RU2247025C1 - Device for rubber waste processing - Google Patents
Device for rubber waste processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247025C1 RU2247025C1 RU2003117097/12A RU2003117097A RU2247025C1 RU 2247025 C1 RU2247025 C1 RU 2247025C1 RU 2003117097/12 A RU2003117097/12 A RU 2003117097/12A RU 2003117097 A RU2003117097 A RU 2003117097A RU 2247025 C1 RU2247025 C1 RU 2247025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- retort
- temperature
- heat
- industry
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии переработки промышленных и бытовых отходов и может быть применено в резино-технической промышленности, топливно-энергетическом комплексе, нефтехимии, промышленности нефтеоргсинтеза, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве для получения топливных и сырьевых ресурсов.The invention relates to a technology for processing industrial and household waste and can be applied in the rubber industry, fuel and energy complex, petrochemicals, petroleum chemistry industry, as well as in housing and communal services for obtaining fuel and raw materials.
Известно устройство для пиролиза изношенных шин, содержащее вращающуюся печь с наружным обогревом, холодильник для охлаждения и конденсации газообразных продуктов пиролиза шин, сепаратор для разделения конденсата, скруббер для щелочной промывки неконденсирующихся газов пиролиза, сборник смолы, газгольдер для накопления газов пиролиза (1).A known device for the pyrolysis of worn tires, containing a rotary furnace with external heating, a refrigerator for cooling and condensing gaseous products of tire pyrolysis, a separator for separating condensate, a scrubber for alkaline washing of non-condensable pyrolysis gases, a resin collector, a gas holder for accumulating pyrolysis gases (1).
Недостатками данного устройства являются высокие энергозатраты на переработку отходов, необходимость щелочной промывки газов перед их подачей на сжигание, высокая материалоемкость оборудования.The disadvantages of this device are the high energy consumption for waste processing, the need for alkaline washing of gases before they are fed for combustion, and high material consumption of the equipment.
Известно устройство для пиролиза шин, содержащее камеру загрузки в виде ванны с маслом, цилиндрическую реторту с огнеупорной футеровкой и решеткой для ввода топочных газов, газовые горелки, соединенные с рубашкой реторты, скребковый транспортер для выгрузки углеродистого остатка (2).A device for tire pyrolysis is known, containing a loading chamber in the form of a bath with oil, a cylindrical retort with a refractory lining and a grate for introducing flue gases, gas burners connected to the retort jacket, a scraper conveyor for unloading the carbon residue (2).
Недостатками данного устройства являются большой расход масла при загрузке шин в реторту, высокие энергозатраты, сложность процесса отделения газообразных продуктов пиролиза шин от продуктов сгорания газа и твердого остатка, образование токсичных соединений в результате попадания масла из камеры загрузки в реторту.The disadvantages of this device are the high oil consumption when loading tires into the retort, high energy consumption, the complexity of the process of separating the gaseous products of tire pyrolysis from the products of gas combustion and solid residue, the formation of toxic compounds due to the ingress of oil from the loading chamber into the retort.
Известно устройство (3), на котором реализуют способ переработки резиновых отходов, включающее реактор со шлюзовой камерой и решеткой, парогенератор с пароперегревателем, подключенным к реактору, холодильник, соединенный с реактором, дробилку, соединенную с выходом твердых продуктов из ректора, охладитель твердых продуктов, подключенный к дробилке сепаратор для отделения металла от углеродистого остатка, пресс для брикетирования углеродистого остатка.A device (3) is known which implements a method for processing rubber waste, including a reactor with a lock chamber and a grate, a steam generator with a superheater connected to the reactor, a refrigerator connected to the reactor, a crusher connected to the outlet of solid products from the reactor, a solid product cooler, a separator connected to the crusher to separate the metal from the carbon residue, a press for briquetting the carbon residue.
К недостаткам данного устройства относятся большой расход водяного пара и обусловленные этим высокие энергозатраты, высокая материалоемкость, связанная с наличием специального оборудования для перегрева пара до температуры 1600° С.The disadvantages of this device include the high consumption of water vapor and the resulting high energy consumption, high material consumption associated with the presence of special equipment for overheating steam to a temperature of 1600 ° C.
Наиболее близко к заявляемому изобретению относится устройство для переработки резиновых отходов согласно патенту (4), которое и выбрано в качестве прототипа.Closest to the claimed invention relates to a device for processing rubber waste according to the patent (4), which is selected as a prototype.
Устройство содержит камеру загрузки, топку со сводом и дымовой трубой, размещенную над топкой реторту, конструктивно связанную с камерой охлаждения, и конденсатор. Между сводом топки, ретортой и камерой охлаждения размещена дисперсная засыпка из огнеупорного материала с диаметром частиц 50-250 мм и образующая газоход из топки в дымовую трубу. В засыпке смонтирован испаритель, который посредством паропровода связан с ретортой; сепаратор для отделения воды от продуктов разложения отходов соединен водопроводом с камерой охлаждения и испарителем; теплообменник, который своим входом соединен с ретортой, а выход его подключен на вход конденсатора.The device comprises a loading chamber, a furnace with a vault and a chimney, placed above the furnace retort, structurally connected with the cooling chamber, and a condenser. Between the furnace chamber, the retort and the cooling chamber there is a disperse filling of refractory material with a particle diameter of 50-250 mm and forming a flue from the furnace into the chimney. An evaporator is mounted in the backfill, which is connected to the retort via a steam line; a separator for separating water from waste decomposition products is connected by a water supply to the cooling chamber and the evaporator; a heat exchanger, which is connected to the retort by its input, and its output is connected to the condenser input.
Существенным недостатком известного технического решения является образование загрязненного продуктами разложения резины конденсата, для очистки которого требуются специальные аппараты, в частности сепаратор и фильтр.A significant drawback of the known technical solution is the formation of condensate contaminated with decomposition rubber products, for the cleaning of which special apparatuses are required, in particular a separator and a filter.
Недостатком устройства также является необходимость применения конденсатора, для работы которого требуется большой расход охлаждающей воды и использование специальной системы охлаждения (градирня, теплообменники).A disadvantage of the device is the need to use a condenser, which requires a large flow of cooling water and the use of a special cooling system (cooling tower, heat exchangers).
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, повышающего эффективность процесса переработки резиновых отходов.The objective of the proposed technical solution is to create a device that increases the efficiency of the rubber waste recycling process.
Целью изобретения является снижение энергоемкости устройства и уменьшение количества вредных выбросов в окружающую среду.The aim of the invention is to reduce the energy intensity of the device and reduce the amount of harmful emissions into the environment.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для переработки резиновых отходов, содержащее камеру загрузки, топку, снабженную сводом и дымовой трубой, размещенную над топкой реторту, дисперсную засыпку из огнеупорного материала, образующую газоход из топки в дымовую трубу, паропровод, камеру охлаждения и теплообменник, согласно изобретению теплообменник выполнен в виде двух соединенных последовательно секций и выход последней секции подключен к топке, причем дисперсная засыпка размещена между сводом топки и ретортой, а в верхней части последней установлен вентилятор, при этом топка и дисперсная засыпка дополнительно оборудованы пароперегревателями.This goal is achieved by the fact that the device for processing rubber waste containing a loading chamber, a furnace equipped with a vault and a chimney, placed above the retort furnace, a disperse filling of refractory material, forming a gas duct from the furnace into the chimney, a steam pipe, a cooling chamber and a heat exchanger, according to the invention, the heat exchanger is made in the form of two sections connected in series and the output of the last section is connected to the furnace, and the dispersed backfill is placed between the furnace vault and the retort, and in the upper asti last a fan, the furnace and the dispersed filling additionally equipped with superheaters.
Пароперегреватель, размещенный в топке, выполнен в форме змеевика из труб из жаропрочной стали и своим входом соединен с паропроводом, а выход его подключен к реторте.The superheater located in the furnace is made in the form of a coil of pipes made of heat-resistant steel and is connected to the steam line with its input, and its output is connected to the retort.
