Спосіб переробки зношених шин

Спосіб переробки зношених шин, що включає підготовку і подачу їх у реактор через шлюзову камеру, піроліз, наступне відділення твердої фази, поділ рідкої і газоподібної фаз зі спалюванням останньої для підтримки процесу піролізу і вида 3 15828 4 Рідкий конденсат після змішання зі здрібненим шин і шнековий транспортер вивантаження твервуглецевим залишком до гомогенного стану являє дої фази. За допомогою приводу транспортер кісобою паливо - аналог мазуту марки М-40 [(72) нематична зв'язаний зі шлюзовим люком нижньою Гребеньков А.Ж., Дроздов В.Н., Новиков Г.Т. "Спокамерою розвантаження. Реактор через трубопросіб переробки гумових відходів". Патент RU від із краном і витратоміром функціонально зв'яза№2076501, (71) АТЗТ "Робентех", (51) МПК6 В29В ний з парогенератором, а також з конденсатором і 17/00, С08J 11/10, 11/14; RU БИ №9 від 27.03.97р.] накопичувальною ємністю - відстійником рідкої Недоліком відомого способу є циклічність профази [(72) Журавський Г.И., Дроздов В.Н., Мулярцесу переробки гумових відходів і, як наслідок, чик В.В. і ін. "Спосіб переробки гумових відходів", низька продуктивність і великі втрати теплової (71) (73) НТПВЦ "ТОКЕМА", Патент BY №862, (21) енергії, неминучі при періодичному завантаженні №1046А, (22)09.12.93 р., (51) МПК5 С08J 11/14, сировини в реактор і вивантаженню з нього тверС10L 1/00]. дої фази. У реактор через шлюзову камеру періодично Відомий пристрій для термічного розкладання завантажують шини, закривають люк-затвор. Одвуглецевої сировини, у тому числі старих автомоночасно від парогенератора через кран і витратобільних шин. Пристрій містить піролізну камеру мір подають перегріту водяну пару під надлишконагромаджувач, що розміщений у печі зверненим вим тиском і здійснюють термоліз по заданому униз відкритим торцем. Піч містить верхню частирежимі. Газоподібні продукти піролізу в суміші з ну у виді ковпака з подвійними стінками і нижньою водяною парою конденсують у конденсаторі. Гази, частиною - днище, з'єднане з верхньою частиною що не конденсуються, через кран і витратомір наконічним розніманням з ущільненнями. Нагромаправляють на спалювання в топку парогенератоджувач утворить з бічними стінками і стелею печі ра. Конденсат, що утвориться, з конденсатора загальний зазор, з'єднана патрубками для підвезливають у накопичувальну ємність - відстійник. дення і відводу продуктів піролізу [Dipl.-Ing. Rudolf Після завершення процесу розкладання тверду Seibrt, Rechtsanwait u. Patentanwalt. фазу (вуглецевий залишок) шнековим транспортеTattenbachatrabe 9, 8000 MONCHEN, 22; "Пристрій ром через шлюзовий люк розвантажувальної кадля одержання вуглеводнів з автомобільних шин мери видаляють з реактора і направляють на за допомогою термічної обробки". Заявка ФРН здрібнювання. Далі реактор завантажують новою №2949983, Кл. С10В 53/00,1991]. партією шин і відновляють цикл піролізу. Недоліком пристрою є низька продуктивність і До недоліків відомого пристрою є великі тепефективність, обумовлена циклічністю процесу лові втрати і низька продуктивність унаслідок цикрозкладання, зв'язана з періодичним завантаженлічного характеру процесів завантаження вихідної ням сировини і вивантаженням твердої фази з сировини і вивантаження твердих продуктів перекамери-нагромаджувача. робки. Відома також піч для піролізу автомобільних Найбільш близька до пропонованої корисної шин. Пристрій містить верхню і нижню частини, моделі варто прийняти технологічний комплекс з'єднані за допомогою конічного рознімання з ущідля переробки безвідхідним способом твердих льнювальними кільцями. У порожнині верхньої органічних відходів, у тому числі зношених автопочастини печі вертикально змонтована піролізна кришок, авіаційних і інших покришок з одержанням камера. Піч постачена кільцевим лотком з патрубенергоносіїв (бензинової фракції, мазута, піролізком для відводу рідких продуктів піролізу. Працює ного газу), пирокарбона (твердого вуглецевого пристрій циклічно: піднімають вантажопідйомним залишку) і металу, що і взято за прототип. Спосіб пристроєм верхню частину печі, у піролізну камеру включає підготовку вхідної сировини з його багазавантажують пакет шин, потім повертають верхтостадійним здрібнюванням до розміру крихти ню частину на місце і закріплюють рознімні з'єдпорядку 20-25мм і наступним сушінням. Висушена нання. Далі подають гарячі гази з топкового прикрихта надходить у реактор, де при температурі строю між стінками печі і піролізною камерою і близько 950°С піддається деструкції з виділенням здійснюють розкладання шин по заданому режимі паро-газової суміші, а твердий вуглецевий зализ наступним вивантаженням у зворотному порядку шок з металевими включеннями під власною ватвердого залишку з піролізної камери [(72) Садигою і тиском сировини просувається в нижню часков А.Ф., Тахаутдинов Ш.Ф. і ін. "Піч для піролізу тину реактора. Потім через систему охолодження вуглецевої сировини", (71) (73) AT "Татарський його направляють у двохвалкову дробарку для НИПКИ нафтового машинобудування", AT "Татпопереднього здрібнювання і відділення металу нафта", Патент RU №2078111, МПК6 С10В 1/04, від "припеченого" вуглецю. З дробарки здрібнений С10G 1/10, С10В 53/08, БИ №12 від 27.04.97р.]. твердий залишок по стрічковому транспортері наНедоліком конструкції печі є циклічність рободходить у бункер-запасник, при цьому попередньо ти і високі енерговитрати, зв'язані з необхідністю з нього витягаються металеві включення. З бункеперіодичного нагрівання печі до робочої темперара-запасника вуглецевий залишок гвинтовим житури після чергового завантаження шин і наступвильником подають у мікро здрібнювач, де відбуного охолодження при вивантаженні твердої, газовається остаточне здрібнювання до заданої подібної фази продуктів деструкції. фракції. Піролізний газ частково подають на обігВідомий пристрій для переробки гумових відрів реактора, іншу частину - споживачеві. З пари ходів методом піролізу під надлишковим тиском у рідких вуглеводнів після нафтохімічної конденсації середовищі перегрітої водяної пари. Пристрій місі ректифікації виділяють бутадієн, бензин, толуол і тить вертикальний реактор з верхньою шлюзовою бензол [Белавин В. "Виробництво технологічних камерою з люком (затвором) для завантаження комплексів по утилізації твердих органічних відхо 5 15828 6 дів", НВФ ПП "ПИРОЛ" "Вторинні ресурси. Альтерсу піролізу в піч, а рідка фаза (синтетична нафта) нативна енергетика, нафтохімія" - "Утилізація орвидається споживачеві. ганічних відходів", www.belizl.narod.ru: березень, Сутність способу і відмінні риси пристрою для 2003р.]. його реалізації полягають у наступному. Недоліком відомих способу і пристрою варто Встановлено, що термічне розкладання гуми і віднести наявність великої енергоємності процесів зношених виробів з неї, наприклад шин, є типовим здрібнювання шин і сушіння крихти, а також циклідифузійним процесом, швидкість якого обмежучність роботи реактора, у зв'язку з періодичністю ється швидкістю підведення теплоти і кінетикою процесу завантаження сировини і вивантаження дифузії летучих компонентів деструкції. Тому інтвердого залишку з реактора і зв'язані з цим істотженерно-технологічне рішення питань підведення і ні енергетичні втрати. скорочення втрат тепла є ключовою задачею для Задачею корисної моделі є усунення відзначедосягнення ефективних показників технологічного них недоліків відомих способу і пристрою для пепроцесу переробки зношених шин. Розроблений реробки гумових відходів. спосіб і пристрій дозволяють вести процес піролізу В основу корисної моделі поставлена задача гуми в безперервному режимі, виключивши цикліпідвищення продуктивності