UA45291C2 - The method of thermal-chemical processing of solid organic waste - Google Patents
The method of thermal-chemical processing of solid organic waste Download PDFInfo
- Publication number
- UA45291C2 UA45291C2 UA2001128264A UA2001128264A UA45291C2 UA 45291 C2 UA45291 C2 UA 45291C2 UA 2001128264 A UA2001128264 A UA 2001128264A UA 2001128264 A UA2001128264 A UA 2001128264A UA 45291 C2 UA45291 C2 UA 45291C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- reactor
- pyrolysis
- solid organic
- solid
- waste
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 title abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 claims description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000010092 rubber production Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
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
- 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
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до способів термохімічної переробки твердих органічних промислових та побутових 2 відходів, зокрема, зношених автомобільних та авіаційних покришок і може бути використаним в енергетичній та хімічній галузях промисловості.The invention relates to methods of thermochemical processing of solid organic industrial and household 2 waste, in particular, worn automobile and aircraft tires and can be used in the energy and chemical industries.
Відомий спосіб піролізу зношених покришок, у жому зношені покришки завантажують у вихровий реактор, нагрівають, кварцовий пісок, який знаходиться у реакторі; піролізні гази, які утворюються, з сажею виводять через сажоуловлювач і подають на дистиляційну колону (П.П. Пальгунов, М.В. Сумароков "Утилизация 70 промьішленньх отходов", М. Стройиздат, 1990г. стр.16б).There is a known method of pyrolysis of worn tires, in which worn tires are loaded into a vortex reactor, heated, quartz sand, which is in the reactor; the pyrolysis gases that are formed are removed from the soot through the soot trap and fed to the distillation column (P.P. Palgunov, M.V. Sumarokov "Utilization of 70 industrial wastes", M. Stroyizdat, 1990, p. 16b).
Спосіб дозволяє отримати із зношених покришок сажу, масло, енергетичні гази та сталь. Установка працює майже у автономному режимі, використовуючи паливні продукти реакції на вироблення електроенергії та палива для власних потреб.The method makes it possible to obtain soot, oil, energy gases and steel from worn tires. The installation works almost autonomously, using fuel products of the reaction to generate electricity and fuel for its own needs.
До причин, які перешкоджають досягненню вказаного нижче технічного результату при використанні відомого засобу, відноситься те, що для будівництва подібної установки, яка є по суті заводом, необхідні великі капітальні вкладення; крім того, процес безперервний, вимагає майже планового підходу до його реалізації.Among the reasons that prevent the achievement of the technical result specified below when using a known means is that for the construction of such an installation, which is essentially a factory, large capital investments are required; in addition, the process is continuous, requiring an almost planned approach to its implementation.
Відомий спосіб термохімічної переробки сумарних промислових та побутових відходів виробництва гумотехнічних виробів, гумового взуття, гумотканевих виробів до складу яких входять; гумотехнічні відходи, папір, текстиль, дерево, пластмаси, сажа, мінеральні компоненти (Регламент термохімічної переробки сумарних промислових відходів, НПО "Леннефтехим", Л., 1983г.). Однак при реалізації цього способу не передбачена переробка великогабаритних виробів, зокрема, зношених автомобільних та авіаційних покришок, армованих синтетичним кордним волокном та металевим кордом.A well-known method of thermochemical processing of total industrial and household waste from the production of rubber products, rubber shoes, and rubber fabric products, which include; rubber engineering waste, paper, textiles, wood, plastics, carbon black, mineral components (Regulations on thermochemical processing of total industrial waste, NPO "Lenneftekhim", L., 1983). However, in the implementation of this method, processing of large-sized products, in particular, worn automobile and aircraft tires, reinforced with synthetic cord fiber and metal cord, is not provided.
Найбільш близьким до того, що заявляється, є спосіб термічної переробки твердих органічних відходів, при якому відходи подають у вертикальний реактор, сушать, нагрівають і піддають піролізу газоподібним с термоносієм, виводять із реактора парогазову суміш та твердий залишок, газоподібні і рідкі продукти піролізу (У направляють на ректифікацію, у якому ж теплоносій використовують циркулюючі гази піролізу, які нагріваються в автономній топці (Патент Украиньі Мо25813А, МПК 6Е2365/027, публ.26.02.99, бюл. Мо1), прийнято за прототип.The closest to what is claimed is the method of thermal processing of solid organic waste, in which the waste is fed into a vertical reactor, dried, heated and subjected to pyrolysis with a gaseous heat transfer medium, the vapor-gas mixture and solid residue, gaseous and liquid products of pyrolysis are removed from the reactor (U are sent for rectification, in which coolant they use circulating pyrolysis gases that are heated in an autonomous furnace (Ukrainian Patent Mo25813A, IPC 6E2365/027, publ. 26.02.99, Bull. Mo1), accepted as a prototype.
