 20 to a separator 21, where water is separated from the condensate from gaseous products (oil) and fed through a tap 22 to a steam generator 7 to produce working water vapor.

Масло из сепаратора 21 через кран 23 в необходимом количестве подают в парогенератор как топливо, а остаток масла через кран 25 сливают в накопительную емкость 24. Oil from the separator 21 through the valve 23 in the required quantity is supplied to the steam generator as fuel, and the remaining oil through the valve 25 is poured into the storage tank 24.

Неконденсирующиеся газообразные продукты из конденсатора 19 через кран 26 подают в горелку 12 и сжигают для обеспечения энергией печи активации. При этом с помощью крана 13 прекращают подачу природного газа в горелку 12. Non-condensable gaseous products from the condenser 19 through the valve 26 are fed to the burner 12 and burned to provide energy for the activation furnace. In this case, using a crane 13, the supply of natural gas to the burner 12 is stopped.

Твердые продукты разложения резиновых отходов из камеры 1 через весовой дозатор 36 подают в печь активации 11. В результате процесса активации твердых продуктов образуются газы CO, H₂ и CH₄, H₂S (в небольших количествах по отношению с CO и H₂), которые смешиваются с перегретым водяным паром и образуется парогазовая смесь. Количество водяного пара в этой смеси (влажность смеси) контролируют по показаниям датчика (влагомера) 27. Для установления массового соотношения (3-0,6):1 водяного пара и газов активации краном 8 изменяют расход пара (уменьшают либо увеличивают).The solid decomposition products of rubber waste from the chamber 1 through the weighing batcher 36 is fed into the activation furnace 11. As a result of the activation process of the solid products, gases CO, H ₂ and CH ₄ , H ₂ S are formed (in small quantities with respect to CO and H ₂ ), which are mixed with superheated water vapor and a vapor-gas mixture is formed. The amount of water vapor in this mixture (humidity of the mixture) is controlled by the readings of the sensor (moisture meter) 27. To establish the mass ratio (3-0.6): 1 of water vapor and activation gases by valve 8, the steam flow rate is changed (decrease or increase).

Парогазовую смесь из печи активации при температуре 800-1000^oC подают в камеру термообработки через патрубок 17. Температуру в печи активации контролируют по показаниям датчика температуры 28, а устанавливают необходимую температуру, регулируя краном 26 количество сжигаемых газов.The gas-vapor mixture from the activation furnace at a temperature of 800-1000 ^o C is fed into the heat treatment chamber through the pipe 17. The temperature in the activation furnace is controlled by the temperature sensor 28, and the required temperature is set by adjusting the amount of gas to be burned by the valve 26.

Прошедшие активацию твердые продукты разложения отходов из печи активации выводят в охладитель 9. Под действие шнека, приводимого во вращение двигателем 10, активированные твердые продукты в режиме противотока к подаваемому водяному пару перемещаются в охладителе 9, охлаждаются до температуры 120-150^oC и выгружаются в емкость активированного угля 29. При этом температуру выводимых продуктов контролируют по показаниям датчика температуры 30.Activated solid decomposition products of waste from the activation furnace are discharged to cooler 9. Under the action of a screw driven by a motor 10, activated solid products are countercurrent to the supplied water vapor in cooler 9, cooled to a temperature of 120-150 ^o C and discharged into the activated carbon capacity is 29. In this case, the temperature of the output products is monitored according to the temperature sensor 30.

Регулируют температуру выводимых твердых продуктов путем изменения скорости вращения шнека, т.е. времени нахождения продуктов в охладителе 9. Охлаждение активированных твердых продуктов от T = 800-1000^oC до T = 120-150^oC обеспечивает рециркуляцию тепла в печь активации и предотвращает возможность возгорания продуктов при их выгрузке в емкость 29.The temperature of the solid solids removed is controlled by changing the screw rotation speed, i.e. the residence time of the products in the cooler 9. The cooling of activated solid products from T = 800-1000 ^o C to T = 120-150 ^o C provides heat recirculation to the activation furnace and prevents the possibility of products igniting when they are unloaded into the tank 29.

Парогазовую смесь в камеру термообработки 1 подают при температуре 800-1000^oC, а выводят при температуре 300-400^oC. При этом температуру выводимой парогазовой смеси контролируют по показаниям датчика температуры 31. Для регулирования температуры выводимой парогазовой смеси с помощью крана 32 изменяют подачу теплоносителя (парогазовая смесь из печи активации) в камеру термообработки 1, т. е. для снижения температуры выводимой смеси уменьшают подачу в камеру 1, а часть (избыток) парогазовой смеси из печи активации подают на сжигание в горелку 12; а для увеличения температуры выводимой смеси (водяной пар и газообразные продукты разложения отходов) увеличивают подачу теплоносителя (парогазовой смеси из печи активации) в камеру 1 с помощью крана 32.The vapor-gas mixture is fed into the heat treatment chamber 1 at a temperature of 800-1000 ^o C, and discharged at a temperature of 300-400 ^o C. In this case, the temperature of the exhaust gas-gas mixture is controlled by the temperature sensor 31. To regulate the temperature of the output gas-vapor mixture using a valve 32, the flow heat carrier (gas-vapor mixture from the activation furnace) to the heat treatment chamber 1, i.e., to reduce the temperature of the mixture being discharged, the supply to the chamber 1 is reduced, and part (excess) of the gas-vapor mixture from the activation furnace is fed to the burner 12; and to increase the temperature of the output mixture (water vapor and gaseous waste decomposition products) increase the flow of coolant (steam-gas mixture from the activation furnace) into the chamber 1 using a crane 32.

Для интенсификации (уменьшения времени разложения) процесса в камеру термообработки 1 подают в смеси с парогазовой смесь из печи активации газообразные продукты разложения резиновых отходов, содержащие масло и неконденсирующиеся продукты разложения. To intensify (reduce the decomposition time) the process into the heat treatment chamber 1 is fed into a mixture with a vapor-gas mixture from the activation furnace gaseous products of decomposition of rubber waste containing oil and non-condensable decomposition products.

Это осуществляют следующим образом. С помощью дозатора 33 со шнеком 34 и двигателем 35 в печь активации подают резиновые отходы в количестве 0,20-0,05 кг резиновых отходов на 1 кг твердых продуктов разложения. This is as follows. Using a dispenser 33 with a screw 34 and an engine 35, rubber waste is fed into the activation furnace in an amount of 0.20-0.05 kg of rubber waste per 1 kg of solid decomposition products.

В печи активации под действием высокой температуры резиновые отходы разлагаются на твердые и газообразные продукты. Твердые продукты активируются, а газообразные смешиваются с водяным паром и газами активации и таким образом создается парогазовая смесь, содержащая масло в виде газа (пары масла). In an activation furnace, high-temperature rubber waste decomposes into solid and gaseous products. The solid products are activated, and the gaseous ones are mixed with water vapor and activation gases, and thus a vapor-gas mixture is created containing the oil in the form of a gas (oil vapor).

