UA10265U - Спосіб переробки гумових відходів - Google Patents

Abstract

Спосіб переробки гумових відходів включає піроліз в середовищі теплоносія, нагрівання реактора, розміщення відходів на транспортному засобі, поміщення засобу в камеру завантаження, завантаження гумових відходів в реактор, теплову ізоляцію робочої камери реактора, герметизацію робочої камери реактора і продукту піролізу, піроліз гумових відходів в середовищі перегрітої водяної пари, поміщення транспортного засобу в камеру охолодження, розділення продуктів піролізу, виділення з продукту газоподібної фази, відведення газоподібної фази для повторного використання в процесі піролізу, зливання продукту рідкої фази, вивантаження продукту твердої фази, безпосередню подачу теплоносія в робочу камеру реактора.

Description

Опис винаходу

Корисна модель стосується технології переробки промислових і побутових відходів, перш за все до способу 2 переробки і/або утилізації виробів з гуми, що відпрацювали свій ресурс, або гумових відходів, наприклад зношених автомобільних шин, зокрема, до способу переробки таких виробів або відходів за допомогою піролізу в середовищі теплоносія з отриманням цільових вуглеводеньвмісних продуктів твердої рідкої і газоподібної фаз.

Заявлений спосіб може бути використаний в найрізноманітніших областях життєдіяльності людини, наприклад в гумотехнічній промисловості, паливно-енергетичному комплексі, нафтохімії, промисловості 710 нафтооргсинтезу, а також в житлово-комунальному господарстві для отримання паливних і сировинних ресурсів.

При цьому заявлений спосіб забезпечує ефективну і екологічно безпечну утилізацію гумовмісних відходів, а також повторне використання вуглеводеньвмісної сировини.

Проблема утилізації гумових відходів з кожним днем стає все більш актуальною. Викинуті на звалище або закопані гумові відходи, зокрема зношені шини, розкладаються в природних умовах не менше 100 років. Контакт 12 гумових відходів з водою (осідання, грунтові води) супроводжується вимиванням з них цілого ряду токсичних органічних сполук, які потрапляють в грунт і забруднюють навколишнє середовище. З урахуванням щорічного об'єму гумових відходів тільки у вигляді зношених шин, який в світових масштабах обчислюється сотнями тисяч, стає зрозумілою актуальність проблеми ефективної і екологічно чистої переробки таких відходів.

В даний час відома велика кількість різних способів переробки гумових відходів, зокрема з використанням 20 властивості гуми розкладатися в певному середовищі, зокрема під дією високої температури, з утворенням різних фаз вуглеводеньвмісних продуктів.

Відомий спосіб переробки зношених шин, що включає завантаження шин у високотемпературний реактор, подачу в реактор газоподібного вуглеводню і нагрівання від 2502С до 4259 в нижній частині реактора і від в 13020 до 29076 У верхній частині реактора з отриманням рідких і газоподібних продуктів і твердого залишку, а також відповідний пристрій для реалізації даного способу (патент РФ Мо2128196 С1, опубл.27.03.1999|). Спосіб є Ше достатньо економічним з погляду енерговитрат, а пристрій має досить просту конструкцію. Але, в той же час, значним залишається час "розгону" (нагрівання до робочої температури) робочої камери реактора. Крім того, спосіб в об'ємі заявлених суттєвих ознак не може бути реалізований в безперервному режимі, а при завантаженні шин в реактор і вивантаженні твердого залишку з реактора відбувається викид в навколишнє ю 3о середовище певної кількості робочого середовища реактора, яке може містити шкідливі домішки, наприкладу «(0 вигляді продуктів піролізу шин попереднього (при завантаженні) або поточного (при вивантаженні) циклу.