До причин, які перешкоджають досягненню вказаного нижче технічного результату при використанні відомого способу, відносяться ті що відомим способом передбачено переробляти подрібнені очищені від армуючих -- матеріалів відходи, для чого потребуються великі енергетичні затрати та затрати на виготовлення обладнання Ге») для технологічної лінії. Суть винаходу полягає у такому:The reasons that prevent the achievement of the technical result indicated below when using the known method include those that the known method provides for the processing of shredded waste cleaned of reinforcing materials, which requires large energy costs and costs for the manufacture of equipment (He) for the technological line. The essence of the invention is as follows:
Тверді органічні відходи - старі гумотехнічні вироби, побутові гумові відходи, які піддалися сильному с старінню, особливо під дією сонячних променів, від атмосферного впливу або навантажень, останнім часом все ою більше привертають увагу як потенційне джерело отримання нафтової сировини. Зокрема, зношені автомобільні 3о покришки, які в силу матеріалоємкості є найбільш розповсюдженим видом твердих органічних відходів, в процесі З експлуатації втрачають за рахунок зношення близько 15-20 відсотків своєї початкової маси, тобто 7590 витрачено на їхнє виробництво каучуку - це цінна сировина. Всі основні матеріали, які містяться у зношених покришках, зберігають структуру і властивості близькі до початкових. Гума, як конструкційний матеріал, « піддається незначним структурним змінам, що обумовлено присутністю речовин, які перешкоджають старінню та З 70 які затримують процес окису. Ті ж принципові закономірності характерні і для армуючих матеріалів, наприклад, с синтетичного кордного волокна. Метал, який міститься у покришках, добре захищений і не притерплює змін приSolid organic waste - old rubber engineering products, household rubber waste that has undergone severe aging, especially under the influence of sunlight, weathering or loads, has recently attracted more and more attention as a potential source of oil raw materials. In particular, worn automobile 3o tires, which due to their material intensity are the most common type of solid organic waste, lose about 15-20 percent of their original mass due to wear and tear during operation, i.e. 7590 spent on their rubber production is a valuable raw material. All the main materials contained in worn tires retain their structure and properties close to the original ones. Rubber, as a structural material, "is subject to minor structural changes due to the presence of substances that prevent aging and C 70 that delay the oxidation process. The same basic patterns are characteristic of reinforcing materials, for example, from synthetic cord fiber. The metal contained in the tires is well protected and does not undergo changes during
Із» експлуатації виробу.From" operation of the product.
Одним із можливих і найбільш перспективним напрямком комплексної переробки гумових вторинних ресурсів є метод піролізу - термічної або термохімічної переробки, у результаті якого отримують паливні масла, гази, вуглецевий залишок. Цей метод економічний, потребує порівняно невеликих капвкладень і в основному е відповідає вимогам захисту оточуючого природного середовища. 4! Однак, слід відзначити, що утилізація і переробка автомобільних та інших покришок, які за своєю масою є основною органічною сировиною, пов'язана із труднощами їх збирання та транспортування. о Тому заявляється періодичний спосіб, відтворюваний на установці порівняно невеликої потужності.One of the possible and most promising areas of comprehensive processing of rubber secondary resources is the method of pyrolysis - thermal or thermochemical processing, as a result of which fuel oils, gases, and carbon residue are obtained. This method is economical, requires relatively small capital investments and basically meets the requirements of protecting the surrounding natural environment. 4! However, it should be noted that the utilization and processing of automobile and other tires, which by their weight are the main organic raw materials, is connected with the difficulties of their collection and transportation. o Therefore, a periodic method reproduced on a relatively small power plant is claimed.
Те) 20 Задача полягає у розробці низькотемпературного періодичного способу переробки твердих органічних каучукомістких відходів. та Технічний результат - сумісна переробка твердих органічних каучукомістких відходів, як однорідних, так і армованих різноманітними матеріалами, зокрема, синтетичним кордним волокном і металом, в основному зношених автомобільних та авіаційних покришок, і, як правило, суцільних, з отриманням газоподібних продуктів 29 піролізу, паливних масел, твердого вуглецевого залишку (при цьому найбільш прийнятні рідкі продукти),Te) 20 The task is to develop a low-temperature periodic method of processing solid organic rubber-containing waste. and Technical result - combined processing of solid organic rubber-containing waste, both homogeneous and reinforced with various materials, in particular, synthetic cord fiber and metal, mainly worn automobile and aircraft tires, and, as a rule, solid, with obtaining gaseous pyrolysis products 29, fuel oils, solid carbon residue (liquid products are the most acceptable),
ГФ) способом термохімічної переробки твердих органічних відходів, при яких відходи подають в реактор, нагрівають і піддають піролізу газоподібним теплоносієм, виводять із реактора піролізні гази та твердий залишок, о газоподібні і рідкі продукти реакції направляють на ректифікацію, особливість полягає в тому, що тверді органічні каучукомісткі відходи, однорідні або армовані синтетичними волокнами та металом, обробляють у 60 реакторі періодичної дії при температурі 300-530" перегрітою паро газовою сумішшю у присутності кислотного гідролітичного агента та екстрагента, вибраного із кетонового ряду, причому, парогазову суміш пропускають швидкісними струменями в об'єм матеріалу, який перероблюється.HF) by the method of thermochemical processing of solid organic waste, in which waste is fed into the reactor, heated and subjected to pyrolysis with a gaseous coolant, pyrolysis gases and solid residue are removed from the reactor, and gaseous and liquid reaction products are sent to rectification, the peculiarity is that solid organic rubber-containing waste, homogeneous or reinforced with synthetic fibers and metal, is treated in a batch reactor 60 at a temperature of 300-530" with a superheated steam-gas mixture in the presence of an acid hydrolytic agent and an extractant selected from the ketone series, and the steam-gas mixture is passed through high-speed jets into the container of material that is processed.
