SK500242021U1 - Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials - Google Patents
Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials Download PDFInfo
- Publication number
- SK500242021U1 SK500242021U1 SK50024-2021U SK500242021U SK500242021U1 SK 500242021 U1 SK500242021 U1 SK 500242021U1 SK 500242021 U SK500242021 U SK 500242021U SK 500242021 U1 SK500242021 U1 SK 500242021U1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- zone
- reactor
- reforming
- rectification block
- molecular
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
-
- 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
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Navrhované technické riešenie sa týka zariadenia na výrobu uhľovodíkovej kvapaliny (umelej ropy) metódou termickej dekompozície a reformingu polymémych surovín s použitím reaktívnej destilácie.The proposed technical solution relates to equipment for the production of hydrocarbon liquid (artificial oil) by the method of thermal decomposition and reforming of polymeric raw materials using reactive distillation.
Doterajší stav technikyPrior art
Termická dekompozícia alebo termolýza (z historického dôvodu sa častejšie používa termín pyrolýza) je chemický rozklad spôsobený teplom.Thermal decomposition or thermolysis (historically, the term pyrolysis is more commonly used) is chemical decomposition caused by heat.
Reaktívna destilácia je proces, kedy horúce pyrolytické pary môžu kondenzovať a vracať sa do hlavnej pyrolýznej komory - reaktora, pokiaľ nie je dosiahnutá správna dĺžka uhlíkového reťazca, a tým sa značne zvýši kvalita výstupnej kvapalnej frakcie.Reactive distillation is a process in which hot pyrolytic vapors can condense and return to the main pyrolysis chamber - the reactor, if the correct length of the carbon chain is not reached, thus greatly increasing the quality of the output liquid fraction.
Proces, pri ktorom sa vo zvislom vežovom aparáte spolu stretáva stekajúca vriaca kvapalina a para prúdiaca opačným smerom (protiprúd oboch fáz), sa nazýva rektifikácia, v podstate rektifikácia je protiprúdová destilácia.The process by which a flowing boiling liquid and steam flowing in opposite directions (countercurrent of both phases) meet together in a vertical tower apparatus is called rectification, essentially rectification is countercurrent distillation.
Tým pádom, reaktívnu destiláciu realizujeme tým, že vo vertikálnej rovine spojíme rektifikačnú vežu s telesom reaktora, a týmto spôsobom gravitačné zaistíme vrátenie kondenzátov z rektifikačnej veže do reaktora do zóny molekulárnej dekompozície (deštrukcie).Thus, reactive distillation is carried out by connecting the rectification tower to the reactor body in the vertical plane, and in this way we ensure the return of condensates from the rectification tower to the reactor to the zone of molecular decomposition (destruction).
Reforming je v chémii technológia, ktorá upravuje molekulárnu štruktúru uhľovodíkov tak, aby sa pozmenili jeho vlastnosti. Obvykle sa reforming používa na výrobu aromatických uhľovodíkov z niektoiých ropných frakcií.Reforming is a technology in chemistry that modifies the molecular structure of hydrocarbons to change its properties. Usually, reforming is used to produce aromatic hydrocarbons from some petroleum fractions.
S razantným nárastom polymémych odpadov (plasty, pneumatiky ) vo svete a ako dôsledok vzostupu množstva druhotných polymémych surovín, sa stáva ekonomicky výnosným vyrábať kvapalné uhľovodíky z tý chto materiálov. Takto vy robená surovina je nasýtená aromatickými uhľovodíkmi viac než ropné frakcie (môže byť aj 70 %), a preto je veľmi cennou surovinou pre rafinérsky a chemický priemysel.With the rapid increase in polymer waste (plastics, tires) in the world and as a result of the increase in the amount of secondary polymer raw materials, it is becoming economically profitable to produce liquid hydrocarbons from these materials. The raw material produced in this way is saturated with aromatic hydrocarbons more than petroleum fractions (it can also be 70%), and is therefore a very valuable raw material for the refining and chemical industries.
Ekonomicky a ekologicky veľmi priaznivou metódou podľa stavu techniky sa javí obnova uhľovodíkov z plastového odpadu. To znamená, že dôjde k jeho zahriatiu na vysokú teplotu bez prístupu vzduchu (kyslíka). Kondenzáciou splyneného plastového odpadu vznikne kvapalná frakcia, ktorú je možné použiť napríklad ako palivo do dieselových spaľovacích motorov alebo surovinu pre rafinérsky a chemický priemysel, napríklad na vý robu riedidiel.The recovery of hydrocarbons from plastic waste appears to be an economically and ecologically very favorable method according to the state of the art. This means that it heats up to a high temperature without the access of air (oxygen). Condensation of the gasified plastic waste produces a liquid fraction which can be used, for example, as a fuel for diesel internal combustion engines or a raw material for the refining and chemical industries, for example for the production of diluents.
