RU2296709C1 - Plant for production of granulated carbon sorbent - Google Patents

Plant for production of granulated carbon sorbent Download PDF

Info

Publication number
RU2296709C1
RU2296709C1 RU2005128748/15A RU2005128748A RU2296709C1 RU 2296709 C1 RU2296709 C1 RU 2296709C1 RU 2005128748/15 A RU2005128748/15 A RU 2005128748/15A RU 2005128748 A RU2005128748 A RU 2005128748A RU 2296709 C1 RU2296709 C1 RU 2296709C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
carbonizer
furnace
separator
production
Prior art date
Application number
RU2005128748/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Викторович Матвеев (RU)
Алексей Викторович Матвеев
Тать на Алексеевна Добролюбова (RU)
Татьяна Алексеевна Добролюбова
Original Assignee
Алексей Викторович Матвеев
Татьяна Алексеевна Добролюбова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Викторович Матвеев, Татьяна Алексеевна Добролюбова filed Critical Алексей Викторович Матвеев
Priority to RU2005128748/15A priority Critical patent/RU2296709C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2296709C1 publication Critical patent/RU2296709C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Abstract

FIELD: sorption technology; plants for production of granulated recuperated carbon sorbents.
SUBSTANCE: proposed plant includes unit for preliminary preparation of starting material with metal separator, carbonizer with furnace, water cooler mounted at outlet of carbonizer discharge chamber, raw material grinder and separator, unit for mixing ground raw material with binder, mixture granulation unit, granulated material drying unit connected with carbonizer in form of rotary muffle furnace of double-pipe type and finished product unit. Proposed plant makes it possible to obtain granulated recuperated carbon sorbent at high strength and wide range of use entrapping vapor of solvents at boiling point above 100°C and below 100°C.
EFFECT: enhanced efficiency; reduced heat and power requirements.
1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области производства гранулированных сорбентов из органических отходов, в частности к установкам переработки твердого остатка утилизации резиносодержащих (на основе природного, бутадиенового, бутадиенстирольного, изопренового и других каучуков) и полимерных (таких как полиэтилен, полистирол, нейлон, капрон, лавсан и т.п.) отходов, и может быть использовано для получения гранулированных рекуперационных углеродных сорбентов, предназначенных для улавливания паров углеводородов, в первую очередь, бензина.The invention relates to the production of granular sorbents from organic waste, in particular to plants for the processing of solid waste utilization of rubber-containing (based on natural, butadiene, styrene, isoprene and other rubbers) and polymeric (such as polyethylene, polystyrene, nylon, nylon, lavsan and t .p.) of waste, and can be used to obtain granular recuperation carbon sorbents designed to trap hydrocarbon vapors, primarily gasoline.

Производство углеродных сорбентов имеет исключительную значимость для устранения последствий техногенной и антропогенной деятельности людей. Углеродные сорбенты широко применяются в различных областях народного хозяйства, в частности для разделения газовых смесей и рекуперации паров летучих растворителей.The production of carbon sorbents is of utmost importance for eliminating the effects of man-made and anthropogenic activities. Carbon sorbents are widely used in various fields of the national economy, in particular for the separation of gas mixtures and the recovery of vapors of volatile solvents.

Основным традиционным сырьем для получения углеродных сорбентов являются природные углеродсодержащие материалы: ископаемые угли, торф, древесина, а также отходы их переработки - лигнин, сельскохозяйственные отходы и пр.The main traditional raw materials for producing carbon sorbents are natural carbon-containing materials: fossil coals, peat, wood, as well as waste from their processing - lignin, agricultural waste, etc.

Свойства активных углей находятся в прямой зависимости от используемого сырья и развиваются в процессе его переработки в активные угли, основными стадиями которой являются карбонизация - термическая деструкция исходного материала с целью создания первичной пористой структуры и прочностных свойств продукта, и активация - высокотемпературное окисление парогазовым агентом (парогазовая или физическая активация) или обработка химическими реагентами (химическая активация) с целью развития заданной структуры пор во всем объеме активируемой частицы. Установки, на которых реализованы способы получения сорбентов путем карбонизации сырья с последующей его активацией, требуют больших энергозатрат.The properties of active carbons are directly dependent on the raw material used and develop during its processing into active carbons, the main stages of which are carbonization - thermal degradation of the starting material in order to create the primary porous structure and strength properties of the product, and activation - high-temperature oxidation with a gas-vapor agent (gas-vapor) or physical activation) or treatment with chemical reagents (chemical activation) in order to develop a given pore structure in the entire volume, we activate th particle. Plants that implement methods for producing sorbents by carbonization of raw materials with their subsequent activation require large energy costs.

В настоящее время разработка широкого ассортимента углеродных сорбентов, производимых на установках по современным технологиям с низкими энергозатратами, в том числе из новых нетрадиционных видов сырья, включая природные и синтетические углеродсодержащие материалы, является весьма актуальной.Currently, the development of a wide range of carbon sorbents produced in plants using modern technologies with low energy consumption, including from new non-traditional types of raw materials, including natural and synthetic carbon-containing materials, is very relevant.

