RU2732911C2 - Method and device for processing polymer wastes - Google Patents

Method and device for processing polymer wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2732911C2
RU2732911C2 RU2019104358A RU2019104358A RU2732911C2 RU 2732911 C2 RU2732911 C2 RU 2732911C2 RU 2019104358 A RU2019104358 A RU 2019104358A RU 2019104358 A RU2019104358 A RU 2019104358A RU 2732911 C2 RU2732911 C2 RU 2732911C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
product
unit
outlet
liquid
Prior art date
Application number
RU2019104358A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019104358A (en
RU2019104358A3 (en
Inventor
Александр Борисович Шаповалов
Александр Вячеславович Семенов
Мария Яковлевна Парфенова
Original Assignee
Частное образовательное учреждение высшего образования "Московский Университет им. С.Ю. Витте"
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 Частное образовательное учреждение высшего образования "Московский Университет им. С.Ю. Витте" filed Critical Частное образовательное учреждение высшего образования "Московский Университет им. С.Ю. Витте"
Priority to RU2019104358A priority Critical patent/RU2732911C2/en
Publication of RU2019104358A publication Critical patent/RU2019104358A/en
Publication of RU2019104358A3 publication Critical patent/RU2019104358A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2732911C2 publication Critical patent/RU2732911C2/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to processing of heterogeneous polymer wastes by thermal decomposition, in particular to a method of processing polymer wastes and to a device for its implementation. Method is implemented by transfer of polymer component into gaseous phase with formation of nanoparticles of type {CnHm} and solid carbon-like phase formed by the rest molecules, including cross-linked systems with subsequent condensation of gas phase by microdroplet spraying of pre-cooled produced liquid product and separation of liquid and gas products, part of which is converted to heat energy and/or electric power providing the process. Part of the hydrocarbon gas product formed during condensation of the gas phase is heated, and heating of the polymer wastes is carried out by means of a preheated part of the hydrocarbon gas product formed during condensation of the gas phase.
EFFECT: technical result consists in stabilization of process and increase in yield and quality of valuable liquid hydrocarbon fractions, which increases efficiency of processing polymer wastes.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к переработке гетерогенных полимерных отходов путем термической деструкции. Предлагаемое решение преобразует полимерные отходы, в том числе армированные (изношенные шины, полимерная тара и т.п.), в товарные продукты, включая тепло и электроэнергию. Получаемые углеводородные и углеродные товарные продукты, используются непосредственно, либо как сырье.The invention relates to the processing of heterogeneous polymer waste by thermal destruction. The proposed solution converts polymer waste, including reinforced waste (worn tires, polymer containers, etc.), into commercial products, including heat and electricity. The resulting hydrocarbon and carbon commodity products are used directly or as raw materials.

Известны способы переработки резиносодержащих отходов и устройства для их осуществления по патентам РФ №2057012, МПК В29В 17/00, C08J 11/04, приоритет от 16.07.1993 и №2021127, МПК В29В 17/00, C08J 11/04, приоритет от 13.03.1992, включающие предварительную обработку и термодеструкцию резиносодержащих отходов в среде растворителей с образованием парогазовой смеси и суспензии деструктированной резины в них и их разделение. Принципиальным недостатком известных способов является невозможность переработки полимерных гетерогенных отходов, инерционность и крайне низкое качество получаемого углеводородного продукта, что фактически делает его неликвидным. Указанные недостатки препятствуют промышленной переработке гетерогенных полимерных отходов.Known methods of processing rubber waste and devices for their implementation under RF patents No. 2057012, IPC В29В 17/00, C08J 11/04, priority from 16.07.1993 and No. 2021127, IPC В29В 17/00, C08J 11/04, priority from 13.03 .1992, including pre-treatment and thermal destruction of rubber-containing waste in a solvent environment with the formation of a vapor-gas mixture and a suspension of degraded rubber in them and their separation. The fundamental disadvantage of the known methods is the impossibility of processing polymeric heterogeneous waste, inertia and extremely low quality of the resulting hydrocarbon product, which actually makes it illiquid. These disadvantages impede the industrial processing of heterogeneous polymer waste.