Недоліком є також висока температура твердого залишку, одержуваного на виході реактора. с

Більшість інших відомих способів переробки гумових відходів шляхом піролізу і пристроїв, призначених для (ав) 35 реалізації цих способів, в тій чи іншій мірі також не позбавлені згаданих вище недоліків. -

Найближчим до способу, що заявляється, є спосіб переробки гумових відходів у вигляді зношених автомобільних покришок шляхом піролізу в середовищі теплоносія з розділенням продуктів піролізу на тверді і газоподібні |заявка РБ Мо1018 від 25.11.1993, опубл.15.12.1995р.4. Спосіб, зокрема, включає нагрівання реактора до досягнення температури теплоносія в робочій камері реактора в діапазоні від 400 С до 7002С, « 20 завантаження гумових відходів в реактор, теплову ізоляцію робочої камери реактора, піроліз гумових відходів в -в середовищі перегрітої водяної пари, розділення продуктів піролізу на продукти газоподібної і твердої фази з с подальшим виділенням з продукту газоподібної фази шляхом конденсації продукту рідкої фази, відведення :з» газоподібної фази для повторного використання в процесі піролізу, зливання продукту рідкої фази і вивантаження продукту твердої фази.

В описаному способі зроблені спроби ще більше підвищити ефективність процесу піролізу, підвищити вихід - що кінцевих продуктів, знизити енерговитрати за рахунок повторного використання в процесі продуктів піролізу, проте, в цілому, для нього залишаються справедливими недоліки, згадані вище. (ав) Таким чином, задачею створення цієї корисної моделі є розробка способу переробки гумових відходів 7 шляхом піролізу в середовищі теплоносія, який може бути реалізований в безперервному циклічному режимі. 50 Заявлений спосіб має забезпечити можливість повторного використання різних робочих і технологічних (о) середовищ, а також продуктів піролізу з попередніх циклів, а також зниження енергоємності і значне скорочення сп (аж до повного виключення) викидів шкідливих речовин в навколишнє середовище.

Поставлена задача розв'язана у способі переробки гумових відходів шляхом піролізу в середовищі теплоносія, що включає нагрівання реактора до досягнення температури теплоносія в робочій камері реактора в діапазоні від 4002 до 7002, завантаження гумових відходів в реактор, теплову ізоляцію робочої камери реактора, піроліз гумових відходів в середовищі перегрітої водяної пари, розділення продуктів піролізу на с продукти газоподібної і твердої фази з подальшим виділенням з продукту газоподібної фази шляхом конденсації продукту рідкої фази, відведення газоподібної фази для повторного використання в процесі піролізу, зливання продукту рідкої фази і вивантаження продукту твердої фази, при цьому в способі додатково здійснюють во безперервну подачу теплоносія безпосередньо в робочу камеру реактора, перед завантаженням в реактор гумові відходи заздалегідь розміщують на транспортному засобі, який поміщають в камеру завантаження, а після піролізу - в камеру охолодження, де охолоджують тверду фазу продукту піролізу і витягують транспортний засіб з камери охолодження для подальшого розвантаження, при цьому перед піролізом додатково герметизують робочу камеру реактора і збирають і подають на конденсацію з подальшим розділенням на газоподібну фазу і 65 рідку фазу продукт піролізу, що потрапив в камеру завантаження і камеру охолодження.

Додаткова подача теплоносія безпосередньо в робочу камеру реактора в безперервному режимі дозволяє скоротити час "розгону" робочої камери, а також зменшити витрату енергії, необхідної для підтримки робочої температури в робочій камері реактора протягом всього процесу піролізу.

В переважному варіанті реалізації способу теплоносій подають, щонайменше, в одну зону придонної області робочої камери реактора. Це забезпечує можливість подальшого розповсюдження теплоносія у висхідному потоці по розміщених вище областях робочої камери.

Також переважною в рамках цієї корисної моделі є подача як теплоносія перегрітої пари, зокрема пари з температурою від 2802С до 7502С. Теплоносій у вигляді перегрітої пари при надходженні до робочої камери виконує також функцію робочого середовища і сприяє підтримці процесу піролізу. 70 З урахуванням безперервної подачі перегрітої пари в робочу камеру і за умови безперервного відведення на конденсацію газоподібної фази процес піролізу також безперервно активується.