Пароперегреватель, установленный в дисперсной засыпке, выполнен в форме плоского змеевика из труб из жаропрочной стали и своим входом подключен к паропроводу, а выход его соединен с ретортой.The superheater installed in the disperse filling is made in the form of a flat coil made of heat-resistant steel pipes and is connected to the steam line with its input, and its outlet is connected to the retort.
На чертеже приведен общий вид устройства. Устройство содержит бункер 1, тележку 2, шлюзовой затвор 3, толкатель 4, камеру загрузки 5, шлюзовой затвор 6, толкатель 7, реторту 8, тележку 9, топку 10, дымосос 11, дисперсную засыпку 12, дымовую трубу 13, паропровод 46, краны 14 и 15, 17, пароперегреватели 16 и 18, датчик температуры 19, газоанализатор 20, баротермометр 21, вентилятор 22, расходомер 23, первую секцию 24 теплообменника, датчик температуры 25, емкость для жидких продуктов 26, вторую секцию 27 теплообменника, датчик температуры 28, кран 29, емкость для жидких продуктов 30, шлюзовой затвор 31, толкатель 32, камеру охлаждения 33, тележку 34, емкость для воды 35, насос 36, форсунки 37, датчик температуры 38, шлюзовой затвор 39, толкатель 40, бункер 41, сепаратор 42, емкость для металла 43, емкость для углеродистого остатка 44, подъемный кран 45.The drawing shows a General view of the device. The device comprises a hopper 1, a trolley 2, a lock gate 3, a pusher 4, a loading chamber 5, a lock gate 6, a pusher 7, a retort 8, a trolley 9, a furnace 10, a smoke exhauster 11, a disperse filling 12, a chimney 13, a steam pipe 46, cranes 14 and 15, 17, superheaters 16 and 18, temperature sensor 19, gas analyzer 20, barothermometer 21, fan 22, flow meter 23, first section 24 of the heat exchanger, temperature sensor 25, capacity for liquid products 26, second section 27 of the heat exchanger, temperature sensor 28 , crane 29, container for liquid products 30, airlock 31, pusher 32, camera cooling 33, trolley 34, water tank 35, pump 36, nozzles 37, temperature sensor 38, lock gate 39, pusher 40, hopper 41, separator 42, metal container 43, carbon residue tank 44, crane 45.
Устройство работает следующим образом. Из бункера 1 в тележку 2 загружают резиновые отходы, открывают шлюзовой затвор 3 и с помощью толкателя 4 в камеру загрузки 5 заталкивают тележку 2, после чего затвор 3 закрывают и открывают затвор 6. Затем толкателем 7 в реторту 8 заталкивают тележку 2 и закрывают затвор 6, а к бункеру 1 подают тележку 9, которую загружают отходами, открывают затвор 3 и толкателем 4 в камеру загрузки 5 заталкивают тележку 9, после чего затвор 3 закрывают. Одновременно в топку 10 подают топливо, например дрова. Дрова в топке 10 поджигают и с помощью дымососа 11 продукты сгорания из топки 10 через дисперсную засыпку 12 выводят в дымовую трубу 13. В результате фильтрации продуктов сгорания дисперсная засыпка нагревается и аккумулирует тепло.The device operates as follows. From the hopper 1, rubber waste is loaded into the trolley 2, the lock gate 3 is opened, and using the pusher 4, the trolley 2 is pushed into the loading chamber 5, after which the shutter 3 is closed and the shutter 6 is opened. Then, with the pusher 7, the trolley 2 is pushed into the retort 8 and the shutter 6 is closed 6 and to the hopper 1 serves the cart 9, which is loaded with waste, open the shutter 3 and the pusher 4 into the loading chamber 5 push the cart 9, after which the shutter 3 is closed. At the same time, fuel, for example firewood, is supplied to the furnace 10. Firewood in the furnace 10 is ignited, and with the help of a smoke exhauster 11, the combustion products from the furnace 10 are discharged through the dispersed filling 12 into the chimney 13. As a result of the filtration of the combustion products, the dispersed filling is heated and accumulates heat.
С помощью кранов 14 и 15 по паропроводу 46 в пароперегреватель 16 подают насыщенный водяной пар, где он перегревается до температуры, равной температуре дисперсной засыпки 12. Пароперегреватель 16 изготовлен из стальных жаропрочных труб в виде плоского змеевика, что обеспечивает долговечность и надежность работы последнего.Using cranes 14 and 15, saturated steam is supplied to the superheater 16 to the superheater 16, where it overheats to a temperature equal to the temperature of the dispersed charge 12. The superheater 16 is made of heat-resistant steel pipes in the form of a flat coil, which ensures the durability and reliability of the latter.
Тепло в реторту 8 подводится с потоком перегретого водяного пара и через стенки, контактирующие с дисперсной засыпкой 12 и продуктами сгорания топлива. Поэтому в реторту 8 необходимо подавать пар с температурой не ниже, чем температура дисперсной засыпки 12. В противном случае происходит снижение температуры среды в реторте 8 и падает интенсивности процесса термического разложения резиновых отходов.The heat in the retort 8 is supplied with a stream of superheated water vapor and through the walls in contact with the disperse backfill 12 and the combustion products of the fuel. Therefore, in the retort 8, it is necessary to supply steam with a temperature not lower than the temperature of the dispersed filling 12. Otherwise, the temperature of the medium in the retort 8 decreases and the intensity of the process of thermal decomposition of rubber waste decreases.
С помощью крана 17 по паропроводу 46 в пароперегреватель 18, размещенный в топке 10, подают насыщенный водяной пар, который перегревается до заданной температуры.Using a valve 17 through the steam line 46 into the superheater 18, placed in the furnace 10, serves saturated water vapor, which overheats to a predetermined temperature.
За температурой перегрева пара наблюдают по показаниям датчика температуры 19. Поскольку при сжигании топлива температура в топке 10 достигает 1000° С, то пар в пароперегревателе 18 может быть нагрет до температуры около 1000° С. Размещение пароперегревателя 18 непосредственно в топке 10 позволяет нагревать пар до высокой температуры и эффективно передавать тепло из топки 10 в реторту 8 с потоком пара.The superheat temperature of the steam is monitored by the temperature sensor 19. Since the temperature in the furnace 10 reaches 1000 ° C during fuel combustion, the steam in the superheater 18 can be heated to a temperature of about 1000 ° C. Placing the superheater 18 directly in the furnace 10 allows the steam to be heated to high temperature and effectively transfer heat from the furnace 10 to the retort 8 with a steam stream.
Размещение пароперегревателя 16 в дисперсной засыпке позволяет получать перегретый пар с температурой ниже температуры в топке 10 и эффективно передавать тепло от нагретой дисперсной засыпки 12 и продуктов сгорания в реторту 8. При этом разделение пара на два потока обеспечивает возможность, манипулируя кранами 15 и 17 (смешивая оба потока с разной температурой), регулировать температуру в реторте 8 для обеспечения оптимальных условий протекания термического разложения резиновых отходов. В то же время дисперсная засыпка 12 играет роль термостата и обеспечивает поддержание температуры на минимальном уровне, необходимом для начала процесса термического разложения. Резиновые отходы нагреваются до температуры 400-500° С, в результате чего протекает процесс термического разложения с образованием твердого остатка и газообразных продуктов. За количеством образующихся газообразных продуктов в реторте 8 наблюдают по показаниям газоанализатора 20, а температуру нагрева отходов контролируют с помощью баротермометра 21.Placing the superheater 16 in the disperse filling allows one to obtain superheated steam with a temperature below the temperature in the furnace 10 and to efficiently transfer heat from the heated disperse filling 12 and combustion products to the retort 8. Moreover, the separation of steam into two streams provides the possibility of manipulating the valves 15 and 17 (mixing both flows with different temperatures), adjust the temperature in retort 8 to ensure optimal conditions for the thermal decomposition of rubber waste. At the same time, disperse backfill 12 plays the role of a thermostat and ensures that the temperature is maintained at the minimum level necessary to start the process of thermal decomposition. Rubber waste is heated to a temperature of 400-500 ° C, as a result of which the process of thermal decomposition proceeds with the formation of a solid residue and gaseous products. The amount of gaseous products formed in the retort 8 is monitored by the readings of the gas analyzer 20, and the temperature of the waste heating is monitored using a barothermometer 21.