Изобретение иллюстрируется следующим примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

В камеру термообработки 1 через бункер 2 с помощью шлюзовых затворов 3 и 4 подают 100 кг измельченных до размеров 300-400 мм изношенных шин таким образом, что вначале открывают затвор 3 (затвор 4 находится в закрытом положении) и в бункер 2 загружают отходы, после чего затвор 3 закрывают, а затвор 4 открывают и отходы под действием собственного веса поступают в камеру 1. После выхода отходов из бункера 2 затвор 4 закрывают, а затвор 3 открывают и в бункер 2 загружают следующие 100 кг отходов. 100 kg of worn tires crushed to sizes 300-400 mm are fed into the heat treatment chamber 1 through the hopper 2 using the lock gates 3 and 4 so that the shutter 3 is first opened (shutter 4 is in the closed position) and waste is loaded into the hopper 2, after whereupon the shutter 3 is closed, and the shutter 4 is opened and the waste under the influence of its own weight enters the chamber 1. After the waste leaves the hopper 2, the shutter 4 is closed, and the shutter 3 is opened and the next 100 kg of waste are loaded into the hopper 2.

Одновременно с подачей отходов в камеру 1 с помощью двигателя 5 приводят в действие шнек 6, который начинает перемещать отходы по камере 1 (от входа к выходу). Скорость этого перемещения устанавливают такой, чтобы через 60 минут (необходимое время для термического разложения отходов) поступившие в камеру отходы оказались в устройстве (дозаторе) выгрузки твердых продуктов разложения 36. Положим, что скорость вращения шнека в этом случае составляет 20 оборотов в час (0,33 об/мин). Simultaneously with the supply of waste to the chamber 1, an auger 6 is activated by means of an engine 5, which begins to move the waste along the chamber 1 (from entrance to exit). The speed of this movement is set so that after 60 minutes (the necessary time for thermal decomposition of the waste), the waste entering the chamber will be in the device (dispenser) for discharging solid decomposition products 36. We assume that the screw rotation speed in this case is 20 revolutions per hour (0 33 rpm).

От парогенератора 7 через кран 8, охладитель 9 с двигателем и шнеком 10, в печь активации 11 подают насыщенный водяной пар при температуре T = 150^oC и в количестве 1,6 кг пара на 1 кг твердых продуктов разложения. В нашем случае при разложении резиновых отходов образуется 58 кг/час твердых продуктов разложения (58%) и поэтому расход пара составляет 58 кг/час • 1,6 кг/кг = 92,8 кг/час.From the steam generator 7 through the valve 8, a cooler 9 with an engine and a screw 10, saturated water vapor is supplied to the activation furnace 11 at a temperature of T = 150 ^° C. and in an amount of 1.6 kg of steam per 1 kg of solid decomposition products. In our case, the decomposition of rubber waste produces 58 kg / h of solid decomposition products (58%) and therefore the steam consumption is 58 kg / h • 1.6 kg / kg = 92.8 kg / h.

Для осуществления термического разложения отходов необходимо нагреть их до 400^oC (начала процесса) и подвести тепло, которое расходуется на процесс разложения (деструкции резины).To carry out the thermal decomposition of waste, it is necessary to heat it to 400 ^o C (the beginning of the process) and bring in the heat that is spent on the decomposition process (destruction of rubber).

Общее количество тепла, необходимого для разложения отходов, определится так:
Q'_общ. = Q_нагр. + Q_разл. + Q_потерь, (3)
т.е. Q_общ. = C_р ^отM_отΔT + q•M_от.; Q'_общ = 1,38 кДж/кг^oC•100 кг (400^oC-15^oC) + 600 кДж/кг•100 кг + 0,15Q_общ. = 130099,5 кДж,
где C_р ^от - удельная теплоемкость резиновых отходов; M_от - масса отходов; q - теплота деструкции (разложения) отходов; Q_нагр. - теплота нагревания отходов; Q_разл. - теплота разложения; 0,15Q_общ. - теплопотери из камеры термообработки 1.The total amount of heat required for decomposition of waste is determined as follows:
Q ' _commonly. = Q _load + Q _dec. + Q _loss , (3)
those. Q _total = C _p ^from M _from ΔT + q • M _from. ; Q ' _total = 1.38 kJ / kg ^o C • 100 kg (400 ^o C-15 ^o C) + 600 kJ / kg • 100 kg + 0.15 Q _total = 130099.5 kJ,
where C _p ^from - specific heat of rubber waste; M _from - mass of waste; q is the heat of destruction (decomposition) of the waste; Q _load - heat of heating the waste; Q _decomp. - heat of decomposition; 0.15Q _total - heat loss from the heat treatment chamber 1.

Это количество тепла подводится с парогазовой смесью (в момент запуска установки тепло подводится с перегретым водяным паром). This amount of heat is supplied with the vapor-gas mixture (at the time of the start-up of the installation, heat is supplied with superheated water vapor).

Для подвода данного количества тепла необходимо в горелке печи активации (с учетом 15% теплопотерь из печи активации) сжигать следующее количество природного газа (в момент запуска установки):
M_газ. = 1,15 Q'_общ./Q_н ^р = 1,15•130099,5 кДж/кг/45600 кДж/кг = 3,28 кг.To supply this amount of heat, it is necessary to burn the following amount of natural gas (at the start of the installation) in the burner of the activation furnace (taking into account 15% heat loss from the activation furnace):
M _gas. = 1.15 Q ' _total / Q _n ^p = 1.15 • 130099.5 kJ / kg / 45600 kJ / kg = 3.28 kg.

В этом случае водяной пар будет нагрет до температуры
T_пара = Q_общ./C_р ^парM_пар + 300^oC = 130099,5 кДж/2 кДж/кг^oC + 92,8 кг + 300^oC = 1001^oC.In this case, the water vapor will be heated to a temperature
T _pair = Q _total / C _p ^steam M _steam + 300 ^o C = 130099.5 kJ / 2 kJ / kg ^o C + 92.8 kg + 300 ^o C = 1001 ^o C.

В горелку 12 печи активации через кран 13 подают природный газ с расходом 3,28 кг/час и сжигают его. Для обеспечения равномерного нагрева водяного пара с помощью механизмов 14 и 15 печь 11 приводят во вращение со скоростью 1 об/мин. In the burner 12 of the activation furnace through the valve 13 serves natural gas with a flow rate of 3.28 kg / h and burn it. To ensure uniform heating of water vapor using mechanisms 14 and 15, the furnace 11 is rotated at a speed of 1 rpm

Продукты сгорания природного газа из печи активации 11 в количестве 47,5 м³/ч при температуре 400^oC выводят в нагревательную рубашку 16 камеры термообработки 1. Проходя через рубашку 16 продукты сгорания природного газа нагревают стенку камеры 1. Это позволяет уменьшить теплопотери и полезно использовать тепло продуктов сгорания.Natural gas combustion products from the activation furnace 11 in an amount of 47.5 m ³ / h at a temperature of 400 ^° C. are discharged into the heating jacket 16 of the heat treatment chamber 1. Passing through the jacket 16, the natural gas combustion products heat the chamber wall 1. This allows to reduce heat loss and is useful use the heat of combustion products.