Для охолодження твердої фази продукту піролізу в камеру охолодження, переважно, подають воду. Це забезпечує скорочення часу охолодження температури твердої фази продукту піролізу до безпечних меж. При встановленні певних норм витрати води відносно маси твердої фази продукту піролізу можна, крім того, 75 Змінювати деякі фізичні характеристики даного цільового продукту, наприклад вологість.

Включення з технологічний процес переробки гумових відходів додаткових стадій розміщення відходів на транспортному засобі і переміщення транспортного засобу послідовно в камеру завантаження, робочу камеру, камеру охолодження в поєднанні з іншими суттєвими ознаками неочевидним для фахівців в даній області техніки чином не тільки не збільшують загальну тривалість одного циклу переробки, але і забезпечують ряд додаткових переваг, серед яких: можливість реалізувати безперервність процесу з використанням, зокрема, чотирьох груп транспортних засобів, кожна з яких перебуває на певній стадії процесу; можливість заданого рівномірного розподілу відходів в робочій камері, який забезпечується при завантаженні транспортного засобу і залишається незмінним в процесі завантаження в робочу камеру; виключення з технологічної схеми додаткових спеціальних пристроїв для перевантаження відходів на різних стадіях процесу і т.п.

Нижче корисна модель пояснюється з посиланням на позиції креслень, на яких схематично представлені:

Фіг.1 процес переробки гумових відходів відповідно до одного з можливих переважних варіантів реалізації в) способу, що заявляється, з використанням одного з можливих переважних варіантів реалізації пристрою;

Фіг2 один з можливих переважних варіантів реалізації засобу безперервної подачі теплової енергії в робочу камеру реактора; ю

ФігЗ один з можливих переважних варіантів розподілу теплоносія за допомогою засобу рівномірного розподілу теплоносія по об'єму робочої камери. о

На Фіг.1 схематично зображені завантажувальний бункер 1, реактор 2, візки З, 4, 5, б, що перебуваютьна су різних стадіях технологічного процесу (З - візок на стадії завантаження, 4 - візок на стадії піролізу, 5 - візок на стадії охолодження, 6 - візок на стадії вивантаження), шлюзові затвори 7, 8, 9, 10 (7 - шлюзовий о з5 затвор входу в реактор, 8 -шлюзовий затвор камера завантаження - робоча камера", 9 - шлюзовий затвор «- робоча камера - камера охолодження", 10 - шлюзовий затвор виходу реактора), напрямні 11, по яких поступально переміщаються візки 3, 4, 5 і 6 під дією штовхачів 12 в камеру 13 завантаження, робочу камеру 14, камеру охолодження 15 і до бункера 16 розвантаження, нагрівальний пристрій, виконаний у вигляді топки 17.

Топка 17 переважно встановлена в зоні робочої камери 14 реактора 2 таким чином, що е суміжною з корпусом « реактора 2, приблизно, на 7095 площі поверхні реактора 2 в зоні робочої камери 14, що забезпечує значне ЩО) с зниження втрат тепла при передачі від топки 17 в робочу камеру 14. Пристрій також містить витяжку 18 диму і й димар 19. Трубопровід 20, по якому здійснюється подача перегрітої пари безпосередньо в робочу камеру 14, «» містить пропущену через топку 17 ділянку 21, і ділянку 22, що входить в робочу камеру 14. Камера 15 охолодження містить форсунки 23 для розпилення охолоджуючої рідини, в даному випадку - води. Робоча

Камера 14 оснащена газоаналізатором 24, барометром 25 і датчиком 26 температури. До складу пристрою - входять також теплообмінники 27 і 28 з датчиками 29, 30 температури, відповідно, і збірниками 31, 32 для рідких продуктів, сепаратор 33 для розділення твердої фази продукту піролізу, збірник 34 для металу і збірник о 35 для вуглецевого залишку і підйомний кран 36. Розміщення датчика 37 температури передбачено також в ка камері 15 охолодження. З робочої камери 14 відведення газоподібної фази продукту піролізу в теплообмінник 27

Здійснюється по трубопроводу 38, оснащеному витратоміром. Крім того, гілки 39 і 40 трубопроводу 38 сполучені

Фо з камерою 13 завантаження і камерою 15 охолодження, відповідно. Трубопровід 20 для подачі перегрітої пари в 4 робочу камеру 14 оснащений на ділянці, розташованій зовні топки 17, краном 41, а на ділянці, що входить в робочу камеру 14 - засобом 42 рівномірного розподілу теплоносія по об'єму робочої камери.

