Спосіб отримання компонентів альтернативного палива з полімерних органічних відходів, зношених автомобільних шин та гумотехнічних виробів

1. Спосіб отримання компонентів альтернативного палива з полімерних відходів, зношених автомобільних шин та гумотехнічних виробів порційною термічною переробкою, що включає завантаження сировини в герметичну камеру з зовнішнім підігрівачем, термічну деструкцію сировини без доступу повітря з отриманням твердого залишку, що не розкладається, і парогазової суміші, ректифікацію парогазової суміші з виділенням газової суміші і рідкого паливного компонента, очищення газової компоненти від шкідливих домішок, охолоджування холодоагентом твердого залишку, що не розкладається, наприклад рідким азотом або вуглекислим газом, вивантаження твердого залишку, що не розкладається, з подальшою його сепарацією та виділенням металічних та інших включень, використання одержаного у процесі деструкції газу, очищеного від шкідливих домішок, як палива для зовнішнього підігрівача, який відрізняється тим, що здійснюють термічну деструкцію заздалегідь підготовленої сировини в присутності рідких каталізаторів, як холодоагент використовують також водяну пару, а на твердий залишок, що не розкладається, впливають холодоагентом дворазово з подальшим його використанням як твердого енергоносія. 2. Спосіб отримання компонентів альтернативного палива з відходів за п. 1, який відрізняється тим, що як каталізатори використовують відпрацьовані нафтопродукти та Анамегатори. U 2 UA 1 3 44299 4 гумовотехнічних та інших органічних та побутових та гумовотехнічних виробів та підвищення якості відходів (далі - відходів). залишку, що не розкладається, а також отримання Відомий спосіб отримання альтернативного високоякісних компонентів альтернативного палипалива з полімерних органічних відходів, перевава. жно зношених автомобільних шин [див. Пат. UA на Поставлена задача вирішена в способі отрикорисну модель №21952, 2007.10.04, МПК (2006) мання компонентів альтернативного палива з поС 10G 1/00, F 23 G 5/00], що включає завантаженлімерних органічних відходів, зношених автомобіня початкової сировини в піролізну камеру з толольних шин та гумовотехнічних виробів, що чним відсіком, термічне розкладання початкової включає завантаження сировини в герметичну сировини без доступу повітря з отриманням заликамеру з зовнішнім підігрівачем, термічну деструкшку, що не згорає, і парогазової суміші, ректифікацію сировини без доступу повітря з отриманням цію парогазової суміші з виділенням газової суміші твердого залишку, що не розкладається, і парогаі рідкого палива, очищення газової суміші від шкідзової суміші, ректифікацію парогазової суміші з ливих домішок, охолоджування в навколишньому виділенням газової суміші і рідкого паливного комсередовищі залишку, що не згорає, з подальшим понента, очищення газової компоненти від шкідлийого вивантаженням з піролізної камери, при цьових домішок, охолоджування твердого залишку, му на залишок, що не згорає, в піролізній камері що не розкладається, холодоагентом, наприклад заздалегідь впливають холодоагентом, одержаний рідким азотом, або вуглекислим газом, вивантапісля вивантаження залишок, що не згорає сепаження твердого залишку, що не розкладається, з рують з видаленням металічних і неметалічних подальшою його сепарацією та виділенням метавключень, неметалічні включення піддають дроблічних включень, використання одержаного у проленню з подальшою його класифікацією на фракцесі деструкції газу, очищеного від шкідливих доції, а як паливо для топочного відсіку піролізної мішок, як палива для зовнішнього підігрівача тим, камери використовують одержаний в процесі пірощо здійснюють термічну деструкцію заздалегідь лізу газ, очищений від шкідливих домішок, як хопідготовленої сировини в присутності рідких каталодоагент використовують рідкий азот, або