При снижении температуры в реторте 8 ниже 400° С увеличивают подачу дров в топку 10, а при росте температуры выше 500° С уменьшают подачу дров в топку 10, а с помощью дымососа 13 снижают количество выводимых в дымовую трубу 13 продуктов сгорания, увеличивают подачу пара через пароперегреватель 16 и снижают подачу пара в реторту 8 через пароперегреватель 18.When the temperature in retort 8 drops below 400 ° С, the supply of firewood to the furnace 10 is increased, and when the temperature rises above 500 ° С, the supply of firewood to the furnace 10 is reduced, and with the help of a smoke exhauster 13, the amount of combustion products discharged into the chimney 13 is increased, the steam supply is increased through the superheater 16 and reduce the steam supply to the retort 8 through the superheater 18.
Для обеспечения эффективного процесса передачи тепла от стенок реторты 8 к резиновым отходам с помощью вентилятора 22 создают циркуляцию парогазовой смеси по контуру: нагретая стенка - отходы - вентилятор - нагретая стенка. Регулируя число оборотов вентилятора 22, устанавливают такой режим теплообмена, при котором отходы разлагаются за заданное время, определяемое производительностью устройства, например 1000 кг/ час.To ensure an efficient process of heat transfer from the walls of the retort 8 to the rubber waste using a fan 22, the steam-gas mixture is circulated along the contour: heated wall - waste - fan - heated wall. By adjusting the number of revolutions of the fan 22, a heat exchange mode is established in which the waste decomposes in a predetermined time determined by the capacity of the device, for example 1000 kg / h.
Газообразные продукты разложения резиновых отходов в смеси с водяным паром через расходомер 23 выводят в секции 24 и 27 теплообменника, где в результате теплообмена с проточной водой их охлаждают и частично конденсируют. При этом в зависимости от заданных условий (например, при необходимости выделить фракцию с температурой кипения не ниже 200° С) обеспечивают расход охлаждающей воды через первую секцию 24 теплообменника, при котором выходящая парогазовая смесь будет иметь температуру 200° С, что контролируют по показаниям датчика температуры 25.The gaseous products of the decomposition of rubber waste in a mixture with water vapor through a flow meter 23 are discharged into the heat exchanger sections 24 and 27, where as a result of heat exchange with running water they are cooled and partially condensed. At the same time, depending on the given conditions (for example, if it is necessary to isolate a fraction with a boiling point of at least 200 ° C), a flow of cooling water is provided through the first section 24 of the heat exchanger, at which the outgoing steam-gas mixture will have a temperature of 200 ° C, which is controlled by the sensor temperature 25.
Конденсированные продукты из первой секции 24 и второй секции 27 теплообменника сливают в емкость 26. Из первой секции 24 теплообменника несконденсированную парогазовую смесь выводят во вторую секцию 27 теплообменника, где в результате теплообмена с проточной водой устанавливают температуру смеси 100° С и выше. Температуру 100° С и выше устанавливают (регулируют расход охлаждающей воды) и контролируют температуру по показаниям датчика температуры 28 для того, чтобы предотвратить конденсацию водяного пара.Condensed products from the first section 24 and the second section 27 of the heat exchanger are poured into the container 26. From the first section 24 of the heat exchanger, the non-condensed vapor-gas mixture is discharged into the second section 27 of the heat exchanger, where the temperature of the mixture is set to 100 ° C and above as a result of heat exchange with running water. A temperature of 100 ° C and above is set (the flow rate of cooling water is controlled) and the temperature is monitored according to the temperature sensor 28 in order to prevent condensation of water vapor.
В случае протекания нежелательной конденсации водяного пара образуется конденсат, загрязненный продуктами разложения резиновых отходов, и выделяется большое (до 2300 кДж на 1кг сконденсированного пара) количество тепла, что требует дополнительного расхода охлаждающей воды и создания специальной системы охлаждения.In the event of undesired condensation of water vapor, condensate forms, contaminated by the decomposition products of rubber waste, and a large amount of heat (up to 2300 kJ per 1 kg of condensed steam) is generated, which requires an additional flow of cooling water and the creation of a special cooling system.
Из второй секции 27 теплообменника парогазовую смесь при температуре 100° С и выше через кран 29 выводят в топку 10 и сжигают. Таким образом, предотвращается сброс загрязненного конденсата в окружающую среду, а теплота сгорания низкокипящих продуктов разложения отходов используется для энергообеспечения процесса. При этом снижается расход топлива (в нашем случае - дров).From the second section 27 of the heat exchanger, the gas-vapor mixture at a temperature of 100 ° C and above through the valve 29 is withdrawn into the furnace 10 and burned. Thus, the discharge of contaminated condensate into the environment is prevented, and the calorific value of low-boiling waste decomposition products is used to power the process. This reduces fuel consumption (in our case, firewood).
Конденсированные продукты из секций 24 и 27 теплообменника сливают в емкость 30. После завершения процесса разложения отходов (после прекращения выхода газообразных продуктов, что наблюдают по показаниям газоанализатора 20) открывают затвор 31 и с помощью толкателя 32 тележку с твердым остатком перемещают в камеру охлаждения 33, после чего затвор 31 закрывают. Далее открывают затвор 6 и с помощью толкателя 4 тележку 9 перемещают в реторту 8, затвор 6 закрывают, а к бункеру 1 подают тележку 34, которую загружают отходами, открывают затвор 3 и в камеру 5 подают тележку 34, после чего затвор 3 закрывают.Condensed products from the sections 24 and 27 of the heat exchanger are poured into a container 30. After the completion of the decomposition of the waste (after the gaseous products have stopped coming out, which is observed according to the readings of the gas analyzer 20), the shutter 31 is opened and the trolley with solid residue is moved to the cooling chamber 33 using the pusher 32 after which the shutter 31 is closed. Next, the shutter 6 is opened and, using the pusher 4, the trolley 9 is moved to the retort 8, the shutter 6 is closed, and the bunker 1 is supplied with a trolley 34, which is loaded with waste, the shutter 3 is opened and the trolley 34 is fed into the chamber 5, after which the shutter 3 is closed.