Особливість також полягає в тому, що перегріта парогазова суміш містить у відсотках за масою: кислотний гідролітичний агент - 0,25-1, екстрагент - 0,1-0025 по відношенню до синтетичних армуючих 62 волокон.The peculiarity is also that the superheated steam-gas mixture contains in percent by mass: acid hydrolytic agent - 0.25-1, extractant - 0.1-0025 in relation to synthetic reinforcing 62 fibers.
Крім того, використовують 1, 2, З ... реакторів, які включаються послідовно.In addition, 1, 2, Z ... reactors are used, which are switched on sequentially.
При переробці твердих органічних відходів, зокрема, суцільних автомобільних та авіаційних покришок, у реакторі здійснюють процес піролізу при температурі 300-530". Піроліз розпочинається у поверхневих шарах матеріалу. Перегріта парогазова суміш, яка подається в реактор, високошвидкісними струменями знімає поверхневі піролізні гази, відкриваючи доступ хімічним реагентам до слідуючих прошарків, а кислотний гідролітичний агент та екстрагент, який міститься у ній, окислюють і екстрагують синтетичні армуючі матеріали і гуму, сприяють виведенню продуктів піролізу із зони реакції, відкриваючи доступ реагентам до наступних шарів матеріалу. Одночасно із гуми екстрагуються (вимиваються) наповнювачі (активатори, прискорювачі), які /о так само сприяють прискоренню процесу піролізу.When processing solid organic waste, in particular, solid automobile and aircraft tires, the pyrolysis process is carried out in the reactor at a temperature of 300-530". Pyrolysis begins in the surface layers of the material. The superheated steam-gas mixture, which is fed into the reactor, removes surface pyrolysis gases with high-speed jets, opening access of chemical reagents to the following layers, and the acid hydrolytic agent and the extractant contained in it oxidize and extract synthetic reinforcing materials and rubber, contribute to the removal of pyrolysis products from the reaction zone, opening the access of reagents to the next layers of the material. At the same time, they are extracted (washed out) from the rubber ) fillers (activators, accelerators), which also contribute to the acceleration of the pyrolysis process.
Парогазова суміш є сильним розчинником органічних з'єднань, зокрема, гумових сумішей, речовин, які входять до їх складу і складу синтетичних армуючих матеріалів (кордних волокон).The vapor-gas mixture is a strong solvent of organic compounds, in particular, rubber mixtures, substances that are included in their composition and the composition of synthetic reinforcing materials (cord fibers).
Кількість гідролітичного агента і екстрагента, наведених у формулі винаходу, дібрано експериментально у взаємозв'язку з параметрами технологічного режиму і особливостями синтетичних армуючих (кордних) /5 матеріалів.The amount of hydrolytic agent and extractant given in the claims of the invention was selected experimentally in relation to the parameters of the technological regime and the features of synthetic reinforcing (cord)/5 materials.
Піроліз проводять при відносно низькому температурному режимі 300-530", виходячи із того, що при більш низькій температурі - процес практично нерезультативний, а при більш високій - зменшується вихід рідкої фракції (табл.1), при подальшому підвищенні температури до 700" і 800" відбувається збільшення виходу газової фази. При виробничій необхідності цей результат прийнятний, однак, заявник вважає оптимальну температуру 2о З00-53076.Pyrolysis is carried out at a relatively low temperature of 300-530", based on the fact that at a lower temperature - the process is practically ineffective, and at a higher one - the output of the liquid fraction decreases (Table 1), with a further increase in temperature to 700" and 800 " there is an increase in the output of the gas phase. If necessary for production, this result is acceptable, however, the applicant considers the optimal temperature to be 2о З00-53076.