Реактор 2 встановлений таким чином, що його вісь 43 орієнтована горизонтально.

Більш детально один з можливих переважних варіантів реалізації засобу безперервної подачі теплової енергії в робочу камеру 14 реактора 2 у вигляді ділянки 22 трубопроводу 20, що входить в робочу камеру 14, с представлений на Фіг.2. Ділянка 22 трубопроводу 20 містить дві гілки 44 і 45, які горизонтально, а в даному прикладі реалізації і паралельно один відносно одного, розміщені в придонній області робочої камери 14. На торцях гілок 44 і 45 встановлені заглушки 46, а на ділянках поверхні гілок 44 і 45, що протилежать донній бо частині реактора 2, виконано велику кількість пар випускних отворів 47. Розташування отворів 47 вибрано таким чином, що випуск струменів теплоносія з пари випускних отворів 47 здійснюється під кутом а, що становить переважно приблизно 452 відносно горизонтальної площини, в якій розміщена вісь 43 реактора, тобто переважно під кутом 902 один відносно іншого.

В пристрої також передбачений кран 48, що контролює подачу обчищеної парогазової суміші повторно в 65 топку 17.

Заявлений спосіб здійснюється таким чином (на прикладі одного не початкового циклу безперервного технологічного процесу).

З бункера 1 у візок З завантажують гумові відходи, відкривають шлюзовий затвор 7 (входу реактора) і за допомогою штовхача 12 заштовхують візок З в камеру 13 завантаження, після чого затвор 7 (входу реактора) закривають і відкривають затвор 8 (камера завантаження - робоча камера). Потім візок З штовхачем 12 заштовхують в робочу камеру 14 і закривають затвор 8 (камера завантаження - робоча камера). Затвор 9 (робоча камера - камера охолодження) також закритий. В топку 17 подають паливо, наприклад, дрова. Продукти згоряння палива після фільтрації з топки 17 виводяться в димар 19, при цьому тепло згоряння передається через корпус реактора 2 в робочу камеру 14. 70 За допомогою крана 41 регулюють подачу в трубопровід 20 насиченої водяної пари. Проходячи по трубопроводу 20, пара на ділянці 21 трубопроводу 20, розташованому в топці 17, нагрівається до температури від 280227 до 75020. У зв'язку з високотемпературним режимом як зовнішнього, так і внутрішнього середовища трубопровід 20 виготовлений з жароміцних труб і може бути виконаний, наприклад, у вигляді плоского змійовика.

Перегріта насичена водяна пара далі поступає безпосередньо в робочу камеру 14. Для цього трубопровід 20 7/5 має ділянку 22, що входить в порожнину робочої камери 14 в придонній області робочої камери 14. В описуваному прикладі реалізації ділянка 22 має дві гілки 44 і 45, розташовані горизонтально під напрямними 11, а отже, під візком 4, що перебуває в робочій камері 14. Перегріта пара поширюється спочатку в придонній області робочої камери, а потім у висхідному потоці проходить через розміщені на візку 4 гумові відходи. Для поліпшення проникності дно візка 4 може бути виконано гратчастим і оснащене піддоном. Надходження перегрітої пари в робочу камеру 14 реактора 2 в безперервному режимі забезпечує активне протікання процесу піролізу.

Розміщення трубопроводу 20 безпосередньо в топці 17 дозволяє нагрівати пару до високої температури і найбільш ефективно передавати тепло з потоком пари з топки 17 в робочу камеру 14.

