Установка для піролізу твердих вуглеводневих матеріалів

1 Установка для піролізу твердих вуглеводневих матеріалів, що містить камеру, яка складена з футерованого корпуса з розміщеною в ньому з зазором металевою ретортою, пристрій для подавання газу-теплоносія в камеру, патрубок для відведення продуктів піролізу і патрубок для відведення ВІДХІДНИХ газів, яка відрізняється тим, що всередині металевої реторти СПІВВІСНО з нею встановлений кесон з розташованою в ньому СПІВВІСНО з зазором трубою, яка взаємозв'язана з додатковим патрубком для відведення ВІДХІДНИХ газів, а пристрій для подавання газу-теплоносія виконаний у вигляді розміщеного під корпусом колектора, взаємозв'язаного з порожниною камери, при цьому патрубки для відведення ВІДХІДНИХ газів і патрубок для відведення продуктів піролізу оснащені дросельними заслінками 2 Установка за п 1, яка відрізняється тим, що колектор взаємозв'язаний з порожниною камери через колосникову решітку 3 Установка за п 1, яка відрізняється тим, що патрубки для відведення ВІДХІДНИХ газів взаємозв'язані з пристроями для утилізації тепла Винахід відноситься до хімічної промисловості, а саме до утилізації твердих вуглеводневих матеріалів шляхом їхнього піролізу і може бути використаний для піролізу промислових і побутових ВІД ється на очистку від пилу, леткіх солі і смол Частина очищеного піролізного газу (40 - 50%) вертається в реактор для обігрівання реторти Недоліками відомого реактора є 1 Низький вихід газоподібних продуктів піролізу, бо біля половини їх витрачується для підтримання процесу піролізу в установці, а також високі теплові втрати при гасінні коксового залишку водою 2 Неможливість використання реактора для здійснення окислювального або суміщеного процесу піролізу при утилізації в'язких, пастоподібних, вологих, забруднених маслом або іншими нафтопродуктами земель 3 Неможливість здійснення процесів низькотемпературного і середньо температурного піролізу, бо леткі речовини, що утворюються в процесі термічного розкладу ВІДХОДІВ, рушають прямотоком спільно з відходами Тому речовини, що виділилися в верхній частині реторти, в и нижній високотемпературній частині підлягають вторинному піролізу, що практично виключає отримання рідких продуктів піролізу 4 Низький відсоток використання гарячого об'єму реактора, бо нагрівання, наприклад при піролізу автомобільних покришок здійснюється ХОДІВ Відомий реактор для піролізу твердих вуглеводневих ВІДХОДІВ, який являє собою вертикальну футеровану шахту з розміщеною всередині неї металевою ретортою, що обладнана газовими пальниками, встановленими в бокових стінках нижньої частини шахти і патрубок для відведення ВІДХІДНИХ газів, розміщений в верхній и частині Під футерованою шахтою розміщений вузол гасіння і вилучення твердого залишку з патрубком для відведення піролізного газу (Бернадшер М Н , Шурипн А П Вогнева переробка і знищення промислових ВІДХОДІВ Москва ХІМІЯ, 1990, с 20 - 21) Заздалегідь здрібнені відходи завантажують в реторту, що обігрівається зовні ВІДХІДНИМИ газами Відходи рушають згори вниз під чинністю сили ваги, швидкість їхнього руху регулюється швидкістю вилучення твердого залишку з вузла гасіння Процес піролізу безперервний Леткі речовини, що утворюються в процесі термічного розкладу ВІДХОДІВ, рушають в реторті прямотоком спільно з відходами Піролізний газ через патрубок спрямову 1 ю (О 46577 тільки з їхньої зовнішньої сторони і в будь-якому тора і зниження надійності і ДОВГОВІЧНОСТІ роботи випадку процеси піролізу будуть мати відзнаку по установки меншій мірі на 250°С Використання для пиролізу дрібнодисперсних і 5 Низька продуктивність установки, яка зумопастоподібних