Для стабілізації процесу, запобігання пікових (максимальних і мінімальних) виходів піролізного газу, процес здійснюють за допомогою включення реакторів (наприклад, 2-го, 3-го, 4-го) з інтервалом 40-60 хвилин, що так само ув'язано з кількістю піролізного газу, який відводиться із реактора.To stabilize the process, prevent peak (maximum and minimum) pyrolysis gas outputs, the process is carried out by turning on the reactors (for example, the 2nd, 3rd, 4th) with an interval of 40-60 minutes, which is also related to by the amount of pyrolysis gas discharged from the reactor.
Отже, ознаки, наведені у формулі винаходу, необхідні і достатні для досягнення потрібного технічного сч г результату.Therefore, the features given in the formula of the invention are necessary and sufficient to achieve the desired technical result.
Винахід ілюструється таблицями 1 і 2. і)The invention is illustrated by tables 1 and 2. i)
Дані, які підтверджують можливість виконання винаходу з отриманням вищезазначеного технічного результату, полягають в такому.The data that confirm the possibility of implementing the invention with obtaining the above-mentioned technical result are as follows.
Старі гумові вироби, переважно автомобільні і авіаційні покришки, очищують від бруду та механічних - п зо домішок і, за можливістю, сортують в залежності від розміру і з урахуванням вмісту окремих видів каучуку.Old rubber products, mainly automobile and aviation tires, are cleaned of dirt and mechanical impurities and, if possible, sorted depending on the size and taking into account the content of individual types of rubber.
Розсортування проводять з метою добору достатньо однорідної сировини, і, як наслідок, стабілізації процесу Ме піролізу, отримання продуктів із заданими властивостями. сSorting is carried out with the aim of selecting sufficiently homogeneous raw materials, and, as a result, stabilizing the Me pyrolysis process, obtaining products with specified properties. with
У парогазовому генераторі готують парогазову суміш, яка складається із гострої (перегрітої) пари, кислотного гідролітичного агента із розрахунку 0,25-1 та екстрагента 0,1-0,25 відсотків за масою по о 35 відношенню до маси сшететичних армуючих матеріалів. Як варіант, гідролітичний агент і екстрагент можна «Е вводити до парогазової суміші безпосередньо у реактор.In a steam-gas generator, a steam-gas mixture is prepared, which consists of hot (overheated) steam, an acid hydrolytic agent at a rate of 0.25-1 and an extractant of 0.1-0.25 percent by mass at a ratio of 35 to the mass of schematic reinforcing materials. Alternatively, the hydrolytic agent and extractant can be introduced into the steam-gas mixture directly in the reactor.
Тверді органічні відходи; кускові подрібнені або суцільні зношені покришки, переважно, автомобільні і авіаційні, завантажують у металевий кошик, який розмішують у попередньо розігрітий до температури 4507С реактор. « 40 - я :з» у залежності від температурного режиму 00000 юряінетюдни 5 т т, Пролізнийте 2752 | я 182 вл юю там 7 | Р| ее | ш | т | а (се) 250 Пристрій складається із декількох реакторів, наприклад чотирьох, які включаються до роботи послідовно з ах розрахованим інтервалом 40-60 хвилин для забезпечення стабільної роботи обладнання без пікових 7" (максимальних і мінімальних) виходів піролізного газу. Оскільки 2-й, 3-й та наступні реактори і їх робота аналогічні першому реактору, опис способу приведено на один реактор.Solid organic waste; lumpy shredded or solid worn tires, mainly automotive and aviation, are loaded into a metal basket, which is mixed into a reactor preheated to a temperature of 4507C. "40 - i:z" depending on the temperature regime 00000 yurainetyudny 5 t t, Prolizniyte 2752 | I 182 vl live there 7 | R| ee | w | t | a (se) 250 The device consists of several reactors, for example four, which are switched on in series with ah calculated interval of 40-60 minutes to ensure stable operation of the equipment without peak 7" (maximum and minimum) outputs of pyrolysis gas. Since the 2nd, The 3rd and subsequent reactors and their operation are similar to the first reactor, the description of the method is given for one reactor.
Через посадочне гніздо в реактор подають парогазову суміш, що містить гостру пару, гідролітичний агент та екстрагент. Парогазову суміш пропускають через перфорований стовбур завантаженого кошика для додатковогоA steam-gas mixture containing hot steam, a hydrolytic agent and an extractant is fed into the reactor through the landing slot. The steam-gas mixture is passed through the perforated trunk of the loaded basket for additional
ГФ) перегрівання, і через отвори у стовбурі подають в об'єм відходів, які знаходяться всередині кошика, переважно юю суцільних автомобільних покришок, причому, різкий температурний стрибок забезпечує багатократне збільшення об'єму (в декілька сотень разів) перегрітою парогазовою сумішшю і високошвидкісне її витікання.HF) overheating, and through the holes in the trunk, the waste that is inside the basket is fed into the volume of waste, mainly solid car tires, moreover, a sharp temperature jump ensures a multiple increase in volume (several hundreds of times) of the superheated steam-gas mixture and its high-speed outflow.
