Пристрій для термохімічної переробки твердих органічних відходів

Корисна модель відноситься до пристроїв для термохімічної переробки органічних каучукомістких побутових і промислових відходів, зокрема, для утилізації зношених шин, переважно цільних, і може бути використана в хімічній, енергетичній галузях промисловості, а також як природоохоронний об'єкт. Відомі пристрої для термохімічної переробки твердих органічних відходів, що включають вертикальний корпус реактора круглого чи прямокутного перерізу, обладнані верхнім днищем (кришкою), зовнішнім обігрівом і споряджені відводами для газоподібних продуктів реакції. Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється: реактор зі знімним верхнім днищем (кришкою), виконаний з жароміцної сталі, зовнішній обігрів реактора, відводи для газоподібних продуктів реакції, причому завантажувальний люк утворений відкритою верхньою частиною реактора і рівний діаметру обичайки. До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату при використанні відомих пристроїв, відноситься те, що у відомих пристроях ускладнене завантаження відходів через завантажувальний люк, що знаходиться у верхній частині реактора, при цьому відходи знаходяться в реакторі насипом, без будь-якої системи, від чого нерівномірно прогріваються, спікаються і так далі. Крім того, через завантажувальний люк реактора просмоктується повітря, продукти реакції насичуються димовими газами і парами води, також відбуваються викиди газів з реактора. (Патенти США № 419114, публ. 1980, «Изобретения в СССР и за рубежом», № 11, вып.95, патент США № 4321877 публ. 1982, «Изобретения в СССР и за рубежом», № 12, вып.95, патент США № 4262611 публ. 1981, «Изобретения в СССР и за рубежом», 1982, № 1, вып.95). Найбільш близьким до заявленого пристроєм того ж призначення по сукупності ознак є пристрій для термохімічної переробки твердих органічних відходів, що включає реактор із завантажувальним люком, утвореним відкритою верхньою частиною, обладнаний зовнішнім обігрівом, споряджений відводами для газоподібних продуктів реакції, і верхнє днище (кришку) (Декл. патент України на винахід № 46577 А, МПК 6 С 10 3/00, публ. 15.15.2002, бюл. № 5, 2002р.), прийнято за прототип. До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату при використанні відомого пристрою, прийнятого за прототип, відноситься те, що відомий пристрій достатньо складний у виготовленні; завантаження відходів здійснюється насипом через завантажувальний люк, при цьому не забезпечується рівномірне завантаження відходів, отже, склад продуктів реакції буде нестабільним. Роль верхнього днища виконує шлюзовий пристрій, розташований над завантажувальним люком, і при завантаженні відходів не виключаються підсмоктування повітря або викид газів, тобто не забезпечується достатній ступінь герметизації. Суть корисної моделі полягає в наступному. Пристрій, що заявляється, призначений для здійснення періодичного процесу низькотемпературної деструктивної перегонки без доступу повітря твердих органічних каучукомістких відходів, так званого сухого піролізу, при якому отримують тверді, рідкі і газоподібні продукти, які мають енергетичну цінність. Пристрій являє собою вертикальний реактор із завантажувальним люком, утвореним відкритою верхньою частиною реактора, при цьому на верхнє днище (кришку), яким обладнано реактор, діють рівномірно розподілене навантаження, яке створюється внутрішнім тиском газів (продуктів піролізу), його дія обмежується діаметром обичайки. При дії на верхнє днище (кришку) навантаження викликає її прогин і поворот країв кришки на визначений кут (жолоблення). При цьому порушується герметичність реактора. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для термохімічної переробки твердих органічних відходів. Технічний результат - забезпечення герметичності завантажувального люка реактора, який досягається тим, що у відомому пристрої для термічної переробки твердих органічних відходів, що включає реактор із завантажувальним люком, утвореним відкритою верхньою частиною, обладнаний зовнішнім обігрівом, споряджений відводами для газоподібних продуктів реакції, і знімне верхнє днище (кришку), особливість полягає в тім, що корпус реактора і верхнє днище, що виготовлені з жароміцної сталі, обладнані багатогранними фланцями з ножами і відповідними пазами, які при накладенні утворюють лабіринтовий затвор із зазором, заповнюваним металозатворною масою, причому, кількість ножів фланця верхнього днища (кришки) дорівнює кількості пазів фланця корпуса реактора при співвідношенні висоти ножів фланця верхнього днища до висоти ножів фланця корпуса рівному 1:1,2, а співвідношення висоти ножів, що утворюють зовнішній і внутрішній контури фланця корпуса, до висоти ножів, розташованих усередині контуру, складає 1,2;1. Для здійснення стабільного процесу, запобігання спікання відходів у реакторі, у пристрої, що заявляється, передбачений виймальний контейнер для завантаження відходів, у який цільні шини або дроблені відходи укладають таким чином, щоб у процесі переробки забезпечити їхній рівномірний прогрів і відвід продуктів реакції. Виймальний контейнер має діаметр майже рівний діаметру обичайки, тому завантажувальний люк утворений відкритою верхньою частиною реактора і обладнаний знімним верхнім