і зниження енергоємчну зупинку реактора на період завантаження виності процесу переробки зношених шин. хідної сировини і вивантаження твердих продуктів Поставлена задача вирішується тим, що у вірозкладання з робочої зони. Безперервність продомому способі переробки зношених шин, що цесу досягають за допомогою відсікання робочої включає підготовку і подачу їх у реактор через зони реактора від зовнішнього середовища за дошлюзову камеру, піроліз, наступне відділення твепомогою вхідного поршневого шлюзу і водяного рдої фази, поділ рідкої і газоподібної фаз зі спазатвора в шлюзовій камері вивантаження, що долюванням останньої для підтримки процесу піролізволяє вести процес піролізу в стаціонарному резу і видалення з реактора твердої і газоподібної жимі, не зупиняючи реактор розкладання. При фаз, відповідно до корисної моделі, процес піроліцьому нагрівання шин відбувається плавно за разу переміщення в реакторі роблять за допомогою хунок декількох зон розігріву до температури розкпоршня в режимі безперервного завантаження ладання (280-500 C). Робочу температуру в зоні шин і вивантаження твердої фази, при цьому вихірозкладання реактора, після виходу на режим, дна шлюзова камера заповнюється водою з можпідтримують за рахунок власного джерела енергії ливістю утворення водяного затвора, газоподібну спалювання газових продуктів розкладання відхофазу додатково піддають очищенню в циклоні від дів. Для цілей енергозбереження процесу розклазважених твердих часток, а розвантажувальний дання, для охолодження продуктів піролізу після транспортер виконаний стрічковим і обладнаний печі використовують зону добору тепла за допомомагнітним сепаратором. гою високотемпературного теплоносія, що далі Технічний результат, на який спрямований Конагрівається газами, що відходять, і подається в рисна модель, - дозволяє підвищити продуктивзону попереднього нагрівання. Таке конструктивне ність процесу переробки зношених шин і знизити виконання реактора істотно знижує енергетичні питомі енерговитрати. витрати на попередній розігрів шин і заощаджує На малюнку приведена принципова схема енергоресурси за рахунок рекуперації тепла. Тапристрою для здійснення способу. ким чином, досягається висока економічність проПристрій містить реактор 6, виготовлений з цесу утилізації гумових відходів і екологічна безжароміцної сталі на вході якого знаходиться шлюпека. зова камера 15 з поршнем 17, що приводиться в У процесі піролізу гуми разом з летучою газодію за допомогою зворотно-поступального механівою фазою виділяється дрібнодисперсна сажа, що зму 19. Далі розташована зона попереднього науловлюється за допомогою циклону, що розташогрівання 13, за якою розташована піч 11 з пальниваний перед конденсатором, що підвищує екологіками 9 і каналом для відводу газів на якому чну безпеку процесу утилізації зношених шин. знаходиться теплообмінник 12. Зона охолодження Важливим фактором економічної роботи прискладається з двох ділянок: на першій відбираєтьстрою є оптимізація умов підведення тепла до шин ся тепло теплообмінником 8, у якому використовуі ефективне використання реакційного обсягу реається високотемпературний теплоносій, на другій ктора, що досягається шляхом упорядкованого ділянці 7 тепло відбирається охолодною рідиною. щільного укладання шин, що завантажуються, Вивантаження твердого залишку з реактора вирошляхом поршневої подачі в реактор, тим самим бляється на транспортерну стрічку 2 розташовану забезпечують їх безперервне плавне переміщення в контейнері 4 заповнений водою 5 для утворення в робочій зоні реактора з наступним видаленням водяного затвора. Над стрічковим транспортером твердого залишку з реактора. розташований магнітний сепаратор 3 для віддіЗастосування водяного затвора в шлюзовій лення металевих включень. Наприкінці транспоркамері вивантаження