Zariadenie a proces recyklácie plastov metódou obnovy uhľovodíkov je opísaný napr. v patentovom spise JP2015057500. Nevýhodou tu opísaného zariadenia je najmä jeho nízka prevádzková bezpečnosť, ktorá vyplýva z jeho konštrukcie. Vďaka tomu sú z praxe známe prípady, kedy v neštandardných prevádzkových režimoch došlo k vzplanutiu roztaveného plastového odpadu a plastových plynov.The apparatus and process for recycling plastics by the hydrocarbon recovery method is described e.g. in JP2015057500. The disadvantage of the device described here is in particular its low operational safety, which results from its construction. Thanks to this, cases are known from practice where molten plastic waste and plastic gases have ignited in non-standard operating modes.
Opísané nedostatky rieši zariadenie na kontinuálnu recykláciu plastov známe z českého úžitkového vzoru č. 29890. Toto zariadenie je prevádzkovo bezpečné, jeho konštrukcia však umožňuje jednoduchú destiláciu splyneného plastového odpadu. Vzhľadom na to, že plastový odpad zo svojej podstaty máva premenlivé zloženie, tak aj vzniknutý olej môže mať premenlivé zloženie alebo kvalitu.The described shortcomings are solved by the device for continuous recycling of plastics known from the Czech utility model no. 29890. This plant is operationally safe, but its construction allows easy distillation of gaseous plastic waste. Due to the fact that plastic waste has a variable composition by its nature, the resulting oil can also have a variable composition or quality.
Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution
Podstatou technického riešenia je zariadenie na výrobu uhľovodíkov vo forme kvapaliny metódou termickej dekompozície a reformingu polymémych surovín s použitím reaktívnej destilácie, ktoré má nad zónou reformingu k reaktoru pripojený rektifikačný blok s regulovateľným teplotným režimom. Rektifikačný blok je vybavený v hornej časti najmenej jedným odvodom paroplynovej zmesi s vopred definovanou teplotou, pričom odvod je cez kompenzačnú spojku prepojený s hornou časťou nadväzujúcej chladiacej veže, ktorej spodný koniec je vybavený sifónovým prestupom. Pod sifónovým prestupom je na potmbie pripojená rozdeľovacia nádrž vybavená odvodom plynnej frakcie a kvapalnej frakcie, ktorej podstatou je, že obsahuje prípravnú komoru na privedenie vstupnej polymémej suroviny. Reaktor obsahuje vstupnú zónu, ktorá zároveň slúži ako zóna molekulárnej deštrukcie a vyplyňovania, zónu reformingu a zónu prechodu do rektifikačného bloku, pričom aspoň zóna molekulárnej deštrukcie je vybavená systémom ohrevu. Celý reaktor je vnútri pozdĺž celej pozdĺžnej osi reaktora vybavený špirálovým dopravníkom s regulovateľnými otáčkami na dopravu tuhých zvyškov zo zóny molekulárnej deštrukcie do pripojeného chladeného dopravníkového systému uspôsobeného na zamedzenie prieniku uhľovodíkov paroplynovej zmesi do ovzdušia, a naopak.The essence of the technical solution is a device for the production of hydrocarbons in the form of a liquid by the method of thermal decomposition and reforming of polymeric raw materials using reactive distillation, which has a rectification block with a controllable temperature regime connected to the reactor above the reforming zone. The rectification block is equipped in the upper part with at least one outlet of the steam-gas mixture with a predefined temperature, the outlet being connected via a compensating coupling to the upper part of the adjoining cooling tower, the lower end of which is provided with a siphon passage. Below the siphon passage, a distribution tank is connected to the seal, equipped with a discharge of the gaseous fraction and the liquid fraction, the essence of which is that it contains a preparation chamber for the supply of the input polymeric raw material. The reactor comprises an inlet zone which also serves as a zone of molecular destruction and gasification, a zone of reforming and a zone of transition to the rectification block, at least the zone of molecular destruction being equipped with a heating system. The entire reactor is equipped along along the entire longitudinal axis of the reactor with a speed-adjustable helical conveyor for transporting solid residues from the molecular destruction zone to an connected refrigerated conveyor system adapted to prevent the penetration of hydrocarbon mixture hydrocarbons into the air, and vice versa.
Výhodné uskutočnenie opisuje zariadenie, ktorého rektifikačný blok je vertikálne spojený s telesom reaktora, na zaistenie gravitačného návratu kondenzátu z rektifikačného bloku do reaktora, konkrétne do zóny molekulárnej dekompozície.A preferred embodiment describes a device, the rectification block of which is vertically connected to the reactor body, for ensuring the gravitational return of condensate from the rectification block to the reactor, in particular to the zone of molecular decomposition.
V ďalšom výhodnom uskutočnení je poskytnuté zariadenie, ktorého prípravná komora obsahuje od dvochIn another preferred embodiment, a device is provided, the preparation chamber comprising from two
SK 50024-2021 U1 do piatich tepelných zón na riadené predbežné ohriatie vstupnej suroviny a špirálový dopravník na pohyb suroviny od vstupu k výstupu, pričom jeho priemer k výstupnej časti sa zväčšuje.SK 50024-2021 U1 into five thermal zones for controlled pre-heating of the input raw material and a spiral conveyor for the movement of the raw material from the inlet to the outlet, while its diameter to the outlet part increases.