После перемещения тележки 2 в камеру охлаждения 33 из емкости с водой 35 с помощью насоса 36 в форсунки 37 подают воду и распыляют ее в камере охлаждения. За температурой остатка наблюдают по показаниям термометра 38 и при установлении температуры Т=150-170° С (такой уровень температуры позволяет без возгорания вывести тележку 2 с остатком из камеры охлаждения) прекращают орошение остатка, открывают затвор 39 и с помощью толкателя 40 тележку 2 выталкивают из камеры охлаждения и подают на разгрузку. Для разгрузки тележки 2 открывают люки в ее днище и остаток под действием собственного веса просыпается в бункер выгрузки 41 и далее в сепаратор 42, где металл отделяют от углеродистой составляющей и выгружают в емкость 43, а углеродистую составляющую выгружают в емкость 44. После разгрузки тележку 2 с помощью подъемного крана 45 перемещают к бункеру 1 и цикл повторяют.After moving the trolley 2 into the cooling chamber 33 from the water tank 35 by means of a pump 36, water is supplied to the nozzles 37 and sprayed in the cooling chamber. The temperature of the residue is monitored by the readings of the thermometer 38 and when the temperature is set to T = 150-170 ° C (this temperature level allows the cart 2 with the remainder to be removed from the cooling chamber without fire), the residue is irrigated, the shutter 39 is opened and the cart 2 is pushed out using the pusher 40 from the cooling chamber and serves for unloading. To unload the trolley 2, open the hatches in its bottom and the remainder under the influence of its own weight wakes up in the discharge hopper 41 and then to the separator 42, where the metal is separated from the carbon component and discharged into the tank 43, and the carbon component is unloaded into the tank 44. After unloading the trolley 2 using a crane 45 move to the hopper 1 and the cycle is repeated.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Из бункера 1 в тележку 2 загружают 350 кг резиновых отходов (изношенные шины), открывают шлюзовой затвор 3 и с помощью толкателя 4 в камеру загрузки 5 заталкивают тележку 2, после чего затвор 3 закрывают и открывают затвор 6. Затем толкателем 7 в реторту 8 заталкивают тележку 2 и закрывают затвор 6, а к бункеру 1 подают тележку 9, которую загружают отходами, открывают затвор 3 и толкателем 4 в камеру загрузки 5 закатывают тележку 9, после чего затвор 3 закрывают. В топку 10 загружают 280 кг твердого топлива, например дрова с влажностью не более 20%, зольностью 2% и теплотой сгорания 14 МДж/кг. Дрова зажигают с помощью факела и посредством дымососа 11 газообразные продукты сгорания из топки 10 через дисперсную засыпку 12 выводят в дымовую трубу 13. Для полного сгорания дров в топку 10 подают воздух в количестве 4,5 м3 на 1 кг дров, т.е. 1575 м3. Подачу воздуха регулируют с помощью калиброванных по расходу продуктов сгорания шиберных заслонок дымососа и устанавливают заданный расход 787,5 м /ч, т.к. полное время процесса нагревания и термического разложения отходов составляет 2 ч, то дрова (280 кг) необходимо сжечь в топке 10 за 2 часа. При сгорании дров образуется 5,3 м3/кг продуктов сгорания, что в итоге составит 1484 м3. Следовательно, с помощью дымососа 11 из топки 10 необходимо выводить продукты сгорания с расходом 742 м3/ч, т.к. время процесса сжигания дров составляет 2 ч. Тепло, выделяющееся при сжигании дров в топке 10, расходуется на нагрев реторты, дисперсной засыпки, перегрев водяного пара, нагрев и термическое разложение резиновых отходов, а также на тепловые потери. На нагрев элементов устройства расходуется 157 кг дров. На перегрев 350 кг пара (Т=500° С) 25 кг. Для обеспечения нагрева до 500° С и термического разложения 350 кг резиновых отходов требуется сжечь в топке 42 кг дров. Таким образом, полный расход дров на энергообеспечение процесса (с учетом 25% тепловых потерь)составит:From the hopper 1, 350 kg of rubber waste (worn tires) are loaded into the trolley 2, the lock gate 3 is opened, and the trolley 2 is pushed into the loading chamber 5 using the pusher 4, then the shutter 3 is closed and the shutter 6 is opened. Then, the pusher 7 is pushed into the retort 8 the cart 2 and close the shutter 6, and to the hopper 1 serves the cart 9, which is loaded with waste, open the shutter 3 and the pusher 4 into the loading chamber 5 roll the cart 9, after which the shutter 3 is closed. 280 kg of solid fuel are loaded into the furnace 10, for example, firewood with a moisture content of not more than 20%, an ash content of 2%, and a heat of combustion of 14 MJ / kg. Firewood is ignited by means of a torch and by means of a smoke exhauster 11 the gaseous products of combustion from the furnace 10 through the dispersed filling 12 are led out into the chimney 13. For complete combustion of the firewood, air is supplied to the furnace 10 in an amount of 4.5 m 3 per 1 kg of wood, i.e. 1575 m 3 . The air supply is regulated by means of the exhaust fan valves calibrated by the flow rate of combustion products and the set flow rate of 787.5 m / h is set, because the total time of the heating process and thermal decomposition of the waste is 2 hours, then the wood (280 kg) must be burned in the furnace 10 in 2 hours. During the combustion of firewood, 5.3 m 3 / kg of combustion products is formed, which will total 1484 m 3 . Therefore, using a smoke exhauster 11 from the furnace 10, it is necessary to remove combustion products with a flow rate of 742 m 3 / h, because the process of burning wood is 2 hours. The heat generated by burning wood in the furnace 10 is spent on heating the retort, disperse backfill, overheating of water vapor, heating and thermal decomposition of rubber waste, as well as heat loss. 157 kg of firewood is spent on heating the elements of the device. Overheating 350 kg of steam (T = 500 ° C) 25 kg. To ensure heating to 500 ° C and thermal decomposition of 350 kg of rubber waste, 42 kg of firewood needs to be burned in the furnace. Thus, the total consumption of firewood for energy supply of the process (taking into account 25% of heat losses) will be:
(157 кг+42 кг+25 кг)× 1,25=280 кг(157 kg + 42 kg + 25 kg) × 1.25 = 280 kg
С помощью кранов 14 и 15 в пароперегреватель 16 подают насыщенный водяной пар, где он перегревается до температуры, равной температуре дисперсной засыпки. Пароперегреватель 16 изготовлен из жаропрочный стали в виде плоского змеевика из труб соответствующего сечения.Using taps 14 and 15, saturated water vapor is supplied to the superheater 16, where it overheats to a temperature equal to the temperature of the dispersed backfill. The superheater 16 is made of heat-resistant steel in the form of a flat coil from pipes of the corresponding section.
Тепло в реторту 8 подводится с потоком перегретого водяного пара и через стенки, контактирующие с дисперсной засыпкой и продуктами сгорания топлива. Поэтому в реторту 8 необходимо подавать пар с температурой не ниже, чем температура дисперсной засыпки 12. В противном случае будет наблюдаться падение интенсивности процесса термического разложения резиновых отходов.The heat in the retort 8 is supplied with a stream of superheated water vapor and through the walls in contact with dispersed backfill and fuel combustion products. Therefore, in the retort 8, it is necessary to supply steam with a temperature not lower than the temperature of the dispersed filling 12. Otherwise, a decrease in the intensity of the process of thermal decomposition of rubber waste will be observed.
С помощью крана 17 паропровода 46 в пароперегреватель 18, размещенный в топке 10, подают насыщенный водяной пар, который перегревается до температуры 700° С. За температурой перегрева пара наблюдают по показаниям датчика температуры 19 и краном 17 регулируют расход пара таким образом, чтобы температура пара составляла 700° С.Using the valve 17 of the steam line 46, saturated steam is supplied to the superheater 18 located in the furnace 10, which overheats to a temperature of 700 ° C. The temperature of the superheat is monitored by the temperature sensor 19 and the valve 17 controls the steam flow so that the steam temperature was 700 ° C.
Размещение пароперегревателя 16 в дисперсной засыпке 12 позволяет получать перегретый пар с температурой 400° С и эффективно передавать тепло от нагретой дисперсной засыпки 12 и продуктов сгорания в реторту 8. При этом разделение потока пара на два потока обеспечивает возможность посредством кранов 15 и 17 (смешивая оба потока с температурой 400° С и 700° С) регулировать температуру в реторте 8 для обеспечения температуры 500° С.The placement of the superheater 16 in the disperse charge 12 allows you to receive superheated steam with a temperature of 400 ° C and effectively transfer heat from the heated disperse charge 12 and the combustion products to the retort 8. In this case, the separation of the steam stream into two streams provides the possibility by means of taps 15 and 17 (mixing both flow with a temperature of 400 ° C and 700 ° C) to regulate the temperature in the retort 8 to ensure a temperature of 500 ° C.
Резиновые отходы нагреваются до температуры 500° С, в результате чего протекает процесс термического разложения с образованием твердого остатка и газообразных продуктов. За количеством образующихся газообразных продуктов в реторте 8 наблюдают по показаниям газоанализатора 20, а температуру нагрева отходов контролируют с помощью баротермометра 21.Rubber waste is heated to a temperature of 500 ° C, as a result of which the process of thermal decomposition proceeds with the formation of a solid residue and gaseous products. The amount of gaseous products formed in the retort 8 is monitored by the readings of the gas analyzer 20, and the temperature of the waste heating is monitored using a barothermometer 21.