Известна установка получения гранулированного активного угля из торфа (Патент РФ N 2171779, С 01 В 31/08, 2001 г.), включающая узел подготовки исходного сырья для его измельчения и доведения до мелкодисперсного состояния, узел смешения предварительно подготовленного сырья с активатором и связующим, гранулятор смеси, сушилку гранул, печь карбонизации и парогазовый активатор.A known installation for the production of granular activated carbon from peat (RF Patent N 2171779, С 01 В 31/08, 2001), including a unit for preparing raw materials for grinding and bringing it to a finely dispersed state, a unit for mixing pre-prepared raw materials with an activator and a binder, mixture granulator, granule dryer, carbonization furnace and steam-gas activator.

Недостатками этой установки является наличие энерго- и ресурсоемкого парогазового активатора, а также то, что в качестве сырья используют природный источник топлива - торф.The disadvantages of this installation are the presence of energy- and resource-intensive combined-cycle activator, as well as the use of a natural fuel source - peat as a raw material.

Известна установка получения гранулированного угля (Патент РФ N 2145938, С 01 В 31/08, 2000 г.), включающая узел подготовки исходного сырья для его измельчения, узел смешения его со связующим, гранулятор смеси, печь карбонизации, активатор, узел охлаждения и пропитки гранул после охлаждения раствором термореактивного синтетического углеродного материала и узел термообработки гранул в атмосфере инертного газа. Получаемый сорбент обладает достаточно высокой адсорбционной способностью по парам органических веществ с температурой кипения 60-100°С.A known installation for producing granular coal (RF Patent N 2145938, 01/31/08, 2000), including a unit for preparing the feedstock for grinding it, a unit for mixing it with a binder, a granulator mixture, a carbonization furnace, an activator, a cooling and impregnation unit granules after cooling with a solution of thermosetting synthetic carbon material and a unit for heat treatment of granules in an inert gas atmosphere. The resulting sorbent has a sufficiently high adsorption capacity for vapors of organic substances with a boiling point of 60-100 ° C.

Недостатками этой установки также является наличие энерго- и ресурсоемкого активатора и узкая избирательность свойств получаемого сорбента.The disadvantages of this installation is the presence of energy and resource-intensive activator and narrow selectivity of the properties of the resulting sorbent.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является установка получения гранулированного активного угля из отходов утилизации шин (ОУШ) (Патент РФ N 2142357, В 29 В 17/00, 1999 г.), включающая узел подготовки сырья, содержащий дробилку для измельчения сырья, металлоотделитель и сепаратор-сито, узел смешения измельченного сырья со связующим, барабан-гранулятор смеси, барабан-карбонизатор, барабан-активатор, барабан-холодильник и соединительные трубопроводы.The closest in technical essence to the proposed one is the installation for the production of granular activated carbon from waste tire recycling (TSS) (RF Patent N 2142357, В 29 В 17/00, 1999), including a raw material preparation unit containing a crusher for grinding raw materials, a metal separator and a separator-sieve, a unit for mixing crushed raw materials with a binder, a drum-granulator mixture, a drum-carbonizer, an activator drum, a drum-refrigerator and connecting pipelines.

Недостатками этой установки также являются наличие энерго- и ресурсоемкого активатора.The disadvantages of this installation are the presence of energy and resource-intensive activator.

Задачей предложенного технического решения является получение энергосберегающей, надежной и экологически чистой установки переработки твердого углеродсодержащего остатка процесса утилизации резиносодержащих отходов (отходов утилизации шин - ОУШ) в гранулированный рекуперационный углеродный сорбент.The objective of the proposed technical solution is to obtain an energy-saving, reliable and environmentally friendly installation for processing solid carbon-containing residues of the process for recycling rubber-containing waste (waste tire recycling - TSS) into a granular recovery carbon sorbent.

Технический результат от использования предложенной установки заключается в получении гранулированных рекуперационных углеродных сорбентов с высокой прочностью для улавливания паров растворителей с температурами кипения выше 100°С и ниже 60°С при одновременном снижении энергозатрат.The technical result from the use of the proposed installation is to obtain granular recuperation carbon sorbents with high strength for trapping solvent vapors with boiling points above 100 ° C and below 60 ° C while reducing energy consumption.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что установка получения гранулированного углеродного сорбента из отходов утилизации шин или смеси отходов утилизации шин с полимерными отходами, включающая узел подготовки исходного сырья, содержащий измельчитель сырья, металлоотделитель и сепаратор, узел смешения измельченного сырья со связующим, узел грануляции смеси, карбонизатор с топкой и узел готовой продукции, снабжена узлом сушки гранулированного сырья, содержащим сушилку с калорифером и бункером-накопителем сухих гранул со шлюзовым питателем, в качестве карбонизатора с топкой используют вращающуюся муфельную печь типа «труба в трубе» с загрузочным устройством и камерой выгрузки, соединенной с калорифером сушилки, шлюзовый питатель бункера-накопителя сушилки соединен с загрузочным устройством карбонизатора, а узел подготовки исходного сырья снабжен водяным охладителем, установленным на выходе камеры выгрузки карбонизатора.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the installation for the production of granular carbon sorbent from waste tires or a mixture of waste tires with polymer waste, including a unit for the preparation of feedstock containing a raw material grinder, metal separator and separator, a mixing unit for crushed raw materials with a binder, a granulation unit of the mixture, a carbonizer with a furnace and a finished product unit, is equipped with a drying unit for granular raw materials containing a dryer with a heater and a bunker - a drive of dry granules with a lock feeder, a rotary muffle furnace of the “pipe in pipe” type with a loading device and an unloading chamber connected to the dryer calorifier is used as a carbonizer with a furnace, the lock feeder of the dryer storage hopper is connected to the carbonizer loading device, and the preparation unit the feedstock is equipped with a water cooler installed at the outlet of the carbonizer discharge chamber.