Podstatou navrhovaného technického riešenia je konštrukcia zariadenia na výrobu kvapalných uhľovodíkov termickou dekompozíciou (molekulárnou deštrukciou) a reformingom polyméru. Zariadenie obsahuje násypný otvor na vsadenie vstupnej polymémej suroviny do prípravnej komory a ďalej do reaktora. Volba prvku na vsadenie vstupnej polymémej suroviny je daná jej zložením. Pod vstupnou polymémou surovinou sa predpokladajú drvené plastové alebo gumové odpady.The essence of the proposed technical solution is the construction of equipment for the production of liquid hydrocarbons by thermal decomposition (molecular destruction) and polymer reforming. The device comprises a hopper for inserting the input polymeric raw material into the preparation chamber and further into the reactor. The choice of the element for the input of the input polymeric raw material is given by its composition. Crushed plastic or rubber waste is assumed under the input polymer raw material.
Reaktor má zónu molekulárnej deštrukcie a splynovania uhľovodíkovej zmesi (vzniku paroplynovej zmesi - PPS) a zónu reformingu, pričom ich hranica je neostrá a môžu sa navzájom čiastočne prelínať v závislosti na aktuálnom prevádzkovom režime zariadenia. Teploty zaisťujúce kondenzáciu paroplynovej zmesi vo vstupnej časti prípravnej komory zaisťujú hermetickosť vnútorného prostredia reaktora voči ovzdušiu, takže paroplynové zmesi neprichádzajú do styku s vonkajšou atmosférou. V prípravnej komore prebieha homogenizácia zmesovej suroviny, zmiešame s katalyzátorom/neutralizátorom (pre plasty), odstraňovanie vzduchu. Prípravná komora na gumu (pneumatiky) bude mať malý náklon k reaktora, aby do reaktora stekal roztavený plastifikátor, ktoiý sa začína taviť od 150 °C.The reactor has a zone of molecular destruction and gasification of the hydrocarbon mixture (formation of steam-gas mixture - PPS) and a reforming zone, while their boundary is blurred and they can partially overlap each other depending on the current operating mode of the plant. The temperatures ensuring the condensation of the steam-gas mixture in the inlet part of the preparation chamber ensure the airtightness of the internal environment of the reactor towards the air, so that the steam-gas mixtures do not come into contact with the external atmosphere. Homogenization of the mixed raw material takes place in the preparation chamber, mixed with a catalyst / neutralizer (for plastics), air removal. The rubber (tire) preparation chamber will have a slight inclination towards the reactor to allow a molten plasticizer to flow into the reactor, which begins to melt from 150 ° C.
Od vstupnej zóny prípravnej komory je surovina dodávaná otáčajúcou sa závitovkou na výstup z prípravnej komory so súčasným ohrevom, a keď už má určitú teplotu gravitačné padá cez otvor do reaktora.From the inlet zone of the preparation chamber, the raw material is supplied by a rotating screw to the outlet of the preparation chamber with simultaneous heating, and when it has already reached a certain temperature, gravity falls through the opening into the reactor.
Vnútorný prierez tohto násypného otvore smerom k zóne molekulárnej deštrukcie sa zväčšuje. To je z dôvodu zamedzenia zablokovania vsadenej vstupnej polymémej suroviny.The internal cross-section of this hopper towards the zone of molecular destruction increases. This is to avoid blocking the input polymer feedstock.
Celý reaktor je vnútri vybavený závitovkovým dopravníkom s regulovateľnými otáčkami na dopravu tuhých zvyškov zo zóny molekulárnej deštrukcie a zóny reformingu do chladeného dopravníkového systému. Chladený dopravníkový systém je uspôsobený na zamedzenie prieniku uhľovodíkovej paroplynovej zmesi do ovzdušia, a naopak. Spravidla obsahuje sifónový prestup s tuhou zátkou vzniknutou ochladenými tuhými zvyškami, takže je zamedzené prístupu vonkajšej atmosféry do vnútorného priestoru reaktora, resp. k úniku paroplynovej zmesi do ovzdušia. Chladený dopravníkový systém môže byť opatrený dvojitým, aktívne chladeným plastom.The entire reactor is equipped internally with a screw conveyor with adjustable speed for the transport of solid residues from the molecular destruction zone and the reforming zone to the cooled conveyor system. The refrigerated conveyor system is adapted to prevent the penetration of the hydrocarbon steam-gas mixture into the air, and vice versa. As a rule, it contains a siphon passage with a solid plug formed by cooled solid residues, so that the access of the external atmosphere to the interior of the reactor, resp. to leak the gas-gas mixture into the air. The refrigerated conveyor system can be provided with double, actively cooled plastic.