Аналогом является установка для переработки резиносодержащих отходов патент РФ на полезную модель №70659, МПК C10J 3/02, C10G 1/10, приоритет от 21.11.2007. Аналог реализует способ переработки резиносодержащих отходов повышением их температуры без доступа окислителей до перехода полимерной составляющей в газовую фазу с образованием наночастиц типа {CnHm} и твердой углеподобной фазы формируемой остальными молекулами, в том числе сшитыми системами с последующей конденсацией газовой фазы и выделении жидкого и газового продуктов.An analogue is a plant for the processing of rubber-containing waste RF patent for utility model No. 70659, IPC C10J 3/02, C10G 1/10, priority from 21.11.2007. The analogue implements a method for processing rubber-containing waste by increasing their temperature without the access of oxidants until the polymer component passes into the gas phase with the formation of nanoparticles of the type {C n H m } and a solid carbon-like phase formed by the rest of the molecules, including crosslinked systems, followed by condensation of the gas phase and the release of a liquid and gas products.

Известная установка содержит реактор, сообщенный через конденсатор с устройством для перекачки газов, выход которого соединен как с блоком нагрева, так и с устройством сбора и хранения газообразного продукта, при этом выход жидкости конденсатора соединен с емкостью для сбора жидкого продукта, а выход твердой фазы реактора соединен с блоком сбора твердого продукта через механизм выгрузки, соединенный с выходом блока управления, второй выход которого соединен с блоком нагрева, а вход с датчиками температуры в реакторе.The known installation contains a reactor communicated through a condenser with a device for pumping gases, the outlet of which is connected both to a heating unit and to a device for collecting and storing a gaseous product, while the condenser liquid outlet is connected to a container for collecting a liquid product, and the solid phase outlet of the reactor connected to the solid product collection unit through an unloading mechanism connected to the output of the control unit, the second output of which is connected to the heating unit, and the input to temperature sensors in the reactor.

Недостатком известного способа являются как инерционность деструкции полимерной составляющей, так и инерционность конденсации газовой фазы. Эти недостатки не позволяют обеспечить качество готовых продуктов, что и препятствует его промышленному применению.The disadvantage of this method is the inertia of the destruction of the polymer component, and the inertia of the condensation of the gas phase. These shortcomings do not allow to ensure the quality of finished products, which prevents its industrial application.

Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип решением являются способ, реализованный в устройстве по переработке отходов RU 84378 U1, 10.07.2009, включающий предварительную сортировку отходов по способности к ферментации для дальнейшей переработки путем биологической деструкции и путем термической деструкции, использование газа, образующегося в результате ферментации для нагрева отходов, перерабатываемых термической деструкцией, переводе полимерной составляющей в газовую фазу с образованием наночастиц типа {CnHm} и твердой углеподобной фазы формируемой остальными молекулами, в т.ч. сшитыми системами с последующей конденсацией газовой фазы предварительно охлажденного производимого жидкого продукта и разделением жидкого и газового продуктов, часть которых преобразуется в тепловую энергию обеспечивающую процесс.The closest in technical essence and adopted as a prototype solution is the method implemented in the waste processing device RU 84378 U1, 07/10/2009, including preliminary sorting of waste by fermentation capacity for further processing by biological destruction and by thermal destruction, the use of gas generated in as a result of fermentation to heat the waste processed by thermal destruction, transfer of the polymer component to the gas phase with the formation of nanoparticles of the {C n H m } type and a solid carbon-like phase formed by the rest of the molecules, incl. crosslinked systems with subsequent condensation of the gas phase of the precooled produced liquid product and the separation of liquid and gas products, some of which are converted into heat energy providing the process.

К недостаткам данного способа в части переработки, например, изношенных автомобильных шин следует отнести непосредственный нагрев отходов, что может привести к неконтролируемому горению отходов, а также зависимость процесса переработки отходов на основе термической деструкции от эффективности процесса биологической деструкции.The disadvantages of this method in terms of processing, for example, worn-out automobile tires, include the direct heating of waste, which can lead to uncontrolled combustion of waste, as well as the dependence of the waste processing process based on thermal destruction on the efficiency of the biological destruction process.