Из печи активации 11 перегретый водяной пар при температуре T = 1001^oC через патрубок подачи парогазовой смеси 17 подают в камеру термообработки с расходом 92,8 кг/ч (регулируют краном-расходомером 32).From the activation furnace 11, superheated water vapor at a temperature of T = 1001 ^° C. is supplied through a pipe for supplying a gas-vapor mixture 17 to a heat treatment chamber with a flow rate of 92.8 kg / h (controlled by a flow meter 32).

Под действием пара в камере термообработки 1 протекает термическая деструкция (разложение) резиновых отходов на твердые и газообразные продукты (58 кг/ч твердые продукты и 42 кг/ч газообразные продукты). Under the action of steam in the heat treatment chamber 1, thermal destruction (decomposition) of rubber waste into solid and gaseous products (58 kg / h of solid products and 42 kg / h of gaseous products) occurs.

С потоком водяного пара газообразные продукты через патрубок 18 при температуре T = 300^oC и с расходом 42 кг/ч + 92,8 кг/ч = 134,8 кг/ч выводят в конденсатор 19, где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают смесь и конденсируют водяной пар и часть газообразных продуктов разложения отходов.With a stream of water vapor, gaseous products through the pipe 18 at a temperature of T = 300 ^o C and with a flow rate of 42 kg / h + 92.8 kg / h = 134.8 kg / h are discharged into the condenser 19, where as a result of heat exchange with running water, they are cooled mixture and condense water vapor and part of the gaseous waste decomposition products.

При этом конденсируется 92,9 кг/ч водяного пара и 30 кг/ч газообразных продуктов разложения отходов. В процессе охлаждения и конденсации выделяется тепло:
Q = C_р ^парM_пар(300^oC - 100^oC) + 2257 кДж/кг•M_пар + C_р ^п.р.M_п.р..(300^oC - 100^oC) + 300 кДж/кг 30 кг/ч = 2 кДж/кг^oC•92,8 кг/ч 200^oC + 2257 кДж/кг•92,8 кг/ч + 2,26 кДж/кг^oC•42 кг/ч 200^oC + 300 кДж/кг•30 кг/ч = 274553,6 кДж/кг.At the same time, 92.9 kg / h of water vapor and 30 kg / h of gaseous decomposition products are condensed. In the process of cooling and condensation, heat is released:
Q = C _p M ^pairs _{of pairs} (300 ^o C - 100 ^o C) + 2257 kJ / kg _steam • M + C _p ^P.R. M _b.p. . (300 ^o C - 100 ^o C) + 300 kJ / kg 30 kg / h = 2 kJ / kg ^o C • 92.8 kg / h 200 ^o C + 2257 kJ / kg • 92.8 kg / h + 2 , 26 kJ / kg ^o C • 42 kg / h 200 ^o C + 300 kJ / kg • 30 kg / h = 274553.6 kJ / kg.

Для снятия такого количества тепла через конденсатор необходимо прокачать следующее количество охлаждающей воды:

Образующуюся жидкую фазу (смесь воды и конденсата из газообразных продуктов разложения отходов) через кран 20 в количестве 92,8 кг/ч + 30 кг/ч = 122,8 кг/ч подают в сепаратор 21, где воду отделяют от конденсата (масла) и через кран 22 в количестве 92,8 кг/ч подают в парогенератор 7 для производства рабочего водяного пара. Масло из сепаратора 21 через кран 23 подают в парогенератор как топливо. Расход топлива определяется энергозатратами на производство пара
Q_пара = 4,18 кДж/кг^oC•92,8 кг/ч (100^oC - 15^oC) + 2257 кДж/кг•92,8 кг/ч + 2 кДж/кг^oC•92,8 кг/ч (150^oC - 100^oC) = 251701,44 кДж/ч,

где C_р ^пар - удельная теплоемкость пара; 2257 кДж/кг теплота испарения воды;
C_р. ^п.р. - удельная теплоемкость газообразных продуктов разложения отходов (2,26 кДж/кг^oC); M_п.р. - масса газообразных продуктов разложения (42 кг/ч); 4,18 кДж/кг^oC - удельная теплоемкость воды; 0,9 - КПД парогенератора; 42000 кДж/кг - теплота сгорания масла.To remove such an amount of heat through the condenser, it is necessary to pump the following amount of cooling water:

The resulting liquid phase (a mixture of water and condensate from the gaseous waste decomposition products) through the valve 20 in the amount of 92.8 kg / h + 30 kg / h = 122.8 kg / h is fed to a separator 21, where water is separated from the condensate (oil) and through the crane 22 in the amount of 92.8 kg / h serves in the steam generator 7 for the production of working water vapor. Oil from the separator 21 through the valve 23 is fed into the steam generator as fuel. Fuel consumption is determined by the energy consumption for steam production
Q _pair = 4.18 kJ / kg ^o C • 92.8 kg / h (100 ^o C - 15 ^o C) + 2257 kJ / kg • 92.8 kg / h + 2 kJ / kg ^o C • 92.8 kg / h (150 ^o C - 100 ^o C) = 251701.44 kJ / h,

where C _p ^steam - specific heat of steam; 2257 kJ / kg heat of evaporation of water;
C _p. ^etc. - specific heat of gaseous waste decomposition products (2.26 kJ / kg ^o C); M _b.p. - mass of gaseous decomposition products (42 kg / h); 4.18 kJ / kg ^o C - specific heat of water; 0.9 - steam generator efficiency; 42000 kJ / kg - calorific value of oil.

Остаток масла (30 кг/ч - 6,66 кг/ч) = 23,34 кг/ч через кран 25 сливают в накопительную емкость 24. The remainder of the oil (30 kg / h - 6.66 kg / h) = 23.34 kg / h through the valve 25 is poured into the storage tank 24.

Неконденсирующиеся газообразные продукты разложения отходов в количестве 12 кг/ч из конденсатора 19 через кран 26 подают в горелку 12 и сжигают. Одновременно с помощью крана 13 прекращают подачу природного газа в горелку 12. Non-condensable gaseous decomposition products of waste in the amount of 12 kg / h from the condenser 19 through the valve 26 is fed into the burner 12 and burned. At the same time, using a valve 13, the supply of natural gas to the burner 12 is stopped.