речовин неможливо, зважаючи на влена низькою теплопровідністю здрібнених ВІДїхнє тяжке продування газом-теплоносієм в процеХОДІВ, тому сумарна швидкість процесу визначасі піролізу ється більш низькою температурою в центральній В основу винаходу поставлено задачу вдоскочастині реторти А при збільшенні діаметру реторналення установки для піролізу твердих вуглеводти різниця між температурами осьової і перифеневих матеріалів, в якій за рахунок зміни конструкрійною зонами збільшується і може досягнути ції забезпечується можливість регулювання більш 400°С тепломасообмінними процесами, що дозволяє поширити температурний діапазон процесу піроліНайближчим аналогом заявленого винаходу є зу установка для піролізу гумових покришок, що містить дві камери, кожна з яких складається з футеПоставлена задача вирішується тим що в рованого корпуса з розміщеною в ньому металеустановці для піролізу твердих вуглеводневих мавою ретортою з перфорованою частиною, теріалів, що містить камеру, яка складена з футепристрої для подавання газу-теплоносія в кожну з рованого корпуса з розміщеною в ньому з зазором камер для його зпалювання, що зв'язані з теплометалевою ретортою, пристрій для подавання обмінником і постачені вентиляторами і камерами газу-теплоносія в камеру, патрубок для відведення змішування, патрубки для відведення продуктів продуктів піролізу і патрубок для відведення ВІДХІпіролізу і патрубки для відведення ВІДХІДНИХ газів, ДНИХ газів, згідно винаходу всередині металевої які розміщені в кожній з камер і зв'язані з теплообреторти СПІВВІСНО з нею встановлений кесон з розмінником (Патент США №5783046, кл C10J51/00, ташованою в ньому СПІВВІСНО з зазором трубою, опубл 21 07 98 ) яка взаємозв'язана з додатковим патрубком для відведення ВІДХІДНИХ газів, а пристрій для подаОзнаки найближчого аналогу, що співпадають вання газу-теплоносія виконаний у вигляді розміз суттєвими ознаками запропонованого винаходу щеного під корпусом колектора, взаємозв'язаного 1 Камера, яка складена з футерованого корз порожниною камери, при цьому патрубки для пуса відведення ВІДХІДНИХ газів і патрубок для відве2 Металева реторта, яка розміщена в корпусі дення продуктів піролізу постачені дросельними з зазором заслінками 3 Пристрій для подавання газу-теплоносія в камеру Доцільно, щоб колектор був взаємозв'язаний з порожниною камери через колосникову решітку 4 Патрубок для відведення продуктів піролізу 5 Патрубок для відведення ВІДХІДНИХ газів Доцільно, щоб патрубки для відведення ВІДХІВідома установка не забезпечує широкий темДНИХ газів були взаємозв'язаний з пристроями для пературний інтервал процесів піролізу із-за немоутилізації тепла жливості регулювання тепломасообмінними проЗапропонована установка для піролізу тверцесами, а саме дих вуглеводневих матеріалів показана на фігурі, повздовжній розріз (Фіг) На ВІДОМІЙ установці, незважаючи на велику КІЛЬКІСТЬ регулюючої апаратури, електрообладУстановка містить камеру 1, яка складена з нання і систем трубопроводу, здійснюється процес корпуса 2 з футерівкою З В корпусі 2 розміщена піролізу тільки в високотемпературному окислюметалева реторта 4, яка встановлена з зазором 5 вальному режимі і перехід на інший режим неможВсередині металевої реторти 4 СПІВВІСНО З нею ливий, або вимагає додаткової реконструкції або встановлений металевий кесон 6, в якому СПІВВІСмодифікації всієї установки Для забезпечення НО з ним розміщена труба 7, яка встановлена з стійкої і тривалої роботи установки, КІЛЬКОСТІ І тепзазором 8 відносно внутрішньої поверхні кесона 6 лотворної спроможності зворотного після теплоПід корпусом 2 розміщений пристрій для подаванобмінника пірол ізного газу