Общим недостатком вышеуказанных технических решений является малая производительность, обусловленная нестабильностью процесса деструкции гетерогенных полимерных отходов в реакторе, в том числе неуправляемым горением отходов, что резко снижает как выход, так и качество углеводородных продуктов. Данный недостаток обусловлен размещением горелок в реакторе, что приводит к непосредственному контакту пламени с отходами и низкой скоростью конвективного теплообмена. Более того, характерным недостатком является нестабильность и инерционность деструкции полимерной составляющей, обусловленная передачей энергии при нестабильном конвективном теплообмене. Отмеченные недостатки являются препятствием для промышленного использования известных технических решений.A common disadvantage of the above technical solutions is low productivity due to the instability of the process of destruction of heterogeneous polymer waste in the reactor, including uncontrolled combustion of waste, which sharply reduces both the yield and the quality of hydrocarbon products. This disadvantage is due to the placement of burners in the reactor, which leads to direct contact of the flame with the waste and a low rate of convective heat transfer. Moreover, a characteristic disadvantage is the instability and inertia of the destruction of the polymer component, due to the transfer of energy during unstable convective heat transfer. The noted disadvantages are an obstacle for the industrial use of the known technical solutions.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение выхода и качества ценных углеводородных продуктов, что повышает эффективность процесса переработки полимерных отходов.The technical result, which the present invention is aimed at, is to increase the yield and quality of valuable hydrocarbon products, which increases the efficiency of the polymer waste processing process.

Указанный технический результат достигается нагревом полимерных отходов до перехода полимерной составляющая в газовую фазу с образованием наночастиц типа {CnHm} и твердой углеподобной фазы формируемой остальными молекулами, в том числе сшитыми системами с последующей конденсацией газовой фазы микрокапельным распылением предварительно охлажденного производимого жидкого продукта и разделением жидкого и газового продуктов, часть которых преобразуется в тепловую энергию, обеспечивающую процесс, причем повышение температуры полимерных отходов осуществляется посредством предварительно нагретой части углеводородного газового продукта образованного при конденсации газовой фазы.The specified technical result is achieved by heating the polymer waste to the transition of the polymer component to the gas phase with the formation of nanoparticles of the {C n H m } type and a solid carbon-like phase formed by the rest of the molecules, including crosslinked systems, followed by condensation of the gas phase by micro-droplet spraying of the pre-cooled produced liquid product and separation of liquid and gaseous products, part of which is converted into thermal energy, providing the process, and the temperature rise of the polymer waste is carried out by means of a preheated part of the hydrocarbon gas product formed during the condensation of the gas phase.

Из экологических соображений нагрев части углеводородного газового продукта образованного при конденсации газовой фазы осуществляется, изолировано от атмосферы.For environmental reasons, the heating of a part of the hydrocarbon gas product formed during the condensation of the gas phase is isolated from the atmosphere.

Способ реализуется устройством содержащим реактор сообщенный через конденсатор с устройством для перекачки газов, выход которого соединен как с блоком нагрева газового продукта, так и с блоком сбора и хранения газообразного продукта, при этом выход жидкости конденсатора соединен как со входом блока микрокапельного охлаждения, форсунка которого расположена в конденсаторе, так и с емкостью для сбора жидкого продукта, а выход твердой фазы реактора соединен с блоком сбора твердого продукта соединенным с выходом блока управления, второй выход которого соединен с блоком нагрева газового продукта, а вход с датчиками температуры в реакторе, причем выход блока перекачки газов одновременно соединен с реактором через блок нагрева газового продукта.The method is implemented by a device containing a reactor communicated through a condenser with a device for pumping gases, the outlet of which is connected both to a gas product heating unit and to a gaseous product collection and storage unit, while the condenser liquid outlet is connected both to the inlet of a micro-droplet cooling unit, the nozzle of which is located in the condenser and with the tank for collecting the liquid product, and the solid phase outlet of the reactor is connected to the solid product collection unit connected to the output of the control unit, the second outlet of which is connected to the gas product heating unit, and the inlet with temperature sensors in the reactor, and the unit output gas pumping is simultaneously connected to the reactor through a gas product heating unit.

Устройство содержит сепаратор очистки газового продукта, в виде газового центробежного сепаратора, вход, которого соединен с газовым выходом конденсатора, а газовый выход с блоком сбора и хранения газообразного продукта, причем выход жидкого продукта соединен с емкостью для сбора жидкого продукта.The device contains a separator for cleaning a gas product, in the form of a gas centrifugal separator, the inlet of which is connected to the gas outlet of the condenser, and the gas outlet to the unit for collecting and storing the gaseous product, and the outlet of the liquid product is connected to the container for collecting the liquid product.