Zóna molekulárnej deštrukcie je vybavená systémom ohrevu. Systém ohrevu môže byť vybavený aktívnym odťahom spalín, čím je možné (okrem intenzity vlastného ohrevu) účinne riadiť výkon zariadenia. Nad zónou reformingu je k reaktoru pripojený rektifikačný blok (blok reaktívnej destilácie) s regulovateľným teplotným režimom. Najmä môže byť vybavený dvojitým plastom, ktoiý je aktívne chladený. Rektifikačný blok je v hornej časti vybavený najmenej jedným odvodom paroplynovej zmesi s vopred definovanou teplotou. Odvod je potrubím cez kompenzačnú spojku prepojený s hornou časťou nadväzujúcej chladiacej veže. Kompenzačná spojka slúži na kompenzáciu tepelného rozpínania/zmršťovanie potrubia. Spodný koniec chladiacej veže je vybavený sifónovým prestupom, kde je dočasné zachytená skondenzovaná kvapalná frakcia. Sifónový prestup zaisťuje udržanie určitého pretlaku v celom zariadení. Pod sifónovým prestupom je na potrubie pripojená rozdeľovacia nádrž vybavená odvodom plynnej frakcie a kvapalnej frakcie. Z rozdeľovacej nádrže plyn postupuje do pračky plynu, kde prebieha jeho očistenie od mechanických prímesí, kondenzačných a halových prvkov.The molecular destruction zone is equipped with a heating system. The heating system can be equipped with active flue gas extraction, which makes it possible (in addition to the intensity of self-heating) to effectively control the performance of the device. Above the reforming zone, a rectification block (reactive distillation block) with a controllable temperature regime is connected to the reactor. In particular, it can be equipped with a double plastic which is actively cooled. The rectification block is equipped in the upper part with at least one outlet of the steam-gas mixture with a predefined temperature. The drain is connected to the upper part of the adjoining cooling tower via a pipe via a compensating coupling. The compensating coupling is used to compensate for thermal expansion / contraction of the pipe. The lower end of the cooling tower is equipped with a siphon passage, where the condensed liquid fraction is temporarily captured. The siphon passage ensures that a certain overpressure is maintained in the entire device. Below the siphon passage, a distribution tank is connected to the pipeline, equipped with the discharge of the gaseous fraction and the liquid fraction. From the distribution tank, the gas proceeds to the gas scrubber, where it is cleaned of mechanical impurities, condensing and hall elements.
Jedno z možných konkrétnych uskutočnení zariadenia môže byť využiteľné najmä na spracovanie polymémej suroviny, ktorá má teplotu tavenia nižšiu, než 400 °C. Takouto surovinou bude v praxi najmä plastový odpad.One of the possible specific embodiments of the device can be usable in particular for processing a polymeric raw material having a melting point lower than 400 ° C. In practice, such a raw material will be mainly plastic waste.
Výstupný otvor prípravnej komory je vyústený do hlavného telesa reaktora. Pozdĺžna os hlavného telesa reaktora, zodpovedajúca osi otáčania závitovkového dopravníka situovaného v zóne molekulárnej deštrukcie a v zóne reformingu, je v uhle medzi horizontálou a vertikálou.The outlet of the preparation chamber opens into the main body of the reactor. The longitudinal axis of the main body of the reactor, corresponding to the axis of rotation of the screw conveyor situated in the zone of molecular destruction and in the zone of reforming, is at an angle between the horizontal and the vertical.
Horná časť hlavného telesa reaktora je na svojom bočnom plášti na strane priľahlej k zemi vybavená otvorom s rozširujúcim sa vedením tuhých zvyškov do chladeného dopravníkového systému. Rozširovanie prierezu vedenia je z dôvodu zamedzenia zablokovania tuhých zvyškov a jeho upchatia. Horná časť hlavného telesa reaktora je na strane odľahlej od zeme vybavená najmenej jedným otvorom na pripojenie rektifikačného bloku.The upper part of the main body of the reactor is provided on its side shell on the side adjacent to the ground with an opening with an expanding conduction of solid residues into the cooled conveyor system. The widening of the line cross-section is in order to prevent the blocking of solid residues and its clogging. The upper part of the main body of the reactor is provided on the side remote from the ground with at least one opening for the connection of a rectification block.
Ďalšie z možných konkrétnych uskutočnení zariadenia môže byť najmä využiteľné na spracovanie nadrvených pneumatík. V takomto prípade vstupná surovina padá do reaktora na špirálový dopravník vnútri reaktora. Tento špirálový dopravník má os otáčania spoločnú s dlhšou osou hlavného telesa reaktora. Táto os je takmer horizontálna, ide trochu nahor k výstupnému koncu reaktora.Another possible specific embodiment of the device can be particularly useful for processing crushed tires. In this case, the feedstock falls into the reactor on a spiral conveyor inside the reactor. This helical conveyor has an axis of rotation in common with the longer axis of the reactor main body. This axis is almost horizontal, going slightly up to the outlet end of the reactor.
V prípravnej tepelnej zóne na začiatku reaktora je zhora situovaná priehradka na určenie maximálnej hrúbky vrstvy spracovávanej polymémej suroviny a na aspoň čiastočné zamedzenie spätného prieniku polymémej paroplynovej zmesi do vstupného otvoru prípravnej tepelnej zóny.In the preparation heat zone at the beginning of the reactor, a compartment is located from above to determine the maximum layer thickness of the polymer feedstock to be treated and to at least partially prevent the polymer vapor mixture from penetrating back into the feed heat zone inlet.