вуглелізаторів, як холодоагент використовують також кислий газ. водяний пар, а на твердий залишок, що не розПроте відомий спосіб має такі недоліки: кладається, впливають холодоагентом дворазово - невелику продуктивність у зв'язку з малим з подальшим його використанням як твердого завантаженням (2/3 об'єму) камери піролізу; енергоносія. При цьому в якості каталізаторів ви- зменшену температуру в камері (350-380°С) користовують відпрацьовані нафтопродукти та внаслідок чого збільшується час процесу, знижуАнамегатори. А під час термічної деструкції після ється глибина переробки, виникають умови для досягнення температури в герметичній камері не злежування, грудкування і внаслідок, адгезії і сегнижче 250°С, на сировину декілька разово вплирегації залишку, що не згорає, що утруднює провають рідким каталізатором, в якості якого викорицес його вивантаження з піролізної камери; стовують водний розчин Анамегатора. Крім того на - необхідність охолоджування в навколишньосировину під час термічної деструкції, при темпему середовищі, що значно знижує її добову продуратурах в герметичній камері 250-400°С, постійно ктивність. впливають рідкими каталізаторами, в якості яких Даний спосіб обраний прототипом. використовують відпрацьовані нафтопродукти. Прототип і спосіб, що заявляється, мають такі Холодоагентом на залишок, що не розкладається, спільні ознаки: впливають дворазово: при температурі 200-240°С - Завантаження сировини в герметичну камеру та при температурі 60-65°С. При цьому застосовуз зовнішнім підігрівачем; ється послідовна робота герметичних камер тер- Термічна деструкція сировини без доступу модеструкції; а після закінчення процесу переробповітря з отриманням твердого залишку, що не ки заздалегідь підготовленої сировини розкладається і парогазової суміші; застосовується охолодження герметичної камери - Виділення рідкого паливного компонента з зовнішнім повітрям; на сконденсований рідкий папарогазової суміші; ливний компонент впливають антиоксидантами та - Очищення газової суміші від шкідливих доАнамегаторами. Спосіб здійснюють за допомогою комплемішок; ксу для отримання компонентів альтернативного - Охолоджування твердого залишку, що не розкладається, холодагентом в герметичній камепалива з полімерних органічних відходів, зношері; них автомобільних шин та гумовотехнічних виробів, який наведений на кресленні (див. Фіг.1). - Вивантаження твердого залишку, що не розкладається, з подальшою сепарацією з виділенПричинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ням металічних та інших включень; істотних ознак, які заявляються і технічним ре- Використання одержаного у процесі деструкзультатом, який досягається в способі отримання ції газової суміші, очищеної від шкідливих домішок компонентів альтернативного палива з полімерних як палива для зовнішнього підігрівача; органічних відходів, зношених автомобільних шин - Використання в якості холодоагенту рідкого та гумовотехнічних виробів дозволяє отримувати азоту або вуглекислого газу. аналоги синтетичної нафти, горючого газу і тверВ основу корисної моделі поставлена задача дого (вуглецевого) залишку високої якості з можстворення високоефективного способу отримання ливістю подальшого використання усіх продуктів компонентів альтернативного палива з полімерних переробки в народному господарстві, а також доорганічних відходів, зношених автомобільних шин зволяє підвищити ефективність та глибину проце 5 44299 6 су переробки відходів при одночасному поліпшенні дженням герметичної камери 1 після закінчення споживчих властивостей одержаних продуктів розтермічної деструкції. Охолоджений твердий заликладання і виключає шкідливі викиди в навколишшок, що не розкладається ( вуглець, металокорд і нє середовище. т.