Швидкісні струмені парогазової суміші, які містять гідролітичний агент і екстрагент, оброблюють покришки у 60 напрямку впродовж центральної осі до внутрішніх стінок, знімаючи поверхневий шар піролізного газу, що утворюється на поверхні гуми і армуючих матеріалів, зокрема, синтетичного кордного волокна і очишують доступ хімічним реагентам до слідуючих шарів. Активний агент і екстрагент, які містяться у парогазовій суміші, реагують із сажовими частками вуглецю, підвищуючи вихід олефінових вуглеводнів і знижуючи завугледцювання трубопроводів та обладнання. Термодинамічний фактор - швидкість нагрівання оброблюваного матеріалу бо 17-202С за хвилину так само сприяє активізації часток сировини, активатори і прискорювачі, що входять до складу гуми, прискорюють деструкцію особливо продуктивно у середовищі парогазової суміші.High-speed jets of a steam-gas mixture, which contain a hydrolytic agent and an extractant, process tires in the direction of 60 along the central axis to the inner walls, removing the surface layer of pyrolysis gas formed on the surface of rubber and reinforcing materials, in particular, synthetic cord fiber, and clean the access of chemical reagents to following layers. The active agent and extractant contained in the steam-gas mixture react with soot particles of carbon, increasing the output of olefinic hydrocarbons and reducing the carbonization of pipelines and equipment. Thermodynamic factor - the rate of heating of the processed material, because 17-202C per minute also contributes to the activation of raw material particles, the activators and accelerators included in the composition of rubber accelerate the destruction especially productively in the environment of a steam-gas mixture.
Кількість кислотного гідролітичного агента, що вводиться у парогазову суміш для деструкції синтетичних армуючих матеріалів, наприклад, кордних волокон, які складають приблизно 1/6 частину маси покришки, підібрано експериментально і складає 0,25-1 відсоток розрахункової маси армуючого матеріалу.The amount of acid hydrolytic agent introduced into the steam-gas mixture for the destruction of synthetic reinforcing materials, for example, cord fibers, which make up approximately 1/6 of the tire mass, was chosen experimentally and is 0.25-1 percent of the calculated mass of the reinforcing material.
Кількість екстрагента, вибраного із кетонового ряду і призначеного для естрагування (вимивання) органічних складових (пластифікаторів, модифікаторів, активаторів), так само підібрано експериментальним шляхом і складає 0,1-0,25 відсотка від маси армуючого матеріалу.The amount of the extractant selected from the ketone series and intended for extraction (leaching) of organic components (plasticizers, modifiers, activators) is also selected experimentally and is 0.1-0.25 percent of the weight of the reinforcing material.
Процес піролізу розпочинається через 10-15 хвилин після завантаження реактора. Процес ведуть 2-2,5 7/0 години при температурі 300-5307С, причому, температуру У реакторі різко підвищують до 5307С протягом години.The pyrolysis process begins 10-15 minutes after loading the reactor. The process is carried out for 2-2.5 7/0 hours at a temperature of 300-5307С, and the temperature in the reactor is sharply increased to 5307С within an hour.
Час піролізу та температура у реакторі залежать від складу сировини, яка перероблюється (відходів), розміром завантажених часток (кусків) та іншими факторами.Pyrolysis time and temperature in the reactor depend on the composition of the raw materials being processed (waste), the size of the loaded particles (chunks) and other factors.
Піролізні гази, що утворюються у процесі піролізу, пропускають через колектор, розширювач та охолоджувач, у жому додатково охолоджують до температури 40-60" зрошенням рідким піролізатом, який подається у розбризкувач. Із охолоджувача частину одержаної рідкої фракції відводять через систему збірників на склад, частішу - у наступні (2-й, 3-й, 4-й) реактори у якості циркуляційного конвективного потоку, ще частину - через холодильник на охолоджувач піролізного газу.The pyrolysis gases formed in the pyrolysis process are passed through the collector, expander and cooler, in the pulp they are additionally cooled to a temperature of 40-60" by irrigation with liquid pyrolyzate, which is fed to the sprinkler. From the cooling part of the obtained liquid fraction, it is taken through the collector system to the warehouse, which is more frequent - to the following (2nd, 3rd, 4th) reactors as a circulating convective flow, another part - through a cooler to a pyrolysis gas cooler.
Газову фракцію із охолоджувачів виводять у компресор, стискують до необхідного об'єму і подають у ресивер, з якого частина повертається у виробництво (на спалювання у вогневий підігрівач), частину - для опалення, частину - зовнішньому споживачу.The gas fraction from the coolers is taken out to the compressor, compressed to the required volume and fed to the receiver, from which a part is returned to production (for burning in a fire heater), a part - for heating, and a part - to an external consumer.
