Спосіб переробки гумотехнічних та/або полімерних відходів

1. Спосіб переробки гумотехнічних та/або полімерних відходів, який відрізняється тим, що включає в себе послідовне завантаження відповідної сировини та вуглеводневого розчинника у камеру попереднього нагріву, після чого одержану сировину направляють в камеру термолізу, оснащену зовнішнім підігрівачем, де її піддають термічній деструкції при температурі, що забезпечує оптимальний перебіг процесу, в присутності вуглеводневого розчинника, при цьому одержують парогазову суміш з наступним розділенням її на синтез-газ та рідке паливо, а твердий вуглецевий залишок, що залишився, подають у герметичну камеру конверсії, де його в присутності перегрітої водяної пари перетворюють у синтез-газ, який транспортують до камери термолізу, причому вуглецевий залишок передають до камери конверсії через вузол, який виконує функції редукції тиску між камерами, розвантажувального клапана та дозатора живлення, після чого утворений зольний U 2 54232 1 3 Відомо патент США № 64653А, який полягає в тому, що, наприклад, гумові вироби періодично завантажують в реактор, нагрівають, піддають піролізу, виводять з реактора та охолоджують парогазові продукти, що утворились, відокремлюють охолоджені гази від вуглеводнів, що сконденсувалися, піддають ректифікації рідкі вуглеводневі продукти піролізу, вивантажують твердий залишок, при цьому регулюють кількість тепла, що підводиться до реактора, по залежності питомої кількості тепла, що підводиться до реактора, від часу, визначеного від моменту завантаження сировини в реактор. Але, незважаючи на відносно високу кількість" вироблених рідких продуктів, спосіб має недоліки, пов'язані, в першу чергу, з викидом шкідливих речовин в атмосферу і втратою теплової енергії, причиною чого є циклічність процесу. Відомо спосіб переробки зношених автомобільних шин (RU 2377274), який полягає в термічній обробці шин в екстракторі, заповненому нафтовим мазутом або гудроном, що циркулює знизу доверху, при температурі 260-290°С до повного розчинення гуми. Вказаний процес супроводжується обертанням шин, що переробляються, в різні сторони відносно один одного. Сили тертя, що виникають в точках їх стикання, сприяють прискоренню процесу розчинення і 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 метало-корд. Перераховані вище недоліки способу утилізації характеризують його як недостатньо ефективний, що пов'язано з циклічністю або періодичністю процесу. В патенті RU 2251483 представлено спосіб переробки зношених шин, в якому шини підготовлюють та передають в реактор через шлюзову камеру. Здійснюють піроліз під тиком в середовищі перегрітої водяної пари з наступним відділенням твердої фази, розділенням рідкої та парогазоподібної фаз із спалюванням остатньої для підтримки процесу піролізу та видалення з реактору твердої та рідкої фаз. Піроліз проводять при низькому тиску в реакторі в інтервалі 0,01-0,1атм в режимі безперервного завантаження шин та вивантаження твердої фази. Шлюзову камеру заповнюють водою з можливістю завантаження та вивантаження реактора, при цьому утворюється водяний затвор. Парогазову фазу додатково піддають каталітичному крекінгу. Рідку фазу в кількості 25-30% спалюють в реакторі для підтримки процесу піролізу. Але, незважаючи на-усунення циклічності та пов'язаних з нею недоліків, відомий спосіб відрізняється достатньо складною технологією, зв'язаною з використанням водяного затвору, додатковими енергетичними витратами, що мають місце при додаванні сировини в камеру термолізу. Задачею цієї корисної моделі є вдосконалення способу обробки гумовотехнічних та/або полімерних відходів шляхом таких дій та режимів їх виконання, які в своїй сукупності спрямовані на спро 54232 4 щення технології з одночасним зниженням енерговитрат. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб переробки гумовотехнічних та/або полімерних відходів згідно з корисною моделлю включає в себе послідовне завантаження відповідної сировини та вуглеводневого розчинника у камеру попереднього нагріву, після чого одержану сировину направляють в камеру термолізу, оснащену зовнішнім підігрівачем, де її піддають термічній деструкції при температурі, яка забезпечує оптимальний перебіг процесу, в присутності вуглеводневого розчинника, при цьому одержують парогазову суміш з наступним розділенням її на синтез-газ та рідке паливо, а твердий вуглецевий залишокподають у герметичну камеру конверсії, де його в присутності перегрітої водяної пари перетворюють у синтез-газ, який повертають до камери термолізу, причому вуглецевий залишок передають до камери конверсії через вузол, який виконує функцію редукції тиску між камерами, розвантажувального клапану та дозатору живлення, після чого зольний залишок, що залишився, передають із камери конверсії через аналогічний згаданому вище вузлу до бункеру для наступної утилізації. Авторами цієї корисної моделі показано, що сукупність дій та особливостей їх виконання, які реалізовані у пристрої непереривної дії, дозволяють до мінімуму знизити енергетичні втрати, підвищити екологічність процесу та вихід корисних продуктів, при цьому на високому рівні забезпечити продуктивність та технологічність способу, що заявляється. Особливий вплив на досягнення технічного результату має використання в способі, що заявляється, камери попереднього нагрівання