днищем. При наявності в пристрої, що заявляється, фігурного, наприклад восьмигранного, фланця верхнього днища і відповідного фланця на обичайці реактора, внутрішній тиск діє на ділянці, обмеженій діаметром обичайки реактора, при цьому наявність консолей, утворених восьмигранними фланцями, і маючих неоднакову довжину, дозволяє розосередити зусилля навантаження по ділянках, вільних від його прямого впливу, й утримати кришку від відриву від корпуса реактора, тобто запобігти жолобленню. Герметичність завантажувального люка забезпечує лабіринтовий затвор, утворений накладенням фланця верхнього днища на фланець корпуса реактора, при цьому ножі фланця верхнього днища розташовуються в пазах фланця корпуса реактора з зазором, який заповнюється металозатворною масою. Співвідношення висоти ножів фланця верхнього днища і фланця корпуса, а також співвідношення ножів фланця корпуса реактора, що утворюють зовнішній і внутрішній контури фланця, і ножів, розташованих між ними, підібрані дослідним шляхом таким чином, щоб металозатворна маса, що складається з легкоплавких металів, вільно перетікала по зазору лабіринтового затвора, не створюючи перешкод при підйомі й опусканні верхнього днища (кришки) і не виливалася назовні. Герметичність у затворі зберігається також за рахунок додаткового навантаження (масою фланця верхнього днища). На підставі викладеного можна стверджувати, що сукупність істотних ознак, викладених у формулі корисної моделі, необхідна і достатня для одержання потрібного технічного результату. На кресленнях представлено: на фіг.1, 2 зображений реактор для здійснення термохімічної переробки твердих органічних відходів з лабіринтовим затвором, на фіг.3 - верхнє днище, вид зверху. Дані, що підтверджують можливість здійснення винаходу з одержанням необхідного технічного результату, полягають у наступному. Пристрій для термохімічної переробки твердих органічних відходів включає корпус реактора 1 із фланцем 2 і завантажувальним люком 3, утвореним відкритою верхньою частиною реактора. Реактор виконаний з жароміцної сталі і обладнаний електрообігріванням (на кресленні не показано), відводами 4 для виведення продуктів реакції (причому відводи 4 можуть бути розташовані як на кришці, так і на корпусі реактора) і споряджений знімним верхнім днищем (кришкою) 5 із фланцем 6, обладнаному ножами 7. Фланець 2 корпуса реактора розташований по зовнішній стороні обичайки реактора і споряджений ножами 8, що утворюють пази 9. Верхнє днище обладнане підйомним механізмом 10. Відходи завантажують за допомогою виймального контейнера 11. Реактор 1 і знімне верхнє днище 5 зовні мають шар термоізоляції (на кресленні не показано). Пристрій працює таким чином. У виймальний контейнер 11 завантажують тверді органічні відходи кускові або цільні зношені шини, кабель і т.д., розташовуючи їх таким чином, щоб забезпечити їхній рівномірний прогрів. Реактор розігрівають елементами електрообігрівання до робочої температури (наприклад 700°С), потім піднімають верхнє днище (кришку) 5. У пази 9 заливають необхідну кількість металозатворної маси. Виймальний контейнер 11 з відходами розміщують усередині реактора 1. Знімне верхнє днище 5 за допомогою підйомного механізму 10 встановлюють на завантажувальний люк 3, поєднуючи ножі фланця верхнього днища 2 з пазами фланця корпуса 9. При цьому металозатворна маса вільно перетікає, заповнюючи лабіринтовий простір і забезпечуючи герметичність реактора, чому сприяє також додаткове навантаження (маси фланця) протягом усього процесу переробки відходів. Верхнє днище 5 кріпиться до корпуса реактора 1, наприклад, відкидними болтами або іншим кріпленням (на кресленні не показано). Продукти реакції (піролізні гази), які утворюються в результаті деструкції відходів, відводяться через відводи 4 і направляються на очищення і подальшу обробку або споживачу. По закінченні процесу твердий залишок (напівкокс) гасять водою, а потім видаляють з реактора. Для цього знімне верхнє днище 5 піднімають підйомним механізмом 10, після чого виймають виймальний контейнер 11 разом із твердим залишком і металом, яким були армовані шини. Далі процес повторюють. Таким чином, приведені зведення свідчать про виконання при використанні наступної сук упності умов: - пристрій, що втілює заявлену корисну модель, при її здійсненні призначений для використання в промисловості, зокрема, для утилізації зношених шин, переважно цільних, і може бути використаний в хімічній, енергетичній областях промисловості, а також як природоохоронний об'єкт; - для заявленого пристрою у тому вигляді, як його охарактеризовано в незалежному пункті викладеної формули корисної моделі, підтверджена можливість її здійснення за допомогою приведених у заявці засобів; - установка, що втілює заявлену корисну модель при її здійсненні, здатна забезпечити досягнення потрібного технічного результату - забезпечення герметичності реактора, Переваги заявленого пристрою складаються у швидкій його реалізації, тому що на його виготовлення не потрібно великих капітальних витрат; пристрій легко агрегатується устаткуванням для очищення і поділу продуктів реакції, може бути виконаний в пересувному варіанті; у пристрої, що заявляється, на відміну від аналогів вирішується досить складна задача герметизації завантажувального люка реактора.