Устройство содержит энергоблок вырабатывающий электроэнергию, соединенный как с блоком сбора и хранения газообразного продукта, так и емкостью для сбора жидкого продукта. Блок электрического питания устройства соединен с энергоблоком.The device contains a power unit that generates electricity, connected to both a unit for collecting and storing a gaseous product, and a container for collecting a liquid product. The power supply unit of the device is connected to the power unit.

На фиг. 1 представлена общая блок-схема способа и устройства переработки полимерных отходов.FIG. 1 shows a general block diagram of a method and device for processing polymer waste.

Устройство, реализующее способ переработки полимерных отходов, содержит реактор 1 сообщенный через конденсатор 2 с блоком перекачки газов 3, выход которого соединен как с реактором 1 через блок нагрева газового продукта 4, так и через сепаратор 5 с блоком сбора и хранения газового продукта 6 и емкостью для сбора жидкого продукта 7, при этом выход жидкости конденсатора соединен как со входом блока микрокапельного охлаждения 8, форсунки 9 которого расположена в конденсаторе 2, так и емкостью для сбора жидкого продукта 7, а выход твердой фазы реактора оснащен блоком сбора твердого продукта 10 соединенным с выходом блока управления 11, второй выход которого соединен с блоком нагрева газового продукта 4, а вход с датчиками температуры 12 в реакторе, причем выход блока перекачки газов 3 одновременно соединен с реактором через блок нагрева газового продукта 4.A device that implements a method for processing polymer waste contains a reactor 1 communicated through a condenser 2 with a gas pumping unit 3, the outlet of which is connected both to the reactor 1 through a gas product heating unit 4 and through a separator 5 with a gas product collection and storage unit 6 and a capacity to collect the liquid product 7, while the liquid outlet of the condenser is connected both to the inlet of the micro-droplet cooling unit 8, the nozzle 9 of which is located in the condenser 2, and to the tank for collecting the liquid product 7, and the solid phase outlet of the reactor is equipped with a solid product collection unit 10 connected to the output of the control unit 11, the second output of which is connected to the gas product heating unit 4, and the input to the temperature sensors 12 in the reactor, and the outlet of the gas pumping unit 3 is simultaneously connected to the reactor through the gas product heating unit 4.

Устройство может содержать сепаратор очистки газового продукта 5 вход, которого соединен с газовым выходом с блоком перекачки газов 3, а газовый выход с блоком сбора и хранения газообразного продукта 6, причем выход жидкого продукта соединен с емкостью для сбора жидкого продукта 7.The device may contain a gas product purification separator 5 inlet, which is connected to the gas outlet with the gas pumping unit 3, and the gas outlet with the gaseous product collection and storage unit 6, and the liquid product outlet is connected to the container for collecting the liquid product 7.

Устройство может содержать энергоблок 13 вырабатывающий электроэнергию, соединенный как с блоком сбора и хранения газового продукта 6, так и емкостью для сбора жидкого продукта 7.The device may contain a power unit 13 that generates electricity, connected to both the unit for collecting and storing the gas product 6 and the container for collecting the liquid product 7.

Устройство может содержать энергоблок 13 соединенный с блоком 14 электрического питания устройства. Другие связи блока 14 электропитания устройства на рисунке не отражены.The device may contain a power unit 13 connected to the power supply unit 14 of the device. Other connections of the device power supply unit 14 are not shown in the figure.

Конденсатор 2 с форсункой 9 и блоком микрокапельного охлаждения 8, блоком перекачки газов 3, могут быть выполнены в соответствии с реализованными и испытанными в прототипе. Блок нагрева газового продукта 4 может быть выполнен в виде традиционных теплообменников оснащенных горелками. Сепаратор 5 может быть выполнен в виде газожидкостного центробежного сепаратора. Энергоблок 13 для выработки электроэнергии может быть выполнено в виде газопоршневой установки с электрическим генератором. Блок электрического питания 14 может быть выполнен, например, в виде стандартного шкафа электропитания оборудования.Condenser 2 with nozzle 9 and microdroplet cooling unit 8, gas pumping unit 3, can be made in accordance with those implemented and tested in the prototype. The gas product heating unit 4 can be made in the form of traditional heat exchangers equipped with burners. The separator 5 can be made in the form of a gas-liquid centrifugal separator. The power unit 13 for generating electricity can be made in the form of a gas piston installation with an electric generator. The power supply unit 14 can be made, for example, in the form of a standard equipment power supply cabinet.