За допомогою крана 41, змінюючи потік перегрітої пари, що надходить до робочої камери 14, можна регулювати температуру в робочій камері 14 для забезпечення оптимальної температури протікання процесу піролізу гумових відходів. в)

Гумові відходи, що знаходяться на візку 4 в робочій камері 14, нагріваються до температури близько 400-5002С, внаслідок чого протікає процес піролізу (термічного розкладання) з утворенням твердої і газоподібної фаз продуктів піролізу. Кількість утворених в робочій камері 14 в процесі піролізу продуктів. газоподібної фази контролюють за показаннями газоаналізатора 24, а температуру нагрівання відходів контролюють за допомогою датчика 26 температури. При зниженні температури в робочій камері 14 нижче ї-о 4002С збільшують подачу палива в топку 17, а при зростанні температури вище 5002С зменшують подачу палива СМ в топку 17, за допомогою витяжки 18 знижують кількість відведених в димар продуктів згоряння і збільшують о подачу пари через трубопровід 20.

Газоподібну фазу продукту піролізу гумових відходів в суміші з водяною парою через трубопровід 38 з -- витратоміром подають в теплообмінник 27, де в результаті теплообміну з проточною водою охолоджують їх і частково конденсують. При цьому залежно від заданих умов (наприклад, при необхідності виділити фракцію з температурою кипіння не нижче 2002) забезпечують таку витрату охолоджуючої води через теплообмінник 27, « при якій парогазова суміш, що виходить, матиме температуру 2002С. Контроль температури суміші, що виходить з теплообмінника 27, контролюють за показаннями датчика 29 температури. З с Конденсовані продукти (рідка фаза) з теплообмінника 27 зливають до збірника 31 для рідких продуктів. з» Далі несконденсовану парогазову суміш подають в другий теплообмінник 28, де в результаті теплообміну з проточною водою встановлюють температуру суміші 1009 і вище. Контроль температури здійснюють за показаннями датчика 30 температури. Температуру 1002С і вище встановлюють шляхом регулювання витрати -з 45 охолоджуючої води для того, щоб запобігти конденсації водяної пари. У разі протікання конденсації водяної пари утворюється забруднений продуктами розкладу гумових відходів конденсат, виділяється велика кількість

І ав | тепла (2300кДж на 1Ткг сконденсованої пари), яке необхідне відводити, для чого слід забезпечити велику витрату охолоджуючої води. о З другого теплообмінника 28 парогазову суміш з температурою 10092С і вище виводять в топку 17 і (о) 50 спалюють. Подачу парогазової суміші регулюють краном 48. Таким чином запобігають скиданню забрудненого сп конденсату в навколишнє середовище і теплота згоряння низькокиплячих продуктів розкладання відходів використовують для енергозабезпечення процесу. При цьому також знижується витрата палива.

Конденсовані продукти (рідина) з теплообмінника 28 зливають в збірник 32 для рідких продуктів.

Після закінчення процесу розкладання відходів (після припинення виходу газоподібних продуктів з відходів, 59 яке встановлюють за показаннями газоаналізатора 24) відкривають шлюзовий затвор 9 і за допомогою штовхача с 12 візок 4 з твердою фазою продукту піролізу, що включає твердий вуглецевий залишок і металевий корд, переміщають в камеру 15 охолодження, після чого закривають затвор 9.

Після переміщення візка 4 в камеру 15 охолодження за допомогою насоса (на кресленнях не зображений) через форсунки 23 подають воду і розпилюють її на розміщену на візку 5 тверду фазу продукту піролізу. 60 Контроль температури твердої фази продукту піролізу здійснюють за показаннями датчика температури 37, і при встановленні температури Т-150-1702С (такий рівень температури дозволяє без займання вивести візок 5 з твердою фазою продукту піролізу з камери 15 охолодження) припиняють зрошування, відкривають шлюзовий затвор 10 і за допомогою штовхача 12 візок 5 виштовхують з камери 15 охолодження і подають на розвантаження. Для розвантаження візка 5 відкривають люки, виконані в її днищі, і тверда фаза продукту б5 піролізу під дією власної ваги просипається в бункер 16 вивантаження і далі в сепаратор 33, де метал відділяють від вуглецевої складової і вивантажують в збірник 34, а вуглецеву складову вивантажують в збірник 35. Після розвантаження візок 5 за допомогою підйомного крана 36 переміщають до бункера 1 і цикл повторюють.