недостатньо, тому ня газу-теплоносія в камеру 1, виконаний у вигляді установка додатково постачена вентиляторами колектора 9, що являє собою розподільну камеру для подачі повітря в зону горіння коксового залиш10, яка постачена патрубком 11 для подавання ку, що ускладнює конструкцію установки повітря і взаємозв'язана з порожниною камери 1 через колосникову решітку 12, розміщену в днищі Необхідною умовою роботи відомої установки корпуса 2 є контакт ВІДХІДНИХ газів з перероблюваним матеріалом, що призводить до збільшення вмісту в В верхній частині корпуса 2 розміщений патпіролізному газі часток пилу рубок 13 для відведення ВІДХІДНИХ газів, а нижній торець труби 7 взаємозв'язаний з додатковим патОтримані на ВІДОМІЙ установці продукти піролірубком 14 для відведення ВІДХІДНИХ газів Патрубзу характеризуються низькими споживчими показки 13 і 14 для відведення ВІДХІДНИХ газів взаємониками, бо в склад піролізного газу входять баласзв'язаний з пристроєм для утилізації їхнього тепла, тні компоненти, такі як азот, двоокис вуглецю, який виконаний у вигляді теплообмінника 15, взасірководень Крім того, вихід рідких продуктів піроємозв'язаного з патрубком 11 для подавання повілізу низький (на рівні 25%), бо в процесі піролізу тря в розподільну камеру 10 В верхній частині відбувається їхній вторинний розклад і газифікаметалевої реторти 4 розміщений патрубок 16 для ція відведення продуктів піролізу, що взаємозв'язаний Висока температура (1300°С) в реакторі зумоз пристроєм 17 для розподілу фаз продуктів піровлена допалюванням коксового залишку повітрям, лізу Патрубок 16 для відведення продуктів піроліщо призводить до прогару внутрішніх стінок реак 46577 зу і патрубки 13 і 14 для відведення ВІДХІДНИХ газів Процес окислювального піролізу протікає в постачені дросельними заслінками 18, 19 і 20 ВІДтому випадку, коли ВІДХІДНІ гази надходять в робоПОВІДНО Розподільна камера 10 постачена кришчий простір 23, що забезпечується перекриттям кою 21 Корпус 2 оснащений завантажувальним дросельних заслінок 19 і 20 В робочому просторі пристроєм 22, а в камері 1 між металевою ретор23 ВІДХІДНІ гази безпосередньо контактують з відтою 4 і кесоном 6 утворений робочий простір 23 ходами гуми і процес окислювального піролізу протікає в гарячому швидкісному режимі Продукти Установка працює слідуючим чином піролізу складаються з піролізного газу з мінімальТверді відходи гуми, наприклад автомобільні ною теплотою згоряння і максимальним його випокришки завантажуються в робочий простір 23, ходом, забаластованого азотом і двоокисом вугщо утворений металевою ретортою 4 і кесоном 6 лецю через завантажувальний пристрій 22 Заздалегідь на колосниковій решітці 12 поміщується шар тверРегулювання температурного режиму процесу дого палива, наприклад коксовий залишок піролізу горіння твердого палива здійснюється видатком гуми повітря, що подається через патрубок 11 Чим більш видаток повітря, тим швидше протікає проПісля початку горіння твердого палива, в розцес горіння коксового залишку, підвищується темподільну камеру 10 колектора 9 подасться повітря пература ВІДХІДНИХ газів, процес піролізу прискочерез патрубок 11, яке через колосникову решітку рюється, продуктивність установки зростає 12 надходить в зону горіння твердого палива ВІДЗниження видатку повітря призводить до уповільХІДНІ гази, що отримані в результаті горіння твернення процесу горіння коксового залишку, знижендого палива минають по зазорам 5 і 8 і передають ня температури і об'єму ВІДХІДНИХ газів Після затепло через стінки реторти 4 і кесона 6 в робочий кінчення процесу піролізу в робочий простір 23 простір 23 По мірі підвищення температури в роподається невелика