Установка по утилізації автомобільних шин

Передбачувана корисна модель стосується термічної переробки твердих полімерних відходів, таких як зношені шини, великогабаритні гумотехнічні вироби, полімерні плівки і т.п. Відома установка по переробці автомобільних шин [1], що містить піролізну камеру, топку для спалювання палива, циклон для осадження сажі, конденсатор-теплообмінник і відстійник рідких продуктів. Недоліки цього пристрою - низька якість очищення піролізного газу, те хнологічна нестабільність роботи піролізної установки, її низька надійність. Найбільш близької до передбачуваної корисної моделі по технічній суті і результату, що досягається, є установка по переробці зношених автопокришок [2], що містить піролізну камеру з каналом відведення газу з піролізної камери і з каналом підведення газу в піролізну камеру. Канал відведення газу, через циклон для збору пилу і каталітичну насадку, сполучений з теплообмінником обладнаним ємністю для збору піролізної рідини і ємністю для збору води системи охолоджування теплообмінника. Далі за теплообмінником розміщений сепаратор, що складається з розподілювальної колони і краплевідбійника, на виході якого встановлений залишковий фільтр, а за ним - компресор з розподільним пристроєм, за допомогою якого піролізний газ прямує в канал підведення газу в піролізну камеру або викидається в атмосферу. Піролізна камера оснащена пальником, і у верхній її частині влаштований блок завантаження сировини, а в нижній частині розміщений дозатор вивантаження обвуглецьованого залишку і металокорда, виконаний у вигляді подвійних дверей, що відкриваються за допомогою важелів. У блок завантаження поміщається порція сировини, звідки вона надходить в піролізну камеру і підлягає піролізу. Регулювання термічного процесу здійснюється на основі даних виміру температури газу, що виходить з камери. В результаті піролізу сировина розкладається на парогазові продукти і твердий вуглецевий залишок. Твердий залишок, що містить пірокарбон і елементи металокорда, вивантажують з нижньої частини піролізної камери в дозатор і звідти - на очищення і фасування. Парогазові продукти прокачують через циклон і каталітичну насадку, де вони очищаються від сажі і подаються в теплообмінник, де відбувається конденсація з газової суміші висококиплячих компонентів і води. Продукти конденсації надходять в накопичувальну ємність. Зневоднений газ надходить в розподілювальну колону сепаратора, де відбувається виділення з нього основних рідкопаливних компонентів і їх акумуляція в нижній частині розподілювальної колони. У краплевідбійнику відбувається додаткове осадження аерозольних часток рідкої паливної фракції. Гази, що не сконденсувалися, з сепаратора надходять на залишковий фільтр і далі компресором подаються в канал підведення газу в піролізну камеру, на спалювання в пальнику. Надлишки газу викидаються в атмосферу або спалюються у факелі. Недоліки цього пристрою - низька експлуатаційна надійність, обумовлена тим, що: - циклон і каталітична насадка не забезпечують якісного очищення піролізного газу від дрібнодисперсних сажістих фракцій, що призводить до забиття адсорбційних насадкових кілець в розподілювальній колоні; - подвійні двері дозатора вивантаження в процесі роботи піролізної камери зазнають теплової деформації, внаслідок чого порушується герметичність піролізної камери; - в процесі піролізу фрагменти автомобільних шин руйнуються, зсипаються вниз і ущільнюються, знижуючи теплообмін в піролізній камері і ускладнюючи її розвантаження; - термічний процес в піролізній камері регулюється на основі даних спорадичних вимірів температури газу, що виходить з неї, внаслідок чого температурний режим в камері носить різко змінний характер і не забезпечує оптимальні умови піролізу; - піролізні гази, що надходять в пальник, насичуються в піролізній камері баластом - продуктами окислення, що утворюються в результаті згоряння газу, що дестабілізує процес піролізу. В основу передбачуваної корисної моделі поставлене завдання створення установки по утилізації автомобільних шин, в якій за рахунок обладнання дозатора вивантаження системою примусового охолоджування, оснащення каталітичної насадки фільтром конденсації і очищення піролізного газу від дрібнодисперсних сажістих фракцій, додаткового оснащення піролізної камери блоком розділення газу, сполученим з каналом відведення газу з піролізної камери через компресор і з каналом підведення і таким, що містить газорозподільні клапанні пристрої і газозбірник, розташування усередині піролізної камери, в нижній її