Схема предложенной установки изображена на чертеже.A diagram of the proposed installation is shown in the drawing.

Установка содержит узел подготовки исходного сырья, узел смешения его со связующим, узел грануляции смеси, узел сушки гранулированного сырья, узел приема готовой продукции и соединительные трубопроводы. Узел подготовки исходного сырья содержит аккумулирующий бункер исходного сырья 1 с качающимся питателем 2, металлоотделитель 3, ленточный конвейер 4, бункер-накопитель 5, шлюзовый питатель 6 и загрузочное устройство 7 карбонизатора 8 с камерой выгрузки 9 и топкой 10. Камера выгрузки 9 карбонизатора 8 соединена с барабанным водяным охладителем 11, установленным на ее выходе, бункером 12 с питателем 13, измельчителем (например, вибромельницей) 14 и сепаратором 15. Узел смешения подготовленного исходного сырья со связующим содержит двухвальный щеточный смеситель 16 и емкость со связующим 17. Узел грануляции содержит шнековый пресс-гранулятор 19 экструдерного типа с винтовым питателем 18. Узел сушки гранулированного сырья содержит ленточную сушилку 21 с ленточным питателем 20 и калорифером (на чертеже не показан), соединенным с карбонизатором 8, и бункер-накопитель сухих гранул 22 со шлюзовым питателем 23, соединенным с загрузочным устройством 7 карбонизатора 8. Ленточная сушилка 21 соединена с дымососом 28.The installation comprises a unit for preparing the feedstock, a unit for mixing it with a binder, a unit for granulating the mixture, a unit for drying granular materials, a unit for receiving finished products and connecting pipelines. The feedstock preparation unit contains an accumulating feed hopper 1 with a swinging feeder 2, a metal separator 3, a conveyor belt 4, a storage hopper 5, a lock feeder 6 and a loading device 7 of the carbonizer 8 with a discharge chamber 9 and a furnace 10. The discharge chamber 9 of the carbonizer 8 is connected with a drum water cooler 11 installed at its outlet, a hopper 12 with a feeder 13, a grinder (for example, a vibratory mill) 14 and a separator 15. The mixing unit of the prepared feedstock with a binder contains a twin-shaft brush a mixer 16 and a container with a binder 17. The granulation unit contains an extruder type screw press granulator 19 with a screw feeder 18. The granular raw material drying unit contains a belt dryer 21 with a belt feeder 20 and a heater (not shown in the drawing) connected to the carbonizer 8, and the hopper storage of dry granules 22 with a lock feeder 23 connected to the charging device 7 of the carbonizer 8. The belt dryer 21 is connected to a smoke exhauster 28.

