Спосіб утилізації гумотехнічних відходів та/або полімерних відходів

1. Спосіб утилізації гумотехнічних та/або полімерних відходів, який відрізняється тим, що відповідну сировину періодично завантажують в герметичну камеру термолізу, оснащену зовнішнім підігрівачем, після чого її піддають термічній деструкції в присутності вуглеводневого розчинника при температурі, яка забезпечує оптимальний перебіг процесу, при цьому одержують парогазову суміш з наступним виділенням з неї синтез-газу та рідкого палива, а твердий вуглецевий залишок, що не розкладається в процесі термолізу, подають у герметичну камеру конверсії, де його перетворюють у перегрітій водяній парі у синтез-газ, який повертають до камери термолізу, причому вуглецевий залишок передають до камери конверсії через вузол, який виконує функції редукції тиску між камерами, розвантажувального клапана та U 2 (13) 1 3 дять шляхом безперервної циркуляції через них продуктів конденсації парогазової суміші. Але відомий спосіб характеризується недостатньою продуктивністю та тривалістю процесу. Відомо спосіб утилізації зношених автомобільних шин (RU 2377274), який полягає в термічній обробці шин в екстракторі, що заповнений нафтовим мазутом або гудроном, що циркулює знизу доверху при температурі 260-290 °С до повного розчинення гуми. Вказаний процес супроводжується обертанням перероблюваних шин в різні боки відносно один одного. Сили тертя, що виникають в точках їх дотику, сприяють прискоренню процесу розчинення та відповідно часу на переробку. Основним недоліком вказаного рішення є відносно низький вихід корисних продуктів і не передбачено використання твердого залишку, який крім вуглецю та золи містить металокорд. Вказані вище недоліки способу утилізації характеризують його як недостатньо ефективний. Задачею корисної моделі є створення способу утилізації ГТВ та/або полімерних відходів шляхом максимальної реалізації всіх складових відходів, що переробляються, та застосування таких дій переробки, а також відповідних їм вузлів установки, внаслідок яких досягається висока ефективність та технологічність і, в першу чергу, збільшується кількість одержаних корисних продуктів, скорочується час обробки. Поставлена задача вирішується тим, що в способі утилізації ГТВ та/або полімерних відходів, згідно з корисною моделлю, відповідну сировину періодично завантажують в герметичну камеру термолізу, оснащену зовнішнім підігрівачем, після чого її піддають термічній деструкції в присутності вуглеводневого розчинника при температурі, що забезпечує оптимальний перебіг процесу, причому одержують парогазову суміш з наступним виділенням з неї синтез-газу та рідкого палива, а твердий вуглецевий залишок, що не розкладається в процесі термолізу, подають у герметичну камеру конверсії, де його перетворюють у перегрітій водяній парі у синтез-газ, який повертають до камери термолізу, причому останню дію здійснюють через вузол, який виконує функції редукції тиску між камерами, розвантажувального клапану та дозатору живлення, після чого утворений зольний залишок передають із камери конверсії за допомогою другого згаданого вищу вузла в бункер для наступної обробки. Таким чином, технічне рішення, що заявляється, має таку сукупність дій та особливостей їх виконання, що реалізовані у відповідному пристрої, які дозволяють максимально витягати корисні продукти, при цьому зберігати високу продуктивність та технологічність. Визначальне значення для досягнення технічного результату має використання вузла, який виконує функції редукції тиску між камерами, розвантажувального клапану та дозатору живлення. Таким вузлом в залежності від складу зольного залишку може бути, наприклад, секторний за 53730 4 твор або шнековий пристрій, наприклад, за наявності в зольному залишку металічних кордів. Вказаний вузол дозволяє компенсувати перепад тиску у відповідних герметичних камерах і тим самим забезпечити одержання додаткової кількості газу та металевого компоненту. Крім того, додатковий газ, що одержано в камері конверсії, виконує роль додаткового теплоносія, оскільки його передають з камери конверсії до камери термолізу. Камера конверсії звичайно оснащена зовнішнім підігрівачем, автори пропонують використовувати як підігрівач і плазматрон, розташований всередині камери. Використання плазматрону дозволяє досягти температур, при яких виникає розклад домішок відходящого газу, внаслідок чого газ, що надходить рециклом до камери термолізу, є практично екологічно чистим. Як розчинник можуть використовуватись і різні висококиплячі вуглеводні, відпрацьовані нафтопродукти та відходи нафтохімічних і