Hlavné teleso má oválny prierez s horizontálnym dnom, pričom konce hlavného telesa majú nižšiu výšku a menšiu plochu prierezu než stredná časť hlavného telesa. Zadná časť hlavného telesa reaktora je vybavená otvorom s rozširujúcim sa vedením tuhých zvyškov do chladeného dopravníkového systému. Tento otvor môže byť, tak priľahlý k zemi v obvodovom plášti, ako aj v mieste podstavy (zadného veka) hlavného telesaThe main body has an oval cross-section with a horizontal bottom, the ends of the main body having a lower height and a smaller cross-sectional area than the middle part of the main body. The rear part of the main body of the reactor is provided with an opening with an expanding conduit of solid residues into the cooled conveyor system. This opening may be, either adjacent to the ground in the peripheral shell, as well as at the base (rear cover) of the main body.
SK 50024-2021 U1 reaktora. V najvy ššom bode plášťa hlavného telesa je situovaný najmenej jeden otvor na pripojenie rektifikačného bloku.SK 50024-2021 U1 reactor. At least one opening for connecting the rectification block is situated at the highest point of the main body shell.
V závislosti na projektovanom mieste použitia zariadenia môže byť rozdeľovacia nádrž vybavená technickým prostriedkom na reguláciu teploty vnútorného objemu. Chladením alebo ohrevom vnútorného objemu je zaistená stála definovaná teplota plynnej frakcie a kvapalnej frakcie. Táto teplotná stabilita zabraňuje nežiaducemu prechodu plynnej frakcie do kvapalnej frakcie (a naopak), bez ohľadu na teplotu mimo rozdeľovacej nádrže. Spomínaný technický- prostriedok môže byť napríklad v podobe vyhrievaného alebo chladeného dvojitého plášťa rozdeľovacej nádrže alebo tepelného výmenníka vnútri jej objemu.Depending on the intended place of use of the device, the distribution tank can be equipped with technical means for regulating the temperature of the internal volume. By cooling or heating the internal volume, a constant defined temperature of the gaseous fraction and the liquid fraction is ensured. This temperature stability prevents the undesired passage of the gaseous fraction into the liquid fraction (and vice versa), regardless of the temperature outside the distribution tank. Said technical means may, for example, be in the form of a heated or cooled double jacket of a distribution tank or a heat exchanger within its volume.
Systém ohrevu je výhodne uskutočnený tak, že obsahuje rozvody horúceho vzduchu bez priameho kontaktu plameňa so stenou reaktora. Tým je zabránené lokálnemu prehriatiu a prepaľovaniu polymémej taveniny vnútri reaktora. Toto sa môže dosiahnuť tak, že v rozvodoch horúceho vzduchu je medzi zdrojom plameňa a stenou reaktora situovaná plameň zrážacia priehradka. Plameň zrážacou priehradkou sa najmä rozumie bežne známa priehradka s otvormi, resp. mriežka alebo sieťka.The heating system is preferably designed to include hot air distribution without direct contact of the flame with the reactor wall. This prevents local overheating and overburning of the polymer melt inside the reactor. This can be achieved by placing a flame collision compartment in the hot air distribution between the flame source and the reactor wall. By flame precipitation compartment is meant in particular a commonly known compartment with openings, resp. grid or mesh.
Zariadenie vďaka svojej konštrukcii umožňuje bezpečné a účinné uskutočňovanie opísaného spôsobu v zóne mierneho pretlaku. Toto je dosiahnuté tuhou zátkou vstupnej polymémej suroviny v prípravnej komore na strane vstupu a sifónovými prestupmi na strane výstupu. Ide o nízkotlakové zariadenie, kde je pretlak 0,1-0,3 bar (10-30 kPa).Due to its construction, the device enables safe and efficient implementation of the described method in the zone of slight overpressure. This is achieved by a rigid stopper of the polymeric feedstock in the preparation chamber on the inlet side and by siphon transitions on the outlet side. It is a low-pressure device where the overpressure is 0.1-0.3 bar (10-30 kPa).
Medzi výhody opísaného zariadenia patrí najmä bezpečnosť, vysoká výťažnosť koncových produktov zo vstupnej polymémej suroviny, jednoduchá obsluha a nízke prevádzkové náklady.The advantages of the described device include in particular safety, high yield of end products from the input polymer raw material, simple operation and low operating costs.
Na opísanom zariadení môže byť uskutočňovaný spôsob výroby uhľovodíkovej kvapaliny s použitím termickej dekompozície (molekulárnej deštrukcie) a reformingu polymérov. Molekulárnou deštrukciou sa myslí rozklad (roztrhanie) ťažkých polymérnych molekúl. Reforming polymérov tu znamená zmenu štruktúry viac než 65 % uhľovodíkov paroplynovej zmesi na aromatické uhľovodíky. Spôsob zahŕňa proces ohrevu vstupnej polymémej suroviny, proces termickej dekompozície - molekulárnej deštrukcie polyméru a proces rektifikácie. Polymémou surovinou tu môže byť najmä druhotne spracovávaný plastový alebo gumový odpad.A process for producing a hydrocarbon liquid using thermal decomposition (molecular destruction) and polymer reforming can be carried out on the described apparatus. By molecular destruction is meant the decomposition (breaking) of heavy polymer molecules. Polymer reforming here means a change in the structure of more than 65% of the hydrocarbons of the steam-gas mixture to aromatic hydrocarbons. The method includes a process for heating the polymeric feedstock, a thermal decomposition-molecular destruction of the polymer process, and a rectification process. The polymeric raw material here can in particular be secondary processed plastic or rubber waste.