Узел приема готовой продукции содержит передвижной бункер-накопитель готового продукта 24 со шлюзовым питателем готового продукта 25, весовой дозатор 26 и мешкозашивочную машину 27.The finished product receiving unit contains a mobile storage hopper of the finished product 24 with a gateway feeder of the finished product 25, a weight batcher 26 and a bag sewing machine 27.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Исходное сырье из аккумулирующего бункера 1 склада сырья качающимся питателем 2 подают на металлоотделитель 3 и далее ленточным конвейером 4 подают в бункер-накопитель 5, откуда шлюзовым питателем 6 направляют на термообработку в загрузочное устройство 7 карбонизатора 8. В качестве карбонизатора используют вращающуюся муфельную печь типа «труба в трубе». Исходное сырье после отделения металлических включений проходит термообработку в печи карбонизации 8, при этом парогазовые продукты из камеры выгрузки 9 печи карбонизации 8 поступают в топку 10, где утилизируются с получением топочных газов. Термообработанное сырье из камеры выгрузки 9 подают на охлаждение в барабанный водяной охладитель 11 и после охлаждения собирают в бункере 12, откуда питателем 13 направляют в измельчитель 14 (например, вибромельницу) и на сепаратор 15. На сепараторе отделяют фракцию <0,25 мм и направляют ее в двухвальный щеточный смеситель 16, туда же из емкости со связующим 17 подают водный раствор лигносульфоната. Компоненты тщательно перемешиваются с образованием однородной пасты, которую винтовым питателем 18 подают на гранулирование в шнековый пресс-гранулятор 19 экструдерного типа. Полученные гранулы ленточным питателем 20 подаются на сушку в ленточную сушилку 21, обогреваемую воздухом, нагретым в калорифере топочными газами, отведенными из карбонизатора 8, после сушки гранулы собираются в бункере-накопителе сухих гранул 22 и шлюзовым питателем 23 направляются в загрузочное устройство 7 карбонизатора 8 и далее обрабатываются по схеме термообработки исходного сырья. Карбонизованные гранулы из камеры выгрузки 9 карбонизатора 8 поступают на охлаждение в барабанный водяной охладитель 11 и после охлаждения собираются в передвижном бункере-накопителе готового продукта 24, который перемещают в отделение приема готовой продукции, где готовый продукт - гранулированный углеродный сорбент - через систему шлюзового питателя готового продукта 25 и весового дозатора 26 затаривают в мешки по 15-20 кг, которые зашивают на мешкозашивочной машине 27 и отправляют на склад готовой продукции.The feedstock from the storage bunker 1 of the raw material storage by the swing feeder 2 is fed to the metal separator 3 and then the belt conveyor 4 is fed to the storage hopper 5, from where the gate feeder 6 is sent to heat treatment in the charging device 7 of the carbonizer 8. As a carbonizer, a rotary muffle furnace of the type " pipe in pipe. " The feedstock after separation of metal inclusions is heat treated in a carbonization furnace 8, while the vapor-gas products from the discharge chamber 9 of the carbonization furnace 8 enter the furnace 10, where they are utilized to produce flue gases. The heat-treated raw materials from the discharge chamber 9 are fed for cooling to a drum water cooler 11 and, after cooling, they are collected in a hopper 12, from where they are sent by a feeder 13 to a grinder 14 (for example, a vibration mill) and to a separator 15. A fraction <0.25 mm is separated on the separator and sent it is fed into a twin-shaft brush mixer 16, and an aqueous solution of lignosulfonate is also supplied from a container with a binder 17. The components are thoroughly mixed with the formation of a homogeneous paste, which is fed by a screw feeder 18 for granulation into the screw press granulator 19 of the extruder type. The obtained granules with a belt feeder 20 are fed for drying to a belt dryer 21, heated by air heated in the heater by flue gases discharged from the carbonizer 8, after drying, the granules are collected in a dry granule storage bin 22 and sent by a lock feeder 23 to the carbonizer loading device 7 and 8 further processed according to the heat treatment scheme of the feedstock. The carbonized granules from the discharge chamber 9 of the carbonizer 8 are fed to a drum water cooler 11 for cooling and, after cooling, are collected in a mobile storage hopper of the finished product 24, which is transferred to the finished product reception department, where the finished product is a granular carbon sorbent through the gateway feeder system of the finished product product 25 and weighing batcher 26 are packed into bags of 15-20 kg, which are sewn up on a bag-sewing machine 27 and sent to the finished goods warehouse.

Отделенную в сепараторе 15 фракцию состава >0,25 мм возвращают на домалывание в измельчитель 14.The fraction of composition> 0.25 mm separated in the separator 15 is returned to the pulverizer 14 for crushing.

Топочные газы из топки 10 направляют в межтрубное пространство печи карбонизации 8 и далее в калориферы ленточной сушилки 21 для нагрева воздуха, после чего дымососом 28 через дымовую трубу выбрасывают в атмосферу.The flue gases from the furnace 10 are sent to the annular space of the carbonization furnace 8 and then to the heaters of the belt dryer 21 for heating the air, after which the exhaust fan 28 is emitted through the chimney into the atmosphere.

В качестве исходного сырья для производства гранулированного углеродного сорбента используют твердый остаток процесса утилизации резиносодержащих отходов (изношенных автомобильных шин и покрышек) - отходы утилизации шин (ОУШ) или смесь ОУШ с полимерными отходами (полиэтилен, полистирол, нейлон, капрон, лавсан и т.п.).As the raw material for the production of granular carbon sorbent, use the solid residue of the process for the disposal of rubber waste (used tires and tires) - waste tire recycling (TSS) or a mixture of TSS with polymer waste (polyethylene, polystyrene, nylon, nylon, lavsan, etc. .).

По содержанию серы и азота исходное сырье - ОУШ - отвечает основным требованиям, предъявляемым к сырью для производства сорбентов. Насыпная плотность ОУШ (исходный материал без фракционирования) составляет 0,38 г/см3, суммарный объем пор - 0,36 см3/г. Однако содержание минеральных компонентов выше нормы, что предопределяет ограничение области применения получаемых из ОУШ сорбентов.Regarding the sulfur and nitrogen content, the feedstock - OSS - meets the basic requirements for raw materials for the production of sorbents. The bulk density of the OSS (starting material without fractionation) is 0.38 g / cm 3 , the total pore volume is 0.36 cm 3 / g. However, the content of mineral components is higher than normal, which determines the limitation of the field of application of sorbents obtained from the community school.