частині, механізму перемішування сировини й установлення по бічній її поверхні, рівномірно по висоті, температурних датчиків, забезпечується технічний результат - підвищення якості очищення піролізного газу, забезпечення герметичності дозатора вивантаження, поліпшення теплообміну в піролізній камері, оптимізація і стабілізація процесу піролізу, що дозволить на 10-15% збільшити вихід рідкого піролізного палива, понизити тривалість піролізного циклу, підвищити стійкість роботи установки, істотно, на 20-25% скоротити викиди шкідливих речовин в атмосферу. Поставлене завдання розв'язується тим, що в установці по утилізації автомобільних шин, що містить герметичну піролізну камеру з каналом відведення газу з піролізної камери і каналом підведення газу в піролізну камеру, сепаратор, ємність для збору піролізної рідини, компресор і теплообмінник, при цьому канал відведення газу з піролізної камери сполучений з входом компресора через теплообмінник і через сепаратор, послідовно встановлений за теплообмінником, а канал підведення газу в піролізну камеру сполучений з виходом компресора безпосередньо, і між піролізною камерою і теплообмінником встановлені послідовно циклон для збору пилу і каталітична насадка, теплообмінник забезпечений ємністю для води, а сепаратор складається з розподілювальної колони і краплевідбійника, і піролізна камера додатково забезпечена дозатором вивантаження обвуглецьованого залишку і металокорда, відповідно до корисної моделі дозатор вивантаження обладнаний системою примусового охолоджування, а каталітична насадка забезпечена фільтром конденсації і очищення піролізного газу від дрібнодисперсних сажістих фракцій. Піролізна камера додатково оснащена блоком розділення газу, сполученим з каналом відведення газу з піролізної камери через компресор і з каналом підведення і таким, що містить газорозподільні клапанні пристрої і газозбірник, усередині піролізної камери, в нижній її частині, розташований механізм перемішування сировини, а по бічній її поверхні встановлені, рівномірно по висоті, температурні датчики. У прототипі між піролізною камерою і теплообмінником встановлені послідовно циклон для збору пилу і каталітична насадка, теплообмінник забезпечений ємністю для води, а сепаратор складається з розподілювальної колони і краплевідбійника, і піролізна камера додатково забезпечена дозатором вивантаження обвуглецьованого залишку і металокорда. Таке технічне рішення забезпечує очищення піролізного газу від крупних сажістих фракцій, а дрібнодисперсні фракції в ньому зберігаються. Прийнята конструкція дозатора вивантаження не забезпечує необхідної герметичності піролізної камери. Піролізний газ, використовуваний як паливо для нагріву сировини, надходить на пальник з домішкою продуктів окислення. У пристрої не передбачено перемішування сировини в процесі піролізу і відсутній комплексний температурний контроль і регулювання процесу піролізу. Корисна модель, що заявляється, підвищує якість очищення піролізного газу за рахунок видалення дрібнодисперсних фракцій, покращує герметичність піролізної камери, що виключає попадання кисню в зону піролізу, забезпечує рівномірний нагрів сировини завдяки механізму перемішування, а використання блока розділення газу і комплексу температурних датчиків робить процес піролізу оптимальним і стабільним. Порівняльний аналіз рішення, що заявляється, з прототипом дозволяє зробити висновок, що пропонований пристрій відрізняється від відомого обладнанням дозатора вивантаження системою примусового охолоджування, оснащенням каталітичної насадки фільтром конденсації і очищення піролізного газу від дрібнодисперсних сажістих фракцій, а також тим, що піролізна камера додатково оснащена блоком розділення газу, сполученим з каналом відведення газу з піролізної камери через компресор і з каналом підведення і таким, що містить газорозподільні клапанні пристрої і газозбірник, усередині піролізної камери, в нижній її частині, розташований механізм перемішування сировини, а по бічній її поверхні встановлені, рівномірно по висоті, температурні датчики. Таким чином, пристрій, що заявляється, відповідає критерію «новизна». На Фіг.1 зображено загальний вид пристрою, на Фіг.2 - вузол А по Фіг.1. Пропонований пристрій містить піролізну камеру 1 з каналом 2 відведення газу з піролізної камери 1 і каналом 3 підведення газу. Канал 2 через циклон 4 для зборупилу, каталітичну насадку 5 і фільтр 6 конденсації і очищення піролізного газу від дрібнодисперсних сажістих включень сполучений з теплообмінником 7, обладнаним ємністю 8 