сировини, що по суті дозволяє вести процес в режимі безперервного завантаження. Камера попереднього нагрівання може бути виконана у вигляді коліна, заповненого рідким вуглеводневим розчинником. Камера у вигляді коліна забезпечує герметичність пристрою, який працює на переробку гумовотехнічних та/або полімерних відходів, що сприяє екологічності способу, оскільки викид шкідливих речовин згоряння вказаних відходів в цьому випадку є мінімальним. Підсилення технічних переваг способу, що заявляється, забезпечується також використанням в пристрої вузла, який виконує функції редукції тиску між камерами термолізу та конверсії, розвантажувального клапану та дозатору живлення. В залежності від складу зольного залишку як згаданий вище вузол при реалізації способу, що заявляється, використовують, наприклад, секторний затвор, а при наявності в зольному залишку металічного корду – шнековий пристрій. Вказаний вузол компенсує перепад тиску у відповідних герметичних камерах і тим самим досягається одержання додаткової кількості газу та металічного компоненту. Крім того, газ, одержаний в камері конверсії, направляється в камеру термолізу і тим самим 5 54232 виконує роль додаткового теплоносія. Газ, що виходить, є найбільш чистим продуктом. Камера конверсії оснащена зовнішнім підігрівачем, автори пропонують використовувати підігрівач, встановлений в середині камери. Використання плазмотрону як такого підігрівача забезпечує температуру, при якій фактично відбувається розклад домішок відходящого газу, при цьому одержаний газ, що надходить рециклом в камеру термолізу, с практично екологічно чистим. Як розчинник можуть використовуватись різні висококиплячі вуглеводні, відпрацьовані нафтопродукти і відходи нафтохімічних і хімічних виробництв, кубові залишки, мазут, гудрон, бітум та інше, в тому числі проміжний продукт переробки відходів - суспензія. Суттєвим внеском в досягнення заявленого технічного результату є надходження в камеру попереднього нагрівання сировини частини вуглеводнів, що виходять з камери термолізу та виконують роль нагрівання. На Фіг. представлено пристрій, за допомогою якого обробляють гумовотехнічні та/або полімерні відходи. Всі позиції цього пристрою будуть перераховані та пояснені разом з описом здійснення способу. Спосіб здійснюють таким чином: заздалегідь підготовлену сировину (роздрібнені полімерні відходи, зношені шини та гумовотехнічні вироби) та розчинник: відпрацьовані нафтопродукти чи продукт вже здійсненого термолізу (вуглеводнева суспензія) направляють у камеру попереднього нагріву сировини 1, потім у герметичну камеру термолізу 2 із зовнішнім підігрівачем 3. Далі у камері 2 завдяки зовнішньому підігрівачу 3 сировина нагрівається до температури 250-400°С і відбувається її деструкція із утворенням вуглеводневої суспензії і починається інтенсивне виділення паро 6 газової суміші, що спрямовується трубою 4 до блоку розділення на рідкі вуглеводні паливного класу та синтез-газ. У нижній частині камери термолізу 2 накопичуються твердий залишок - вуглець із дисперсністю 32м2/г-84м2/г., зола та металокорд, який за допомогою, наприклад, 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 2 з метою стабілізації та охолодження (нагріву сировини) та наступної евакуації через трубу 4 разом з парогазовою сумішшю. Суміш синтезгазу із камери термолізу 2 і камери конверсії 6 піддається очищенню від шкідливих домішок і готується до використання відомими способами. 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 та магнітну сепарацію. 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 3. Процес конверсії твердого вуглецевого залишку припиняється шляхом припинення подачі перегрітої пари і продувки димовими газами. При здійсненні способу застосовується подача сировини через, наприклад, шлюзову камеру, заповнену рідким вуглеводневим розчинником з температурою 250-400°С. Прикладом підтвердження виконання технічного рішення і відповідно досягаємого технічного результату, що заявляється авторами, є данні, наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Основні показники одержаних після переробки продуктів Найменування показників Пропускна здатність Продукти переробки: - рідкі вуглеводні - синтез-газ - металокорд Зола Характеристики продуктів Рідкі вуглеводні - щільність - питома теплота згоряння - теплота згоряння Синтез-газ - щільність - питома теплота згоряння - теплота згоряння Загальна теплота згоряння Розрахункова теплота на одержання електроенергії Одиниця виміру тон гуми за добу Показник 9,0 т/добу т/добу (м3/добу) т/добу т/добу 3,6 6,3 (6 750) 0,9 0,3 кг/м3 МДж/кг МДж 944,0 49,5 178,2 кг/м3 МДж/кг (МДж/м3) МДж МДж (млн..ккал) МДж (млн..ккал) 0,933 18,6(17,4) 117,2 295,4 (70,3) 87,1(20,7) 7 54232 Всі наведені вище особливості способу, що заявляється і стосуються гумовотехнічних відходів, поширюються також і на полімері відходи та їх суміші з гумотехнічними відходами. Одержані продукти рідких вуглеводнів паливного класу та синтез-газу доцільно використовувати на електростанціях, причому слід зауважити, Комп’ютерна верстка O. Рябко 8 що продукти їх спалювання відповідають нормам СС. Таким чином, спосіб, що заявляється, забезпечує безперервність процесу, високу ефективність та технологічність, є енергозберігаючим, а вихід корисних продуктів є максимально високим. 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