При снижении температуры в реторте ниже 500° С с помощь дымососа 11 увеличивают количество выводимых в дымовую трубу 13 продуктов сгорания, снижают подачу пара через пароперегреватель 16 и увеличивают подачу пара через пароперегреватель 18.When the temperature in the retort decreases below 500 ° C with the help of a smoke exhauster 11, the amount of combustion products discharged into the chimney 13 is increased, the steam supply through the superheater 16 is reduced, and the steam supply through the superheater 18 is increased.
При росте температуры выше 500° С с помощью дымососа 13 снижают количество выводимых в дымовую трубу 13 продуктов сгорания, увеличивают подачу пара через пароперегреватель 16 и снижают подачу пара в реторту 8 через пароперегреватель 18. При этом контролируют температуру в реторте 8 по показаниям баротермометра 21.When the temperature rises above 500 ° C, with the help of a smoke exhaust fan 13 reduce the amount of combustion products discharged into the chimney 13, increase the steam supply through the superheater 16 and reduce the steam supply to the retort 8 through the superheater 18. In this case, the temperature in the retort 8 is monitored according to the readings of the barometer 21.
Для обеспечения эффективного процесса передачи тепла от стенок реторты к резиновым отходам с помощью вентилятора 22 создают циркуляцию парогазовой смеси по контуру: нагретая стенка - резиновые отходы - вентилятор - нагретая стенка. Регулируя число оборотов вентилятора, устанавливают такой режим теплообмена, при котором отходы разлагаются за 2 ч.To ensure an efficient process of heat transfer from the walls of the retort to the rubber waste using a fan 22, the steam-gas mixture is circulated along the contour: heated wall - rubber waste - fan - heated wall. By adjusting the fan speed, a heat transfer mode is established in which the waste decomposes in 2 hours.
Для этого контролируют выделение газообразных продуктов по показаниям газоанализатора 20, который показывает концентрацию газообразных продуктов разложения отходов в парогазовой смеси. С помощью расходомера 23 определяют расход парогазовой смеси и по показаниям газоанализатора 21 и расходомера 23 находят путем вычислений скорость выхода газообразных продуктов. По скорости выхода газообразных продуктов рассчитывают полученное время выхода газообразных продуктов. Сравнивают полученное значение времени с заданным (в нашем случае 2 ч) и изменяют интенсивность теплообмена, т.е. увеличивают или уменьшают обороты вентилятора 22.To do this, control the release of gaseous products according to the testimony of the gas analyzer 20, which shows the concentration of gaseous decomposition products of waste in the vapor-gas mixture. Using a flow meter 23, the flow rate of the gas-vapor mixture is determined and, according to the readings of the gas analyzer 21 and the flow meter 23, the yield rate of gaseous products is determined by calculation. The rate of release of gaseous products is calculated from the rate of release of gaseous products. The obtained time value is compared with the set value (in our case 2 hours) and the heat exchange intensity is changed, i.e. increase or decrease fan speed 22.
Так, если по показаниям газоанализатора 20 концентрация газообразных продуктов разложения составляет 0,1458 кг/м3, а расход парогазовой смеси по показаниям расходомера 23 составляет 600 м3/ч, при этом полный выход газообразных продуктов разложения резиновых отходов составляет 175 кг, т.е. 50% от исходного количества 350 кг, то при установившихся условиях 140 кг продуктов разложения будут выведены из реторты 8 за время:So, if according to the testimony of the gas analyzer 20, the concentration of gaseous decomposition products is 0.1458 kg / m 3 , and the consumption of the gas-vapor mixture according to the readings of the flow meter 23 is 600 m 3 / h, while the total yield of gaseous decomposition products of rubber waste is 175 kg, t. e. 50% of the initial amount of 350 kg, then under steady conditions 140 kg of decomposition products will be removed from retort 8 in time:
(175 кг)/(0,1458 кг/м3× 600 м3/ч)=2 ч,(175 kg) / (0.1458 kg / m 3 × 600 m 3 / h) = 2 h,
что обеспечивает полное разложение отходов за заданное время 2 часа.which ensures complete decomposition of waste in a given time of 2 hours.
В случае, когда из расчетов следует, что полное время разложения больше заданного, необходимо интенсифицировать процесс теплообмена в реторте путем увеличения оборотов вентилятора и таким образом получить заданный параметр разложения 2 часа.In the case when it follows from the calculations that the total decomposition time is longer than the specified one, it is necessary to intensify the heat transfer process in the retort by increasing the fan speed and thus obtain the desired decomposition parameter of 2 hours.
Газообразные продукты разложения резиновых отходов в смеси с водяным паром с расходом 600 м3/ч через расходомер 23 выводят в теплообменник 24, где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают их до 250° С (температуру контролируют по показаниям датчика 25), в результате чего конденсируется порядка 79% газообразных продуктов разложения или около 55,3 кг/ч.The gaseous products of the decomposition of rubber waste in a mixture with water vapor with a flow rate of 600 m 3 / h through a flow meter 23 are discharged into a heat exchanger 24, where as a result of heat exchange with running water they are cooled to 250 ° C (the temperature is monitored according to the sensor 25), as a result of which about 79% of gaseous decomposition products or about 55.3 kg / h condenses.
Конденсированные продукты из секции 24 теплообменника сливают в емкость 26. Из первой секции 24 теплообменника несконденсированную парогазовую смесь выводят во вторую секцию 27 теплообменника, где в результате теплообмена с проточной водой устанавливают температуру смеси 193° С (регулируют расход охлаждающей воды и контролируют температуру по показаниям датчика температуры 28). В результате конденсируется еще около 7,7 кг/ч газообразных продуктов разложения резиновых отходов.Condensed products from the heat exchanger section 24 are poured into a container 26. From the first heat exchanger section 24, the non-condensed vapor-gas mixture is discharged into the second heat exchanger section 27, where as a result of heat exchange with running water, the mixture temperature is set to 193 ° C (control the flow of cooling water and control the temperature according to the sensor temperature 28). As a result, about 7.7 kg / h of gaseous decomposition products of rubber waste condenses.
Из второй секции 27 теплообменника парогазовую смесь при температуре 193° С через кран 29 в количестве 199,5 кг/ч выводят в топку 10 и сжигают, тем самым предотвращается сброс загрязненного конденсата в окружающую среду, а теплоту сгорания продуктов разложения отходов используют для энергообеспечения процесса, что существенно снижает расход топлива.From the second section 27 of the heat exchanger, the gas-vapor mixture at a temperature of 193 ° C through the valve 29 in the amount of 199.5 kg / h is discharged into the furnace 10 and burned, thereby preventing the discharge of contaminated condensate into the environment, and the calorific value of the waste decomposition products is used to power the process , which significantly reduces fuel consumption.
В рассматриваемом примере сжигается 7 кг/ч продуктов разложения с теплотой сгорания 40 МДж/кг и 17,5 кг/ч неконденсирующихся газов с теплотой сгорания 30 МДж/кг. Общее количество тепла, получаемого от сжигания продуктов разложения резиновых отходов, составит 805 МДж/ч. При сжигании 140 кг/ч дров (280 кг дров расходуется за 2 ч) выделяется 1960 МДж/ч тепла.In this example, 7 kg / h of decomposition products with a calorific value of 40 MJ / kg and 17.5 kg / h of non-condensable gases with a calorific value of 30 MJ / kg are burned. The total amount of heat obtained from the combustion of rubber waste decomposition products will be 805 MJ / h. When burning 140 kg / h of firewood (280 kg of firewood is consumed in 2 hours), 1960 MJ / h of heat is released.
Таким образом, расход дров снижается до следующей величины:Thus, the consumption of firewood is reduced to the following value:
(1960 МДж/ч-805 МДж/ч)/14 МДж/кг=82,5 кг /ч.(1960 MJ / h-805 MJ / h) / 14 MJ / kg = 82.5 kg / h.
Конденсированные продукты из секции 27 теплообменника сливают в емкость 30.Condensed products from the heat exchanger section 27 are poured into a container 30.
