RU2251483C2 - Worn tires processing method and a device of its realization - Google Patents
Worn tires processing method and a device of its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2251483C2 RU2251483C2 RU2003116334/12A RU2003116334A RU2251483C2 RU 2251483 C2 RU2251483 C2 RU 2251483C2 RU 2003116334/12 A RU2003116334/12 A RU 2003116334/12A RU 2003116334 A RU2003116334 A RU 2003116334A RU 2251483 C2 RU2251483 C2 RU 2251483C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- tires
- loading
- unloading
- phase
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
- B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
- B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
- B29B2017/0424—Specific disintegrating techniques; devices therefor
- B29B2017/0496—Pyrolysing the materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2030/00—Pneumatic or solid tyres or parts thereof
-
- 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 области экологии и связано с утилизацией продуктов техногенной деятельности человека, в частности к технологии переработки промышленных и бытовых отходов резины, и может быть использовано в топливно-энергетическом комплексе, в резиновой промышленности, а также на предприятиях по переработке автомобильных шин.The invention relates to the field of ecology and is associated with the disposal of products of technogenic human activities, in particular, to the technology for processing industrial and household rubber waste, and can be used in the fuel and energy complex, in the rubber industry, as well as in enterprises for processing automobile tires.
Известен технологический комплекс (1) для переработки безотходным способом твердых органических отходов, в том числе изношенных автопокрышек, авиационных и других покрышек с получением энергоносителей (бензиновой фракции, мазутов, пиролизного газа), пирокарбона (твердого углеродного остатка) и металла. Способ включает подготовку исходного сырья с его многостадийным измельчением до размера крошки порядка 20-25 мм и последующей сушкой. Высушенная крошка поступает в реактор, где при температуре около 950°С подвергается деструкции с выделением парогазовой смеси, а твердый углеродистый остаток с металлическими включениями под собственным весом и давлением вновь поступающего сырья продвигается в нижнюю часть реактора. Затем через систему охлаждения его направляют в двухвалковую дробилку для предварительного измельчения и отделения металла от “припеченного” углерода. Из дробилки измельченный твердый остаток по ленточному транспортеру поступает в бункер - запасник, при этом предварительно из него извлекаются металлические включения. Из бункера - запасника углеродистый остаток винтовым питателем подают в микроизмельчитель, где происходит окончательное измельчение до заданной фракции. Пиролизный газ частично подают на обогрев реактора, остальную часть - потребителю. Из паров жидких углеводородов после нефтехимической конденсации и ректификации выделяют бутадиен, бензин, толуол и бензол.The known technological complex (1) for non-waste processing of solid organic waste, including worn tires, aircraft and other tires to produce energy (gasoline fraction, fuel oil, pyrolysis gas), pyrocarbon (solid carbon residue) and metal. The method includes preparing the feedstock with its multi-stage grinding to a size of crumbs of the order of 20-25 mm and subsequent drying. The dried crumb enters the reactor, where at a temperature of about 950 ° C it undergoes degradation with the release of a vapor-gas mixture, and a solid carbon residue with metal inclusions under its own weight and pressure of the newly incoming raw material moves to the lower part of the reactor. Then, through a cooling system, it is sent to a two-roll crusher for preliminary grinding and separation of metal from “baked” carbon. From the crusher, the crushed solid residue is conveyed through a conveyor belt to a storage bin, and metal inclusions are previously extracted from it. From the storage bunker, the carbon residue is fed by a screw feeder into the micron grinder, where the final grinding to the desired fraction takes place. Pyrolysis gas is partially supplied to the heating of the reactor, the rest to the consumer. Butadiene, gasoline, toluene and benzene are isolated from liquid hydrocarbon vapors after petrochemical condensation and rectification.
К недостаткам известного способа следует отнести наличие высокоэнергоемких процессов измельчения шин и сушки крошки, а также цикличность работы реактора, в связи с периодичностью процесса загрузки сырья и выгрузки твердого остатка из реактора и связанные с этим существенные энергетические потери.The disadvantages of this method include the presence of highly energy-intensive processes of grinding tires and drying chips, as well as the cyclical nature of the reactor, due to the periodicity of the process of loading raw materials and unloading the solid residue from the reactor and the associated significant energy losses.
Известен способ утилизации резиновых отходов в среде инертного теплоносителя - кварцевого песка (2). Способ включает пиролиз отходов резины в реакторе при температуре 500-700°С, отделение твердой фазы, разделение жидкой и газообразной фаз путем конденсации и сжигание последней для поддержания процесса пиролиза.There is a method of recycling rubber waste in an inert coolant - quartz sand (2). The method includes pyrolysis of rubber waste in a reactor at a temperature of 500-700 ° C, separation of the solid phase, separation of the liquid and gaseous phases by condensation and burning of the latter to maintain the pyrolysis process.
Недостатком этого способа является высокая энергоемкость и низкая производительность вследствие цикличности процессов загрузки-выгрузки в реактор и неизбежных при этом потерях тепловой энергии.The disadvantage of this method is the high energy intensity and low productivity due to the cyclical processes of loading and unloading in the reactor and the inevitable loss of thermal energy.
