Піролізна установка

1 Піролізна установка, яка містить реактор, що має трубчастий обертовий корпус, усередині якого по периферії у внутрішній стінці встановлені нагрівальні трубки, що нагріваються від теплоносія, торці трубчастого обертового корпуса розташовані усередині нерухомо встановлених камер герметизації входу і відводу продуктів, а також установка має завантажник матеріалу, яка відрізняється тим, що кожний кінець трубки відігнутий назовні до зовнішніх стінок корпуса і закріплений на них для зовнішнього приєднання до джерела живлення теплоносія, при цьому нагрівальні трубки встановлені з можливістю оконтурювання в корпусі реак U 1 3 13082 4 поля в реакторі здійснюють шляхом зміни витрати елементи, конструктивне їхнє виконання складне і повітря, подаваного на горіння відходів. не надійне для забезпечення переміщення матеОсновним недоліком цього пристрою, також як ріалу в корпусі без гальмування. і інших пристроїв, зв'язаних зі спалюванням відхоДо недоліків даної конструкції, насамперед, відів при їхньому знищенні, є, насамперед, створендноситься закріплення нагрівальних трубок на ня несприятливої екологічної обстановки. Це обуторцевих плитах, це приводить до звуження поромовлено тим, що при спалюванні відходів, що жнин (обмеженню технологічних розмірів) камер включають гуму, полімери, пластмасу (основні подачі матеріалу і відводу продуктів піроліза. Це є компоненти відходів) і інші матеріали виділяються негативним для процесу піроліза в початковий токсичні речовини, екологічно небезпечні важкі період при надходженні матеріалу в корпус реакметали й інші продукти згоряння, що негативно тора, а також і в наступному негативно впливає на впливають на навколишнє середовище і на саму весь технологічний процес, тому що матеріал, людину. який надходить у попередньо підігрітий корпус, Крім того, до недоліків описаної установки, що оплавляється в зоні звуженого входу, утворюютьобрана за аналог і описана вище, відноситься нися спечені неоднорідні шматки, які приймають зька надійність її роботи з причини наявності велиучасть в подальшому технологічному процесі, кої кількості регульованих основних технологічних ускладнюють переміщення матеріалу і процес параметрів за допомогою великої кількості взаєтерморозігріву, а також, що особливо важливо, мозалежних регульованих елементів конструкції відбувається негативне коректування подальшого (регулювання подачі порції повітря для спалюванпроцесу термічного розкладання матеріалу, його ня матеріалу, регулювання подаваного повітря в тління і плавлення, у зоні піроліза. У зв'язку з цим кожну із зон скупчення відходів по всій довжині не усі компоненти відходів розплавляються, це корпуса, організація спрямованого дуття під шар, порушує переміщення матеріалу, стабільність регулювання температурного поля у реакторі при протікання процесу піроліза з безперебійним пласпалюванні відходів). Відмовлення в роботі будьвленням матеріалу і дестабілізує процес у цілому. якого з регулюючих елементів викликає значні Таким чином, хід процесу піроліза не є стабільним, зміни в технологічному процесі. тому що не забезпечене безперебійне тління різВідома також установка для термічного знинорідних компонентів відходів без підвищення щення побутових відходів, у якій реалізований процесу окислювання. Газоподібні продукти піросучасний метод піроліза з використанням електриліза, що виводяться з реактора, через низьку чних нагрівальних елементів [Аналог другий, опиякість у неповній мері придатні для подальшого саний у патенті Японії №62-213471, F23G5/00, від використання, оскільки містять домішки олій, воло27.08.1987м, опубл. 05.10.1994р.], що має реактор, ги, окислювачів і токсичних з'єднань. у заглибленій порожнині донної частини якого знаКрім того, для знищення відходів у технології ходиться матеріал (відходи), взаємодіючий з надля застосування високотемпературного піроліза грівачем, установленим отут же. У корпусі реактонеобхідно постійно підтримувати високу темперара є вхідні отвори для подачі повітря і відводу туру у реакторі, що обумовлює значне споживання продуктів піроліза. теплової енергії, та така технологія не є безпечНедоліки даної установки також зв'язані з неною. досконалістю способу, що реалізується в установВ основу корисної моделі поставлена задача: ці. Це те, що час розігріву відходів тривалий, а з метою підвищення екологічної безпеки, розширозігрів матеріалу нерівномірний, тому що нагрірення функціональних можливостей шляхом активальний елемент знаходиться в заглибленій повізації процесу, удосконалити піролізну установку, рожнині і сильніше розігріває прилеглі до нагрівау реакторі якої під час піроліза підтримується порільного елемента шматки матеріалу (відходів). Крім вняно невелика температура (300-450°С), а нагрітого, використовують подачу повітря для присковальні трубки мають температуру до 1000°С. Уморення