По окончании процесса разложения отходов (после прекращения выхода газообразных продуктов из отходов, что наблюдают по показаниям газоанализатора 20) открывают затвор 31 и с помощью толкателя 32 тележку с твердым остатком перемещают в камеру охлаждения 33, после чего затвор 31 закрывают. Открывают затвор 6 и с помощью толкателя 4 тележку 9 заталкивают в реторту 8, после чего затвор 6 закрывают, а к бункеру 1 подают тележку 34, которую загружают отходами, открывают затвор 3 и в камеру 5 подают тележку 34, после чего затвор 3 закрывают.At the end of the decomposition process of the waste (after the gaseous products exit from the waste, which is observed according to the readings of the gas analyzer 20), the shutter 31 is opened and the trolley with solid residue is moved to the cooling chamber 33 using the push rod 32, after which the shutter 31 is closed. The shutter 6 is opened and, using the pusher 4, the trolley 9 is pushed into the retort 8, after which the shutter 6 is closed, and the trolley 34 is fed to the hopper 1, which is loaded with waste, the shutter 3 is opened and the trolley 34 is fed into the chamber 5, after which the shutter 3 is closed.
После перемещения тележки 2 в камеру охлаждения 33 из емкости с водой 35 с помощью насоса 36 в форсунки 37 подают воду и распыляют ее в камере охлаждения.After moving the trolley 2 into the cooling chamber 33 from the water tank 35 by means of a pump 36, water is supplied to the nozzles 37 and sprayed in the cooling chamber.
Расход воды на орошение остатка определяется весом остатка, его начальной и конечной температурой. В нашем случае вес твердого остатка составляет 175 кг, его начальная температура 500° С, конечная температура 150° С, удельная теплоемкость 1,3 кДж/кг° С. В этом случае при охлаждении остатка необходимо отвести тепло, равное 79625 кДж. Тепло отводится в результате нагрева и испарения воды.The water consumption for irrigation of the residue is determined by the weight of the residue, its initial and final temperature. In our case, the weight of the solid residue is 175 kg, its initial temperature is 500 ° C, the final temperature is 150 ° C, the specific heat is 1.3 kJ / kg ° C. In this case, when the residue is cooled, heat equal to 79625 kJ must be removed. Heat is removed as a result of heating and evaporation of water.
Таким образом, для отвода данного количества тепла (при условии, что начальная температура воды 20° С) необходимо на орошение подать 30,2 л воды. При достижении температуры Т=150° С (такой уровень температуры позволяет без возгорания вывести тележку 2 с остатком из камеры охлаждения) прекращают орошение остатка, открывают затвор 39 и с помощью толкателя 40 тележку 2 выталкивают из камеры охлаждения 33 и подают на разгрузку. Для разгрузки тележки 2 открывают в днище люки и твердый остаток под действием собственного веса просыпается в бункер выгрузки 41 и далее в сепаратор 42, где металл отделяют от углеродистой составляющей и выгружают в емкость 43, а углеродистую составляющую выгружают в емкость 44. После разгрузки тележку 2 с помощью подъемного крана 45 перемещают к бункеру 1 и цикл повторяют.Thus, to remove a given amount of heat (provided that the initial water temperature is 20 ° C), it is necessary to supply 30.2 liters of water for irrigation. When the temperature reaches T = 150 ° C (this temperature level allows the cart 2 with the remainder to be removed from the cooling chamber without ignition), the irrigation of the residue is stopped, the shutter 39 is opened, and using the pusher 40, the cart 2 is pushed out of the cooling chamber 33 and served for unloading. To unload the trolley 2, hatches are opened in the bottom and a solid residue under the influence of its own weight wakes up in the discharge hopper 41 and then to the separator 42, where the metal is separated from the carbon component and discharged into the container 43, and the carbon component is discharged into the container 44. After unloading, the trolley 2 using a crane 45 move to the hopper 1 and the cycle is repeated.
Пример 2.Example 2
Из бункера 1 в тележку 2 загружают 1000 кг резиновых отходов (измельченных изношенных шин до размеров 300-400 мм), открывают шлюзовой затвор 3 и с помощью толкателя 4 в камеру загрузки 5 заталкивают тележку 2, после чего затвор 3 закрывают и открывают затвор 6.From the hopper 1 into the trolley 2 load 1000 kg of rubber waste (crushed worn tires to sizes of 300-400 mm), open the lock gate 3 and using the pusher 4 into the loading chamber 5 push the truck 2, after which the shutter 3 is closed and the shutter 6 is opened.
Затем толкателем 7 в реторту 8 заталкивают тележку 2 и закрывают затвор 6, а к бункеру 1 подают тележку 9, которую загружают отходами, открывают затвор 3 и толкателем 4 в камеру загрузки 5 заталкивают тележку 9, после чего затвор 3 закрывают. Одновременно в топку 10 загружают 400 кг дров (влажность 10%, зольность 2%, теплота сгорания 16 МДж/кг). Дрова в топке 10 зажигают с помощью факела и с помощью дымососа 11 продукты сгорания из топки 10 через дисперсную засыпку 12 выводят в дымовую трубу 13. Для полного сгорания дров в топку 10 необходимо подать 5 м3 воздуха на 1 кг дров, т.е. 2000 м3. Подачу воздуха регулируют с помощью шиберных заслонок дымососа, устанавливая заданный расход 1000 м3/ч, т.к. полное время процесса нагревания и термического разложения отходов составляет 2 ч, то дрова необходимо (500 кг) сжечь в топке 10 за 2 часа. При сгорании дров образуется 5,8 м3/кг продуктов сгорания, что составит 2320 м3. Следовательно, с помощью дымососа 11 из топки 10 необходимо выводить продукты сгорания с расходом 1160 м3/ч, т.к. время процесса сжигания дров составляет 2 ч.Then the pusher 7 in the retort 8 pushes the cart 2 and closes the shutter 6, and to the hopper 1 serves the cart 9, which is loaded with waste, open the shutter 3 and the pusher 4 into the loading chamber 5 push the cart 9, after which the shutter 3 is closed. At the same time, 400 kg of firewood are loaded into the furnace 10 (humidity 10%, ash content 2%, calorific value 16 MJ / kg). Firewood in the furnace 10 is ignited using a torch and with the help of a smoke exhauster 11, the combustion products from the furnace 10 are discharged through the disperse charge 12 into the chimney 13. For complete combustion of the firewood, it is necessary to supply 5 m 3 of air per 1 kg of firewood, i.e. 2000 m 3 . The air supply is regulated with the help of the gate valves of the exhaust fan, setting a predetermined flow rate of 1000 m 3 / h, because the total time of the heating process and thermal decomposition of the waste is 2 hours, then the firewood (500 kg) must be burned in the furnace 10 in 2 hours. During the combustion of firewood, 5.8 m 3 / kg of combustion products is formed, which will be 2320 m 3 . Therefore, using a smoke exhauster 11 from the furnace 10, it is necessary to remove combustion products with a flow rate of 1160 m 3 / h, because the process of burning wood is 2 hours
Тепло, выделяющееся при сжигании дров в топке 10, расходуется на нагрев реторты 8, дисперсной засыпки 12, перегрев водяного пара, нагрев и термическое разложение резиновых отходов, тепловые потери. На нагрев элементов устройства расходуется 157 кг дров. На перегрев 1000 кг пара (Т=500° С) 70 кг. Для обеспечения нагрева до 500° С и термического разложения 1000 кг резиновых отходов требуется сжечь в топке 118 кг дров. Таким образом, полный расход дров на энергообеспечение процесса (с учетом 16% тепловых потерь)составит:The heat generated during the combustion of firewood in the furnace 10 is spent on heating the retort 8, disperse filling 12, overheating of water vapor, heating and thermal decomposition of rubber waste, heat loss. 157 kg of firewood is spent on heating the elements of the device. Overheating 1000 kg of steam (T = 500 ° C) 70 kg. To ensure heating to 500 ° C and thermal decomposition of 1000 kg of rubber waste, it is necessary to burn 118 kg of firewood in the furnace. Thus, the total consumption of firewood for energy supply of the process (taking into account 16% of heat losses) will be:
(157 кг+118 кг+70 кг)× 1,16=400 кг.(157 kg + 118 kg + 70 kg) × 1.16 = 400 kg.