хімічних виробництв, кубові залишки, мазути, гудрон, бітум і так далі, в тому числі проміжний продукт переробки шин - суспензія розчиненої (деструктованої) гуми. На малюнку представлено пристрій, за допомогою якого здійснюють спосіб, що заявляється. Всі позиції даного пристрою будуть наведені підчас опису здійснення способу. Спосіб здійснюється таким чином: заздалегідь підготовлену сировину (роздрібнені полімерні відходи, зношені шини та гумотехнічні вироби) та розчинник, наприклад, відпрацьовані нафтопродукти чи продукт вже здійсненого термолізу (вуглеводнева суспензія) направляють в герметичну камеру термолізу 1 із зовнішнім підігрівачем 2, яка не охолоджується після попереднього циклу. Після заповнення камери термолізу її герметизують. Далі при відновленні у камері 1 завдяки зовнішньому підігрівачу 2 температури у 250-400 °С відбувається розчинення сировини із утворенням вуглеводневої суспензії і починається інтенсивне виділення парогазової суміші, що спрямовується трубою 3 до блоку розділення на рідкі вуглеводні паливного класу та синтез-газ. У камері для термодеструкції передбачено пристрій 4 для відбору у процесі виробництва гарячої вуглеводневої суспензії для подання її як розчинника до камери термолізу. У нижній частині камери термолізу 1 накопичується твердий залишок вуглецю із дисперсністю 32 м2/г - 84 м2/г, зола та металокорд, який за допомогою секторного затвору 5 порційно передається до камери конверсії 6 , у яку трубопроводом 7 подається перегріта пара і здійснюється конверсія твердого вуглецю у синтез- газ, який по трубопроводу 8 надходить до камери термолізу 1 з метою стабілізації та охолодження (нагріву сировини) та наступної евакуації через трубу 3 разом з парогазовою сумішшю. Суміш газу із камери термолізу 1 і камери конверсії 6 піддається очищенню від шкідливих домішок і готується до використання відомими способами. 5 53730 Зольний залишок та металокорд, який накопичується у камері конверсії, за допомогою секторного затвору 9 вивантажують у бункер 10, обладнаний системою охолодження водою і далі відправляють на візок і на магнітну сепарацію. Процес термодеструкції сировини закінчується при закінченні відділення паро газової суміші в камері 1. Зупинку термічної деструкції сировини здійснюють у наступній послідовності. Спочатку припиняють подачу синтез-газу із камери конверсії 6 і виконують продувку димовими газами із зовнішнього підігрівача 2. Процес конверсії твердого вуглецевого залишку припиняється на час перезавантаження камери термолізу шляхом припинення подачі перегрітої пари. При здійсненні способу застосовується послідовна робота герметичних камер 1 та 6. Підчас послідовної роботи герметичних камер також послідовно відбувається вивантаження та завантаження ново порції сировини. Таким чином забезпечується принцип порційної переробки. Прикладом підтвердження досягнення технічного рішення, що заявляється авторами, є данні, наведені в Таблиці 1. Таблиця 1 Параметри корисних продуктів, одержаних при утилізації зношених шин Назва Рідкі вуглеводні паливного класу Синтез-газ Металокорд Зольний залишок Параметр, мас. % 47 40 10 2 А в Таблиці 2 представлені характеристики продуктів, одержаних при утилізації зношених шин. 6 Таблиця 2 Характеристика продуктів, одержаних при утилізації зношених шин Назва Рідкі вуглеводні паливного класу Синтез газ Параметр Щільність = 944 кг/м3 Теплота згоряння = 49,5 кДж/кг Щільність =1,1 кг/м3 Теплота згоряння = 12,0 кДж/кг Основні компоненти газу: Оксид вуглецю до 25 % Водень до 55 % Двооксид вуглецю менше 4 % Метан до 5 % За своїми характеристиками рідка фаза відповідає мазуту марки М-40. Реалізація способу на відміну від існуючих способів утилізації дозволяє у 1,5-2 рази підвищити продуктивність процесу переробки шин. Що стосується утилізації інших, ніж зношені шини, відходів, зокрема полімерних гумових виробів, то на них розповсюджуються ті ж вимоги та умови, що описані вище. Використання одержаних продуктів рідких вуглеводнів паливного класу та синтез- газу доцільно використовувати як паливо для газопаротурбоелектрогенераторів. Металокорд утилізується за відомими технологіями. Зольний залишок (речовини, що містять сірку, азот, кисень та ін.) утилізуються чи складаються, виходячи із місцевих умов. Таким чином, спосіб, що заявляється, є високоефективним, оскільки в ньому використовуються енергозберігаючі технології, Збільшується як якісний, так і кількісний вихід продуктів переробки і, в першу чергу, палива та синтез-газу. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 53730 8 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