Известна также технология переработки резиновых отходов методом парового термолиза (3). Способ включает “переваривание” резины в рабочей среде - перегретом водяном паре. Водяной пар при охлаждении позволяет легко концентрировать продукты разложения. При этом используют парогазовую смесь, состоящую из 98-85 мас.% перегретого до 300-1600°С водяного пара и 2-15 мас.% газа, полученного из газообразных продуктов разложения. Резиновые отходы предварительно перед термическим разложением смешивают с 3-40 мас.% масла путем пропускания газообразных продуктов разложения и рабочей среды через слой отходов при их массовом соотношении (0,05-1,62):1. Твердые продукты разложения смешивают с 4-40% масла и прессуют в брикеты с одновременным нагревом до 100-500°С путем фильтрации газа, полученного из газообразных продуктов разложения.Also known is the technology for processing rubber waste by the method of steam thermolysis (3). The method includes the “digestion” of rubber in a working environment - superheated water vapor. Water vapor during cooling makes it easy to concentrate the decomposition products. In this case, a gas-vapor mixture is used, consisting of 98-85 wt.% Superheated to 300-1600 ° C water vapor and 2-15 wt.% Gas obtained from gaseous decomposition products. Before the thermal decomposition, rubber wastes are mixed with 3-40 wt.% Oil by passing gaseous decomposition products and the working medium through the waste layer at their mass ratio (0.05-1.62): 1. Solid decomposition products are mixed with 4-40% oil and pressed into briquettes while heating to 100-500 ° C by filtering gas obtained from gaseous decomposition products.
К недостаткам способа следует отнести высокую температуру разложения резиновых отходов, достигающую 1600°С, и цикличность процесса переработки, что существенно увеличивает энергетические затраты.The disadvantages of the method include the high decomposition temperature of rubber waste, reaching 1600 ° C, and the cyclical nature of the processing process, which significantly increases energy costs.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ деструкции резиновых отходов методом разложения в реакторе в среде перегретого пара (4), который и выбран в качестве прототипа. Способ включает предварительную подготовку и пиролиз изношенных шин под избыточным давлением в среде перегретого водяного пара. При этом пар берут в количестве 18-110% от массы отходов, а полученную углеродистую твердую фазу измельчают до размера частиц 0,001-0,210 мм. Жидкую фазу отделяют вместе с паром и смешивают с 23,0-55,8 мас.% измельченной углеродистой фазы с получением жидкого топлива. Технологический процесс разложения включает периодическую загрузку резиновых отходов в реактор и выгрузку из него твердой углеродистой фазы через шлюзовые камеры. Термическую деструкцию проводят при температуре 400-500°С. Газы деструкции вместе с водяным паром конденсируют, а неконденсирующиеся газы направляют на сжигание в топку парогенератора для поддержания процесса пиролиза.Closest to the proposed invention is a method for the destruction of rubber waste by decomposition in a reactor in an environment of superheated steam (4), which is chosen as a prototype. The method includes the preliminary preparation and pyrolysis of worn tires under excess pressure in an environment of superheated water vapor. In this case, steam is taken in an amount of 18-110% by weight of the waste, and the resulting carbon solid phase is crushed to a particle size of 0.001-0.210 mm. The liquid phase is separated with steam and mixed with 23.0-55.8 wt.% Of the crushed carbon phase to obtain liquid fuel. The decomposition process includes the periodic loading of rubber waste into the reactor and unloading of the solid carbon phase from it through the lock chambers. Thermal destruction is carried out at a temperature of 400-500 ° C. Destruction gases are condensed together with water vapor, and non-condensable gases are sent to combustion in the furnace of the steam generator to maintain the pyrolysis process.
Жидкий конденсат после смешения с измельченным углеродистым остатком до гомогенного состояния представляет собой топливо - аналог мазута марки М-40.Liquid condensate after mixing with the crushed carbon residue to a homogeneous state is a fuel - an analogue of fuel oil brand M-40.
Недостатком известного способа является цикличность процесса переработки резиновых отходов и, как следствие, низкая производительность и большие потери тепловой энергии, неизбежные при периодической загрузке сырья в реактор и выгрузке из него твердой фазы.The disadvantage of this method is the cyclical process of processing rubber waste and, as a result, low productivity and large losses of thermal energy, inevitable during periodic loading of raw materials into the reactor and unloading of the solid phase from it.
Известно устройство (5) для термического разложения углеводородного сырья, в том числе старых автомобильных шин. Устройство содержит пиролизную камеру - накопитель, который размещен в печи обращенным вниз открытым торцом. Печь содержит верхнюю часть в виде колпака с двойными стенками и нижнюю часть - днище, соединенное с верхней частью коническим разъемом с уплотнениями. Накопитель образует с боковыми стенками и потолком печи общий зазор, соединенный патрубками для подвода и отвода продуктов пиролиза.A device (5) is known for the thermal decomposition of hydrocarbons, including old automobile tires. The device contains a pyrolysis chamber - a drive, which is placed in the furnace with its open end facing down. The furnace contains an upper part in the form of a cap with double walls and a lower part - a bottom connected to the upper part by a conical connector with seals. The drive forms a common gap with the side walls and ceiling of the furnace, connected by nozzles for supplying and discharging pyrolysis products.
Недостатком устройства является низкая производительность и эффективность, обусловленная цикличностью процесса разложения, связанная с периодической загрузкой сырья и выгрузкой твердой фазы из камеры - накопителя.The disadvantage of this device is its low productivity and efficiency, due to the cyclical nature of the decomposition process associated with the periodic loading of raw materials and unloading of the solid phase from the storage chamber.