С помощью кранов 14 и 15 через паропровод 46 в пароперегреватель 16 подают насыщенный водяной пар, который перегревается до температуры 400° С. С помощью крана 17 в пароперегреватель 18, размещенный в топке 10, подают насыщенный водяной пар, который перегревается до температуры 700° С.Using cranes 14 and 15, saturated steam is supplied to the superheater 16 through the steam line 46, which overheats to a temperature of 400 ° C. With a valve 17, saturated steam is fed to the superheater 18 located in the furnace 10, which overheats to a temperature of 700 ° C. .
За температурой перегрева пара наблюдают по показаниям датчика температуры 19 и краном 17 регулируют расход пара таким образом, чтобы температура пара составляла 700° С. При этом разделение потока пара на два потока обеспечивает возможность, манипулируя кранами 15 и 17 (смешивая оба потока с температурой 400° С и 700° С), регулировать температуру в реторте 8 для обеспечения температуры 500° С.The superheat temperature of the steam is monitored according to the temperature sensor 19 and the valve 17 controls the steam flow so that the steam temperature is 700 ° C. At the same time, the separation of the steam stream into two streams makes it possible by manipulating the taps 15 and 17 (mixing both streams with a temperature of 400 ° C and 700 ° C), adjust the temperature in retort 8 to ensure a temperature of 500 ° C.
Резиновые отходы нагреваются до температуры 500° С, в результате чего протекает процесс термического разложения с образованием твердого остатка и газообразных продуктов. За количеством образующихся газообразных продуктов в реторте наблюдают по показаниям газоанализатора 20, а температуру нагрева отходов контролируют с помощью баротермометра 21.Rubber waste is heated to a temperature of 500 ° C, as a result of which the process of thermal decomposition proceeds with the formation of a solid residue and gaseous products. The amount of gaseous products formed in the retort is monitored by the readings of the gas analyzer 20, and the temperature of the waste heating is controlled using a barothermometer 21.
Для обеспечения эффективного процесса передачи тепла от стенок реторты 8 к резиновым отходам с помощью вентилятора 22 создают циркуляцию парогазовой смеси по контуру: нагретая стенка - резиновые отходы - вентилятор - нагретая стенка. Регулируя число оборотов вентилятора 22, устанавливают такой режим теплообмена, при котором отходы разлагаются за 2 ч.To ensure an efficient process of heat transfer from the walls of the retort 8 to the rubber waste using a fan 22, a steam-gas mixture is circulated along the contour: heated wall - rubber waste - fan - heated wall. By adjusting the speed of the fan 22, a heat transfer mode is established in which the waste decomposes in 2 hours.
Пусть по показаниям газоанализатора 20 концентрация газообразных продуктов разложения составляет 0,100 кг/м3, а расход парогазовой смеси по показаниям расходомера 23 составляет 2000 м3/ч. При этом полный выход газообразных продуктов разложения резиновых отходов составляет 400 кг, т.е. 40% от исходного количества 1000 кг. Таким образом, при установившихся условиях 400 кг продуктов разложения будут выведены из реторты 8 за время;Let, according to the testimony of the gas analyzer 20, the concentration of gaseous decomposition products is 0.100 kg / m 3 and the flow rate of the vapor-gas mixture according to the readings of the flow meter 23 is 2000 m 3 / h. Moreover, the total yield of gaseous decomposition products of rubber waste is 400 kg, i.e. 40% of the initial amount of 1000 kg. Thus, under steady conditions, 400 kg of decomposition products will be removed from retort 8 in time;
(400 кг)/(0,100 кг/м3× 2000 м3/ч)=2 ч.(400 kg) / (0.100 kg / m 3 × 2000 m 3 / h) = 2 hours
Таким образом, в нашем случае интенсивность подвода тепла к резиновым отходам обеспечивает их полное разложение за заданное время 2 часа.Thus, in our case, the intensity of heat supply to the rubber waste ensures their complete decomposition in a given time of 2 hours.
Газообразные продукты разложения резиновых отходов в смеси с водяным паром с расходом 2000 м3/ч через расходомер 23 выводят в секции 24 и 27 теплообменника, где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают их до температуры 250° С (температуру контролируют по показаниям датчика 25), в результате чего конденсируется около 79% газообразных продуктов разложения или 138,25 кг/ч. Конденсированные продукты сливают в емкость 26.The gaseous products of the decomposition of rubber waste in a mixture with water vapor with a flow rate of 2000 m 3 / h through a flow meter 23 are discharged into sections 24 and 27 of the heat exchanger, where as a result of heat exchange with running water they are cooled to a temperature of 250 ° C (the temperature is monitored according to the sensor 25) resulting in condensation of about 79% of the gaseous decomposition products or 138.25 kg / h. Condensed products are poured into a container 26.
Из первой секции 24 теплообменника несконденсированную парогазовую смесь выводят во вторую секцию 27 теплообменника, где в результате теплообмена с проточной водой устанавливают температуру смеси 193° С (регулируют расход охлаждающей воды и контролируют температуру по показаниям датчика температуры 28). В результате конденсируется еще 19,25 кг/ч газообразных продуктов разложения резиновых отходов.From the first section 24 of the heat exchanger, the non-condensed vapor-gas mixture is discharged into the second section 27 of the heat exchanger, where, as a result of heat exchange with running water, the temperature of the mixture is set to 193 ° C (the flow rate of cooling water is controlled and the temperature is controlled by the temperature sensor 28). As a result, another 19.25 kg / h of gaseous decomposition products of rubber waste condenses.
Из второй секции 27 теплообменника парогазовую смесь при температуре 193° С через кран 29 в количестве 567,5 кг/ч выводят в топку 10 и сжигают. Таким образом предотвращается сброс загрязненного конденсата в окружающую среду, а теплота сгорания продуктов разложения отходов используется для энергообеспечения процесса. При этом снижается расход топлива. В нашем случае сжигается 19,25 кг/ч продуктов разложения с теплотой сгорания 40 МДж/кг и 25 кг/ч неконденсирующихся газов с теплотой сгорания 30 МДж/кг. Общее количество тепла, получаемого от сжигания продуктов разложения резиновых отходов, составит 1520 МДж/ч. При сжигании 200 кг/ч дров (400 кг дров расходуется за 2 ч) выделяется 2800 МДж/ч тепла.From the second section 27 of the heat exchanger, the gas-vapor mixture at a temperature of 193 ° C through the valve 29 in the amount of 567.5 kg / h is discharged into the furnace 10 and burned. This prevents the discharge of contaminated condensate into the environment, and the calorific value of the waste decomposition products is used to power the process. This reduces fuel consumption. In our case, 19.25 kg / h of decomposition products with a calorific value of 40 MJ / kg and 25 kg / h of non-condensable gases with a calorific value of 30 MJ / kg are burned. The total amount of heat obtained from the combustion of rubber waste decomposition products will be 1,520 MJ / h. When burning 200 kg / h of firewood (400 kg of firewood is consumed in 2 hours), 2800 MJ / h of heat is released.
Таким образом, расход дров снижается до следующей величины:Thus, the consumption of firewood is reduced to the following value:
(2800 МДж/ч-1520 МДж/ч)/14 МДж/кг=91,4 кг/ч.(2800 MJ / h-1520 MJ / h) / 14 MJ / kg = 91.4 kg / h.