Слід зазначити також, що навіть при короткочасному відкритті шлюзових затворів 8 і 9, відбувається витікання парогазового середовища в камеру 13 завантаження і в камеру 15 охолодження. Для утилізації парогазового середовища камера 13 завантаження і камера 15 охолодження оснащені виходами в гілки 39 і 40, відповідно, трубопроводу 38 для відведення газоподібної фази продукту піролізу.

При цьому слід враховувати, що опис повного циклу технологічного процесу був даний тільки для одного 7/о Візка, в той час, як в один і той же момент в технологічному процесі беруть участь всі чотири візки, причому перехід візків на подальші стадії технологічного процесу здійснюється одночасно.

Нижче наводяться приклади реалізації заявленого способу переробки гумових відходів за допомогою пристрою. Дані приклади слід розглядати лише як ілюстративний матеріал, що підтверджує переваги заявленого способу, а не як єдино можливі варіанти реалізації, що обмежують домагання заявника. 15 Приклад 1

Здійснюють переробку зношених шин за описаною вище схемою технологічного процесу.

В кожний візок З завантажують З50Окг гумових відходів (зношені шини) і здійснюють один цикл переробки.

В топку 17 завантажують 280кг дров (вологість 2095, зольність 295, теплота згоряння 14МДж/кг). Для повного згоряння дров в топку 17 необхідно подати 4,5мМ З повітря на Ткг дров, тобто 1575м З протягом 2 годин. При 20 згорянні дров утворюється 5,3м З/кг продуктів згоряння, що у результаті становить 1484м З. Витрата дров визначена таким чином: на нагрівання елементів пристрою - 157кг; на перегрівання ЗБОкг пари (Т-50020)- 25Кг, 25 для забезпечення нагрівання до 500 2С і термічного розкладання ЗБОкг гумових відходів - 42КкГ. -о

Таким чином, повна витрата дров на енергозабезпечення процесу (з урахуванням 25905 тепловтрат)становить: (157кгн42кг25Ккг)х1,25-280Кг

Температура перегрітої пари, що подається в робочу камеру 14 по трубопроводу 20, становить 50020. ю 30 Температура в робочій камері 14 підтримується на рівні 50020.

За показаннями газоаналізатора 24 і витратоміра трубопроводу 38 здійснюють контроль протікання процесу і піролізу. с

Наприклад, за отриманими показаннями газоаналізатора 24 концентрація газоподібної фази продукту о піролізу становить 0,1458кг/м?, а витрата парогазової суміші за показаннями витратоміра трубопроводу 38

Зо становить б00м3/г. При цьому повний вихід газоподібної фази продукту піролізу гумових відходів становить (87 175кг, тобто 5095 від початкової кількості З5Окг. Таким чином, за сталих умов 140Окг продуктів розкладання буде виведено з робочої камери за час: (175кг)0,1458кг/м ЗхбоОм 3/г)-2 години. «

Таким чином, в даному прикладі інтенсивність підведення тепла до гумових відходів забезпечує їх повне З розкладання за заданий час 2 години. с У разі, коли з розрахунків виходить, що повний час розкладання більше заданого, необхідно інтенсифікувати "з процес теплообміну будь-яким з описаних вище способів так, щоб отримати заданий час розкладання 2 години.

Газоподібну фазу продукту піролізу гумових відходів в суміші з водяною парою з витратою б0Ом3/г подають в теплообмінник 27, де в результаті теплообміну з проточною водою охолоджують їх до температури 25090, - 175 внаслідок чого конденсується 79905 газоподібної фази продукту піролізу, тобто 55,3Зкг/г.

Несконденсовану парогазову суміш подають в другий теплообмінник 28, де в результаті теплообміну з («в») проточною водою встановлюють температуру суміші 1932С0. В результаті конденсується ще 7,7кг/г

Ге газоподібної фази продукту піролізу гумових відходів.