Твердые продукты разложения резиновых отходов из камеры термообработки 1 через дозатор 36 с расходом 58 кг/ч подают в печь активации 11. Solid products of the decomposition of rubber waste from the heat treatment chamber 1 through the dispenser 36 with a flow rate of 58 kg / h are fed into the activation furnace 11.

В результате процесса активации твердых продуктов разложения отходов образуются газы CO и H₂ и небольшое количество (менее 3%) газов CH₄ и H₂S, которые смешиваются с перегретым водяным паром. На процесс активации расходуются водяной пар и тепловая энергия. Пусть твердые продукты разложения содержат 88 масс. % углерода и в процессе активации расходуется 20 масс.% углерода, т.е. 58 кг/ч•0,88•0,2 = 10,2 кг/ч.As a result of the activation process of solid waste decomposition products, CO and H ₂ gases and a small amount (less than 3%) of CH ₄ and H ₂ S gases are formed, which are mixed with superheated water vapor. The activation process consumes water vapor and thermal energy. Let the solid decomposition products contain 88 mass. % carbon and in the process of activation, 20 mass% of carbon is consumed, i.e. 58 kg / h • 0.88 • 0.2 = 10.2 kg / h.

При этом в соответствии с реакцией (1) расходуется водяной пар
M_пар = 10200 г/ч (C)/12 г (C) = 15300 г/ч.Moreover, in accordance with reaction (1), water vapor is consumed
M _steam = 10,200 g / h (C) / 12 g (C) = 15,300 g / h.

На данный процесс потребуется следующее количество тепла:
Q = (15300 г/ч/18 г)•117 кДж = 99450 кДж/ч.This process will require the following amount of heat:
Q = (15300 g / h / 18 g) • 117 kJ = 99450 kJ / h.

В результате реакций активации образуется следующее количество CO и H₂:
M_CO = (15300 г/ч/18 г)•28 г = 23,8 кг/ч;
Мн₂ = (15300 г/ч/18 г)•2 г = 1,7 кг/ч.As a result of activation reactions, the following amounts of CO and H _{2 are formed} :
M _CO = (15300 g / h / 18 g) • 28 g = 23.8 kg / h;
Mn ₂ = (15300 g / h / 18 g) • 2 g = 1.7 kg / h.

Таким образом, состав парогазовой смеси, образующийся в печи активации в 1 час, будет следующий:
(92,8 кг/ч - 15,3 кг/ч) = 77,5 кг/ч H₂O
23,8 кг/ч CO
1,7 кг/ч H₂
Общее количество парогазовой смеси
77,5 кг/ч + 23,8 кг/ч + 1,7 кг/ч = 103 кг/ч.Thus, the composition of the vapor-gas mixture formed in the activation furnace at 1 hour will be as follows:
(92.8 kg / h - 15.3 kg / h) = 77.5 kg / h H ₂ O
23.8 kg / h CO
1.7 kg / h H ₂
The total amount of gas-vapor mixture
77.5 kg / h + 23.8 kg / h + 1.7 kg / h = 103 kg / h.

Для установления массового соотношения 3:1 водяного пара и газов активации в соответствии с показаниями датчика 27 краном 8 изменяют расход пара (уменьшают на 1 кг/ч), т.е. устанавливают расход водяного пара 91,8 кг/ч. To establish a 3: 1 mass ratio of water vapor and activation gases in accordance with the readings of the sensor 27, the valve 8 changes the steam flow rate (decrease by 1 kg / h), i.e. set the flow rate of water vapor 91.8 kg / h

Парогазовую смесь из печи активации при температуре T = 1000^oC подают в камеру термообработки через кран-расходомер 32 и патрубок 17.The gas-vapor mixture from the activation furnace at a temperature of T = 1000 ^o C is fed into the heat treatment chamber through a flow meter 32 and a pipe 17.

Парогазовая смесь имеет теплоемкость

Для термического разложения резиновых отходов в печь активации необходимо подать с парогазовой смесью 130099,5 кДж/ч тепла. Поскольку в камеру термообработки подают парогазовую смесь при T = 1000^oC, а выводят газообразные продукты из камеры термообработки 1 при T = 300^oC, то для этого необходим следующий расход смеси:

где C_р ^п.г. - удельная теплоемкость парогазовой смеси;
1,06 кДж/кг^oC - удельная теплоемкость CO;
14,5 кДж/кг^oC - удельная теплоемкость H₂;
M_смеси - масса смеси, кг/ч.The gas-vapor mixture has a specific heat

For the thermal decomposition of rubber waste into the activation furnace, it is necessary to supply 130099.5 kJ / h of heat with a gas-vapor mixture. Since the vapor-gas mixture is supplied to the heat treatment chamber at T = 1000 ^° C, and the gaseous products are removed from the heat treatment chamber 1 at T = 300 ^° C, the following mixture flow rate is required for this:

where C _r ^pg - specific heat of the vapor-gas mixture;
1.06 kJ / kg ^o C - specific heat of CO;
14.5 kJ / kg ^o C - specific heat of H ₂ ;
M of the _mixture is the mass of the mixture, kg / h

Таким образом, через кран-расходомер 32 в камеру термообработки 1 подают парогазовую смесь с расходом 93,4 кг/ч, а избыток смеси (102 кг/ч - 93,4 кг/ч) = 8,6 кг/ч подают на сжигание в горелку печи активации 12. Удельная теплота сгорания парогазовой смеси (горючие элементы CO и H₂) составляет 4400 кДж/кг.Thus, a steam-gas mixture with a flow rate of 93.4 kg / h is fed through a flow meter 32 to the heat treatment chamber 1, and an excess of the mixture (102 kg / h - 93.4 kg / h) = 8.6 kg / h into the burner of the activation furnace 12. The specific heat of combustion of the vapor-gas mixture (combustible elements CO and H ₂ ) is 4400 kJ / kg.

Прошедшие активирование твердые продукты разложения (активированный уголь) из печи активации 11 в количестве 58 кг/ч - 10,2 кг/ч = 47,8 кг/ч подают в охладитель 9 и с помощью шнека, приводимого во вращение двигателем 10, противотоком к подаваемому водяному пару выгружают в емкость 29. В процессе движения нагретый до 1000^oC активированный уголь охлаждается до T = 150^oC, а пар перегревается до T = 300^oC. За температурой охлаждения угля наблюдают по показаниям датчика 30. Теплота охлаждения расходуется на нагрев потока пара и теплопотери. Количество отдаваемого углем тепла составляет величину
Q_охл. = C_р ^уг.•M_у.г.(1000^oC - 150^oC) = 0,8 кДж/кг^oC•47,8 кг/ч•850^oC = 32504 кДж/ч,
где C_р ^уг. - удельная теплоемкость активированного угля 0,8 кДж/кг^oC.Activated solid decomposition products (activated carbon) from activation furnace 11 in an amount of 58 kg / h - 10.2 kg / h = 47.8 kg / h are fed to a cooler 9 and, using a screw driven into rotation by engine 10, counter-flow to the supplied water vapor is discharged into the tank 29. During the movement, activated carbon heated to 1000 ^° C is cooled to T = 150 ^° C and the steam is superheated to T = 300 ^° C. The cooling temperature of the coal is monitored by the readings of the sensor 30. The heat of cooling is consumed by heating steam flow and heat loss. The amount of heat given off by coal is
Q _cool = C _p ^ug. • M _UG (1000 ^o C - 150 ^o C) = 0.8 kJ / kg ^o C • 47.8 kg / h • 850 ^o C = 32504 kJ / h
where C _r ^yr. - specific heat of activated carbon 0.8 kJ / kg ^o C.