Конденсированные продукты из теплообменника 27 сливают в емкость 30. По окончании процесса разложения отходов (после прекращения выхода газообразных продуктов из отходов, что наблюдают по показаниям газоанализатора 20) открывают затвор 31 и с помощью толкателя 32 тележку с твердым остатком перемещают в камеру охлаждения 33, после чего затвор 31 закрывают. Открывают затвор 6 и с помощью толкателя 4 тележку 9 заталкивают в реторту 8, после чего затвор 6 закрывают, а к бункеру 1 подают тележку 34, которую загружают отходами, открывают затвор 3 и в камеру 5 подают тележку 34, после чего затвор 3 закрывают. После перемещения тележки 2 в камеру охлаждения 33 из емкости с водой 35 с помощью насоса 36 в форсунки 37 подают воду и распыляют ее в камере охлаждения 33.Condensed products from the heat exchanger 27 are poured into a container 30. At the end of the decomposition process of the waste (after the gaseous products from the waste cease to be observed, which is observed according to the readings of the gas analyzer 20), the shutter 31 is opened and, using the pusher 32, the trolley with solid residue is moved to the cooling chamber 33, after which shutter 31 is closed. The shutter 6 is opened and, using the pusher 4, the trolley 9 is pushed into the retort 8, after which the shutter 6 is closed, and the trolley 34 is fed to the hopper 1, which is loaded with waste, the shutter 3 is opened and the trolley 34 is fed into the chamber 5, after which the shutter 3 is closed. After moving the cart 2 to the cooling chamber 33 from the water tank 35 using the pump 36, water is supplied to the nozzles 37 and sprayed in the cooling chamber 33.
Расход воды на орошение остатка определяется весом остатка, его начальной и конечной температурой. В нашем случае вес твердого остатка составляет 600 кг, его начальная температура 500° С, конечная температура 150° С, удельная теплоемкость 1,3 кДж/кг° С.The water consumption for irrigation of the residue is determined by the weight of the residue, its initial and final temperature. In our case, the weight of the solid residue is 600 kg, its initial temperature is 500 ° C, the final temperature is 150 ° C, and the specific heat is 1.3 kJ / kg ° C.
В этом случае, для охлаждения остатка необходимо отвести избыточное тепло в количестве 273000 кДж. Тепло отводится в результате нагрева и испарения воды. Таким образом, для отвода данного количества тепла необходимо (при условии, что начальная температура воды 20° С) на орошение подать 103,5 кг воды.In this case, to cool the residue, it is necessary to remove excess heat in the amount of 273,000 kJ. Heat is removed as a result of heating and evaporation of water. Thus, to remove this amount of heat, it is necessary (provided that the initial water temperature is 20 ° C) to supply 103.5 kg of water for irrigation.
За температурой остатка наблюдают по показаниям термометра 38 и при достижении температуры Т=150° С (такой уровень температуры позволяет без возгорания вывести тележку 2 с остатком из камеры охлаждения) прекращают его орошение, открывают затвор 39 и с помощью толкателя 40 тележку 2 выталкивают из камеры охлаждения и подают на разгрузку. Для разгрузки тележки 2 открывают люки в ее днище и остаток под действием собственного веса просыпается в бункер выгрузки 41 и далее в сепаратор 42, где металл отделяют от углеродистой составляющей и выгружают в емкость 43, а углеродистую составляющую выгружают в емкость 44. После разгрузки тележку 2 с помощью подъемного крана 45 перемещают к бункеру 1 и цикл повторяют.The temperature of the residue is monitored according to the readings of thermometer 38 and when the temperature T = 150 ° C is reached (this temperature level allows the cart 2 with the remainder to be removed from the cooling chamber without fire), stop irrigation, open the shutter 39 and use the pusher 40 to push the cart 2 out of the chamber cooling and served for unloading. To unload the trolley 2, open the hatches in its bottom and the remainder under the influence of its own weight wakes up in the discharge hopper 41 and then to the separator 42, where the metal is separated from the carbon component and discharged into the tank 43, and the carbon component is unloaded into the tank 44. After unloading the trolley 2 using a crane 45 move to the hopper 1 and the cycle is repeated.
Предлагаемое устройство для переработки резиновых отходов испытано в условиях экспериментального производства и отличается от известного улучшенными показателями по удельным энергетическим затратам на процесс переработки отходов, а также более низкими выбросами вредных веществ в окружающую среду.The proposed device for the processing of rubber waste tested in experimental production and differs from the well-known improved performance in specific energy costs of the waste treatment process, as well as lower emissions of harmful substances into the environment.
Источники информации:Sources of information:
1. Шеин B.C., Ермаков В.И., Нохрин Ю.Г. "Обезвреживание и утилизация выбросов и отходов при производстве и переработке эластомеров". - М.: Химия, 1987. - С.226-227.1. Shein B.C., Ermakov V.I., Nokhrin Yu.G. "Disposal and disposal of emissions and waste from the production and processing of elastomers." - M .: Chemistry, 1987. - P.226-227.
2. Патент Франции №2279836, МПК С 08 J 11/10, 1976.2. French patent No. 2279836, IPC C 08 J 11/10, 1976.
3. Патент Российской Федерации №2076501, Кл. 6 В 29 В 17/00, C 08 J 11/14, 1997.3. Patent of the Russian Federation No. 2076501, Cl. 6 V 29 V 17/00, C 08 J 11/14, 1997.
4. Патент Латвии №12890, МПК С 10 В 53/02, C 08 J 11/00, С 08 J 11/14, 2002 г. (прототип).4. Latvian patent No. 12890, IPC C 10 B 53/02, C 08 J 11/00, C 08 J 11/14, 2002 (prototype).
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BY20021102 | 2002-12-27 | ||
| BYA20021102 | 2002-12-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003117097A RU2003117097A (en) | 2004-12-27 |
| RU2247025C1 true RU2247025C1 (en) | 2005-02-27 |
Family
ID=35286269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003117097/12A RU2247025C1 (en) | 2002-12-27 | 2003-06-10 | Device for rubber waste processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2247025C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008030137A1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-03-13 | Konstanta, Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu | Method and device for processing rubber waste |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101434710B (en) * | 2008-12-18 | 2010-07-14 | 泰安市金山橡胶工业有限公司 | Automatic rubber powder plasticizing process and apparatus thereof |
-
2003
- 2003-06-10 RU RU2003117097/12A patent/RU2247025C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШЕЙН B.C. и др. Обезвреживание и утилизация выбросов и отходов при производстве и переработке эластомеров, Москва Химия, 1987, с.226-227. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008030137A1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-03-13 | Konstanta, Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu | Method and device for processing rubber waste |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2763026C2 (en) | Furnace | |
| KR20160012178A (en) | A process and apparatus for quenching coke | |
| US10428277B2 (en) | Device for processing scrap rubber | |
| BRPI1000208A2 (en) | low temperature conversion vibrant heat exchanger equipment for organic waste treatment and organic waste treatment process by employing low temperature conversion vibrant heat exchanger equipment | |
| AU2005237099B2 (en) | Method for thermal recycling household wastes and a device for its realization | |
| HU218755B (en) | Method and device for processing waste with a calorific value | |
| RU2508503C2 (en) | Operating method of bioethanol production unit | |
| RU2124547C1 (en) | Method of thermally processing biomass | |
| CN2503361Y (en) | Rotary furnace bed garbage gasification incineration device | |
| US20090050076A1 (en) | Boiler producing steam from flue gases with high electrical efficiency and improved slag quality | |
| EP2789677A1 (en) | Torrefaction plant, its operation and maintenance | |
| CN109611870A (en) | A kind of sludge shaft furnace incineration treatment method and device | |
| RU2247025C1 (en) | Device for rubber waste processing | |
| CN109052889A (en) | Indirect heating packaged type industrial sludge continuous pyrolysis method and carbonizing plant | |
| RU2303050C1 (en) | Gas generator | |
| RU2245247C2 (en) | Method of processing of a waste rubber | |
| WO2016036278A2 (en) | Device for processing petroleum waste | |
| WO2018097756A1 (en) | Device for processing scrap rubber | |
| SK6964Y1 (en) | Method of production fuels for energetics and equpipment for this | |
| CN207815342U (en) | A kind of garbage burning boiler | |
| RU2081894C1 (en) | Apparatus for producing generator gas from secondary wooden or vegetable raw materials | |
| RU2304251C1 (en) | Method of and device for combustion of solid hydrocarbon fuels in burner-furnace devices | |
| RU2657042C2 (en) | Method for producing a combustible gas from a solid fuel and reactor for its implementation | |
| RU2758677C1 (en) | Pyrolysis incinerating unit | |
| CN203744269U (en) | Rubbish and sludge incinerator of circulating fluidized bed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090611 |