Известна также печь для пиролиза автомобильных шин (6). Устройство содержит верхнюю и нижнюю части, соединенные посредством конического разъема с уплотнительными кольцами. В полости верхней части печи вертикально смонтирована пиролизная камера. Печь снабжена кольцевым лотком с патрубком для отвода жидких продуктов пиролиза. Работает устройство циклично: поднимают грузоподъемным устройством верхнюю часть печи, в пиролизную камеру загружают пакет шин, затем возвращают верхнюю часть на место и закрепляют разъемные соединения. Далее подают горячие газы из топочного устройства между стенками печи и пиролизной камерой и осуществляют разложение шин по заданному режиму с последующей выгрузкой в обратном порядке твердого остатка из пиролизной камеры.Also known is a furnace for pyrolysis of car tires (6). The device comprises upper and lower parts connected by a conical connector to the sealing rings. In the cavity of the upper part of the furnace, a pyrolysis chamber is vertically mounted. The furnace is equipped with an annular tray with a pipe for the removal of liquid pyrolysis products. The device operates cyclically: lift the upper part of the furnace with a lifting device, load the tire packet into the pyrolysis chamber, then return the upper part to its place and fix the detachable joints. Next, hot gases are supplied from the combustion device between the walls of the furnace and the pyrolysis chamber, and the tires are decomposed according to a predetermined mode, followed by unloading in the reverse order of the solid residue from the pyrolysis chamber.
Недостатком конструкции печи является цикличность работы и высокие энергопотери, связанные с необходимостью периодического нагрева печи до рабочей температуры после очередной загрузки шин и последующего охлаждения при выгрузке твердой фазы продуктов деструкции.The disadvantage of the furnace design is the cyclical operation and high energy losses associated with the need for periodic heating of the furnace to operating temperature after the next loading of tires and subsequent cooling during unloading of the solid phase of the degradation products.
Наиболее близко к предлагаемому изобретению устройство для переработки резиновых отходов методом пиролиза под избыточным давлением в среде перегретого водяного пара, которое и взято за прототип (7). Устройство содержит вертикальный реактор с верхней шлюзовой камерой с люком (затвором) для загрузки шин и шнековый транспортер выгрузки твердой фазы. Посредством привода транспортер кинематически связан со шлюзовым люком нижней камерой разгрузки. Реактор через трубопровод с краном и расходомером функционально связан с парогенератором, а также с конденсатором и накопительной емкостью - отстойником жидкой фазы.Closest to the proposed invention is a device for processing rubber waste by pyrolysis under excessive pressure in an environment of superheated water vapor, which is taken as a prototype (7). The device comprises a vertical reactor with an upper airlock with a hatch (shutter) for loading tires and a screw conveyor for unloading a solid phase. By means of a drive, the conveyor is kinematically connected to the lock hatch with a lower discharge chamber. The reactor through a pipeline with a tap and a flowmeter is functionally connected to a steam generator, as well as to a condenser and storage tank - a liquid phase settler.
В реактор через шлюзовую камеру периодически загружают шины, закрывают люк-затвор. Одновременно от парогенератора через кран и расходомер подают перегретый водяной пар под избыточным давлением и осуществляют термолиз по заданному режиму. Газообразные продукты пиролиза в смеси с водяным паром конденсируют в конденсаторе. Неконденсирующиеся газы через кран и расходомер направляют на сжигание в топку парогенератора. Образующийся конденсат из конденсатора сливают в накопительную емкость - отстойник. После завершения процесса разложения твердую фазу (углеродистый остаток) шнековым транспортером через шлюзовый люк разгрузочной камеры удаляют из реактора и направляют на измельчение. Далее реактор загружают новой партией шин и возобновляют цикл пиролиза.Tires are periodically loaded into the reactor through the lock chamber, and the hatch shutter is closed. At the same time, superheated steam is supplied from the steam generator through a tap and a flow meter under excessive pressure and thermolysis is carried out according to a predetermined mode. The gaseous products of pyrolysis in a mixture with steam are condensed in a condenser. Non-condensable gases are sent through a faucet and a flow meter for combustion into the furnace of a steam generator. The condensate formed from the condenser is poured into the storage tank - sump. After completion of the decomposition process, the solid phase (carbon residue) is removed from the reactor by a screw conveyor through the airlock of the discharge chamber and sent to grinding. Next, the reactor is loaded with a new batch of tires and the pyrolysis cycle is resumed.
Недостатком известных способа и устройства являются большие тепловые потери и низкая производительность вследствие циклического характера процессов загрузки исходного сырья и выгрузки твердых продуктов переработки.A disadvantage of the known method and device are large heat losses and low productivity due to the cyclical nature of the processes of loading the feedstock and unloading solid processed products.
Задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков известных способа и устройства для переработки резиновых отходов.The objective of the invention is to eliminate the noted drawbacks of the known method and device for processing rubber waste.
Целью изобретения является повышение производительности и снижение энергоемкости процесса переработки изношенных шин.The aim of the invention is to increase productivity and reduce the energy intensity of the process of processing used tires.
Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки изношенных шин, включающем подготовку и подачу их в реактор через шлюзовую камеру, пиролиз под давлением в среде водяного пара, последующее отделение твердой фазы, разделение жидкой и парогазообразной фаз со сжиганием последней для поддержания процесса пиролиза и удаление из реактора твердой и жидкой фаз, согласно изобретению, пиролиз проводят при отрицательном давлении в интервале 0,01-0,1 атм в режиме непрерывной загрузки шин и выгрузки твердой фазы, при этом шлюзовые камеры заполняют водой с возможностью образования водяного затвора, парогазообразную фазу дополнительно подвергают каталитическому крекингу, а жидкую фазу в количестве 25-30%, полученную при разложении, сжигают в реакторе для поддержания процесса пиролиза.This goal is achieved in that in a method for processing used tires, including preparing and supplying them to the reactor through a lock chamber, pressure pyrolysis in a medium of water vapor, subsequent separation of the solid phase, separation of the liquid and vapor-gas phases with combustion of the latter to maintain the pyrolysis process and removal from the reactor of solid and liquid phases, according to the invention, pyrolysis is carried out at a negative pressure in the range of 0.01-0.1 atm in the mode of continuous loading of tires and unloading of the solid phase, while the lock chambers olnyayut water to form a water seal, vaporous phase is further subjected to catalytic cracking, and the liquid phase in an amount of 25-30%, resulting in the decomposition, are burned in the reactor to sustain the pyrolysis process.