На нагрев водяного пара расходуется тепло
Q_пар = 2 кДж/кг^oC 91,8 кг/ч (300^oC - 150^oC) = 27540 кДж/ч.Heat is consumed to heat water vapor
Q _steam = 2 kJ / kg ^o C 91.8 kg / h (300 ^o C - 150 ^o C) = 27540 kJ / h.

На теплопотери расходуется тепло
Q_потерь = 32504 кДж/ч - 27540 кДж/ч = 4964 кДж/ч, т.е. (4964 кДж/ч/32504 кДж/ч)•100% = 15,3%.Heat is consumed for heat loss
_Loss Q = 32504 kJ / h - 27540 kJ / h = 4964 kJ / h, i.e. (4964 kJ / h / 32504 kJ / h) • 100% = 15.3%.

Для интенсификации (уменьшения времени разложения и повышения выхода продуктов) процесса в камеру термообработки 1 подают газообразные продукты разложения резиновых отходов, содержащие масло в виде пара. С помощью дозатора 33 со шнеком 34 и двигателем 35 в печь активации 11 подают резиновые отходы в количестве 11,6 кг/час (0,2 кг отходов на 1 кг твердых продуктов разложения). To intensify (reduce the time of decomposition and increase the yield of products) of the process, gaseous decomposition products of rubber waste containing oil in the form of steam are supplied to the heat treatment chamber 1. Using a dispenser 33 with a screw 34 and an engine 35, 11.6 kg / hour of rubber waste is fed into the activation furnace 11 (0.2 kg of waste per 1 kg of solid decomposition products).

В печи активации под действием высокой температуры резиновые отходы разлагаются на твердые и газообразные (6,7 кг составляют твердые продукты и 4,9 кг - газообразные продукты). Таким образом, в печи активации образуется следующее количество парогазовой смеси: 102,4 кг/г + 4,9 кг/ч = 106,9 кг/ч. Для установления массового соотношения 3: 1 (пар по отношению к газам в смеси) в соответствии с показаниями датчика 27 краном 8 увеличивают подачу водяного пара, т. е. устанавливают расход пара (91,8 кг/ч + 34,9) = 106,5 кг/ч. In the activation furnace under the influence of high temperature, rubber waste decomposes into solid and gaseous (6.7 kg are solid products and 4.9 kg are gaseous products). Thus, the following amount of gas-vapor mixture is formed in the activation furnace: 102.4 kg / g + 4.9 kg / h = 106.9 kg / h. To establish a mass ratio of 3: 1 (steam relative to the gases in the mixture), in accordance with the readings of the sensor 27, the valve 8 increases the flow of water vapor, i.e., set the steam flow rate (91.8 kg / h + 34.9) = 106 5 kg / h

Через кран-расходомер 32 в камеру термообработки подают 93,4 кг/ч парогазовой смеси, а (106,5 кг/ч - 93,4 кг/ч) = 13,1 кг/ч подают на сжигание в горелку печи активации. Теплота сгорания 13,1 кг/ч дополнительного газа (низкокалорийный газ с теплотой сгорания 4400 кДж/кг) расходуется в печи активации на активирование дополнительных 6,7 кг/ч твердых продуктов разложения отходов, нагрев дополнительных газообразных продуктов и теплопотери. Through a flow meter 32, 93.4 kg / h of a gas-vapor mixture is fed into the heat treatment chamber, and (106.5 kg / h - 93.4 kg / h) = 13.1 kg / h is fed to the activation furnace to be burned. The calorific value of 13.1 kg / h of additional gas (low-calorific gas with a calorific value of 4400 kJ / kg) is consumed in the activation furnace to activate an additional 6.7 kg / h of solid waste decomposition products, heating additional gaseous products and heat loss.

Пример 2. Example 2

В камеру термообработки 1 через бункер 2 с помощью шлюзовых затворов 3 и 4 подают 200 кг измельченных до размеров 200-300 мм изношенных шин таким образом, что вначале открывают затвор 3 (затвор 4 находится в закрытом положении) и в бункер 2 загружают отходы, после чего затвор 3 закрывают, а затвор 4 открывают и отходы под действием собственного веса поступают в камеру 1. После выхода отходов из бункера 2 затвор 4 закрывают, а затвор 3 открывают и в бункер 2 загружают следующие 200 кг отходов. 200 kg of worn tires crushed to sizes 200-300 mm are fed into the heat treatment chamber 1 through the hopper 2 using the lock gates 3 and 4 so that the shutter 3 is first opened (shutter 4 is in the closed position) and waste is loaded into the hopper 2, after whereupon the shutter 3 is closed, and the shutter 4 is opened and the waste, under its own weight, enters the chamber 1. After the waste leaves the hopper 2, the shutter 4 is closed, and the shutter 3 is opened and the next 200 kg of waste are loaded into the hopper 2.

Одновременно с подачей отходов в камеру 1 с помощью двигателя 5 приводят в действие шнек 6, который начинает перемещать отходы по камере 1 (от входа к выходу). Скорость этого перемещения устанавливают такой, чтобы через 60 минут поступившие в камеру отходы оказались в устройстве (дозаторе) выгрузки твердых продуктов разложения 36. Положим, что скорость вращения шнека в этом случае составляет 40 оборотов в час (0,66 об/мин). Simultaneously with the supply of waste to the chamber 1, an auger 6 is activated by means of an engine 5, which begins to move the waste along the chamber 1 (from entrance to exit). The speed of this movement is set so that after 60 minutes the waste entering the chamber is in the device (dispenser) for discharging solid decomposition products 36. Assume that the screw rotation speed in this case is 40 revolutions per hour (0.66 rpm).