д.) вивантажують на візок і відправляють на магСпосіб здійснюють таким чином: заздалегідь нітну сепарацію. Після виділення металічних підготовлену сировину (полімерні відходи, зношені включень його складують з подальшим викорисшини, гумовотехнічні вироби роздрібнюють до танням як твердого палива. На сконденсований розмірів 300 х 400 мм) направляють в герметичну рідкий паливний компонент впливають антиоксикамеру 1 з зовнішнім підігрівачем 2 до її заповнендантами та Анамегаторами. При здійсненні спосоня (приблизно 1 тонна). При завантаженні забезбу застосовується послідовна робота герметичних печують рівномірний розподіл сировини за об'камер 1 термодеструкції. Під час послідовної роємом герметичної камери 1, щоб уникнути боти герметичних камер, також послідовно відбуутворення локальної однорідності гуми висотою вається їх вивантаження та завантаження нової більшою 50-60 см. Після заповнення герметичної порції сировини. камери 1 її щільно закривають. Герметична камеТаким чином забезпечується принцип ПТП ра 1 обладнана пристроєм 3 для додавання ката(порційної термічної переробки). Здійснення сполізатора - Анамегатора та пристроєм 4 завантасобу ілюструються наступним прикладом: ження каталізаторів відпрацьованих Приклад. нафтопродуктів. Далі в зовнішній підігрівач 2 герСпосіб здійснювали на комплексі для отриметичної камери 1 завантажують тверде паливо. мання компонентів альтернативного палива з поПісля розпалу твердого палива температура в лімерних органічних відходів, зношених автомобігерметичній камері підвищується і досягає 250°С, льних шин та гумовотехнічних виробів, який в цей час на сировину декілька разово впливають наведений на кресленні (див. Фіг.1). каталізаторами, починається інтенсивне виділення Заздалегідь підготовлену сировину у кількості парогазової суміші, що прямує по трубопроводу 5 1000кг завантажують в герметичну камеру 1 тердо блоку ректифікації 6, далі газ прямує по трубомодеструкції із зовнішнім підігрівачем 2 до її запопроводу 7 до накопичувальної ємності 8 після якої внення. При завантаженні забезпечують рівноміргаз прямує на фільтр 9, де очищається від шкідлиний розподіл сировини за об'ємом герметичної вих домішок. Блок ректифікації 6 обладнаний викамери 1, щоб уникнути утворення локальної одходом 11 для сконденсованої рідини. норідності гуми висотою більшою ніж 50-60 см. Після очищення газ по трубопроводу 10 пряПісля заповнення герметичної камери 1 її щільно мує до зовнішнього підігрівача 2. Герметична казакривають. Далі в зовнішній підігрівай 2 герметимера 1 також обладнана трубопроводом подачі чної камери 1 завантажують тверде паливо у кільхолодоагенту 12. В якості каталізаторів використокості біля 50кг . Після розпалу твердого палива вують відпрацьовані нафтопродукти та Анамегатемпература в герметичній камері підвищується і тори . Під час роботи блоку ректифікації 6 в гермедосягає 250°С, після цього на сировину декілька тичній камері 1 температура не вище 380-400°С. разово впливають каталізатором - відпрацьованиТемпературний режим підтримують завдяки регуми нафтопродуктами, що розміщені в пристрої 4, лювання кількості газової суміші, що подають до починається інтенсивне виділення парогазової зовнішнього підігрівача 2 герметичної камери 1. На суміші, що прямує по трубопроводу 5 до блоку виході з герметичної камери 1 відстежують велиректифікації 6. Під час роботи блоку ректифікації 6 чину тиску парогазової суміші засобами контролю в герметичній камері 1 температура не повинна та напівавтоматичного регулювання і сигналізації. перевищувати 380-400°С. Температурний режим В процесі конденсації парогазової суміші в блоку підтримують завдяки регулювання кількості газової ректифікації 6 відокремлюють газову суміш від суміші, що подають до зовнішнього підігрівача 2 рідкої фракції. Злив одержаної рідини здійснюють герметичної камери 1. В герметичній камері 1 відкожні 30-35 хвилин в ємності-накопичувачі, куди стежують тиск парогазової суміші засобами контдодають