Шины при подготовке рассекают в поперечном кольцевом сечении в радиальном направлении, а в процессе пиролиза перемещают в реакторе сверху вниз и разгибают в ленту при выгрузке на выходе из реактора.During preparation, the tires are cut in a transverse annular cross section in the radial direction, and during the pyrolysis, they are moved from top to bottom in the reactor and unbent into the tape when unloading at the outlet of the reactor.
Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для переработки изношенных шин, содержащем вертикальный реактор со шлюзовыми камерами загрузки и выгрузки твердой фазы, транспортер выгрузки, функционально связанные с реактором конденсатор парогазовой фазы и накопительную емкость-отстойник жидкой фазы с краном и расходомером, согласно изобретению, шлюзовые камеры загрузки и выгрузки выполнены с водяными затворами с возможностью герметизации реактора, причем шлюзовая камера загрузки снабжена транспортером загрузки, который на входе и выходе водяного затвора оборудован прижимными вальцами, реактор дополнительно снабжен патроном каталитического крекинга и оборудован печью с горелками, при этом корпус печи выполнен коническим в виде направляющей, вершина конуса которой кинематически связана с транспортером загрузки, а в основание конуса печи вмонтирован кольцевой инфракрасный излучатель из жаропрочной стали.This goal is also achieved by the fact that in a device for processing worn tires containing a vertical reactor with lock chambers for loading and unloading a solid phase, an unloading conveyor, a vapor-gas phase condenser and a liquid-phase storage tank with a tap and flow meter, functionally connected to the reactor, according to the invention , the lock chamber loading and unloading is made with water gates with the possibility of sealing the reactor, and the lock chamber of the boot is equipped with a conveyor boot, which at the inlet and outlet of the water lock, it is equipped with pressure rollers, the reactor is additionally equipped with a catalytic cracking cartridge and equipped with a furnace with burners, while the furnace body is conical in the form of a guide, the top of the cone of which is kinematically connected to the feed conveyor, and a ring infrared emitter is mounted in the base of the furnace cone from heat resisting steel.
Корпус печи изнутри выполнен полым и снабжен вертикальной перегородкой с возможностью образования дымохода, причем последний функционально связан с кольцевым зазором между наружной поверхностью реактора и его внешней теплоизоляционной стенкой, где дополнительно смонтирован спиральный дымоход.The furnace body is hollow inside and equipped with a vertical partition with the possibility of the formation of a chimney, the latter being functionally connected with the annular gap between the outer surface of the reactor and its external heat-insulating wall, where a spiral chimney is additionally mounted.
Горелки печи через дополнительный промежуточный бак связаны с емкостью-отстойником жидкой фазы, при этом днище отстойника посредством трубопровода отвода воды подсоединено к камере выгрузки твердой фазы, а крышка отстойника подсоединена к конденсатору.The burners of the furnace through an additional intermediate tank are connected to the tank-settler of the liquid phase, while the bottom of the settler is connected to the discharge chamber of the solid phase through the water drain pipe, and the lid of the settler is connected to the condenser.
Конденсатор оборудован вытяжным вентилятором, который выполнен с возможностью создания отрицательного давления в реакторе и подачи газообразных неконденсирующихся продуктов разложения шин на сжигание.The condenser is equipped with an exhaust fan, which is configured to create negative pressure in the reactor and supply gaseous non-condensable decomposition products of the tires for combustion.
Загрузочный транспортер выполнен цепным и снабжен крюками захвата шин, а разгрузочный транспортер выполнен ленточным и оборудован магнитным сепаратором.The loading conveyor is made of chain and equipped with hooks for gripping the tires, and the unloading conveyor is made of tape and equipped with a magnetic separator.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для осуществления способа, на фиг.2 - схема рассечения шин при их подготовке, а на фиг.3 - вид шины по сечению Б-Б.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a schematic diagram of a device for implementing the method, Fig. 2 is a diagram of a section of tires during their preparation, and Fig. 3 is a view of a tire in section BB.
Устройство содержит участок 1 для подготовки шин 2, реактор 3 с теплоизоляционной стенкой 4 и патроном каталитического крекинга 5, шлюзовые камеры загрузки 6 и разгрузки 7 с водяными затворами 8, цепной загрузочный транспортер 9 с крюками захвата 10 и прижимными вальцами 11, ленточный разгрузочный транспортер 12 с магнитным сепаратором 13 для отделения металлических включений 14 и бункер 15 складирования углеродистой фазы 16. Функционально с реактором 3 связан конденсатор 17 с вытяжным вентилятором 18, емкость - отстойник 19 с кранами 20, 21 и промежуточным баком 22, трубопроводом 23. Печь 24 реактора 3 с вертикальной перегородкой 25, дымоходом 26, спиральным дымоходом 27, вытяжной трубой 28, кольцевым инфракрасным излучателем 29 и горелками 30.The device contains a section 1 for preparing tires 2, a reactor 3 with a heat-insulating wall 4 and a catalytic cracking cartridge 5, lock chambers for loading 6 and unloading 7 with water locks 8, a chain loading conveyor 9 with grab hooks 10 and pressure rollers 11, a belt unloading conveyor 12 with a magnetic separator 13 for separating metal inclusions 14 and a hopper 15 for storing the carbon phase 16. Functionally connected to the reactor 3 is a capacitor 17 with an exhaust fan 18, the capacity of the sump 19 with taps 20, 21 and intermediate m tank 22, a pipe 23. The furnace 24 of the reactor 3 with a vertical partition 25, a chimney 26, a spiral chimney 27, an exhaust pipe 28, an annular infrared emitter 29 and burners 30.