От парогенератора 7 через кран 8, охладитель 9 с двигателем и шнеком 10, в печь активации 11 подают насыщенный водяной пар при температуре T = 120^oC и в количестве 0,8 кг пара на 1 кг твердых продуктов разложения. В нашем случае при разложении резиновых отходов образуется 100 кг/час твердых продуктов разложения (50%) и поэтому расход пара составляет 100 кг/час•0,8 кг/кг = 80,0 кг/час.From the steam generator 7 through the valve 8, a cooler 9 with an engine and a screw 10, saturated water vapor is supplied to the activation furnace 11 at a temperature of T = 120 ^° C. and in an amount of 0.8 kg of steam per 1 kg of solid decomposition products. In our case, the decomposition of rubber waste produces 100 kg / h of solid decomposition products (50%) and therefore the steam consumption is 100 kg / h • 0.8 kg / kg = 80.0 kg / h.

Для осуществления термического разложения отходов необходимо нагреть их до 400^oC и подвести тепло, которое расходуется на процесс разложения. В соответствии с соотношением (4) в данном примере количество необходимого тепла будет равно
Q'_общ = 1,38 кДж/кг^oC•200 кг (400^oC - 15^oC) + 600 кДж/кг•200 кг + 0,15Q_общ. = 260199 кДж/ч.For the implementation of thermal decomposition of waste, it is necessary to heat them to 400 ^o C and bring in the heat that is spent on the decomposition process. In accordance with relation (4) in this example, the amount of heat required will be equal
Q ' _total = 1.38 kJ / kg ^o C • 200 kg (400 ^o C - 15 ^o C) + 600 kJ / kg • 200 kg + 0.15 Q _total = 260199 kJ / h.

С перегретым водяным паром (нагрев пара до 1000^oC) может быть подведено следующее количество тепла:
Q = C_п ^парM_пар(1000^oC - 300^oC) = 2 кДж/кг^oC•80 кг/ч - 700^oC= 112000 кДж/ч.With superheated steam (heating steam to 1000 ^o C) can be summed up the following amount of heat:
Q = C _p ^steam M _steam (1000 ^o C - 300 ^o C) = 2 kJ / kg ^o C • 80 kg / h - 700 ^o C = 112000 kJ / h.

Количество тепла, равное (260199 кДж/ч - 112000 кДж/ч) = 148199 кДж/ч, в момент запуска установки необходимо подвести с продуктами сгорания природного газа, которые подают в нагревательную рубашку 16 камеры термообработки 1. The amount of heat equal to (260199 kJ / h - 112000 kJ / h) = 148199 kJ / h, at the time of starting the installation, it is necessary to bring with the combustion products of natural gas, which are fed into the heating jacket 16 of the heat treatment chamber 1.

Для подвода необходимого количества тепла (260199 кДж/ч) необходимо в горелке печи активации (с учетом 15% теплопотерь из печи активации) сжигать (в момент запуска установки) следующее количество природного газа:
M_газ. = 1,15Q'_общ./Q_н ^р = 1,15•260199 кДж/кг/45600 кДж/кг = 6,56 кг/ч.To supply the required amount of heat (260199 kJ / h), it is necessary to burn (at the start of the installation) the following amount of natural gas in the burner of the activation furnace (taking into account 15% heat loss from the activation furnace):
M _gas. = 1.15Q ' _total / Q _n ^p = 1.15 • 260199 kJ / kg / 45600 kJ / kg = 6.56 kg / h.

В горелку 12 печи активации через кран 13 подают природный газ с расходом 6,56 кг/ч и сжигают его. Для обеспечения равномерного нагрева водяного пара с помощью механизмов 14 и 15 печь 11 приводят во вращение со скоростью 2 об/мин. In the burner 12 of the activation furnace through the valve 13 serves natural gas with a flow rate of 6.56 kg / h and burn it. To ensure uniform heating of water vapor using mechanisms 14 and 15, the furnace 11 is rotated at a speed of 2 rpm

Продукты сгорания природного газа из печи активации 11 в количестве 95 м³/ч выводят в нагревательную рубашку 16 камеры термообработки 1. Проходя через рубашку 16, продукты сгорания природного газа нагревают стенку камеры 1, тепло от которой в количестве 148199 кДж/ч (41,2 кВт) передается резиновым отходам.Natural gas combustion products from the activation furnace 11 in an amount of 95 m ³ / h are discharged into the heating jacket 16 of the heat treatment chamber 1. Passing through the jacket 16, the natural gas combustion products heat the wall of the chamber 1, the heat of which in the amount of 148199 kJ / h (41, 2 kW) is transferred to rubber waste.

Из печи активации 11 перегретый водяной пар при температуре T = 1000^oC через патрубок подачи парогазовой смеси 17 подают в камеру термообработки с расходом 80,0 кг/ч (регулируют краном 8 и краном-расходомером 32).From the activation furnace 11, superheated water vapor at a temperature of T = 1000 ^° C is fed through a pipe for supplying a gas-vapor mixture 17 to a heat treatment chamber with a flow rate of 80.0 kg / h (controlled by a valve 8 and a flow meter 32).

В камере термообработки 1 протекает разложение резиновых отходов на твердые (100 кг/ч) и газообразные (100 кг/ч) продукты. In the heat treatment chamber 1, the decomposition of rubber waste into solid (100 kg / h) and gaseous (100 kg / h) products proceeds.

С потоком водяного пара газообразные продукты через патрубок 18 при температуре T = 300^oC (при более низкой температуре происходит конденсация высококипящих фракций газообразных продуктов разложения) и с расходом 100 кг/ч + 80,0 кг/ч = 180 кг/ч выводят в конденсатор 19, где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают смесь и конденсируют водяной пар (80 кг/ч) и часть газообразных продуктов (90 кг/ч) разложения отходов.With a stream of water vapor, gaseous products through the pipe 18 at a temperature of T = 300 ^o C (at a lower temperature, condensation of high-boiling fractions of gaseous decomposition products occurs) and with a flow rate of 100 kg / h + 80.0 kg / h = 180 kg / h condenser 19, where as a result of heat exchange with running water, the mixture is cooled and water vapor (80 kg / h) and part of the gaseous products (90 kg / h) of waste decomposition are condensed.

В процессе охлаждения и конденсации выделяется тепло:
Q = C_р ^парM_пар(300^oC - 100^oC) + 2257 кДж/кг•M_пар + C_р ^п.р.M_п.р.(300^oC - 100^oC) + 300 кДж/кг 90 кг/ч = 2 кДж/кг^oC•80,0 кг/ч 200^oC + 2257 кДж/кг•80,0 кг/ч + 2,26 кДж/кг^oC•100 кг/ч 200^oC + 300 кДж/кг•90 кг/ч = 239786 кДж/ч.In the process of cooling and condensation, heat is released:
Q = C _p M ^pairs _{of pairs} (300 ^o C - 100 ^o C) + 2257 kJ / kg _steam • M + C _p ^P.R. M _b.p. (300 ^o C - 100 ^o C) + 300 kJ / kg 90 kg / h = 2 kJ / kg ^o C • 80.0 kg / h 200 ^o C + 2257 kJ / kg • 80.0 kg / h + 2, 26 kJ / kg ^o C • 100 kg / h 200 ^o C + 300 kJ / kg • 90 kg / h = 239786 kJ / h.