Исходное сырье сортируют и после удаления металлических включений подвергают термообработке со скоростью подъема температуры ≤10 град/мин до конечной температуры 750-850°С.The feedstock is sorted and, after removal of metal inclusions, is subjected to heat treatment at a rate of temperature rise of ≤10 deg / min to a final temperature of 750-850 ° C.

Термообработку сырья ведут во вращающейся муфельной печи типа «труба в трубе», снабженной топкой, расположенной с торца печи в непосредственной к ней близости. В процессе термообработки исходное сырье практически полностью «отгазовывают». Выделяющиеся в процессе термообработки парогазовые продукты направляют на сжигание в топку, где их утилизируют с получением топочных газов, которые направляют в межтрубное пространство муфельной печи противотоком обрабатываемому сырью для его нагрева, с последующим отводом топочных газов на стадию сушки гранул, после чего охлажденные топочные газы дымососом через дымовую трубу выбрасывают в атмосферу.Heat treatment of raw materials is carried out in a rotary muffle furnace of the "pipe in pipe" type, equipped with a firebox located at the furnace end in close proximity to it. In the process of heat treatment, the feedstock is almost completely “gassed off”. The gas-vapor products released during the heat treatment are sent for combustion to the furnace, where they are disposed of to produce flue gases, which are sent to the annular space of the muffle furnace by countercurrently processed raw materials to heat them, followed by the removal of flue gases to the granule drying stage, after which the cooled flue gases are exhausted through the chimney they are emitted into the atmosphere.

В случае если тепла от сжигания выделяющихся в процессе термообработки парогазовых продуктов недостаточно для поддержания режима термообработки и сушки, в топку на сжигание подают определенное количество жидкого или газообразного топлива, которое используют также для пускового периода и вывода печи на режим.If the heat from the combustion of the gas-vapor products released during the heat treatment is not enough to maintain the heat treatment and drying regime, a certain amount of liquid or gaseous fuel is fed into the combustion chamber, which is also used for the start-up period and putting the furnace into operation.

Термообработка сырья перед измельчением способствует снижению гидрофобных свойств ОУШ, т.е. увеличивает смачиваемость исходного сырья, что позволяет использовать в качестве связующего перед гранулированием водорастворимые связующие класса лигносульфонатов.Heat treatment of raw materials before grinding helps to reduce the hydrophobic properties of the OSS, increases the wettability of the feedstock, which makes it possible to use water-soluble binders of the class of lignosulfonates as a binder before granulation.

Термообработанное сырье охлаждают и измельчают, предпочтительно до фракционного состава <0,25 мм, смешивают со связующим, в качестве которого используют водорастворимые связующие класса лигносульфонатов в количестве 15-20% по сухому веществу от массы подаваемого на смешивание со связующим сырья.The heat-treated raw materials are cooled and crushed, preferably to a fractional composition <0.25 mm, mixed with a binder, which is used as a water-soluble binder of the class of lignosulfonates in an amount of 15-20% by dry weight of the weight of the feed to be mixed with the binder.

Исследования показали, что измельчение термообработанного сырья в вибромельнице в течение одной минуты позволяет получить содержание фракции пыли со степенью измельчения <0,25 мм около 68%. Эту фракцию направляют на смешивание со связующим, а оставшиеся фракции возвращают на измельчение. Увеличение времени измельчения не увеличивало дисперсность получаемой пыли, при этом наблюдалось увеличение содержания более крупных фракций за счет того, что происходит агрегация переизмельченных частиц в более крупные конгломераты.Studies have shown that grinding of heat-treated raw materials in a vibratory mill for one minute allows you to get the content of the dust fraction with a degree of grinding <0.25 mm about 68%. This fraction is sent for mixing with a binder, and the remaining fractions are returned to grinding. The increase in grinding time did not increase the dispersion of the resulting dust, while an increase in the content of larger fractions was observed due to the aggregation of over-crushed particles into larger conglomerates.

Полученные гранулированные сорбенты охлаждают и направляют потребителю.The obtained granular sorbents are cooled and sent to the consumer.

Пример.Example.

Переработке подвергают твердый углеродсодержащий отход утилизации шин (ОУШ) с характеристиками:Solid carbon-containing waste tire recycling (TSS) with the following characteristics is subjected to processing:

насыпная плотность - ≥40 г/см3;bulk density - ≥40 g / cm 3 ;

механическая прочность - ≤15%;mechanical strength - ≤15%;

суммарная пористость - 0,36 см3/г;total porosity - 0.36 cm 3 / g;

зольность - ≤13%;ash content - ≤13%;

содержание летучих - ≤25%;volatile content - ≤25%;

содержание углерода - 94±2%;carbon content - 94 ± 2%;

содержание серы - 2±0,5%;sulfur content - 2 ± 0.5%;