для води системи охолоджування теплообмінника 7 і ємністю 9 для збору піролізної рідини. Далі, за теплообмінником розміщений сепаратор 10, що складається з розподілювальної колони 11 і краплевідбійника 12, на виході якого встановлений залишковий фільтр 13, а за ним - компресор 14 і блок розділення газу 15, що містить газозбірник 16 і комплект розподільних клапанних пристроїв 17, за допомогою яких піролізний газ прямує в газозбірник 16 і далі - на пальник 18 піролізної камери або викидається в атмосферу через факел 19. У верхній частині піролізної камери 1 влаштований блок 20 завантаження сировини, а в нижній її частині розміщений дозатор 21 вивантаження обвуглецьованого залишку і металокорда, обладнаний шиберною засувкою 22, забезпеченою системою примусового охолоджування 23. Усередині піролізної камери 1, в нижній її частині, влаштований механізм перемішування 24, виконаний у вигляді перфорованого стакана 25, за допомогою гнучкої підвіски 26 сполученого з колосником 27 і оснащеного штоком 28. По бічній поверхні піролізної камери 1, рівномірно по висоті, встановлені температурні датчики 29. У блок 20 завантаження сировини поміщається порція фрагментів автомобільних шин, звідки вони надходять в колосник 27 піролізної камери 1 і підлягають піролізу. Необхідний температурний режим в піролізній камері 1 створюється за рахунок роботи пальника 18 і його стабільність забезпечується комплексом регулювальної апаратури і температурних датчиків 29, що реєструють температуру процесу піролізу усередині піролізної камери 1, по всій її довжині. Для запобігання злежуванню й ущільненню сировини в нижній частині піролізної камери і поліпшення теплообміну приводиться в дію механізм перемішування 24, при цьому шток 28 викликає коливальні рухи стакана 25, закріпленого на гнучкій підвісці 26 до колосника 27, внаслідок чого сировина перемішується. В процесі піролізу сировина розкладається на парогазові продукти і твердий вуглецевий залишок. Твердий залишок, що містить пірокарбон і елементи металокорда, акумулюється в нижній частині пиролізної камери 1, і у міру його накопичення відкривається шибер 22 і суміш перепускається в дозатор вивантаження 21, при цьому система примусового охолоджування 23 знімає теплові напруження з шибера 22, що запобігає його деформації і забезпечує надійну герметизацію піролізної камери 1. З дозатора вивантаження 21 твердий вуглецевий залишок подається на очищення і фасування. Паро газові продукти піролізу по каналу 2 відведення газу надходять в циклон 4 і каталітичну насадку 5, де відбувається їх очищення від крупних фрагментів сажі, і далі - на фільтр 6 конденсації і очищення піролізного газу від дрібнодисперсних сажі стих включень, де здійснюється його декарбонізація, десульфація, дехлорація і денітрація. Очищений таким чином газ надходить в теплообмінник 7, де з нього конденсуються висококиплячі компоненти і вода. Продукти конденсації прямують в накопичувальну ємність 9. Вода в систему охолоджування теплообмінника подається з ємності 8. Зневоднений газ прямує в розподільнювальну колону 11 сепаратора 10, де з нього виділяються основні рідкопаливні компоненти й акумулюються в нижній частині розподільнювальної колони 11. У краплевідбійнику 12 відбувається додаткове осадження аерозольних часток рідкої паливної суміші. Гази, що не сконденсувалися, з сепаратора 10 надходять на залишковий фільтр 13 і далі компресором 14 подаються в блок розділення газу 15, де системою газорозподільних і регулювальних пристроїв 17 прямують у факел 19 і викидаються в атмосферу або закачуються в газозбірник 16, що із заданою циклічністю забезпечує його заповнення чистим, без домішок оксидів горіння, піролізним газом. З газозбірника 16 по каналу 3 газ надходить на пальник 18. Пропонований пристрій забезпечить підвищення експлуатаційної надійності установки по утилізації автомобільних шин, поліпшення якості одержуваної продукції і екології завдяки тому, що: 1. Піролізний газ очищається від дрібнодисперсних сажі стих включень. 2. Забезпечується герметичність піролізної камери. 3. Досягається оптимальний, стабільний процес піролізу. Джерела інформації 1. А. с. 1201294 СССР, МКИ 5 C10G1/00, С09С1/58. Способ утилизации отходов полимерных материалов / С. Р. Иванов, О. В. Платонова, Б. Н. Оладов. - №3641302/23-26; Заявл. 06.06.83; Опубл. 30.12.85. - Бюл.№48 - 28с. 2. Патент 43546 Российской Федерации, МПК C10J3/02, C10G1/10. Установка по переработке изношенных автопокрышек / Ю. Ю. Белашов. - №2004121314/22; Заявл. 15.07.2004; Опубл. 27.01.2005. - RU БИПМ №3. - 780с.