твердого вуглецевого залитера знаходиться бункер 1 для складування вугшку, крім герметизації робочої зони реактора, вилецевої фази. По всій довжині реактора ключає забруднення робочої атмосфери цеху часздійснюють добір газової фази за допомогою трутками дрібно дисперсної сажі, що уловлюється бопроводів 10 вона попадає в циклон 14, де відбуводою в шлюзовій камері. Таке конструктивне рівається відділення зважених твердих часток, далі шення пристрою для реалізації способу поліпшує в конденсаторі 16 газова фаза частково перехогігієну праці і підвищує екологічну безпеку ведення дить у рідку й у ємності нагромаджувачі 18 роздіпроцесу. ляється з якої газ відбирають на підтримку проце 7 15828 8 Корисна модель здійснюється в такий спосіб. Вихід кінцевого продукту до кількості вихідної На підготовчій ділянці шини сортують по типосировини: розмірах. Далі шини захоплюють навантажувачем синтетична нафта 35-45%; (на кресленні не показане) і подають у шлюзову металеві відходи корду і бортового кікамеру завантаження 15, при цьому поршень 17 льця 10-15%; повинний знаходиться в крайнім положенні при вугілля (сажа) 30-35% якому цілком перекритий доступ у реактор. Після вуглеводний газ 10-20% завантаження кришку шлюзової камери герметичСинтетична нафта може бути розділена на но закривають і запускають зворотноустановці первинної переробки нафти в наступнопоступальний механізм 19, який пускає в хід порму співвідношенні: шень 17. Шини під дією власної ваги поступово бензин 10-15% опускаються на місце поршня. Поршень після догаз 20-25% сягнення крайньої крапки починає рух у протилеждизельне паливо 20-40% ному напрямку просуваючи шини по робочій зоні мазут 35-45% реактора 6. Діаметр реактора 6 залежить від макОтримані продукти переробки зношених шин симального діаметра шин, що завантажуються, усереднено мають наступні параметри: швидкість просування шин обрана з розрахунку 1. Тверда фаза (вугілля): часу, достатнього для повного розкладання гуми, щільність, кг/м3 1750 що у середньому складає 2,5-3 години. У зоні печі зольність, % 5,3 11. що нагрівається пальниками 9, шини вже у виді зміст сірки, % 0,3 вуглецевої фази (твердого залишку з включенням теплота згоряння, кДж/кг (ккал/кг)35970(8600) металу) надходять у зону добору тепла 8, зону 2. Рідка фаза (синтетична нафта): охолодження 7 і шлюзову камеру розвантаження щільність при 20°С, кг/м3 980 6. Далі вуглецева фаза через водяний затор попазольність, % Відсутній дає на стрічковий транспортер 2, по якому її подамасова частка сірі, % 0,85 ють через магнітний сепаратор 3, де звільняють температура спалаху, °С 50 (у закритому від металевих включень і потім складують у бунтиглі); кері 1. Газоподібна фаза відбирається по всій до95(у відкритому вжині реактора 6 витяжним трубопроводом 10, тиглі) потім газову фазу очищають від дрібно дисперсної теплота згоряння нижча, сажі в циклоні 14 і направляють у конденсатор 16. кДж/кг (ккал/кг) 41500(9875) Сконденсована рідка фаза і газова фаза, яка не За своїми характеристиках рідка фаза відповіконденсується з конденсатора 16 надходить у ємдає звичайній нафті, тверда вуглецева фаза являє ність-відстійник 18, де рідкі вуглеводні відокремсобою аналог енергетичного вугілля, а металеві люють від газу. По трубопроводу газоподібну фазу включення легований сталевий брухт. направляють у пальники 9 для спалювання у печі Реалізація способу в безперервному режимі, 11, і підтримки процесу піролізу в реакторі, а рідка на відміну від прототипу, дозволяє в 2-3 рази підфаза, як синтетична нафта з ємності-відстійника вищити продуктивність процесу переробки зноше18, направляється на злив у сховище (на кресленних шин, знизити на 30-35% питомі енерговитрати. ні не показане). Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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