КІЛЬКІСТЬ ВОДИ ДЛЯ гасіння кокбочому просторі 23 починається процес піролізу сового залишку Після продування робочого просгуми ВІДХІДНІ гази, які надходять в верхню частину тору 23 і вилучення з його об'єму моноокису вугкесона 6 вилучаються через трубу 7, що взаємолецю, перекривається дросельна заслінка 18 зв'язана з патрубком 14 і надходять в теплообмінПодальшим подаванням повітря продуваються ник 15 Минаючи через теплообмінник 15, ВІДХІДНІ зазори 5 і 8 і теплообмінник 15 від ВІДХІДНИХ газів гази нагрівають повітря, яке подається через патДля отримання максимальної КІЛЬКОСТІ КОКСОВОГО рубок 11 і через розподільну камеру 10 і колоснизалишку, обігрівання робочого простору 23 векову решітку 12 потрапляє в зону горіння, забезпедеться шляхом зпалювання частини піролізного чуючи високотемпературний режим горіння газу, що подається спільно з повітрям в розподітвердого палива за рахунок регенерації тепла ВІДльну камеру 10 Утворювані безокислювальні ВІДХІДНИХ газів Продукти піролізу, підіймаючись вверх ХІДНІ гази, минаючи через колосникову решітку 12 і в робочому просторі 23 через патрубки 16 з дрококсовий залишок надходять через зазори 5 і 8 і сельною заслінкою 18 надходять в пристрій 17, де обігрівають робочий простір 23, а після цього чевідбувається розподіл їх на газоподібні і рідкі фази рез патрубки 13 і 14 вилучаються в теплообмінник продуктів піролізу 15 В результаті такого ведення процесу вихід КІРегулювання роботи установки в залежності ЛЬКОСТІ коксового залишку максимальний, бо він не від заданого режиму тепломасообмінних процесів бере участь в процесі горіння піролізу здійснюється дросельною заслінкою 18 Процес сухого піролізу протікає в тому випадку, Після закінчення процесу піролізу в робочий коли тиск ВІДХІДНИХ газів в зазорах 5 і 8 і тиск в простір 23 подається невелика КІЛЬКІСТЬ ВОДИ або робочому просторі 23 буде рівний При цьому попара для гасіння коксового залишку Подальшим вітря, минаючи через шар твердого палива потраподаванням повітря продувається порожнина 11 і пляє в зазори 5 і 8, бо подальше просування його теплообмінник 15 від ВІДХІДНИХ газів Після припив робочий простір 23 неможливо із-за підпору вланення подавання повітря відкривається завантасної газової середи При такому режимі процесу жувальний пристрій 22 і витягається колосникова піролізу можливі варіанти решітка 12, розподільна камера 9 очищується від попілу і пилу низькотемпературний піроліз, або напівкоксовання (450 - 550°С), при якому забезпечується Регулювання дросельними заслінками 18, 19 і максимальний вихід рідких продуктів і твердого 20 співвідношення тиску піролізного газу в робозалишку і мінімальний вихід піролізного газу з макчому просторі 23 і тиску ВІДХІДНИХ газів в зазорах 5 симальною теплотою згоряння, і 8 забезпечує проведення піролізу при будь-якій температурі, що знаходиться в широкому діапазоні середньо температурний, або середньо темвід температур сухого піролізу до температурокипературне коксования (до 800°С), при якому вихід слювального піролізу піролізного газу збільшується при зниженні його теплоти згоряння, а вихід рідких продуктів і тверТаким чином, запропонований винахід забездого залишку зменшується, печує можливість об'ємного регулювання тепломасообмінними процесами, що дозволяє вести високотемпературний піроліз, або коксования процес піролізу в регламентованому температур(900 - 1000°С), при якому забезпечується мініманому діапазоні з отриманням продуктів піролізу льний вихід рідких продуктів і твердого залишку і будь-який фази максимальний вихід піролізних газів з мінімальною теплотою згоряння 46577 \ І ..f* ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71