содержание азота 0,5±0,3%nitrogen content 0.5 ± 0.3%

ОУШ сортируют с целью извлечения посторонних включений, в первую очередь металлических, приводящих к поломке измельчающего оборудования. Затем для исключения отрицательной роли гидрофобности перерабатываемого сырья его подвергают термообработке во вращающейся муфельной печи типа «труба в трубе» при скорости подъема температуры 8 град/мин до конечной температуры 800°С (время обработки около 100 минут). При этом нагрев сырья в муфельной печи производят за счет сжигания парогазовых продуктов, образующихся в процессе температурной обработки. Теплотворная способность парогазовых продуктов, подаваемых на дожигание в топку, которой снабжена муфельная печь, составляет более 12800 ккал/кг. Образующиеся в результате сжигания топочные газы подают в межтрубное пространство муфельной печи с температурой 900°С, а отводят из него в сушилку с температурой 500°С. Как показали эксперименты, интенсивное газообразование начинается после 500°С и протекает практически с постоянной скоростью вплоть до 800°С.The bushes are sorted in order to extract foreign matter, primarily metal, leading to breakage of the grinding equipment. Then, to eliminate the negative role of the hydrophobicity of the processed raw materials, it is subjected to heat treatment in a rotary muffle furnace of the pipe-in-pipe type at a temperature rise rate of 8 deg / min to a final temperature of 800 ° C (processing time about 100 minutes). In this case, the heating of raw materials in a muffle furnace is carried out by burning steam and gas products formed in the process of heat treatment. The calorific value of combined-cycle products fed to the afterburner in the furnace, which is equipped with a muffle furnace, is more than 12800 kcal / kg. The flue gases resulting from the combustion are fed into the annulus of the muffle furnace with a temperature of 900 ° C, and taken out of it into a dryer with a temperature of 500 ° C. As experiments have shown, intense gas formation begins after 500 ° C and proceeds at almost constant speed up to 800 ° C.

Полученный материал охладили до температуры 20°С, измельчили до фракционного состава <0,25 мм и подвергли гранулированию с 50%-ным водным раствором лигносульфоната при расходе связующего - 15% сухого лигносульфоната на массу гранулируемых ОУШ. Полученные гранулы высушили в течение 3,5 часов при температуре 90°С и подвергли карбонизации до конечной температуры 700°С со скоростью подъема температуры 7 град/мин.The resulting material was cooled to a temperature of 20 ° C, crushed to a fractional composition <0.25 mm and subjected to granulation with a 50% aqueous solution of lignosulfonate at a binder flow rate of 15% dry lignosulfonate per mass of granulated OSS. The obtained granules were dried for 3.5 hours at a temperature of 90 ° C and subjected to carbonization to a final temperature of 700 ° C with a temperature rise rate of 7 deg / min.

Тепловой баланс процесса получения сорбента на предложенной установке показал, что тепло от утилизации образующихся в процессе температурной обработки и карбонизации ОУШ парогазовых продуктов в несколько раз перекрывает тепловые затраты на проведение процесса переработки сырья в гранулированные углеродсодержащие сорбенты.The heat balance of the sorbent production process at the proposed installation showed that the heat from the utilization of steam-gas products formed during the process of heat treatment and carbonization of the School of Bushes several times exceeds the heat costs of the process of processing raw materials into granular carbon-containing sorbents.

Характеристики полученного гранулированного сорбента следующие:The characteristics of the obtained granular sorbent are as follows:

- насыпная плотность, г/см3 - 0,55;- bulk density, g / cm 3 - 0.55;

- прочность, % - 80,2;- strength,% - 80.2;

- суммарный объем пор, см3/г - 0,58;- total pore volume, cm 3 / g - 0.58;

- объем макропор, см3/г - 0,22;- the volume of macropores, cm 3 / g - 0.22;

- предельный объем сорбционного пространства по парам бензина, см3/г - 0,36;- the maximum volume of sorption space for gasoline vapor, cm 3 / g - 0.36;

- зольность ≤16%;- ash content ≤16%;

- содержание летучих - ≤1%;- volatile content - ≤1%;

- содержание углерода - ≥95%;- carbon content - ≥95%;

- содержание серы - ≤3%;- sulfur content - ≤3%;

- содержание азота - ≤1%- nitrogen content - ≤1%

Полученные сорбенты относятся к категории рекуперационных сорбентов (активных углей) и имеют довольно узкую, но актуальную область применения - рекуперация паров органических растворителей. Полученные сорбенты наиболее близки по показателям качества к промышленным рекуперационным активным углям АР (ГОСТ 8703-74), которые получают из каменноугольной пыли и смолы методом парогазовой активации. В зависимости от назначения АР выпускают трех марок:The obtained sorbents belong to the category of recovery sorbents (activated carbons) and have a rather narrow but relevant field of application - recovery of vapors of organic solvents. The obtained sorbents are closest in terms of quality to industrial recovery active coals of AR (GOST 8703-74), which are obtained from coal dust and tar by steam-gas activation method. Depending on the purpose, ARs are issued in three grades:

АР-А - для улавливания паров растворителей с температурой кипения выше 100°С (толуол, ксилол, амилацетат и др.);AP-A - to capture solvent vapors with a boiling point above 100 ° C (toluene, xylene, amyl acetate, etc.);

АР-Б - для улавливания паров растворителей с температурой кипения 60-100°С (бензол, дихлорэтан, бензин, этанол и др.);AR-B - for trapping solvent vapors with a boiling point of 60-100 ° C (benzene, dichloroethane, gasoline, ethanol, etc.);

АР-В - для улавливания паров растворителей с температурой кипения ниже 60°С (метанол, метиленхлорид, ацетон и др.).AR-B - for trapping solvent vapors with a boiling point below 60 ° C (methanol, methylene chloride, acetone, etc.).