й ефективності горіння, що обумовлює окиви для активного температурного режиму і сні процеси і наявність токсичних викидів в атмосбезпечного процесу розкладання матеріалів (відферу. ходів), що надходять, створені за рахунок ізолюПрототипом є піролізна установка - обертова вання нагрівників від продуктів піроліза з одночаснагрівальна камера з внутрішніми трубами для ним їхнім контактом з вогненим каталізаторним відходів [патент Німеччини №4329871 /93429871/, корпусом трубки і за рахунок зовнішнього з'єднанС10В53/00, від 03.09.93]. Піролізна установка, місня з джерелом теплоносія. Це забезпечує поліптить шнековий завантажник, реактор, що має трушення умов для піроліза і застосування надійних бчастий обертовий корпус, усередині якого по пекаталізаторів, тому що вони не забруднюються, не риферії у внутрішній стінці встановлені нагрівальні отруюються. трубки (вони нагріваються від теплоносія), торці У піролізній установці, що заявляється, здійструбчастого обертового корпуса, розташовані усенюється безперебійне плавлення неорганічних редині нерухомо встановлених камер герметизації компонентів різних по хімічному складу, одержанвходу і відводу продуктів зі шнековим завантажниня якісних продуктів піроліза, які без додаткової ком, та містить камери входу та відводу продуктів переробки, призначені для одержання корисних піроліза, остання має патрубки для відводу вказапродуктів. них продуктів. Трубки закріплені одним кінцем на Поставлена задача досягається тим, що в одній плиті, а іншим кінцем - на іншій плиті. Зазнаудосконаленої піролізної установки, що містить чені плити замикають торці корпуса. Для опори шнековий завантажник, реактор, що має трубчаснагрівальних трубок у корпусі встановлені опорні тий обертовий корпус, усередині якого по перифе 5 13082 6 рії у внутрішній стінці встановлені нагрівальні труякому зображена піролізна установка. бки, які нагріваються від теплоносія, торці трубчаПіролізна установка, містить реактор 1, в усестого обертового корпуса розташовані усередині редину якого матеріал (відходи будь-якої консиснерухомо встановлених камер герметизації входу і тенції) 2 подається за допомогою завантажника 3 випуску (відводу) продуктів. Кожен кінець трубки через камеру подачі 4 матеріалу 2, а продукти відігнутий назовні до зовнішніх стінок корпуса і піроліза виводяться через камеру відводу 5 продузакріплений на них, для зовнішнього приєднання ктів піроліза за допомогою випускних пристроїв 6 до джерела теплопостачання, при цьому нагріва(для газоподібної речовини) і 7 (для твердого). льні трубки установлені з можливістю оконтурюРеактор 1 має трубчастий обертовий корпус вання в корпусі реактора порожнини (об'єму) у 17, усередині якого по периферії у внутрішній стінформі циліндра з розтрубами, що розширюються ці встановлені нагрівальні трубки 8, які нагрівадо торців корпуса реактора. ються від теплоносія (пара, газу і т.п.) 9. Корпус 17 Корисна модель, що заявляється, характериреактора 1 може бути нахилений щодо своєї горизується наявністю нових зв'язків відомих елемензонтальної осі на кут, що відповідає 0°-7° (встанотів: влено експериментально). приєднанням нагрівальних трубок до корпуса Торці 18, 19 трубчастого обертового корпуса для зовнішнього приєднання до джерела теплопо17 розташовані усередині нерухомо встановлених стачання і зберігання постійного об'єму в корпусі герметичних камер 4 (камера 4 - це камера подачі для піроліза; матеріалу 2, що жорстко і герметично з'єднана з виконанням нагрівальних трубок у вигляді накамерою 10) і камерою 5 відводу продуктів піролігрівачів з каталізаторним корпусом, що забезпеза. Герметичний зв'язок камери подачі матеріалу 4 чують сприятливі умови для піроліза, тому що самі із внутрішнім об'ємом реактора 1 в наведеному трубки мають можливість нагріватися до темпераприкладі забезпечений за рахунок постійного петури 1000°С, при цьому каталізатор при такій темребування в порожнині (об'ємі) камери подачі 4 пературі не забруднюється, не отруюється шкідспресованого пробкоподібного шару 20 матеріалу ливими домішками продуктів піроліза, тим самим, 2. При цьому матеріал 2 безперервно примусово активізується процес піроліза. У самому ж внутріподаваний шнековим завантажником 3 надходить шньому об'ємі реактора температура не перевичерез зазначену камеру 4 у корпус 17 реактора 1. щує 300-450°С. Вибір температури залежить від Корпус 17 реактора 1 і шнек 3 можуть бути встановиду включень матеріалів, що переробляються, влені з можливістю протилежного обертання. Кор(відходів); пус 17 реактора 1 теплоізольований зовні. контактним зв'язком, який не руйнується при Кожен кінець нагрівальної трубки 8 відігнутий обертанні корпуса, нагрівача з джерелом теплононазовні до зовнішніх стінок корпуса 17 і закріплесія, це забезпечує стабільність процесу термічного ний на них, для зовнішнього приєднання до джерозкладання