Образующуюся жидкую фазу (смесь воды и конденсата из газообразных продуктов разложения отходов) через кран 20 в количестве 80,0 кг/ч + 90 кг/ч = 170,0 кг/ч подают в сепаратор 21, где воду отделяют от конденсата (масла) и через кран 22 в количестве 80,0 кг/ч подают в парогенератор 7 для производства рабочего водяного пара. Масло из сепаратора 21 через кран 23 подают в парогенератор как топливо. Расход топлива определяется энергозатратами на производство пара
Q_пар = 4,18 кДж/кг^oC•80,0 кг/ч (100^oC - 15^oC) + 2257 кДж/кг•80,0 кг/ч + 2 кДж/кг^oC•80,0 кг/ч (150^oC - 100^oC) = 216984 кДж/ч,

Остаток масла (90 кг/ч - 5,74 кг/ч) = 84,26 кг/ч через кран 25 сливают в накопительную емкость 24.To remove such an amount of heat through the condenser, it is necessary to pump the following amount of cooling water:

The resulting liquid phase (a mixture of water and condensate from gaseous waste decomposition products) through a valve 20 in an amount of 80.0 kg / h + 90 kg / h = 170.0 kg / h is fed to a separator 21, where water is separated from the condensate (oil) and through the valve 22 in the amount of 80.0 kg / h serves in the steam generator 7 for the production of working water vapor. Oil from the separator 21 through the valve 23 is fed into the steam generator as fuel. Fuel consumption is determined by the energy consumption for steam production
Q _steam = 4.18 kJ / kg ^o C • 80.0 kg / h (100 ^o C - 15 ^o C) + 2257 kJ / kg • 80.0 kg / h + 2 kJ / kg ^o C • 80.0 kg / h (150 ^o C - 100 ^o C) = 216984 kJ / h,

The remainder of the oil (90 kg / h - 5.74 kg / h) = 84.26 kg / h through the valve 25 is poured into the storage tank 24.

Неконденсирующиеся газообразные продукты разложения отходов в количестве 10 кг/ч из конденсатора 19 через кран 26 подают в горелку 12 и сжигают. Одновременно с помощью крана 13 прекращают подачу природного газа в горелку 12. Non-condensable gaseous decomposition products of waste in an amount of 10 kg / h from the condenser 19 through the valve 26 is fed into the burner 12 and burned. At the same time, using a valve 13, the supply of natural gas to the burner 12 is stopped.

Твердые продукты разложения резиновых отходов из камеры термообработки 1 через дозатор 36 с расходом 100 кг/ч подают в печь активации 11. Solid products of decomposition of rubber waste from the heat treatment chamber 1 through the dispenser 36 with a flow rate of 100 kg / h are fed into the activation furnace 11.

В результате процесса активации твердых продуктов разложения отходов образуются газы CO и H₂ и небольшое количество (менее 3%) газов CH₄ и H₂S, которые смешиваются с перегретым водяным паром.As a result of the activation process of solid waste decomposition products, CO and H ₂ gases and a small amount (less than 3%) of CH ₄ and H ₂ S gases are formed, which are mixed with superheated water vapor.

На процесс активации расходуются водяной пар и тепловая энергия. The activation process consumes water vapor and thermal energy.

Пусть твердые продукты разложения содержат 90 масс.% углерода и в процессе активации расходуется 30 масс.% углерода, т.е. 100 кг/ч•0,9•0,3 = 27 кг/ч. Let the solid decomposition products contain 90 wt.% Carbon and during the activation process 30 wt.% Carbon is consumed, i.e. 100 kg / h • 0.9 • 0.3 = 27 kg / h.

При этом в соответствии с реакцией (1) расходуется водяной пар
M_пар = (27000 г/ч (C)/12 г (C)•18 г = 40500 г/ч.Moreover, in accordance with reaction (1), water vapor is consumed
M _steam = (27000 g / h (C) / 12 g (C) • 18 g = 40500 g / h.

На данный процесс потребуется следующее количество тепла:
Q = (40500 г/ч/18 г)•117 кДж = 263250 кДж/ч.This process will require the following amount of heat:
Q = (40500 g / h / 18 g) • 117 kJ = 263250 kJ / h.

В результате реакций активации образуется следующее количество CO и H₂:
M_CO = (40500 г/ч/18 г)•28 г = 63 кг/ч;
Mн₂ = (40500 г/ч/18 г)•2 г = 4,5 кг/ч.As a result of activation reactions, the following amounts of CO and H _{2 are formed} :
M _CO = (40500 g / h / 18 g) • 28 g = 63 kg / h;
Mn ₂ = (40500 g / h / 18 g) • 2 g = 4.5 kg / h.

Таким образом, состав парогазовой смеси, образующийся в печи активации в 1 час, будет следующий:
(80,0 кг/ч - 40,5 кг/ч) = 39,5 кг/ч H₂O (пар)
63,0 кг/ч CO
4,5 кг/ч H₂
Общее количество парогазовой смеси
39,5 кг/ч + 63 кг/ч + 4,5 кг/ч = 107 кг/ч.Thus, the composition of the vapor-gas mixture formed in the activation furnace at 1 hour will be as follows:
(80.0 kg / h - 40.5 kg / h) = 39.5 kg / h H ₂ O (steam)
63.0 kg / h CO
4.5 kg / h H ₂
The total amount of gas-vapor mixture
39.5 kg / h + 63 kg / h + 4.5 kg / h = 107 kg / h.

Для установления массового соотношения 0,6:1 водяного пара и газов активации в соответствии с показаниями датчика 27 краном 8 изменяют расход пара (уменьшают на 1 кг/ч), т.е. устанавливают расход водяного пара 81 кг/ч. To establish a mass ratio of 0.6: 1 water vapor and activation gases in accordance with the readings of the sensor 27, the valve 8 changes the steam flow rate (decrease by 1 kg / h), i.e. set the flow rate of water vapor 81 kg / h

Парогазовая смесь имеет теплоемкость

Для термического разложения резиновых отходов в печь активации необходимо подавать 2601999 кДж/ч (72,2 кВт) тепла. С парогазовой смесью в камеру 1 может быть из печи активации подано количество тепла
Q = C_р ^п.г.M_п.г.(1000^oC - 300^oC) = 1,97 кДж/кг^oC = 147553 кДж/ч (40,9 кВт).The gas-vapor mixture has a specific heat

For thermal decomposition of rubber waste in the activation furnace, it is necessary to supply 2601999 kJ / h (72.2 kW) of heat. With a gas-vapor mixture, a quantity of heat can be supplied to the chamber 1 from the activation furnace
Q = C _r ^pg M _P.G. (1000 ^o C - 300 ^o C) = 1.97 kJ / kg ^o C = 147553 kJ / h (40.9 kW).

