Установка для піролізу зношених великогабаритних гумових шин

1. Установка для піролізу зношених великогабаритних гумових шин, що містить камеру, яка складена з футерованого корпуса з розміщеним в ньому з зазором металевим реактором, пристрій для подавання газу-теплоносія в камеру, патрубок для відведення продуктів піролізу і патрубок для відведення відхідних газів, теплообмінник, яка відрізняється тим, що установка виконана у ви Відома установка для піролізу гумових покришок, що містить дві камери, кожна з яких складається з футерованого корпуса з розміщеною в ньому металевою ретортою з перфорованою частиною, пристрої для подавання газу-теплоносія в кожну з камер для його спалювання, що зв'язані з теплообмінником і постачені вентиляторами і камерами змішування, патрубки для відведення продуктів піролізу і патрубки для відведення відхідних газів, які розміщені в кожній з камер і зв'язані з теплообмінником [Патент США №5783046, опубл. 21.07.98]. Недоліками відомої установки є те, що вона не забезпечує широкий температурний інтервал процесів піролізу із-за неможливості регулювання тепломасообмінними процесами, а саме: - незважаючи на велику кількість регулюючої апаратури, електрообладнання і систем трубопроводу, здійснюється процес піролізу тільки в високотемпературному окислювальному режимі і перехід на інший режим неможливий, або вимагає додаткової реконструкції або модифікації всієї установки. - для забезпечення стійкої і тривалої роботи установки, кількості і теплотворної спроможності зворотного після теплообмінника піролізного газу гляді паралелепіпеда і містить камеру з розміщеним в ній металевим реактором, пристрій для спалювання теплоносія, який зв'язаний з теплообмінними камерами, кільцевою камерою обігріву завантажувальної шахти, штуцер для підведення пари до вуглецевого залишку та теплообмінник, відвідний патрубок, розміщений в камері, при цьому металевий реактор виконаний у вигляді скребкового транспортера в металевій коробчастій місткості, тверді відходи просуваються по поду реактора за допомогою скребків транспортера, які виконані у вигляді пружних пластин. 2. Установка за п.1, яка відрізняється тим, що пластини оребрення закріплені на зовнішній горизонтальній поверхні реактора в напрямі руху теплоносія. недостатньо, тому установка додатково постачена вентиляторами для подачі повітря в зону горіння коксового залишку, що ускладнює конструкцію установки. - необхідною умовою роботи відомої установки є контакт відхідних газів з перероблюваним матеріалом, що призводить до збільшення вмісту в піролізному газі часток пилу. - отримані на відомій установці продукти піролізу характеризуються низькими споживчими показниками, бо в склад піролізного газу входять баластні компоненти, такі як азот, двоокис вуглецю, сірководень. - вихід рідких продуктів піролізу низький (на piвні 25%), бо в процесі піролізу відбувається їхній вторинний розклад і газифікація. - висока температура (1300°С) в реакторі зумовлена опалюванням коксового залишку повітрям, що призводить до прогару внутрішніх стінок реактора і зниження надійності і довговічності роботи установки. - використання для піролізу дрібнодисперсних і пастоподібних речовин неможливо, зважаючи на їхнє тяжке продування газом-теплоносієм в процесі піролізу. « w CO О) О) ^5 ^™ рZL^f 2* ^D 5Г ^ 10993 процесу піролізу, тобто для покришок кар'єрних Найбільш близькою за технічною суттю й ревантажівок необхідно великий час для проходжензультатом, що досягається, є установка для піроня процесу піролізу, а це значить довжина реактолізу твердих вуглеводневих матеріалів, що викору має бути такою, щоб забезпечить проходження нана в вигляді тора і містить футеровану камеру з процесу до кінця. Тобто зі збільшенням розміру розміщеним в ній металевим реактором, пристрою покришок площа мертвої зони стає значною. З для подачі теплоносія в камеру, взаємозв'язаним з цього витікає, що загальна площа установки повигазгольдером, пристрою для спалювання теплононна бути не пропорційно завбільшки відомій. Крім сія, який зв'язаний з теплообмінником, відвідний того, обслуговування ускладнюється тим, що підпатрубок, розміщений в камері, згідно з корисною хід до неї тільки з зовнішньої сторони. Сторона, моделлю, металевий реактор виконаний ізольоваяка знаходиться з внутрішньої сторони устрою, не ним по відношенню до камери і обладнаний патдоступна до підходу, це означає, що електричний рубком для відведення продуктів піролізу, тверді двигун який знаходиться в „мертвій" зоні, редуктовідходи просуваються по поду кільцевого реактора ри та інше обладнання не можливо контролювати з допомогою консольних штовхателів [Деклараційта обслуговувати; ний патент №4692 C10J3/00 Бюл. №1, 2005р. 17.01.2005]. - значно ускладнюється обслуговування та регулювання роботи горілок для опалення реактору, Суттєві ознаки відомого пристрою, які співпабо у відомій установці вони знаходяться з боку дають з ознаками запропонованої корисної моделі: внутрішньої сторони. Тобто знову таки, ця апара1. Камера з футерованим корпусом. тура не доступна до підходу, а людині, яка там 2. Металевий реактор, розміщений в камері. може знаходитися при аварійних ситуаціях, загро3. Пристрої для подачі теплоносія в камеру і жує велика небезпека. Це є грубим порушенням його спалювання, який зв'язаний з теплообміннитехніки безпеки, бо доступ до регулювання газових ком. приладів повинен бути вільний. 