Різке припинення виділення рідкої фракції означає закінчення процесу. Підігрів реактора відключають, одночасно припиняють подачу піролізного газу на циркуляцію і подачу газової суміші.A sudden cessation of the separation of the liquid fraction means the end of the process. The heating of the reactor is turned off, at the same time the supply of pyrolysis gas for circulation and the supply of the gas mixture are stopped.
Реактор продувають вуглекислим газом для знищення горючих газів. Твердий вуглецевий залишок, який утворився у процесі піролізу, обробляють протягом 15 хвилин сумішшю пари, азоту та вуглекислого газу для сч карбонізації вуглецевого залишку, потім зрошують водою ("душують").The reactor is purged with carbon dioxide to destroy combustible gases. The solid carbon residue formed in the pyrolysis process is treated for 15 minutes with a mixture of steam, nitrogen and carbon dioxide for complete carbonization of the carbon residue, then irrigated with water ("smothered").
Після продування робочого реактора та "душування" гарячий кошик з твердим вуглецевим залишком (коксом і) та металевими відходами) виймають і опускають у випарювач, де вуглецевий залишок обробляють ненасиченою парою та холодною водою для карбонізації, окислення та охолодження. Після обробки кошик виймають із випарювача і вміст висипають в бункер. «- зо При безладному падінні вуглець легко відокремлюється від металевого корду. Метал уловлюють електромагнітами, складують. Технічний вуглець калібрують і розфасовують. МеAfter the working reactor is purged and "smothered", the hot basket with solid carbon residue (coke and) and metal waste) is removed and lowered into the evaporator, where the carbon residue is treated with unsaturated steam and cold water for carbonization, oxidation and cooling. After processing, the basket is removed from the evaporator and the contents are poured into the hopper. "- zo With a random fall, carbon is easily separated from the metal cord. The metal is captured by electromagnets and stored. Technical carbon is calibrated and packaged. Me
Приклад 1. сExample 1. p
Автомобільні або авіаційні покришки у кількості 270кг завантажують у завантажувальний кошик, який розміщують у попередньо розігрітий до температури 450"С реактор. Процес ведуть як описано вище при о температурі піролізу З00"С. Піролізні гази виводять у процесі реакції. По закінченні процесу реактор «Е продувають, твердий залишок "душують", завантажувальний кошик виймають і опускають в ємність - випарювач, у якому обробляють водою та парою для карбонізації вуглецевого залишку.Automotive or aviation tires in the amount of 270 kg are loaded into a loading basket, which is placed in a reactor preheated to a temperature of 450°C. The process is carried out as described above at a pyrolysis temperature of 300°C. Pyrolysis gases are removed during the reaction. At the end of the process, the reactor "E" is blown, the solid residue is "smothered", the loading basket is removed and lowered into the container - the evaporator, in which it is treated with water and steam to carbonize the carbon residue.
Вихід продуктів у відсотках за масою: « твердий продукт (пірокарбон) Аї 2 рідкий продукт 25 с піролізний газ 27 ; т втрати решта, а так само метал, вихід якого від режиму піролізу практично не залежить. 75 Приклад 2. ї пуProduct yield in percent by mass: solid product (pyrocarbon) Ai 2 liquid product 25 s pyrolysis gas 27 ; t loss of the rest, as well as metal, the output of which is practically independent of the pyrolysis mode. 75 Example 2. i pu
Процес ведуть за прикладом 1 при температурі 4707С, 1 Вихід продуктів у відсотках за масою: о твердий продукт (пірокарбон) 36,2The process is carried out according to example 1 at a temperature of 4707C, 1 Product yield in percent by mass: solid product (pyrocarbon) 36.2
І«е) 50 рідкий продукт А1,2 щк піролізний газ 52I«e) 50 liquid product A1.2 shk pyrolysis gas 52
Втрата і метал рештаLoss and the rest of the metal
Приклад 3.Example 3.
Процес ведуть за прикладом 1 при температурі 70070.The process is carried out according to example 1 at a temperature of 70070.