Для сравнения с полученным сорбентом качественные показатели его промышленного аналога - рекуперационного угля АР-Б - следующие:For comparison with the sorbent obtained, the qualitative indicators of its industrial analogue, AR-B recovery coal, are as follows:

- насыпная плотность, г/см3 - 0,55;- bulk density, g / cm 3 - 0.55;

- прочность, % - 65;- strength,% - 65;

- суммарный объем пор, см3/г- 0,52-0,58;- total pore volume, cm 3 / g - 0.52-0.58;

- объем макропор, см3/г - 0,24-0,27;- the volume of macropores, cm 3 / g - 0.24-0.27;

- предельный объем сорбционного пространства по парам бензина, см3/г - 0,28-0,31.- the maximum volume of sorption space for gasoline vapor, cm 3 / g - 0.28-0.31.

Сравнение полученных гранулированных сорбентов с промышленными рекуперационными углями показывает, что сорбенты, полученные на предложенной установке, имеют более высокую прочность и обладают широким спектром действия в улавливании паров растворителей с температурами кипения выше 100°С и ниже 60°С (проверено по метанолу, бензолу, гептану), а следовательно, они могут заменить все три марки промышленного гранулированного рекуперационного активного угля АР.Comparison of the obtained granular sorbents with industrial recovery coals shows that the sorbents obtained on the proposed installation have higher strength and have a wide spectrum of action in capturing solvent vapors with boiling points above 100 ° C and below 60 ° C (tested for methanol, benzene, heptane), and therefore, they can replace all three grades of industrial granular recovery active carbon AR.

Постоянно растущее количество отходов резиносодержащих и полимерных изделий, в частности изношенных автомобильных шин и покрышек, создает проблему их утилизации и переработки. Сжигание или захоронение этих отходов требует значительных энергетических затрат, приводит к загрязнению окружающей среды, а также к потере органического и металлического вторсырья. В результате глубокой комплексной переработки этих отходов путем термического разложения, в частности, получают твердый остаток - углеродсодержащий продукт, который может быть использован в качестве сырья для производства гранулированного углеродного сорбента.The constantly growing amount of waste rubber and polymer products, in particular worn-out tires and tires, creates the problem of their disposal and recycling. The burning or disposal of these wastes requires significant energy costs, leads to environmental pollution, as well as the loss of organic and metallic recyclables. As a result of deep complex processing of these wastes by thermal decomposition, in particular, a solid residue is obtained - a carbon-containing product that can be used as raw material for the production of granular carbon sorbent.

Предложенное техническое решение позволяет получить углеродный сорбент при невысоких энергозатратах.The proposed technical solution allows to obtain a carbon sorbent at low energy consumption.

Кроме того, выделяющиеся в процессе термообработки парогазовые продукты содержат несколько компонентов, из которых только один - диоксид углерода - является негорючим, остальные - водород и различные углеводороды прекрасно утилизируются путем сжигания с выделением большого количества тепла. Теплотворная способность парогазовых продуктов составляет более 12800 ккал/кг, благодаря чему процесс переработки, например ОУШ, может быть энергетически самостоятельным и полностью окупаемым - тепла от сжигания парогазовых продуктов, образующихся в печи карбонизации, достаточно для обеспечения тепловых затрат на получение сорбентов.In addition, the vapor-gas products released during the heat treatment process contain several components, of which only one - carbon dioxide - is non-combustible, the rest - hydrogen and various hydrocarbons are perfectly utilized by burning with the release of a large amount of heat. The calorific value of combined-cycle products is more than 12800 kcal / kg, due to which the processing process, for example, waste heat treatment, can be energetically independent and fully recouped - the heat from the combustion of combined-cycle products formed in a carbonization furnace is sufficient to ensure the heat costs of sorbents.

Таким образом, за счет дожигания образующихся в процессе парогазовых продуктов с образованием топочных газов, которые рециркулируют в процесс для нагрева, происходит сокращение тепло- и энергозатрат установки.Thus, due to the afterburning of gas-vapor products formed in the process with the formation of flue gases, which are recycled to the process for heating, the heat and energy consumption of the installation is reduced.

Использование предложенной установки позволяет получить углеродные сорбенты нового поколения с невысокой стоимостью.Using the proposed installation allows to obtain carbon sorbents of a new generation with low cost.