З другого теплообмінника 28 несконденсовану парогазову суміш з температурою 1932С через кран 48 в ме) кількості 199,5кг/г виводять в топку 17 і спалюють. сп В даному випадку спалюється /кг/г продуктів піролізу з теплотою згоряння 40МДж/кг і 17,5кг/г несконденсованих газів з теплотою згоряння ЗОмМДж/кг. Загальна кількість тепла, одержуваного від спалювання продуктів розкладання гумових відходів складе 805МДж/г. При спалюванні 14Окг/г дров (280кг дров витрачається ов За 2г) виділяється 1960МДж/г тепла.

Таким чином, витрата дров знижується до величини: с (1960МДж/г-805МДж/г)/14МДж/кг-82,5кг/г.

Витрата води на зрошування твердої фази продукту піролізу визначається вагою твердої фази продукту піролізу, його початковою температурою і заданою кінцевою температурою. В нашому випадку вага твердої бо фази продукту піролізу складає 175кг, його початкова температура 5002С, задана кінцева температура 1502С, питома теплоємність 1,3кДж/кгес.

В цьому випадку для охолодження твердої фази необхідно відвести тепло в кількості 79625кДж. Тепло відводиться в результаті нагрівання і випаровування води. Таким чином, для відведення даної кількості тепла необхідно (за умови, що початкова температура води становить 202С) подати на зрошування 30,2кг води. 65 Наведені в прикладі розрахунки демонструють високу ефективність способу, перш за все, з погляду зниження енерговитрат і викиду забруднень в навколишнє середовище.

Приклад 2.

Здійснюють переробку зношених шин за описаною вище схемою технологічного процесу.

В кожний візок З завантажують 1000кг гумових відходів (подрібнених до розмірів 300-400мм зношених шин) і здійснюють один цикл переробки.

В топку 17 завантажують 40Окг дров (вологість 1095, зольність 295, теплота згоряння 16МДж/кг). Для повного згоряння дров в топку 17 необхідно подати 5м З повітря на їкг дров, тобто 2000м 3. При згорянні дров утворюється 5,8м/кг продуктів згоряння, що у результаті складе 2320м 3.

Витрата дров визначена таким чином: на нагрівання елементів пристрою - 157кг; на перегрівання 1000Окг пари (Т-5002С)- токг; для забезпечення нагрівання до 500 2 і термічного розкладання 1000кг гумових відходів - 118кг.

Таким чином, повна витрата дров на енергозабезпечення процесу (з урахуванням 1695 тепловтрат) складе (157кг-118кг-7Окг)х1,16-400кг

Температура перегрітої пари, що подається в робочу камеру 14 по трубопроводу 20, становить 50020.

Температура в робочій камері 14 підтримується на рівні 50020.

Наприклад, за показаннями газоаналізатора 24 і витратоміра трубопроводу 38 здійснюють контроль протікання процесу піролізу.

За отриманими показаннями газоаналізатора 24 концентрація газоподібної фази продукту піролізу становить

О,10Окг/м У, а витрата парогазової суміші за показаннями витратоміра трубопроводу 38 становить 2000м3/г. При

Цьому повний вихід газоподібної фази продукту піролізу гумових відходів складає 40Окг, тобто 4095 від початкової кількості 100Окг. Таким чином, за сталих умов 400кг продуктів розкладання буде виведено з робочої камери за час: - (400кг)0,10Окг/м Зх2000м 3/г)-2 години.

Таким чином, в даному прикладі інтенсивність підведення тепла до гумових відходів забезпечує їх повне розкладання за заданий час 2 години.