Сущность способа и отличительные особенности устройства для его реализации заключаются в следующем.The essence of the method and the distinctive features of the device for its implementation are as follows.
Установлено, что термическое разложение резины и изношенных изделий из нее, например шин, в среде водяного пара является типичным диффузионным процессом, скорость которого ограничивается скоростью подвода теплоты и кинетикой диффузии летучих компонентов деструкции. Поэтому инженерно-технологическое решение вопросов подвода и сокращение потерь тепла является ключевой задачей для достижения эффективных показателей технологического процесса переработки изношенных шин. Разработанный способ и устройство позволяют вести процесс парового термолиза резины в непрерывном режиме, исключив циклическую остановку реактора на период загрузки исходного сырья и выгрузки твердых продуктов разложения из рабочей зоны. Непрерывность процесса деструкции достигают посредством отсечения рабочей зоны реактора от внешней среды посредством водяных затворов в шлюзовых камерах загрузки и выгрузки, что позволяет вести процесс термолиза в стационарном режиме, не останавливая реактор разложения. При этом смачивание шин водой, при прохождении водяного затвора камеры загрузки, благоприятно влияет на кинетику последующего разогрева отходов резины до температуры разложения (280-500°С). Рабочую температуру в зоне разложения реактора, после выхода на режим, поддерживают за счет собственного источника энергии - сжигания газовых и части жидких продуктов разложения отходов. При этом жидкую фазу деструкции резины, для целей энергообеспечения процесса разложения, используют в количестве 25-30% от полученного объема, а газовую составляющую продуктов разложения полностью сжигают в печи реактора. Таким образом, достигается высокая экологическая безопасность и экономичность процесса утилизации резиновых отходов.It has been established that the thermal decomposition of rubber and worn products from it, such as tires, in a water vapor medium is a typical diffusion process, the speed of which is limited by the rate of heat supply and the diffusion kinetics of volatile destruction components. Therefore, the engineering and technological solution to the problems of supply and reduction of heat loss is a key task to achieve effective indicators of the technological process of processing used tires. The developed method and device allow to conduct the process of steam thermolysis of rubber in a continuous mode, eliminating the cyclic shutdown of the reactor for the period of loading the feedstock and unloading solid decomposition products from the working zone. The continuity of the destruction process is achieved by cutting off the working zone of the reactor from the external environment by means of water gates in the lock chambers of loading and unloading, which allows the thermolysis process to be carried out in a stationary mode without stopping the decomposition reactor. In this case, the wetting of the tires with water, while passing through the water shutter of the loading chamber, favorably affects the kinetics of the subsequent heating of the rubber waste to the decomposition temperature (280-500 ° C). The operating temperature in the decomposition zone of the reactor, after entering the regime, is supported by its own energy source - burning of gas and part of the liquid waste decomposition products. In this case, the liquid phase of the destruction of rubber, for the purpose of energy supply of the decomposition process, is used in an amount of 25-30% of the obtained volume, and the gas component of the decomposition products is completely burned in the reactor furnace. Thus, high environmental safety and efficiency of the rubber waste disposal process is achieved.
Существенно, что паровой термолиз ведут при отрицательном давлении в рабочей зоне реактора (0,01-0,1 атм), последнее обеспечивает эффективное парообразование при более низкой температуре в реакторе за счет сдвига точки равновесного влагосодержания и повышает безопасность и экономичность процесса разложения шин.It is significant that steam thermolysis is carried out at a negative pressure in the reactor working zone (0.01-0.1 atm), the latter provides efficient vaporization at a lower temperature in the reactor due to a shift in the equilibrium moisture content point and increases the safety and efficiency of the tire decomposition process.
В процессе деструкции резины вместе с летучей парогазовой фазой выделяется мелкодисперсная сажа, улавливаемая посредством сменного цеолитового патрона, которым дополнительно оборудован реактор. При этом патрон пропитан солями металлов с переменной валентностью (Ni, Co, Сr, Сu и т.п.), что обеспечивает каталитический крекинг органической составляющей парогазовой фазы и повышает экологическую безопасность процесса утилизации изношенных шин.In the process of degradation of rubber, together with the volatile vapor-gas phase, finely dispersed soot is recovered by means of a replaceable zeolite cartridge with which the reactor is additionally equipped. At the same time, the cartridge is impregnated with metal salts of variable valency (Ni, Co, Cr, Cu, etc.), which provides catalytic cracking of the organic component of the vapor-gas phase and increases the environmental safety of the process of disposal of used tires.
Эффективный отбор и возврат тепла в реактор от отходящих дымовых газов достигается также благодаря спиральной конструкции дымохода, что в сочетании с конической формой направляющей печи реактора обеспечивает равномерный всесторонний подвод тепла к шинам и не требует их предварительного измельчения. Такое конструктивное выполнение реактора существенно снижает энергетические затраты на предварительную подготовку шин и экономит энергоресурсы за счет рекуперации тепла.Efficient extraction and return of heat to the reactor from the exhaust flue gases is also achieved due to the spiral design of the chimney, which, in combination with the conical shape of the guide furnace of the reactor, provides uniform all-round heat supply to the tires and does not require preliminary grinding. This design of the reactor significantly reduces energy costs for the preliminary preparation of tires and saves energy due to heat recovery.