Основу переработки полимерных отходов составляет их деструкция, заключающаяся в переводе полимерной составляющей в конденсированную фазу с потерей межмолекулярного взаимодействия. В результате вещество переходит в газовую фазу с образованием наноразмерных частиц типа {CnHm} и твердую углеподобную фазу. Образовавшиеся наноразмерные частицы обладают повышенной реакционной способностью, что позволяет управлять процессом формирования (кинетикой реакций) товарного продукта. Таким образом, на молекулярном уровне полимерная составляющая конденсируется в жидкие углеводороды (С6÷Cn) и газообразные (С2÷С5), а также твердый углеподобный остаток (С).The basis for the processing of polymer wastes is their destruction, which consists in the transfer of the polymer component to the condensed phase with the loss of intermolecular interaction. As a result, the substance passes into the gas phase with the formation of nanosized particles of the {C n H m } type and a solid carbon-like phase. The resulting nanosized particles have increased reactivity, which makes it possible to control the formation process (reaction kinetics) of a commercial product. Thus, at the molecular level, the polymer component condenses into liquid hydrocarbons (C 6 ÷ C n ) and gaseous (C 2 ÷ C 5 ), as well as a solid carbon-like residue (C).

Баланс и качественные характеристики товарных продуктов определяются как параметрами нанодеструции, так и параметрами процесса формирования продукта (свойствами наночастиц их концентрацией, температурой и катализаторами и т.п.).The balance and quality characteristics of commercial products are determined both by the parameters of nanodestruction and by the parameters of the product formation process (properties of nanoparticles, their concentration, temperature and catalysts, etc.).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Полимерные отходы, например, смесь фрагментов изношенных шин, полиэтиленовой упаковки и армированных шлангов поступают в реактор 1, где без доступа окислителей нагреваются до температуры деструкции полимерной составляющей в диапазоне до 700°С. Нагрев отходов в реакторе 1 осуществляется посредством теплопередачи от газового потока, нагреваемого блоком 4. Газовый поток циркулирует через реактор 1 и блоки 2, 3, 4. Пуск устройства осуществляется за счет внешнего источника энергии. Для пуска используется углеводородное жидкое топливо из отдельного бака на котором изначально работают горелки (на схеме не показано). По мере реализации процесса деструкции полимерной составляющей отходов образуется газовая фаза в виде термодинамически устойчивых наноразмерных частиц типа {CnHm} обладающих повышенной реакционной способностью и твердая фаза формируемая остальными молекулами, в т.ч. сшитыми системами и представляющая углеподобную фазу с металлическими фрагментами.Polymer waste, for example, a mixture of fragments of worn-out tires, plastic packaging and reinforced hoses, enter the reactor 1, where, without the access of oxidants, they are heated to the temperature of destruction of the polymer component in the range of up to 700 ° C. Heating of the waste in the reactor 1 is carried out by means of heat transfer from the gas flow heated by block 4. The gas flow circulates through the reactor 1 and blocks 2, 3, 4. The device is started by an external energy source. For start-up, hydrocarbon liquid fuel is used from a separate tank on which the burners initially operate (not shown in the diagram). As the process of destruction of the polymeric component of the waste proceeds, a gas phase is formed in the form of thermodynamically stable nanosized particles of the {C n H m } type with increased reactivity and a solid phase formed by the rest of the molecules, incl. with crosslinked systems and representing a carbon-like phase with metal fragments.