V prvom kroku spôsobu sa vstupná polyméma surovina známeho chemického zloženia, s definovanou maximálnou frakciou, vsadí do reaktora. Vsadenie sa môže, v závislosti od konkrétneho uskutočnenia vyplývajúcom zo zloženia vstupnej polymémej suroviny, uskutočniť cez prípravnú komoru a/alebo gravitačným spôsobom. Polyméma vstupná surovina môže byť zmiešaná s maximálne 10 % hmotn. katalyzátora/neutralizátora, vztiahnuté na celkovú hmotnosť spracovávanej vstupnej polymémej suroviny. To znamená, že na každých 100 kg polymémej vstupnej suroviny môže byť použitých až 10 kg katalyzátora. Účelom katalyzátora, pokiaľ je použitý, je zlepšenie fýzikálnych aj chemických procesov uskutočňovaného spôsobu. Voľba prípadného použitia a množstva katalyzátora závisí na zložení polymémej vstupnej suroviny.In the first step of the process, the input polymer feedstock of known chemical composition, with a defined maximum fraction, is introduced into the reactor. Depending on the particular embodiment resulting from the composition of the polymeric feedstock, the loading can take place via a preparation chamber and / or by gravity. The polymeric feedstock may be blended with a maximum of 10% by weight. of catalyst / neutralizer, based on the total weight of the polymer feedstock to be treated. This means that up to 10 kg of catalyst can be used for every 100 kg of polymeric feedstock. The purpose of the catalyst, if used, is to improve the physical and chemical processes of the process carried out. The choice of possible use and amount of catalyst depends on the composition of the polymeric feedstock.
Vsadenie sa uskutoční do reaktora majúceho prípravnú zónu, zónu molekulárnej deštrukcie a zónu reformingu. Zaisťuje sa hermetickosť vnútorného prostredia reaktora voči ovzdušiu, takže polyméma tavenina neprichádza do styku s vonkajšou atmosférou.The loading takes place in a reactor having a preparation zone, a molecular destruction zone and a reforming zone. The airtightness of the internal environment of the reactor against the air is ensured, so that the polymer melt does not come into contact with the external atmosphere.
V zóne molekulárnej deštrukcie reaktora v prípade plastov sa tepelne pripravená vstupná polyméma surovina rýchlo ohrieva na teplotu maximálne 600 °C. Následne vzniká paroplynová zmes, pričom proces tu prebieha za prípadnej účasti katalyzátorov.In the zone of molecular destruction of the reactor in the case of plastics, the thermally prepared polymer feedstock is rapidly heated to a maximum temperature of 600 ° C. Subsequently, a steam-gas mixture is formed, the process taking place here with the possible participation of catalysts.
V prípravnej tepelnej zóne reaktora na pneumatiky sa vstupná polyméma surovina ohrieva na teplotu maximálne 450 °C rýchlosťou ohrevu 4 až 15 °C/min. Voľba rý chlosti ohrevu je daná najmä zložením vstupnej polymémej suroviny a požadovaným výsledkom celej výroby. Následne sa vzniknutá polyméma tavenina ďalej ohrieva v zóne molekulárnej deštrukcie pri teplote maximálne 600 °C, pričom tu prebieha, za prípadnej účasti katalyzátorov, proces molekulárnej deštrukcie.In the preparation heat zone of the tire reactor, the feed polymer feedstock is heated to a maximum temperature of 450 ° C at a heating rate of 4 to 15 ° C / min. The choice of heating speed is given mainly by the composition of the input polymer raw material and the desired result of the whole production. Subsequently, the polymer melt formed is further heated in the molecular destruction zone at a maximum temperature of 600 [deg.] C., whereupon the molecular destruction process takes place, with the possible participation of catalysts.
Molekulárnou deštrukciou vzniknutá paroplynová zmes so zvýšeným tlakom vstupuje do zóny reformingu, ktorá sa nachádza nad tuhými zvy škami z molekulárnej deštrukcie. Tuhé zvyšky sa pomocou závitovkového dopravníka dopravujú zo zóny molekulárnej deštrukcie do chladeného dopravníkového systému. Tuhými zvyškami sú najmä uhlíkaté tuhé zvyšky, polyméme náplne alebo cudzie telesá, ako kamene, piesok, kovové časti a podobne. Chladený dopravníkový systém je uspôsobený na zamedzenie prieniku uhľovodíkovej paroplynovej zmesi do ovzdušia, a naopak. Spravidla obsahuje sifónový prestup s tuhou zátkou vzniknutou ochladenými tuhými zvyškami, takže je zamedzené prístupu vonkajšej atmosféry do vnútorného priestoru reaktora, resp. k úniku paroplynovej zmesi do ovzdušia. Chladený dopravníkový systém môže byť vybavený dvojitým, aktívne chladeným plášťom.The vapor-gas mixture formed by molecular destruction with increased pressure enters the reforming zone, which is located above the solid residues from molecular destruction. The solid residues are conveyed from the molecular destruction zone to the refrigerated conveyor system by means of a screw conveyor. Solid residues are in particular carbonaceous solid residues, polymeric fillings or foreign bodies, such as stones, sand, metal parts and the like. The refrigerated conveyor system is adapted to prevent the penetration of the hydrocarbon steam-gas mixture into the air, and vice versa. As a rule, it contains a siphon passage with a solid plug formed by cooled solid residues, so that the access of the external atmosphere to the interior of the reactor, resp. to leak the gas-gas mixture into the air. The refrigerated conveyor system can be equipped with a double, actively cooled jacket.