4. Теплообмінник зв'язаний з газгольдером. 5. Відвідний патрубок розміщений в кожній каВ основу корисної моделі поставлено задачу мері. вдосконалення і спрощення конструкції установки, зниження енергетичних витрат для піролізу велиОднак відома сукупність ознак не дозволяє когабаритних, твердих вуглеводневих матеріалів, досягнути необхідного технічного результату, а наприклад покришок кар'єрних вантажівок, в якій саме: за рахунок зміни конструкції досягається процес - утилізації підлягають тільки покришки легконизько - та середньо температурного піролізу. вих автомобілів, бо для просовування їх по підлозі реактора призначені металеві консолі, які працюПоставлена задача вирішується тим, що устають при достатньо великій температурі понад новка для піролізу зношених великогабаритних 800°С. При такий температурі міцність сталі значгумових шин, що виконана в вигляді паралелепіно знижується, що приведе при проштовхуванні педу і містить футеровану камеру з розміщеним в великих та тяжких покришок до деформації консоній металевим реактором, пристрій для подачі лів, але це потребує набагато міцнішу обичайку, теплоносія в камеру, пристрій для спалювання де закріплені консолі. Пристосування більш маситеплоносія, який зв'язаний з теплообмінними кавних консолів та обичайки потребує більшу кільмерами, кільцеву камеру обігріву завантажувалькість теплової енергії на їх нагрів. Більш масивні ної шахти, штуцер для підведення пари до вуглеконсолі та обичайки потребують більше енергії на цевого залишку та теплообмінник, відвідний живлення електричних двигунів. Крім того, важкі патрубок, розміщений в камері, згідно з корисною покришки потребують значно міцнішого металевомоделлю, металевий реактор виконаний в вигляді го реактора, тобто його необхідно виготовляти з спареного по висоті скребкового транспортера в більш товстого металевого листа, на його нагрів металевій коробчастій місткості і тверді відходи необхідно відповідна теплова енергетика, але не просуваються по поду реактора за допомогою це є головним недоліком, чим товще лист тим гірскребків, які виконані в вигляді пружних пластин. ше теплопровідність, а це значно знижує її КПД; Реактор необхідний для отримання продуктів - моделювання на прозорих моделях показанизько - та середньо температурного піролізу, підло, що покришки в процесі піролізу втрачають жотримання умов для постійного утворення рідких і рсткість своєї форми і при своєму руху по кільцегазоподібних продуктів піролізу, та безперервної вому реактору сплющуються та прижимаються до дії всієї установки. зовнішнього боку реактора. Це суттєво знижує Реактор має оребрення в напрямі руху теплотехнологічні параметри процесу в основному по носія і виконаний ізольованим по відношенню до двом причинам: в процесі теплообміну приймає камери згоряння, а також обладнаний патрубком тільки периферійна смуга реактора; основне навадля відведення продуктів піролізу, що забезпечує нтаження для просування покришок приходиться проведення в реакторі сухого піролізу з одержанна кінці консолів, що значно повишає навантаженням висококалорійних продуктів переробки вугленя на корінь консолі і знижує надійність роботи водневих матеріалів. всієї конструкції; Патрубки для відводу піролізного газу, якими - форма устрою в вигляді тору має „мертву" обладнаний реактор, необхідні для відведення зону. У відомій установці діаметр цієї зони має двох з трьох продуктів, що утворюються в процесі пряму залежність від того, які по розміру покришки піролізу, - газоподібних і рідких. переробляються, чим більш вони тим установка Теплообмінник - агрегат безперервної дії прибільше. До того, по результатам досліджень, товзначений для нагріву повітря, яке надходить у кащина шару гуми має великий вплив на швидкість меру спалювання. Блок-схема запропонованої установки для піролізу твердих вуглеводневих матеріалів представлена на схемі (фігура). Установка для піролізу твердих вуглеводневих матеріалів містить футерований корпус 11, камеру 16, кільцеву камеру 9 для обігріву завантажувальної шахти 7, теплообмінник 8, патрубок 6 для відведення відхідних газів, та патрубок 5 для відведення продуктів піролізу. В камері 16 розміщено металевий реактор, виконаний у вигляді скребкового транспортера в металевій коробчастій місткості 13, обладнаної шлюзовою шахтою 7 