Газовая фаза за счет разряжения, создаваемого блоком перекачки газов 3, поступает в конденсатор 2. В конденсаторе 2 газовая фаза микрокапельным распылением форсункой 9 предварительно охлажденной углеводородной жидкости блоком 8 конденсируется образуя жидкий продукт и мелкодисперсную газожидкостную смесь. Выделенный жидкий продукт поступает в емкость для сбора жидкого продукта 7. Образовавшаяся газожидкостная смесь через блок перекачки газов 3 поступает в сепаратор 5, разделяющий ее на углеводородные газовый и жидкий продукты.The gas phase, due to the vacuum created by the gas pumping unit 3, enters the condenser 2. In the condenser 2, the gas phase is condensed by micro-droplet atomization by the nozzle 9 of the precooled hydrocarbon liquid by the unit 8 to form a liquid product and a finely dispersed gas-liquid mixture. The separated liquid product enters the tank for collecting the liquid product 7. The formed gas-liquid mixture through the gas pumping unit 3 enters the separator 5, which separates it into hydrocarbon gas and liquid products.

По мере образования газового углеводородного продукта часть его после нагрева в блоке 4, как минимум до температуры деструкции в диапазоне до 700°С, поступает в реактор 1 в виде наноразмерных частиц типа {CnHm} обладающих повышенной реакционной способностью, стабилизируя и активируя тем самым процесс деструкции отходов в реакторе 1. Другая часть газового продукта преобразуется, например, горелками блока 4, в тепло нагревая газовый поток поступающий в реактор 1. Оставшаяся часть газового углеводородного продукта поступает в блок сбора и хранения газового продукта 6.As the gaseous hydrocarbon product is formed, part of it, after heating in block 4, at least to the destruction temperature in the range of up to 700 ° C, enters the reactor 1 in the form of nanosized particles of the {C n H m } type possessing increased reactivity, thus stabilizing and activating the process of waste destruction in reactor 1. Another part of the gas product is converted, for example, by the burners of unit 4, into heat, heating the gas stream entering the reactor 1. The rest of the gas hydrocarbon product enters the gas product collection and storage unit 6.

Часть жидкого продукта из блока 2 поступает в топливный бак горелок, обеспечивая их работу на жидком топливе (на схеме не показано). Блоки горелок работают на жидком углеводородном продукте при пуске устройства до образования газового углеводородного продукта достаточного для обеспечения деструкции полимерной составляющей. Работа на жидком продукте происходит и в случае недостаточной калорийности газового продукта для обеспечения процесса деструкции.Part of the liquid product from block 2 enters the fuel tank of the burners, ensuring their operation on liquid fuel (not shown in the diagram). Burner units operate on a liquid hydrocarbon product when the device is started up until a gas hydrocarbon product is formed sufficient to ensure the destruction of the polymer component. Work on a liquid product also occurs in the case of insufficient caloric content of the gas product to ensure the destruction process.

Твердая углеподобная фаза с металлическими фрагментами из реактора 1, поступает в блок сбора твердого продукта 10 в соответствии с сигналами блока управления 11.The solid carbon-like phase with metal fragments from reactor 1 enters the solid product collection unit 10 in accordance with the signals from the control unit 11.

Управление процессом деструкции полимерных отходов осуществляется блоком 11 обеспечивающим параметры тепломассообмена деструкции в соответствии с сигналами датчиков температуры 12.The control of the process of destruction of polymer waste is carried out by block 11, which provides the parameters of heat and mass transfer of destruction in accordance with the signals of temperature sensors 12.

Часть жидкого и газового продуктов может быть преобразована энергоблоком 13 в товарные продукты: тепло и/или электроэнергию.Part of the liquid and gas products can be converted by the power unit 13 into commercial products: heat and / or electricity.

Энергоблок 13 может быть соединен с блоком 14 электрического питания устройства и обеспечивать его автономное электроснабжение.The power unit 13 can be connected to the power supply unit 14 of the device and provide its autonomous power supply.

Технический результат заключается в стабилизации процесса и увеличении, как выхода, так и качества ценных ликвидных углеводородных фракций, что повышает эффективность процесса переработки полимерных отходов.The technical result consists in stabilizing the process and increasing both the yield and the quality of valuable liquid hydrocarbon fractions, which increases the efficiency of the polymer waste processing process.