Uhľovodíková paroplynová zmes vstupuje zo zóny reformingu do rektifikačného bloku s regulovateľným teplotným režimom, z hornej časti ktorého sa odvádza paroplynová zmes s vopred definovanou teplotou. Skvapalnená frakcia steká späť do zóny reformingu na opätovné spracovanie.The hydrocarbon steam-gas mixture enters from the reforming zone into the rectification unit with a controllable temperature regime, from the upper part of which the steam-gas mixture with a predefined temperature is discharged. The liquefied fraction flows back to the reforming zone for reprocessing.
V nadväzujúcej chladiacej veži, ktorej spodný koniec je vybavený sifónovým prestupom, paroplynová zmes čiastočne kondenzuje. V nadväzujúcej rozdeľovacej nádrži dochádza k rozdeleniu plynnej frakcie a kvapalnej frakcie. Z rozdeľovacej nádrže sú plynná frakcia a kvapalná frakcia uhľovodíkov, čoby finálnyIn the adjoining cooling tower, the lower end of which is equipped with a siphon passage, the steam-gas mixture partially condenses. In the subsequent distribution tank, the gaseous fraction and the liquid fraction are separated. From the distribution tank, the gaseous fraction and the liquid fraction of hydrocarbons are as final
SK 50024-2021 U1 produkt celého procesu, odčerpávané na ďalšie spracovanie.SK 50024-2021 U1 product of the whole process, pumped for further processing.
Opísaná technológia:Described technology:
- vyrába priemyslom požadovaný produkt;- produces the product required by the industry;
- recykluje prírodou nerecyklovateľné polyméry, čím chráni životné prostredie.- recycles non-recyclable polymers, thus protecting the environment.
Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings
Príkladné uskutočnenie navrhovaného riešenia je opísané s odkazom na výkresy, na ktoiých je na obr. 1 - schematický pohľad na zariadenie s hlavným telesom majúcim naklonenú dlhšiu os;An exemplary embodiment of the proposed solution is described with reference to the drawings, in which FIG. 1 is a schematic view of a device with a main body having an inclined longer axis;
obr. 2 - schematický pohľad na zariadenie zo strany rozdeľovacej nádrže;FIG. 2 is a schematic view of the device from the side of the distribution tank;
obr. 3 - schematicky pohľad na zariadenie zhora.FIG. 3 is a schematic view of the device from above.
Príklady uskutočneniaExamples of embodiments
Príklad 1Example 1
Príkladné uskutočnenie zariadenia znázornené na obr. 1, 2 a 3 obsahuje prípravnú komoru 2 so závitovkou na vsadenie vstupnej polymémej suroviny do reaktora 3. Reaktor 3 má vnútri špirálový dopravník na premiestnenie tuhých častí vstupnej suroviny. Os otáčania závitovkového dopravníka zodpovedá pozdĺžnej osi reaktora. Reaktor 3 má vstupnú zónu, ktorá ihneď prechádza do zóny molekulárnej deštrukcie. Ďalej reaktor 3 má zónu reformingu.An exemplary embodiment of the device shown in FIG. 1, 2 and 3 comprises a preparation chamber 2 with a screw for feeding the input polymeric feedstock into the reactor 3. The reactor 3 has a helical conveyor inside for moving the solid parts of the feedstock. The axis of rotation of the screw conveyor corresponds to the longitudinal axis of the reactor. Reactor 3 has an inlet zone which immediately passes into the molecular destruction zone. Furthermore, reactor 3 has a reforming zone.
Zóna molekulárnej deštrukcie je vy bavená systémom 7 ohrevu. Systém 7 ohrevu obsahuje rozvody horúceho vzduchu bez priameho kontaktu plameňa so stenou reaktora 3. V rozvodoch horúceho vzduchu je medzi zdrojom plameňa a stenou reaktora 3 situovaná priehradka zrážacia plameň v podobe bežne známej mriežky.The molecular destruction zone is equipped with a heating system 7. The heating system 7 comprises hot air distributions without direct contact of the flame with the wall of the reactor 3. In the hot air distributions there is a condensing trap in the form of a commonly known grid between the flame source and the wall of the reactor 3.