У разі, коли з розрахунків виходить, що повний час розкладання більше заданого, слід інтенсифікувати юю процес теплообміну будь-яким з описаних вище способів так, щоб отримати заданий час розкладання 2 години. «я

Газоподібну фазу продукту піролізу гумових відходів в суміші з водяною парою з витратою 2000м3/г подають в теплообмінник 27, де в результаті теплообміну з проточною водою охолоджують їх до температури 25090, с внаслідок чого конденсується 7995 газоподібної фази продукту піролізу, тобто 138,25кг/г. о

Несконденсовану парогазову суміш подають в другий теплообмінник 28, де в результаті теплообміну з проточною водою встановлюють температуру суміші 193920. В результаті конденсується ще 19,25 кг/г - газоподібної фази продукту піролізу гумових відходів.

З другого теплообмінника 28 несконденсовану парогазову суміш з температурою 1932С через кран 48 в кількості 567,5кг/г виводять в топку 17 і спалюють. « 20 В даному випадку спалюють 19,25кг/г продуктів піролізу з теплотою згоряння 4О0МДж/кг і 25кг/г ш-в несконденсованих газів з теплотою згоряння ЗОмМДж/кг. Загальна кількість тепла, одержуваного від спалювання с продуктів розкладання гумових відходів складе 1520МДж/г. При спалюванні 2ООкг/г дров (400Окг дров :з» витрачається за 2ч) виділяється 2800МДж/г тепла.

Таким чином, витрата дров знижується до величини: (2800МДж/г-1520МДж/г)/14МДж/кг-91, 4кг/г. - Витрата води на зрошення твердої фази продукту піролізу визначається вагою твердої фази продукту піролізу, його початковою температурою і заданою кінцевою температурою. В нашому випадку вага твердої о фази продукту піролізу складає бООкг, його початкова температура 5002С, задана кінцева температура 1502С, г питома теплоємність 1,3кДж/кгес.

В цьому випадку для охолодження твердої фази необхідно відвести тепло в кількості 273000кДж. Тепло

Ме відводиться в результаті нагрівання і випаровування води. Таким чином, для відведення даної кількості тепла с необхідно (за умови, що початкова температура води становить 202С) подати на зрошення 103,5кг води.

Наведені в прикладі розрахунки, як і в попередньому прикладі, також демонструють високу ефективність способу, перш за все, з погляду зниження енерговитрат і викиду забруднень в навколишнє середовище.

Заявлений спосіб переробки гумових відходів пройшов випробування в умовах експериментального виробництва і вигідно відрізняється від відомих поліпшеними показниками питомих енергетичних витрат на с процес переробки відходів, а також більш низькими викидами шкідливих речовин в навколишнє середовище. во

Claims (4)

Формула винаходу

1. Спосіб переробки гумових відходів шляхом піролізу в середовищі теплоносія, що включає нагрівання реактора до досягнення температури теплоносія в робочій камері реактора в діапазоні від 400 С до 700 2С, завантаження гумових відходів в реактор, теплову ізоляцію робочої камери реактора, піроліз гумових відходів в б5 середовищі перегрітої водяної пари, розділення продуктів піролізу на продукти газоподібної і твердої фази з подальшим виділенням з продукту газоподібної фази шляхом конденсації продукту рідкої фази, відведення газоподібної фази для повторного використання в процесі піролізу, зливання продукту рідкої фази і вивантаження продукту твердої фази, який відрізняється тим, що додатково здійснюють подачу теплоносія безпосередньо в робочу камеру реактора, перед завантаженням в реактор гумові відходи заздалегідь розміщують на транспортному засобі, який поміщають в камеру завантаження, а після піролізу - в камеру охолодження, де охолоджують тверду фазу продукту піролізу, і витягують транспортний засіб з камери охолодження для подальшого розвантаження, при цьому перед піролізом додатково герметизують робочу камеру реактора і продукт піролізу, що потрапив в камеру завантаження і камеру охолодження, збирають і подають на конденсацію з подальшим розділенням на газоподібну фазу і рідку фазу. 70

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що теплоносій подають щонайменше в одну зону придонної області робочої камери реактора.

3. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що як теплоносій подають пару з температурою від 280 С до 750 20.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що для охолодження твердої фази продукту піролізу 7/5 в камеру охолодження подають воду. - ІФ) (Се) с «в) ьо -

с . и? - («в) іме) (о) сл с 60 б5