Claims (7)

1. Способ переработки полимерных отходов, заключающийся в переводе полимерной составляющей в газовую фазу с образованием наночастиц типа {CnHm} и твердой углеподобной фазы, формируемой остальными молекулами, в т.ч. сшитыми системами с последующей конденсацией газовой фазы микрокапельным распылением предварительно охлажденного производимого жидкого продукта и разделением жидкого и газового продуктов, часть которых преобразуется в тепловую энергию и/или электроэнергию, обеспечивающую процесс, отличающийся тем, что часть углеводородного газового продукта, образованного при конденсации газовой фазы, нагревается, а нагревание полимерных отходов осуществляют посредством предварительно нагретой части углеводородного газового продукта, образованного при конденсации газовой фазы.1. A method for processing polymer waste, which consists in transferring the polymer component into the gas phase with the formation of nanoparticles of the {C n H m } type and a solid carbon-like phase formed by the rest of the molecules, incl. crosslinked systems with subsequent condensation of the gas phase by micro-droplet spraying of a pre-cooled produced liquid product and separation of liquid and gas products, part of which is converted into thermal energy and / or electricity, providing a process characterized in that part of the hydrocarbon gas product formed during condensation of the gas phase, is heated, and the heating of the polymer waste is carried out by means of a preheated part of the hydrocarbon gas product formed during the condensation of the gas phase. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть производимых углеродосодержащих продуктов может быть использована для производства электроэнергии.2. A method according to claim 1, characterized in that a portion of the produced carbon-containing products can be used to generate electricity. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что часть производимой электроэнергии может быть использована для автономного элктрообеспечения процесса.3. The method according to claim 2, characterized in that part of the generated electricity can be used for autonomous power supply of the process. 4. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее реактор, сообщенный через конденсатор с блоком перекачки газов, выход которого соединен как с реактором через блок нагрева газового продукта, так и через сепаратор с блоком сбора и хранения газового продукта и емкостью для сбора жидкого продукта, при этом выход жидкости конденсатора соединен как с входом блока микрокапельного охлаждения, форсунка которого расположена в конденсаторе, так и емкостью для сбора жидкого продукта, а выход твердой фазы реактора оснащен блоком сбора твердого продукта, соединенным с выходом блока управления, второй выход которого соединен с блоком нагрева газового продукта, а вход с датчиками температуры в реакторе, отличающееся тем, что выход блока перекачки газов одновременно соединен с реактором через блок нагрева газового продукта.4. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a reactor communicated through a condenser with a gas pumping unit, the outlet of which is connected both to the reactor through a gas product heating unit and through a separator with a gas product collection and storage unit and a liquid collection tank. product, while the outlet of the condenser liquid is connected both to the inlet of the micro-droplet cooling unit, the nozzle of which is located in the condenser, and to the container for collecting the liquid product, and the outlet of the solid phase of the reactor is equipped with a solid product collection unit connected to the outlet of the control unit, the second outlet of which is connected with a gas product heating unit, and an inlet with temperature sensors in the reactor, characterized in that the outlet of the gas pumping unit is simultaneously connected to the reactor through a gas product heating unit. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что содержит сепаратор очистки газового продукта, вход которого соединен с газовым выходом конденсатора через блок перекачки газов, а газовый выход сепаратора соединен с блоком сбора и хранения газового продукта, причем выход жидкого продукта соединен с емкостью для сбора жидкого продукта.5. The device according to claim 4, characterized in that it contains a gas product purification separator, the inlet of which is connected to the gas outlet of the condenser through the gas pumping unit, and the gas outlet of the separator is connected to the gas product collection and storage unit, and the liquid product outlet is connected to the tank for collecting liquid product. 6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что содержит энергоблок, вырабатывающий электроэнергию, соединенный как с устройством сбора и хранения газового продукта, так и емкостью для сбора жидкого продукта.6. A device according to claim 4 or 5, characterized in that it comprises a power generating unit connected to both a device for collecting and storing a gas product and a container for collecting a liquid product. 7. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что блок электрического питания устройства соединен с энергоблоком.7. The device according to any one of claims 4-6, characterized in that the power supply unit of the device is connected to the power unit.
RU2019104358A 2019-02-15 2019-02-15 Method and device for processing polymer wastes RU2732911C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104358A RU2732911C2 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Method and device for processing polymer wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104358A RU2732911C2 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Method and device for processing polymer wastes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019104358A RU2019104358A (en) 2020-08-17
RU2019104358A3 RU2019104358A3 (en) 2020-08-17
RU2732911C2 true RU2732911C2 (en) 2020-09-24