Важным фактором экономичной работы устройства является оптимизации условий подвода тепла к шинам и эффективное использование реакционного объема реактора, что достигается путем упорядоченной плотной укладки загружаемых шин путем нанизывания их на коническую направляющую печи. Обод шин перед загрузкой в реактор предварительно рассекают, тем самым обеспечивают их непрерывное плавное перемещение в рабочей зоне реактора сверху вниз под собственным весом за счет постепенного раскрытия шины по разрезу и разгибания кольца в ленту в нижнем основании конуса с последующим удалением твердого остатка из реактора.An important factor in the economical operation of the device is to optimize the conditions for supplying heat to the tires and the efficient use of the reaction volume of the reactor, which is achieved by orderly tight packing of the loaded tires by stringing them on the conical guide of the furnace. The tire rim is pre-cut before loading into the reactor, thereby ensuring their continuous smooth movement in the working zone of the reactor from top to bottom under their own weight due to the gradual opening of the tire along the cut and extension of the ring into the tape in the lower base of the cone, followed by removal of solid residue from the reactor.
Применение водяного затвора в шлюзовой камере выгрузки твердого углеродистого остатка, помимо герметизации рабочей зоны реактора, исключает загрязнение рабочей атмосферы цеха частицами мелкодисперсной сажи, которая улавливается водой в шлюзовой камере. Такое конструктивное решение устройства для реализации способа улучшает гигиену труда и повышает экологическую безопасность ведения процесса.The use of a water lock in the sluice chamber for unloading solid carbon residue, in addition to sealing the working zone of the reactor, eliminates the pollution of the working atmosphere of the workshop with particles of soot, which is trapped in the sluice chamber. Such a constructive solution of the device for implementing the method improves occupational health and increases the environmental safety of the process.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
На подготовительном участке 1 шины 2 сортируют по типоразмерам и рассекают по схеме, как показано на фиг.2. Далее шины 2 захватывают погрузчиком (на чертеже не показано) и, ориентируя сечением разреза “С” “вверх”, подают в шлюзовую камеру загрузки 6, где вальцами 11, на входе в водяной затвор 8, выдавливают воздух из полости (31) шины 2 и укладывают на цепной транспортер 9. Затем их крюками захвата 10 подают в реактор 3, при этом на выходе из водяного затвора 8, шины 2 пропускают через вальцы 11 и выдавливают из полости 31 воду через сечение “С”, которое теперь сориентировано “вниз”. В верхней части рабочей зоны реактора 3 шины 2 нанизывают на коническую направляющую корпуса печи 24. В результате соответствующего выбора угла конической направляющей печи 24 и размягчения резины под действием высокой температуры, шины 2 деформируются, раскрываются по сечению “С” и под действием собственного веса постепенно продвигаются по рабочей зоне реактора 3 сверху вниз. Высота реактора 3 и скорость продвижения шин 2 в нем выбраны из расчета времени, достаточного для полного разложения резины, которое в среднем составляет 2,5-3 часа. В основании конической направляющей печи 24, в зоне инфракрасного излучателя 29, нагреваемого горелками 30, шины 2 уже в виде углеродистой фазы 16 (твердого остатка с включением металла) полностью распрямляются в ленту и поступают в шлюзовую камеру разгрузки 7. Далее углеродистая фаза 16 через водяной затвор 8 попадает на ленточный транспортер 12, по которому ее подают к магнитному сепаратору 13, где освобождают от металлических включений 14 и затем складируют в бункере 15. После размещения шин 2 в реакторе 3 вытяжным вентилятором 18 создают разрежение (отрицательное давление в интервале 0,01-0,1 атм), а затем осуществляют разделение продуктов деструкции на углеродистую, жидкую и парогазовую фазы, при этом последнюю удаляют под действием разрежения через патрон каталитического крекинга и направляют в конденсатор 17. Парогазовую фазу очищают от мелкодисперсной сажи и проводят каталитический крекинг содержащейся в ней органики. Сконденсированная жидкая фаза из конденсатора 17 поступает в емкость-отстойник 19, где жидкие углеводороды отделяют от воды. По трубопроводу 23 через кран 20 воду сливают в водяной затвор 8 шлюзовой камеры разгрузки 7. Часть углеводородной составляющей жидкой фазы (в количестве 25-30%) из емкости-отстойника 19 направляют в промежуточную емкость 22 и далее на сжигание в горелки 30 печи 24. Остальные 70-75% жидкой фазы, как готовое топливо из емкости-отстойника 19, направляют на слив (по стрелке “А”) в хранилище (на чертеже не показано).In the preparatory section 1, tires 2 are sorted by size and cut according to the scheme, as shown in figure 2. Next, the tires 2 are captured by a loader (not shown in the drawing) and, oriented “up” to the section “C”, they are fed into the load lock chamber 6, where the rollers 11, at the entrance to the water lock 8, squeeze air out of the cavity (31) of the tire 2 and stacked on a chain conveyor 9. Then they are fed into the reactor 3 by their gripping hooks 10, while at the outlet of the water lock 8, the tires 2 are passed through the rollers 11 and water is squeezed out of the
Не конденсируемую газовую фазу из конденсатора 17 вытяжным вентилятором 18 направляют в горелки 30 для сжигания в печи 24 и поддержания процесса пиролиза в реакторе 3. Продукты сгорания по дымоходу 26 печи 24 и спиральному дымоходу 27, между теплоизоляционной стенкой 4 и внешней поверхностью реактора 3, удаляют через дымовую трубу 28 в атмосферу.The non-condensable gas phase from the condenser 17 by an exhaust fan 18 is sent to the burners 30 for burning in the furnace 24 and maintaining the pyrolysis process in the reactor 3. The combustion products through the chimney 26 of the furnace 24 and the spiral chimney 27, between the heat-insulating wall 4 and the outer surface of the reactor 3, are removed through the chimney 28 into the atmosphere.