Nad zónou reformingu je k reaktoru 3 na strane odľahlej od zeme pripojený rektifikačný blok 4 s regulovateľným teplotným režimom. Rektifikačný blok 4 je vybavený v hornej časti najmenej jedným odvodom paroplynovej zmesi s vopred definovanou teplotou. Tento odvod je cez kompenzačnú spojku prepojený s hornou časťou nadväzujúcej chladiacej veže 5. Spodný koniec chladiacej veže 5, je vybavený sifónovým prestupom. Pod sifónovým prestupom je na potrubie pripojená rozdeľovacia nádrž 6 vy bavená odvodom ply nnej frakcie a kvapalnej frakcie. Rozdeľovacia nádrž 6 je vybavená technickým prostriedkom na reguláciu teploty vnútorného objemu, tu vo forme bežne známeho chladiaceho zariadenia. Tuhé uhlíkaté zvyšky sa zo zóny molekulárnej deštrukcie dopravujú pomocou závitovkového dopravníka do chladeného dopravníkového systému 8. Vzniká surovina mix (polo koks a popol) obohatená uhlíkom, ktorá po spracovaní (triedenie a peletovanie) sa dá použiť ako ekologické palivo.Above the reforming zone, a rectification block 4 with a controllable temperature regime is connected to the reactor 3 on the side remote from the ground. The rectification block 4 is equipped in the upper part with at least one outlet of the steam-gas mixture with a predefined temperature. This outlet is connected via a compensating coupling to the upper part of the adjoining cooling tower 5. The lower end of the cooling tower 5 is provided with a siphon passage. Below the siphon passage, a distribution tank 6 is connected to the pipeline, equipped with the discharge of the gaseous fraction and the liquid fraction. The distribution tank 6 is equipped with technical means for regulating the temperature of the internal volume, here in the form of a commonly known cooling device. Solid carbon residues are transported from the molecular destruction zone by means of a screw conveyor to a refrigerated conveyor system 8. A carbon-enriched raw material mix (semi-coke and ash) is formed, which after processing (sorting and pelleting) can be used as an ecological fuel.
SK 50024-2021 U1SK 50024-2021 U1
Zoznam vzťahových značiekList of reference marks
- Vstupný otvor- Inlet opening
- Prípravná komora- Preparation chamber
3 - Reaktor3 - Reactor
- Rektifikačný blok- Rectification block
- Cldadiaca veža- Cldadiaca tower
- Rozdeľovacia nádrž- Distribution tank
- Systém ohrevu- Heating system
8 - Chladený dopravníkový systém8 - Refrigerated conveyor system
- Pračka vzniknutého plynu- Gas scrubber
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK500242021U SK9371Y1 (en) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK500242021U SK9371Y1 (en) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK500242021U1 true SK500242021U1 (en) | 2021-07-14 |
SK9371Y1 SK9371Y1 (en) | 2021-11-10 |
Family
ID=76790835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK500242021U SK9371Y1 (en) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK9371Y1 (en) |
-
2021
- 2021-03-24 SK SK500242021U patent/SK9371Y1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK9371Y1 (en) | 2021-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102228583B1 (en) | Pyrolysis oil production system from plastic waste and use thereof | |
RU2392543C2 (en) | Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes | |
JP5819607B2 (en) | Low pressure pyrolysis equipment and continuous oil carbonization equipment | |
EP1785248B1 (en) | Method and device for thermally treating used tires | |
CN114746530A (en) | Cleavage of long-chain hydrocarbons from plastic-containing wastes and organic liquids | |
JP2012505931A (en) | Apparatus and method for thermal decomposition of various organic materials | |
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 | |
WO2022067882A1 (en) | System and process of industrial continuous cracking of mixed waste plastics according to class | |
RU2459843C1 (en) | Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method | |
US20240308937A1 (en) | Process for the depolymerization of plastic waste material | |
EP3031881A1 (en) | Method of pyrolytic processing of polymer waste from the recycling of food packaging and a system for carrying out such method | |
KR20210133021A (en) | Separation and moving apparatus of wax in pyrolysis oil from pyrolysis system of plastic waste, and its including pyrolysis system | |
WO2009130524A1 (en) | Pyrolytic apparatus and method | |
CA3143875C (en) | A thermolysis process and system for obtaining recovered carbon black and fuel from disused tires | |
SK288338B6 (en) | Method of thermal decomposition of organic material and device for implementing this method | |
SK500242021U1 (en) | Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials | |
EP2723830B1 (en) | Apparatus and process for continuous carbonisation of wood chips or wastes and other charring organic materials | |
KR0148205B1 (en) | Apparatus and method for manufacture of oil by combination thermal decomposition used waste ires/oils | |
WO2021116720A1 (en) | An apparatus and a method for working up plastic grist/chips by thermal cracking | |
RU2804969C1 (en) | Method for producing liquid hydrocarbons from thermoplastic waste and device for its implementation | |
WO2005097448A1 (en) | A method and a plant for continuous processing waste plastic materials into a hydrocarbon mixture | |
RU128879U1 (en) | INSTALLATION OF THERMAL PROCESSING OF POLYMERIC WASTE | |
CZ31153U1 (en) | A device for the production of aromatic hydrocarbons by molecular destruction and polymer reforming | |
RU2791389C1 (en) | Thermolysis method and system for obtaining reduced soot and fuel from used tires | |
CZ2017601A3 (en) | A method of producing aromatic hydrocarbons by molecular destruction and reforming of polymers and a device for this process |