ГФ) Вихід продуктів у відсотках за масою: їмо) твердий продукт (пірокарбон) 52 рідкий продукт 17,7 60 піролізний газ 27,7HF) Yield of products in percent by mass: eat) solid product (pyrocarbon) 52 liquid product 17.7 60 pyrolysis gas 27.7
Втрати і метал рештаLosses and the rest of the metal
Із наведених прикладів випливає, що максимальний вихід найбільш прийнятних для заявника рідких продуктів піролізу досягається при температурі 300-530". 65 Продуктами піролізу є: газоподібні продукти (піролізні гази), які відрізняються високим вмістом водню і метану, використовуються у власному виробництві і в якості палива споживачами.; рідкі продукти (суміш рідких вуглеводнів) близькі за своїми фізико-хімічними показниками до окремих видів важких нафтопродуктів, використовуються у якості пічного палива, нафтових масел та т.п.; твердий вуглецевий залишок пірокарбон (зразки пірокарбону за своїми показниками можуть значно відрізнятися одне від одного), і використовуються у виробництві активованого вугілля, ж замінювач аморфного графіту, у металургії та інших галузях промисловості; метал, який майже не змінюється у процесі експлуатації і при низькотемпературному піролізі - направляють у переплавку. 70 Характеристики продуктів піролізу наведені у таблиці 2.From the examples given, it follows that the maximum yield of the liquid pyrolysis products most acceptable to the applicant is achieved at a temperature of 300-530". 65 Pyrolysis products are: gaseous products (pyrolysis gases), characterized by a high content of hydrogen and methane, used in own production and as fuel by consumers.; liquid products (a mixture of liquid hydrocarbons) are close in their physicochemical parameters to certain types of heavy petroleum products, used as furnace fuel, petroleum oils, etc.; solid carbon pyrocarbon residue (pyrocarbon samples according to their parameters can significantly differ from each other), and are used in the production of activated carbon, a substitute for amorphous graphite, in metallurgy and other industries; the metal, which almost does not change during operation and during low-temperature pyrolysis, is sent to remelting. 70 The characteristics of pyrolysis products are given in the table 2.
Таблиці 2Tables 2
Склад продуктів пролізуComposition of prolysis products
Газоподібні продуктGaseous product
Температура процесу Зоо с 5З0С 7007 800The temperature of the Zoo process is 5Z0С 7007 800
Склад газу, 90 (0б.): кисень, О2 007 08 0,6 0,5 азот, Мо 1,9 6,2 3,0 3,2 окис вуглецю, СО 013 39 2А 30 водень, Но 114 176 250 41,0 двоокис вуглецю, СО2 110 8,9 34 метан, СН/ 37,3 23,6 26,5 ЗТGas composition, 90 (0b): oxygen, O2 007 08 0.6 0.5 nitrogen, Mo 1.9 6.2 3.0 3.2 carbon monoxide, СО 013 39 2А 30 hydrogen, Но 114 176 250 41 ,0 carbon dioxide, СО2 110 8.9 34 methane, CH/ 37.3 23.6 26.5 ЗТ
СоНбв 11383 93 78 Д 2АSoNbv 11383 93 78 D 2A
Сена 1803 60 91. Щ 90 сч 7 СзНв 339 39 21. 01 Го)Seine 1803 60 91. W 90 S 7 NW 339 39 21. 01 Ho)
СаНв 1166 368 02 -Sanv 1166 368 02 -
СаНв 2,02 121 118 (-CaNv 2.02 121 118 (-
СадНіо та вище 301 щЩ 20 2,6 03 ч- густина, кг/мЗ 146 1,06. 0,77 Фу теплота згоряння, КДЖ/М? 49740 46860 29310 теплотворна здатність, ккал/кг 12400 11500 7300 сSadNio and above 301 shЩ 20 2.6 03 h- density, kg/mZ 146 1.06. 0.77 Fu heat of combustion, KJ/M? 49740 46860 29310 calorific value, kcal/kg 12400 11500 7300 s
Рідки продукти Іо) легка фракція при температурі 40-15070,95 (мас) 412 49 37,5Liquid products Io) light fraction at a temperature of 40-15070.95 (mass) 412 49 37.5
Зо важка фракція вище 1507С, 95 (мас) 58,8 509 625 З калорійність, КДЖ/кг 44215 42080 25620 густина, кг/м 880,6. 973 1125 тверді продукти « масовий вміст, 90 з с леткі 36,2 201 3,6 вуглець 84,1 85,7 861 :з» водень 36 21 096 сірка 0,9 0,6 0,9 кисеньказот 3,3 2,6 2,0 т» зольність, 90 7,0 81 9,2 сл теплота згоряння, кКДЖ/кг зЗБ3зБО 33390 31080 г) Таким чином викладені дані свідчать про виконання при використанні заявленого способу такої сукупності 5р УМОВ: ре) - спосіб, який заявляється, при його здійсненні призначено для використання у промисловості, а саме, для щк переробки твердих органічних промислових та побутових відходів, зокрема, зношених автомобільних та авіаційних покришок, і може бути використаним в енергетичній та хімічній галузях промисловості; - для заявленого способу у тому вигляді, як він охарактеризований у незалежному пункті викладеної формули винаходу, підтверджена можливість його здійснення з допомогою засобів і методів, які наведеш в заявці. (Ф) Перевага способу, який заявляється, полягає в тому, що спосіб економічний, вимагає порівняно невеликихZ heavy fraction above 1507C, 95 (mass) 58.8 509 625 C calorie content, KJ/kg 44215 42080 25620 density, kg/m 880.6. 973 1125 solid products "mass content, 90% volatile 36.2 201 3.6 carbon 84.1 85.7 861%" hydrogen 36 21 096 sulfur 0.9 0.6 0.9 oxygen 3.3 2, 6 2.0 t" ash content, 90 7.0 81 9.2 sl calorific value, kKJ/kg zZB3zBO 33390 31080 d) The data presented in this way testify to the implementation of the declared method of such a set of 5 R CONDITIONS: d) - a method that it is declared that it is intended for use in industry, namely, for the processing of solid organic industrial and household waste, in particular, worn automobile and aircraft tires, and can be used in the energy and chemical industries; - for the claimed method in the form as it is characterized in the independent point of the stated claims, the possibility of its implementation using the means and methods that you provide in the application is confirmed. (F) The advantage of the claimed method is that the method is economical, requiring relatively little