Процесс деструкции изношенных шин характеризуется следующими параметрами.The process of destruction of worn tires is characterized by the following parameters.
Масса, кг/час:Weight, kg / hour:
- Твердая углеродистая фаза - 900- Solid Carbon Phase - 900
- Газообразные продукты - 600- Gaseous products - 600
- Металлокорд (5% от веса) - 75- Metal cord (5% by weight) - 75
Температура, °С:Temperature, ° С:
- парогазовая смесь - (350-450);- gas-vapor mixture - (350-450);
теплопроводность пара, Вт/(м•К) - 67,3•10"3.thermal conductivity of steam, W / (m • K) - 67.3 • 10 " 3 .
Полученные продукты переработки изношенных шин усредненно имеют следующие параметры (табл.1).The obtained products of the processing of worn tires averaged have the following parameters (Table 1).
По своим характеристикам жидкая фаза соответствуют мазуту марки М-40, твердая углеродистая фаза представляет собой аналог углеродного адсорбента, а металлические включения - легированный стальной лом.According to their characteristics, the liquid phase corresponds to M-40 fuel oil, the solid carbon phase is an analogue of the carbon adsorbent, and metal inclusions are alloyed steel scrap.
Реализация способа в непрерывном режиме, в отличие от прототипа, позволяет в 2-3 раза повысить производительность процесса переработки изношенных шин, снизить на 25-30% удельные энергозатраты.The implementation of the method in continuous mode, unlike the prototype, allows 2-3 times to increase the productivity of the process of processing used tires, to reduce specific energy consumption by 25-30%.
Предлагаемый способ опробован в лабораторных условиях и в настоящее время опытная установка готовится заявителем для опытно-промышленных испытаний.The proposed method has been tested in laboratory conditions and at present the pilot plant is being prepared by the applicant for pilot tests.
Источники информацииSources of information
1. Белавин В. “Производство технологических комплексов по утилизации твердых органических отходов”, НВФ ЧП “ПИРОЛ” “Вторичные ресурсы. Альтернативная энергетика, нефтехимия” - “Утилизация органических отходов”, www.belizl.narod.ru: март, 2003 г.1. Belavin V. “Production of technological complexes for utilization of solid organic waste”, NVF PE “PIROL” “Secondary resources. Alternative energy, petrochemistry ”-“ Utilization of organic waste ”, www.belizl.narod.ru: March, 2003
2. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. “Утилизация промышленных отходов”. -М.: Стройиздат, 1990. -с.165-166.2. Palgunov P.P., Sumarokov M.V. “Disposal of industrial waste.” -M .: Stroyizdat, 1990.-pp. 165-166.
3. Аристархов Д.В., Егоров Н.Н., Журавский Г.И. и др. “Паровой термолиз органических отходов”, Минск-2001, с.86-94.3. Aristarkhov D.V., Egorov N.N., Zhuravsky G.I. and others. “Steam thermolysis of organic waste”, Minsk-2001, p.86-94.
4. (72)Гребеньков А.Ж., Дроздов В.Н., Новиков Г.Т. “Способ переработки резиновых отходов”, Патент RU №2076501, (71) АОЗТ “Робентех”, (51) МПК6 В 29 В 17/00, С 08 J 11/10, 11/14; RU БИ №9 от 27.03.97г.4. (72) Grebenkov A.Zh., Drozdov V.N., Novikov G.T. “Method of processing rubber waste”, Patent RU No. 2076501, (71) AOZT “Robentech”, (51) MPK6 V 29 V 17/00, C 08 J 11/10, 11/14; RU BI No. 9 dated 03/27/97.
5. Dipl.-Ing. Rudolf Seibrt, Rechtsanwait u. Patentanwalt. Tattenbachatrabe 9, 8000 MONCHEN, 22; “Устройство для получения углеводородов из автомобильных шин с помощью термической обработки”. Заявка ФРГ №2949983, Кл. С 10 В 53/00, 1991.5. Dipl.-Ing. Rudolf Seibrt, Rechtsanwait u. Patentanwalt. Tattenbachatrabe 9, 8000 MONCHEN, 22; “A device for producing hydrocarbons from automobile tires by heat treatment.” The application of Germany No. 2949983, Cl. C 10 V 53/00, 1991.
6. (72)Садыков А.Ф., Тахаутдинов Ш.Ф. и др. “Печь для пиролиза углеводородного сырья”, (71) (73) АО “Татарский НИПКИ нефтяного машиностроения”, АО “Татнефть”, Патент RU №2078111, МПК6 С 10 В 1/04, С 10 G 1/10, С 10 В 53/08, БИ №12 от 27.04.97 г.6. (72) Sadykov A.F., Takhautdinov Sh.F. et al. “Furnace for the pyrolysis of hydrocarbon feedstocks”, (71) (73) JSC Tatar NIPKI of petroleum engineering, JSC Tatneft, Patent RU No. 2078111, MPK6 C 10 V 1/04, C 10 G 1/10, S 10 B 53/08, BI No. 12 of 04/27/97.