Family

ID=72085188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104358A RU2732911C2 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Method and device for processing polymer wastes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2732911C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4108730A (en) * 1977-03-14 1978-08-22 Mobil Oil Corporation Method for treatment of rubber and plastic wastes
RU70659U1 (en) * 2007-11-21 2008-02-10 Александр Борисович Шаповалов PLANT FOR THE PROCESSING OF RUBBER-CONTAINING WASTE
RU84378U1 (en) * 2009-04-08 2009-07-10 Александр Борисович Шаповалов WASTE PROCESSING DEVICE
RU133123U1 (en) * 2013-04-09 2013-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Эко Групп" PLANT FOR THE PROCESSING OF CARBON-CONTAINING WASTE
RU2543619C1 (en) * 2013-12-30 2015-03-10 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Инноватех" Device for processing rubber wastes
WO2016209193A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 Александр Николаевич БОНДАРЕНКО Device for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
RU2632837C1 (en) * 2016-11-23 2017-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение Инноватех" Device for recycling waste rubber

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4108730A (en) * 1977-03-14 1978-08-22 Mobil Oil Corporation Method for treatment of rubber and plastic wastes
RU70659U1 (en) * 2007-11-21 2008-02-10 Александр Борисович Шаповалов PLANT FOR THE PROCESSING OF RUBBER-CONTAINING WASTE
RU84378U1 (en) * 2009-04-08 2009-07-10 Александр Борисович Шаповалов WASTE PROCESSING DEVICE
RU133123U1 (en) * 2013-04-09 2013-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Эко Групп" PLANT FOR THE PROCESSING OF CARBON-CONTAINING WASTE
RU2543619C1 (en) * 2013-12-30 2015-03-10 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Инноватех" Device for processing rubber wastes
WO2016209193A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 Александр Николаевич БОНДАРЕНКО Device for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
RU2632837C1 (en) * 2016-11-23 2017-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение Инноватех" Device for recycling waste rubber

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019104358A (en) 2020-08-17
RU2019104358A3 (en) 2020-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5269947A (en) Thermal depolymerizing reforming process and apparatus
AU683624B2 (en) Reforming process and apparatus
JP2007146109A (en) High-performance chamber mixer for catalyst oil suspension as reactor for producing intermediate distillate by depolymerization and polymerization of hydrocarbon-containing residue in circuit
JP5800313B2 (en) Pyrolysis system and method for producing pyrolysis oil
MX2008005026A (en) Process of conversion of organic and non-organic waste materials into useful products
EP2478070A2 (en) Decomposition of waste plastics
WO2008102307A1 (en) Apparatus for producing synthetic fuel
CN102268274B (en) Method and totally closed equipment system for converting municipal sludge into gas, liquid and solid fuels
EP3311969A1 (en) Device for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
CN106430892A (en) Oily sludgestepwisecontinuous pyrolysis and energy supplying integration method and device
RU2556934C2 (en) Method for thermal decomposition of polyvinylchloride waste
CN201713489U (en) Fully enclosed equipment system converting municipal sludge into gaseous, liquid and solid fuels
EP3312223B1 (en) Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste
RU2352600C2 (en) Method for making carbon black, hydrocarbon propellants and chemical stock of rubber-containing industrial and household waste
RU2732911C2 (en) Method and device for processing polymer wastes
CN101250284A (en) Mobile modularized treatment system and treating method
US3787166A (en) Process for the thermal treatment of rubber and other plastic materials
Li et al. White poplar microwave pyrolysis: Heating rate and optimization of biochar yield
WO2009095888A2 (en) Apparatus for treating waste materials
CN107057724A (en) A kind of heat scission reaction system and its application
CN2223297Y (en) Apparatus for producing gasoline diesel oil and carbon black from waste rubber
US20150167968A1 (en) Process and apparatus for covering the energy needs of communities using organic waste
WO2017218162A1 (en) Hydrocarbon recycling of carbonizer hot gases
KR100508334B1 (en) Manufacturing Device of Alternative Fuel Oil from Non-Catalytic Pyrolysis Process
JPH1017871A (en) Thermal decomposition oven for polymer waste

Legal Events

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

Effective date: 20210216