і патрубком 5 для відведення продуктів піролізу, що розміщений в шлюзовий шахті 7 і з'єднаний с газгольдером 3 за допомогою газоходу 4, обладнаного газовідвідним патрубком 2 для відведення газоподібних продуктів піролізу споживачу. Газгольдер 3 взаємозв'язаний з пристроями для подачі газоподібного теплоносія, виконаними у вигляді пальників 14, розміщених у днищі камери 16. Реактор 13 має оребрення 12, яке виконує не тільки теплопередачу, а також направляє топочні гази в необхідному напрямі для рівномірного розподілу тепла по всій зовнішній поверхні реактору. Крім того, оребрення необхідно для підвищення жорсткості поверхні реактора. Для безперервної дії установки, відходи просовуються по поверхні реактору за допомогою привідних зірочок 18 та цепного транспортера 15, на якому пружно закріплені скребки 10. Пружне закріплення скребків необхідно для того, щоб дрібні відходи були при просуванні щільно притиснуті до підлоги реактора, що значно підвищує швидкість процесу піроліза. Крім того, скребки не дозволяють накопичуватися тирсі, яка не контролюємо по часу знаходиться в реакторі. Пластини оребрення 12 закріплені на зовнішній поверхні реактора таким чином, що топкові гази знаходяться достатньо часу для теплообміну та передачі необхідної кількості тепла до реактору, щоб протікав процес піролізу. Залишок тепла топкових газів віддається в теплообміннику 8 для нагріву повітря, яке йде до пальників 14 і підвищує фізичну температуру паління, що значно заощаджує паливо. Швидкість обертання привідних зірочок 18 регулюється зубчатою передачею. Завдяки тому, що нагріті продукти піролізу виходять через патрубок 5, який знаходиться в шлюзовій шахті 7, залишок тепла віддається відходам. Таким чином, відходи, до того як попадуть в реактор, вже достатньо підігріті, що значно скорочує термін циклу всього процесу. Всі гарячі поверхні, що контактують з зовнішнім середовищем, мають шар теплоізоляції завдяки чому значно скорочуються збитки теплової енергії, що також значно заощаджує витрати пального. Получені в процесі сухого піролізу тверді залишки згортаються скребками через вертикальний канал 17 до ємності з водою 1, де протікає його тушіння та грануля 10993 ція. По мірі накопичення їх витягують для подальшої переробки, або віддають споживачам. Установка працює так. Подається паливо з газгольдеру 3 по газовідвідному патрубку 2 в пальники 14 та запалюється факел. Топочні гази проходять поміж оребрення реактора 12 і рівномірно зо всіх сторін нагрівають реактор 13. Залишок тепла топкових газів віддається в кільцевій камері 9 теплообміннику 8 для нагріву повітря, яке йде до камері 16 та підвищує фізичну температуру паління, значно заощаджуючи паливо. Після підвищення температури в реакторі 13 до робочої, в шлюзову шахту 7 завантажують відходи, наприклад автомобільні великогабаритні гумові шини, та додають воду в достатній кількості, щоб утворений пар витиснув повітря з реактору, або продувають вуглекислим газом. Після того включають двигун привідних зірочок 18 скребкового транспортера 15, на якому пружно закріплені скребки 10 та починають просувати покришки по підлозі реактора 13. Як тільки покришка нагрівається до заданої температури (400°-800°), починається процес піролізу. При підвищенні теплового навантаження, температура в реакторі підвищується і низькотемпературний піроліз переходить в середньотемпературний і так далі. Таким чином є можливість регулювати процес по температурі. Гарячі газоподібні продукти реакції проходячи по реактору 13 попадають в шлюз 7 де віддають залишок тепла на нагрів покришок і через патрубок 5 та магістраль 4 попадають в газгольдер 3, який може бути додатково обладнаний теплообмінниками для відділення фракцій. Частина палива з газгольдеру по трубі 2 подається на горілки 14 в камеру паління. Швидкість руху така, що за один оберт цепного транспортера 15 піроліз покришки закінчується. Таким чином, як тільки покришка скребком 10 просунеться до реактору, починається процес піролізу, який закінчується за один оберт. Твердий залишок скребком 10 згортається через вертикальний канал 17 на колосники, де при необхідності продувається паром, або згортаються безпосередньо до ємності з водою 1, де протікає його тушіння та грануляція. По мірі накопичення їх витягують для подальшої переробки, або віддають споживачам. Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує можливість об'ємного регулювання тепломасообмінними процесами, що дозволяє вести процес піролізу в регламентованому температурному діапазоні із отриманням продуктів піролізу будь-якої фази. Крім того, продукти піролізу ізольовані від баласту, а нагрів повітря, яке йде в камеру згорання, підвищує фізичну температуру паління, що значно заощаджує паливо й підвищує економічні показники установки в цілому. А-А 12 13 Щт ш Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601