матеріалу, його тління і плавлення, у рела постачання теплоносія 9 через герметичні і зоні піроліза; нерухомі кожухи-камери 11. Нагрівальні трубки 8 забезпечується герметизація камери подачі установлені з можливістю оконтурювання в корпусі матеріалу і вхід до реактору за допомогою пресо17 реактора 1 порожнини (об'єму) у формі циліндваного пробкоподібного шару матеріалу, який безра з розтрубами, що розширюються до торців корперервно подається для піроліза, і постійно перепуса 17 реактора 1. буває там в такому стані при примусовій Обертання корпуса 17 забезпечується електбезперервній шнековій подачі матеріалу в корпус роприводом 12 і ланцюговою передачею 13 за реактора (запобігає надходження повітря в реакрахунок опор з роликами 14. Обертання шнека 3 тор і запобігає вихід вихідних при піролізі газів в може забезпечуватися електроприводом. атмосферу); Пристрій працює в такий спосіб. установка корпуса реактора з нахилом дозвоВключають джерело тепложивлення нагріваляє поліпшити якість транспортування твердого льних трубок 8, попередньо нагрівають обертовий залишку і температурну обробку без гальмування реактор 1, і задають постійну температуру, в реакподаного для піроліза матеріалу з безперебійним торі 1. Потім здрібнений матеріал 2 завантажують плавленням усіх включень; у шнековий завантажник 3 і за допомогою шнека 3 оконтурювання в корпусі реактора порожнини постійно примусово вводять його через камеру 4 у (об'єму) у формі циліндра з розтрубами, що розпопередньо нагрітий корпус 17 реактора 1, при ширюються до торців корпуса реактора, поліпшує цьому при передачі матеріалу 2 здійснюється одтемпературну обробку матеріалу, поданого для ночасне його пресування до утворення пробкопопіролізу. При переміщенні матеріалу в реакторі, дібної форми шару 20 і фіксація цієї форми оплавзабезпечується якісне утворення продуктів піроліленням (для забезпечення герметичного за, це стабілізує переміщення твердого залишку і закупорювання реактора 1 у робочому положенні). протікання процесу піроліза. Матеріал 2 надходить (падає) в порожнину корпуУ такий спосіб досягається стабільний хід проса 17 і попадає в зону піроліза. Нахилений циліндцесу піроліза, тому що забезпечено безперебійне ричний корпус 17 реактора 1 обертається відносно плавлення різнорідних компонентів відходів при нерухомо встановлених камер подачі 4 матеріалу мінімальному процесі окислювання. Виведені з 2 і відводу 5 продуктів піроліза, і в ньому здійснюреактора високоякісні газоподібні продукти піроліється терморозігрівання матеріалу 2, який безпеза придатні для безпосереднього використання у решкодно переміщається від камери 4 до камери 5 виробництві, незалежно від складу відходів. з супроводжуванням сприятливого термічного розКорисна модель пояснюється кресленням, на кладання при повному тлінні і плавленні його ком 7 13082 8 понентів, що сприяє переміщенню твердого залигою випускних пристроїв 6 (для газоподібної речошку по порожнині корпуса 17 і стабільність протівини) і 7 (для твердого) для корисного їхнього викання процесу піроліза. Хід процесу піроліза стабікористання. льний, тому що здійснюється повне безперебійне Ефективність термообробки матеріалу здійстління неорганічних різнорідних компонентів віднюється практично без доступу повітря, при цьому ходів (матеріалу 2) без підвищення процесу окисв каталізаторному корпусі нагрівальних трубок лювання, при цьому реактор 1 постійно одержує температура може досягатися порядку 1000°С, а в тепложивлення від теплоносія 9 для підтримки в середньому у внутрішньому просторі реактора 1 ньому невеликої температури (300-450°С), а нагріпорядку 300-450°С. вальні трубки 8 (в наведеному прикладі на їх корЗастосування нагрівників та каталізатора ізопус нанесено каталізатор 15) досягають темперальованих від контакту з матеріалами піроліза у тури до 1000°С. високотемпературній зоні забезпечує поліпшення Ізолювання нагрівників 8 від продуктів піроліза умов для піроліза і застосування надійних каталівід контакту з каталізаторним корпусом трубок 8, заторів, тому що вони не забруднюються, не отта зовнішнє з'єднання з джерелом теплоносія руюються. Це якісно впливає на процес піролізу. створює умови для активного температурного реПорожнина з розтрубами на кінцях, яка утвожиму і безпечного процесу розкладання матеріалів рена шляхом оконтурювання трубками 8, забезпе(відходів) 2. чує ефективне завантаження матеріалу 2 і відводу Нагрівачі 8 нагріваються від джерела будь продуктів піроліза, а також поліпшує контакт матеякого теплоносія 9 за допомогою провідників 16. ріалу 2 з нагрівачем 8 при переміщенні його в реаОдержувані продукти в результаті піроліза є кторі 1 у процесі розігріву і піроліза. високоякісними. Вони з реактора 1 надходять у Стихійні газові викиди відсутні. камеру відвода 5 і далі відправляються за допомо 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