ГІ капіталовкладень і в основному відповідає вимогам захисту навколишнього природного середовища; при цьому з 1000кг зношених покришок можна отримати приблизно 13Зкг сталі 425кг технічного вуглецю, ЗОЗкг рідкої во фракції і 104кг піролізних газів. Особливо важлива перевага полягає у тому, що процес, який заявляється, ведуть при порівняно низькій температурі і при цьому переробляють не тільки подрібнені відходи, але в основному суцільні покришки сумісно із металевими та армуючими матеріалами.GI of capital investments and mainly meets the requirements of environmental protection; at the same time, from 1000 kg of worn tires, approximately 13 kg of steel, 425 kg of technical carbon, 3 kg of liquid fraction and 104 kg of pyrolysis gases can be obtained. A particularly important advantage is that the claimed process is carried out at a relatively low temperature and at the same time processes not only shredded waste, but mainly solid tires compatible with metal and reinforcing materials.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001128264A UA45291C2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | The method of thermal-chemical processing of solid organic waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001128264A UA45291C2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | The method of thermal-chemical processing of solid organic waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA45291C2 true UA45291C2 (en) | 2004-12-15 |
Family
ID=34514680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2001128264A UA45291C2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | The method of thermal-chemical processing of solid organic waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA45291C2 (en) |
-
2001
- 2001-12-03 UA UA2001128264A patent/UA45291C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU699600B2 (en) | Improved pyrolytic conversion of organic feedstock and waste | |
| KR100445363B1 (en) | Waste treatment apparatus and method through vaporization | |
| AU2010310899B2 (en) | Advanced coal upgrading process for a power station | |
| MX2012007724A (en) | Method and installation for complete recycling through depolymerisation. | |
| Yuliansyah et al. | Pyrolysis of plastic waste to produce pyrolytic oil as an alternative fuel | |
| CN110848697A (en) | Waste plastic cleaning treatment process based on pyrolysis and gasification mechanism and application thereof | |
| CN115210503A (en) | System and method for pyrolysis | |
| JP5999114B2 (en) | Method and system for reducing the molecular weight of organic substances | |
| RU2619688C2 (en) | Method of thermal destruction of waste from polyethylene and polypropylene | |
| Petrovsky et al. | Study of pyrolysis of oil sludge | |
| Ray et al. | A comparison of gasification with pyrolysis for the recycling of plastic containing wastes | |
| RU2385343C1 (en) | Method of processing carbon and/or carbon containing products and reactor for implementation of this method | |
| ES2911279T3 (en) | Gasification procedure with fluidized bed of tires | |
| Ali et al. | Pyrolytic fuel extraction from tire and tube: Analysis of parameters on product yield | |
| RU2291168C1 (en) | Method of the rubber-containing wastes reprocessing and the installation for the method realization (versions) | |
| Sujarittam et al. | Thermochemical conversion characteristics of biosolid samples from a wastewater treatment plant in Brisbane, Australia | |
| JP6172532B2 (en) | Low molecular weight treatment of organic substances and waste treatment method | |
| US5890443A (en) | Volume-reducing treatment method for waste | |
| UA45291C2 (en) | The method of thermal-chemical processing of solid organic waste | |
| RU2062284C1 (en) | Method to process inflammable wastes like worn tires or similar rubber wastes | |
| ES1303701U (en) | A multi-stage pyrolysis furnace for the decomposition of organic materials and a hydrocarbon product production system provided with such a furnace (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) | |
| Yongrong et al. | Technical advance on the pyrolysis of used tires in China | |
| Matveev et al. | Steam gasification of waste tires for the purpose of methanol production | |
| JP6777110B2 (en) | Pyrolysis method and equipment for organic substances | |
| JP5906805B2 (en) | How to operate a blast furnace or steelworks |