7. (72) Журавский Г.И., Дроздов В.Н., Мулярчик В.В. и др. “Способ переработки резиновых отходов”, (71)(73) НТПВЦ “ТОКЕМА”, Патент BY №862, (21)№1046A, (22)09.12.93 г., (51)MПK5 C 08 J 11/14, С 10 L 1/00 (прототип).7. (72) Zhuravsky G.I., Drozdov V.N., Mulyarchik V.V. et al. “Method for processing rubber waste”, (71) (73) NTPVC “TOKEMA”, Patent BY No. 862, (21) No. 1046A, (22) 12/9/93, (51) MPK5 C 08 J 11 / 14, C 10 L 1/00 (prototype).
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BYA20030334 | 2003-04-15 | ||
BY20030334 | 2003-04-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003116334A RU2003116334A (en) | 2005-01-10 |
RU2251483C2 true RU2251483C2 (en) | 2005-05-10 |
Family
ID=34865757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003116334/12A RU2251483C2 (en) | 2003-04-15 | 2003-06-02 | Worn tires processing method and a device of its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2251483C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006123970A2 (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Aleksey Viktorovich Matveev | Method for recycling rubber- or rubber and polymer mixture-containing wastes and a plant for carrying out said method (variants) |
WO2008030137A1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-03-13 | Konstanta, Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu | Method and device for processing rubber waste |
WO2009154434A1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | Dmitrijs Baranovs | Method and device for loading-unloading and sealing a reactor chamber in waste tire recycling technology |
RU2444558C2 (en) * | 2010-02-26 | 2012-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "РОСТ-Л" | Pyrolysis complex for reprocessing of worn-out tires |
RU2455231C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method of producing organic compound sorbent |
RU2456236C1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method of producing organic compound sorbent |
RU2770407C2 (en) * | 2017-07-25 | 2022-04-15 | Чезаро Мак Импорт С.Р.Л. | Waste treatment device for separation of fractions for recycling |
-
2003
- 2003-06-02 RU RU2003116334/12A patent/RU2251483C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006123970A2 (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Aleksey Viktorovich Matveev | Method for recycling rubber- or rubber and polymer mixture-containing wastes and a plant for carrying out said method (variants) |
WO2006123970A3 (en) * | 2005-05-19 | 2007-01-18 | Aleksey Viktorovich Matveev | Method for recycling rubber- or rubber and polymer mixture-containing wastes and a plant for carrying out said method (variants) |
WO2008030137A1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-03-13 | Konstanta, Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu | Method and device for processing rubber waste |
WO2009154434A1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | Dmitrijs Baranovs | Method and device for loading-unloading and sealing a reactor chamber in waste tire recycling technology |
RU2444558C2 (en) * | 2010-02-26 | 2012-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "РОСТ-Л" | Pyrolysis complex for reprocessing of worn-out tires |
RU2456236C1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method of producing organic compound sorbent |
RU2455231C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method of producing organic compound sorbent |
RU2770407C2 (en) * | 2017-07-25 | 2022-04-15 | Чезаро Мак Импорт С.Р.Л. | Waste treatment device for separation of fractions for recycling |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003116334A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2392543C2 (en) | Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes | |
EP2890763B1 (en) | Process and system for whole tyres and plastic composites pyrolysis to fuel conversion and compund recovery | |
MX2011004135A (en) | Apparatus and process for thermal decomposition of any kind of organic material. | |
RU2393200C2 (en) | Method of thermal treatment of solid organic wastes and plant to this end | |
WO2019080187A1 (en) | Pyrolysis treatment process for organic solid waste | |
US11807813B2 (en) | Installation for the production and a method of producing oil, gas and char for a coal black from elastomers, especially rubber waste, in the process of continuous pyrolysis | |
WO2014017955A2 (en) | Method for processing combustible carbon-containing and/or hydrocarbon-containing products, reactor for implementing same (variants) and apparatus for processing combustible carbon-containing and/or hydrocarbon-containing products | |
WO2013057735A1 (en) | "process and plant for conversion of segregated or unsegregated carbonaceous homogeneous and non- homogeneous waste feed into hydrocarbon fuels" | |
RU2251483C2 (en) | Worn tires processing method and a device of its realization | |
RU2394680C2 (en) | Method and device for processing rubber wastes | |
CN113877940B (en) | Medical waste treatment process | |
RU2291168C1 (en) | Method of the rubber-containing wastes reprocessing and the installation for the method realization (versions) | |
MXPA06012084A (en) | Method and apparatus for gasifying waste automotive tires to produce high quality solid carbon and non-condensable synthesis gas. | |
RU2460743C2 (en) | Process and apparatus for processing rubber-containing wastes | |
EP2964726B1 (en) | Method of fuel for energetics production | |
RU2608599C2 (en) | Device and method for production of charcoal | |
AU689848B2 (en) | Production of gaseous energy from waste material | |
US11584893B2 (en) | Advanced thermal chemical conversion process of municipal solid waste | |
RU2299806C1 (en) | Method of the wastes reprocessing | |
EA028708B1 (en) | Apparatus and method for material treatment of raw materials | |
EA028666B1 (en) | Method for recycling worn-out tires and complex of devices for implementation thereof | |
RU2305032C1 (en) | Aggregate for the waste reprocessing | |
RU167118U1 (en) | DEVICE FOR THERMAL DESTRUCTION OF POLYETHYLENE AND POLYPROPYLENE WASTE | |
RU2576711C1 (en) | Processing line apparatus for recycling solid household wastes using thermal decomposition | |
UA15828U (en) | A method for reprocessing worn out tires |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050603 |