Claims (1)

Установка получения гранулированного углеродного сорбента из отходов утилизации шин или смеси отходов утилизации шин с полимерными отходами, включающая узел подготовки исходного сырья, содержащий измельчитель сырья, металлоотделитель и сепаратор, узел смешения измельченного сырья со связующим, узел грануляции смеси, карбонизатор с топкой и узел готовой продукции, отличающаяся тем, что она снабжена узлом сушки гранулированного сырья, содержащим сушилку с калорифером и бункером-накопителем сухих гранул со шлюзовым питателем, в качестве карбонизатора используют вращающуюся муфельную печь типа «труба в трубе» с загрузочным устройством и камерой выгрузки, соединенной с калорифером сушилки, шлюзовый питатель бункера-накопителя сушилки соединен с загрузочным устройством карбонизатора, а узел подготовки исходного сырья снабжен водяным охладителем, установленным на выходе камеры выгрузки карбонизатора.A plant for the production of granular carbon sorbent from tire waste or a mixture of tire waste with polymer waste, including a feedstock preparation unit containing a feed chopper, a metal separator and a separator, a mixture of ground materials with a binder, a mixture granulation unit, a carbonizer with a furnace, and a finished product unit , characterized in that it is equipped with a drying unit for granular raw materials containing a dryer with a heater and a hopper storage of dry granules with a gate feeder, as f of the carbonizer use a rotary muffle furnace of the pipe-in-pipe type with a loading device and an unloading chamber connected to the dryer calorifier, a sluice feeder of the dryer storage hopper is connected to the carbonizing loading device, and the feed preparation unit is equipped with a water cooler installed at the outlet of the unloading chamber carbonizer.
RU2005128748/15A 2005-09-16 2005-09-16 Plant for production of granulated carbon sorbent RU2296709C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128748/15A RU2296709C1 (en) 2005-09-16 2005-09-16 Plant for production of granulated carbon sorbent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128748/15A RU2296709C1 (en) 2005-09-16 2005-09-16 Plant for production of granulated carbon sorbent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2296709C1 true RU2296709C1 (en) 2007-04-10

Family

ID=38000287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005128748/15A RU2296709C1 (en) 2005-09-16 2005-09-16 Plant for production of granulated carbon sorbent

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2296709C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501732C2 (en) * 2009-07-10 2013-12-20 Блюхер Гмбх Installation and method of obtaining activated coal
RU2544645C2 (en) * 2012-09-28 2015-03-20 Закрытое акционерное общество "Медико-Биологический научно-исследовательский центр "Дискретная нейродинамика" Device for producing sorbent of carbover-pscm type
RU2721696C1 (en) * 2020-03-03 2020-05-21 Юрий Федорович Юрченко Pyrolysis coke processing method to produce activated carbon by steam and gas activation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Мухин В.М. «Активные угли России», М., Металлургия, 2000, стр.164-180. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501732C2 (en) * 2009-07-10 2013-12-20 Блюхер Гмбх Installation and method of obtaining activated coal
RU2544645C2 (en) * 2012-09-28 2015-03-20 Закрытое акционерное общество "Медико-Биологический научно-исследовательский центр "Дискретная нейродинамика" Device for producing sorbent of carbover-pscm type
RU2721696C1 (en) * 2020-03-03 2020-05-21 Юрий Федорович Юрченко Pyrolysis coke processing method to produce activated carbon by steam and gas activation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10240091B2 (en) Process for devolatizing a feedstock
JP5492556B2 (en) Method of preparing solid fuel by roasting, solid fuel thus obtained and use of those fuels
US20060280669A1 (en) Waste conversion process
KR101433141B1 (en) a manufacturing method of Refuse Derived Fuel using sewage sludge
CN203265240U (en) Device for preparing fuel gas by utilizing domestic garbage and generating power by utilizing fuel gas
CN102357516B (en) Linkage process of municipal waste pre-treatment and cement kiln resource comprehensive utilization and system thereof
WO2006081645A1 (en) A process for the preparation of pellets from biomass residues, and a product obtained by such a process
KR200420688Y1 (en) Reusing system for organic dry active solid waste
RU2296709C1 (en) Plant for production of granulated carbon sorbent
KR101152613B1 (en) System for treating sludge or waste having a by-pass line
KR100803809B1 (en) Manufacturing method and manufacturing device for refuse derived fuel
KR101999650B1 (en) Hybrid Sludge Fuel, Manufacturing Method and System of Fuel Production thereof
CN104646396B (en) A kind of method utilizing solid waste preparing hydrogen carbon fuel
KR101860041B1 (en) Hybrid Sludge Fuel, Manufacturing Method and System of Fuel Production thereof
CN112158842A (en) Activated carbon production system and method
CN112210412A (en) System for manufacturing biological granular fuel by using garden garbage and operation process
CN202174105U (en) Combined system for pretreating municipal waste and comprehensively utilizing cement kiln resources
CN101781594B (en) Method and device for converting solid waste into fuel or energy
RU2142357C1 (en) Worn-out tyre reprocessing method
RU2576711C1 (en) Processing line apparatus for recycling solid household wastes using thermal decomposition
KR100412233B1 (en) Form method of activated carbon for scrapped tire
CN109851192B (en) Sludge treatment system capable of reducing energy consumption
CN214653674U (en) Device for preparing activated carbon
KR100665810B1 (en) Method for manufacturing dry fuel by using garbage
JP6925081B1 (en) Waste volume reduction treatment method and waste volume reduction treatment system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120917