антиоксиданти та Анамегатор. Очищений ролю та напівавтоматичного регулювання і сигнавід шкідливих домішок газ прямує на спалювання в лізації. В процесі конденсації парогазової суміші в зовнішній підігрівач 2. блоку ректифікації 6 відокремлюють газову суміш Процес переробки сировини закінчується при від рідкої фракції. Злив одержаної рідини здійснюзакінченні виділення парогазової суміші в гермеють кожні 30-35 хвилин в ємність - накопичувач 8, тичній камері 1. Зупинку термічної деструкції сирокуди додають антиоксиданти та Анамегатор. Очивини здійснюють в наступній послідовності. Спочащений від шкідливих домішок газ прямує на спатку перекривають подачу газу до зовнішнього лювання в зовнішній підігрівач 2. Процес переробпідігрівача 2. Через 40-50 хвилин після відключенки сировини закінчується при закінченні виділення ня подачі газу, припиняють подачу парогазової парогазової суміші в герметичній камері 1. Зупинку суміші до блоку ректифікації 6. На твердий залитермічної деструкції сировини здійснюють в настушок, що не розкладається, в герметичній камері 1 пній послідовності. Спочатку перекривають подачу холодоагентом впливають дворазово: при темпегазу до зовнішнього підігрівача 2. Через 40-50 хвиратурі 200-240°С та при температурі 60-65°С. В лин після відключення подачі газу, припиняють якості холодоагенту використовують рідкий азот подачу парогазової суміші до блоку ректифікації 6. або вуглекислій газ, або водяний пар, які порціями На твердий залишок, що не розкладається, в герподають в герметичну камеру 1. Подальше доохометичній камері 1 холодоагентом впливають дволодження твердого залишку, що не розкладається, разово: при температурі 200-240°С та при темпездійснюють зовнішнім повітрям разом з охолоратурі 60-65°С. В якості холодоагенту 7 44299 8 використовують рідкий азот, або вуглекислій газ, тверде паливо (як кокс), або після очищення та або водяний пар, які порціями подають в герметипомолу використовувати у лакофарбовій промисчну камеру 1. Охолодження герметичної камери 1 ловості; після закінчення термічної деструкції здійснюється - Залишки металевого корду по ГОСТу 2787зовнішнім повітрям. Охолоджений твердий зали75 - 60-120кг. Порівняння результатів термодешок, що не розкладається (вуглець, металокорд і струкції органічних відходів, зношених автомобільт.д.) вивантажують на візок і відправляють на магних шин та гумовотехнічних виробів наведено в нітну сепарацію. Після виділення металічних таблиці. включень його складують з подальшим викорисЗапропонований спосіб було випробувано в танням як твердого енергоносія. При термічній умовах експериментального виробництва, він віддеструкції 1000кг сировини було отримано: різняється від відомих підвищеною швидкістю та - піролізний газ - до 150кг (220м3), що викорисглибиною процесу переробки відходів при одночатається як паливо для зовнішнього підігрівана; сному поліпшенні споживчих властивостей одер- рідка фракція - 350-400кг, яка за параметражуваних продуктів переробки і відсутності шкідлими подібна до пічного палива; вих викидів в навколишнє середовище. - твердий залишок, що не розкладається (вуглець) - 450кг, який можливо використовувати як Таблиця Спосіб отримання компонентів альтернативного палива з полімерних органічних відходів, зношених автомобільних шин та гумовотехнічних виробів Без застосування каталізаторів 1000 6-8 350 - 380 220 - 300 6400 450 32 12-14 Об'єм закладаємої сировини, (кг) Час активної фази процесу, (год) Оптимальна температура, (°С) Кількість рідкої фракції, (л) Розчинені смоли в рідкій фракції, (мг/100мл) Вихід твердої фракції, (кг) Питома поверхня твердої фракції, (м2/г) Час охолодження до 40°С, (год.) Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне З застосуванням каталізаторів 1000 4-6 380 - 400 270 - 350 3200 400 52 8-10 Тираж 28 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