Тепло в количестве (260199 кДж/ч - 147553 кДж/ч) = 112646 кДж/ч в камеру термообработки 1 подают с продуктами сгорания газа в горелке печи активации 12. Heat in an amount (260199 kJ / h - 147553 kJ / h) = 112646 kJ / h is supplied to the heat treatment chamber 1 with the products of gas combustion in the burner of the activation furnace 12.

Таким образом, через кран-расходомер 32 в камеру термообработки 1 подают парогазовую смесь с расходом 107,4 кг/ч. Thus, through the flow meter 32 into the heat treatment chamber 1 serves steam-gas mixture with a flow rate of 107.4 kg / h

Прошедшие активирование твердые продукты разложения (активированный уголь) из печи активации 11 в количестве 100 кг/ч - 40,5 кг/ч = 59,5 кг/ч подают в охладитель 9 и с помощью шнека, приводимого во вращение двигателем 10, противотоком к подаваемому водяному пару выгружают в емкость 29. В процессе движения нагретый до 1000^oC активированный уголь охлаждается до T = 120^oC, а пар перегревается до T = 300^oC. За температурой охлаждения угля наблюдают по показаниям датчика 30. Теплота охлаждения расходуется на нагрев потока пара и теплопотери. Количество отдаваемого углем тепла составляет величину
Q_охл. = C_р ^уг.M_уг.(1000^oC - 120^oC) = 0,8 кДж/кг^oC•59,9 кг/ч•880^oC = 42169,6 кДж/ч.Activated solid decomposition products (activated carbon) from activation furnace 11 in an amount of 100 kg / h - 40.5 kg / h = 59.5 kg / h are fed to a cooler 9 and, using a screw driven into rotation by engine 10, counter-flow to the supplied water vapor is discharged into the container 29. During the movement, activated carbon heated to 1000 ^° C is cooled to T = 120 ^° C and the steam is superheated to T = 300 ^° C. The cooling temperature of the coal is monitored by the readings of the sensor 30. The heat of cooling is consumed by heating steam flow and heat loss. The amount of heat given off by coal is
Q _cool = C _p ^ug. M _y. (1000 ^o C - 120 ^o C) = 0.8 kJ / kg ^o C • 59.9 kg / h • 880 ^o C = 42169.6 kJ / h.

На нагрев водяного пара расходуется тепло
Q_пар = 2 кДж/кг^oC 81 кг/ч (300^oC - 120^oC) = 29160 кДж/ч.Heat is consumed to heat water vapor
Q _steam = 2 kJ / kg ^o C 81 kg / h (300 ^o C - 120 ^o C) = 29 160 kJ / h.

На теплопотери расходуется тепло
Q_потерь = 42169,6 кДж/ч - 29160 кДж/ч = 13009,6 кДж/ч.Heat is consumed for heat loss
_Loss Q = 42169.6 kJ / h - 29160 kJ / h = 13009.6 kJ / h.

Для интенсификации процесса в камеру термообработки 1 подают газообразные продукты разложения резиновых отходов, содержащие масло в виде пара. С помощью дозатора 33 со шнеком 34 и двигателем 35 в печь активации 11 подают резиновые отходы в количестве 5 кг/час (0,05 кг отходов на 1 кг твердых продуктов разложения). To intensify the process in the heat treatment chamber 1 serves gaseous decomposition products of rubber waste containing oil in the form of steam. Using a dispenser 33 with a screw 34 and an engine 35, 5 kg / hour of rubber waste is fed into the activation furnace 11 (0.05 kg of waste per 1 kg of solid decomposition products).

В печи активации под действием высокой температуры резиновые отходы разлагаются на твердые и газообразные (2,5 кг составляют твердые продукты и 2,5 кг - газообразные продукты). Таким образом, в печи активации образуется следующее количество парогазовой смеси: 107 кг/ч + 2,5 кг/ч = 109,5 кг/ч. Для установления массового соотношения 0,6:1 (пар по отношению к газам в смеси) в соответствии с показаниями датчика 27 краном 8 увеличивают подачу водяного пара, т. е. устанавливают расход пара (81 кг/ч + 0,6.2,5) = 82,5 кг/ч. Это соответствует 0,8 кг водяного пара на 1 кг твердых продуктов разложения резиновых отходов, т.е. In the activation furnace under the influence of high temperature, rubber waste decomposes into solid and gaseous (2.5 kg are solid products and 2.5 kg are gaseous products). Thus, the following amount of gas-vapor mixture is formed in the activation furnace: 107 kg / h + 2.5 kg / h = 109.5 kg / h. To establish a mass ratio of 0.6: 1 (steam relative to the gases in the mixture), in accordance with the readings of the sensor 27, the valve 8 increases the flow of water vapor, i.e., sets the steam flow rate (81 kg / h + 0.6.2.5) = 82.5 kg / h. This corresponds to 0.8 kg of water vapor per 1 kg of solid decomposition products of rubber waste, i.e.

82,5 кг/ч пара/ (100 кг/ч + 2,5 кг/ч) = 0,8 кг/кг. 82.5 kg / h steam / (100 kg / h + 2.5 kg / h) = 0.8 kg / kg.

Использование предлагаемого способа переработки резиновых отходов позволяет снизить удельный расход водяного пара до 0,93 - 0,41 кг пара на 1 кг исходных резиновых отходов и, как следствие, уменьшить удельный расход энергии на процесс; уменьшить количество топлива, расходуемого на производство пара, а значит, и выбросы продуктов сгорания топлива в атмосферу. Using the proposed method for processing rubber waste allows to reduce the specific consumption of water vapor to 0.93 - 0.41 kg of steam per 1 kg of the original rubber waste and, as a result, to reduce the specific energy consumption for the process; reduce the amount of fuel spent on steam production, and hence the emissions of fuel combustion products into the atmosphere.

Снижение расхода теплоносителя (водяного пара) на процесс переработки резиновых отходов позволяет достичь экономического эффекта, заключающегося в снижении стоимости переработки отходов. Reducing the flow of coolant (water vapor) to the rubber waste recycling process allows you to achieve the economic effect of reducing the cost of processing waste.

Claims

1. A method of processing rubber wastes, including their thermal decomposition in a gas-vapor medium, separation of decomposition products into solid and gaseous, characterized in that the solid decomposition products are fed into the activation furnace, to which 0.8 to 1.6 kg of water vapor is simultaneously introduced. per 1 kg of solid decomposition products, and the gaseous mixture from the activation furnace is removed at a mass ratio in the mixture (3 - 0.6): 1 of water vapor and activation gases and is used as a gas-vapor medium for decomposition of waste.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the activation furnace, simultaneously with the supply of solid decomposition products and water vapor, rubber waste is supplied in an amount of 0.05-0.20 kg of waste per 1 kg of solid products.