Міні-завод з переробки гумових відходів та відпрацьованих автошин в альтернативні види палива

1. Міні-завод з переробки гумових відходів та відпрацьованих автошин в альтернативні види палива, що містить котел-утилізатор з суцільним зовнішним підігрівачем, трубопровід відводу парогазової суміші та газів, систему ректифікації парогазової суміші, проміжні та накопичувальні ємності, газопровід низького тиску, який відрізняється тим, що котел-утилізатор виконаний у вигляді циліндра з зовнішнім підігрівачем та має зсувний тепловий екран, міні-завод містить блок ректифікації з функцією розподілу на низькокиплячі, висококиплячі складові та важкий залишок, обладнаний системою видалення газу, блок додаткової очистки газу від шкідливих домішок, проміжні ємності для накопичення газу, і трубопровід низкого тиску подачі газу на спалювання в зовнішньому U 2 (19) 1 3 му котел-утилізатор виконаний у вигляді вертикального, закритого з торців, трубчастого корпусу, розділеного по висоті на три секції за допомогою перегородок із отворами, розвантажувальний люк виконаний з боку трубчастого корпусу в нижній частині його середньої секції для вивантаження твердого залишку, в якому розміщені жарові подовжні труби, пропущені через отвори в перегородках, відвідний патрубок під парогазову суміш і завантажувальний люк виконані у верхній частині середньої секції, нижня секція виконана у вигляді жароміцної ванни із завантажувальним вікном під тверде паливо і формами під регульовану подачу повітря і газоподібного теплоносія, конденсаційна установка містить конденсаційну колону із дефлегматором і відвідним патрубком під газоподібну суміш, при цьому конденсаційна колона виконана у вигляді сполучених між собою за допомогою перехідних труб, встановлених одна над одною ємкостей із зливними патрубками під текучу і в'язку рідину, відповідно сполучені із накопичувальними ємкостями із водовідстійниками, діаметри перехідних труб і ємкості згаданої конденсаційної колони узято в співвідношенні не більше 1:3, блок фільтрів і накопичення газів містить циклон, вхід якого сполучений із відвідним патрубком під газоподібну суміш дефлегматора, а вихід через фільтр грубого очищення, газгольдер низького тиску і фільтр тонкого очищення із розподільною рампою, із двома виходами, один із виходів якого через компресор і газгольдер середнього тиску підключений через редукційний клапан до газопроводу низького тиску, інший вихід через систему замкової арматури - до газопроводу низького тиску, блок ректифікації містить колону ректифікації із відвідними патрубками, під відповідну фракцію продукту ректифікації і куб колони із нагрівальним елементом для підведення теплоти до киплячої в кубі рідини, як киплячу рідину куба колони використовують текучу рідину з виходу накопичувальних ємностей із водовідстійниками, відвідні патрубки колони ректифікації сполучені із розгінними ємкостями, останні сполучені із відповідними ємкостями під альтернативне паливо. Недоліком цього модуля є невелика глибина переробки, великі розміри та енергоємність, необхідність попередньої підготовки сировини (подрібнення) та необхідність значних капіталовкладень для його виготовлення. Відомий модуль обрано прототипом. Прототип і корисна модель, що заявляється, мають такі загальні ознаки: котел-утилізатор трубопровід відводу парогазової суміші колону ректифікації газопровід низького тиску проміжні та накопичувальні ємності фільтри очистки газу. В основу корисної моделі покладена задача створення нового модульного комплексу (для переробки відходів в альтернативні паливні компоненти), який би мав малі капіталовкладення, невеликі розміри та малу енергоємність. Поставлена задача була вирішена за допомогою міні-заводу для переробки гумових відходів, відпрацьованих автошин, ПЕТ-пляшок, полімерних 60315 4 тканин, поролону в альтернативні види палива, що включає котел-утилізатор, трубопровід відводу парогазової суміші та газів, колону ректифікації, накопичувальні ємності, газопровід низького тиску, проміжні ємності, систему очистки парогазової суміші тим, що котел-утилізатор виконаний у вигляді циліндру з зовнішнім підігрівачем, розміщеним під ним, та має зсувний тепловий екран, мінізавод обладнаний двоступеневою колоною ректифікації з функцією розподілу на низько киплячі, високо киплячі складові та важкий залишок, проміжну ємність для накопичення газу, блок додаткової очистки газу від шкідливих домішок і трубопровід низького тиску для подачі газу на спалювання в зовнішньому підігрівачі, при цьому котел-утилізатор за допомогою трубопроводу поєднаний з двоступеневою колоною ректифікації, а далі з проміжною ємністю для газу, блоком додаткової очистки газу від шкідливих домішок та по трубопроводу низького тиску для газу з'єднаний з зовнішнім підігрівачем, двоступенева колона ректифікації обладнана приєднаними накопичувальними ємностями для роздільного збору та зберігання низько киплячих, високо киплячих складових та важкого залишку. Двоступенева колона ректифікації виконана такою, що має можливість розподілу на низько киплячі, високо киплячі складові та важкий залишок, з можливістю видалення газових компонентів. Згідно корисної моделі, котел-утилізатор виконаний у вигляді циліндру великого діаметру з зсувним тепловим екраном для більш швидкого охолодження. Розташований котел-утилізатор на суцільному зовнішньому підігрівачі, за допомогою якого відбувається розігрів котла-утилізатора до робочої температури. Завдяки особливості конструкції було суттєво зменшено теплове навантаження на котел-утилізатор, що дало змогу використати в конструкції звичайні матеріали та суттєво знизити собівартість. З верхньої частини котлаутилізатора парогазова суміш, за допомогою паропроводу відводиться в двоступеневу колону ректифікації, після відділення рідких фракцій газ потрапляє по газопроводу низького тиску до проміжної ємності, де очищується і подається на спалювання в підігрівачі, рідкі фракції по трубопроводах подаються в накопичувальні ємності. Виконання котла-утилізатора у вигляді циліндра з суцільним підігрівачем знизу, з зсувним тепловим екраном дозволило значно прискорити процес розігріву та охолодження, що дало значне підвищення ККД котла-утилізатора, а в цілому призвело до зменшення питомих витрат на переробку одиниці ваги сировини. Застосування двоступеневої колони ректифікації парогазової суміші безпосередньо за котломутилізатором дозволило реалізувати окреме видалення низько киплячих, високо киплячих складових та важкого залишку. Застосування двоступінчастих фільтрів очистки газу та накопичення його залишків в проміжній ємності дає змогу використовувати ці залишки для побутових потреб переробного міні-заводу. Для монтажу всього обладнання за умови його максимальної потужності потрібна територія з тве 5 60315 2 рдим покриттям площею 180м (з урахуванням допоміжних приміщень) та 1500м для складу сировини, твердої фракції переробки та залишків металокорду, замість 5000м у прототипу. Встановлена споживана потужність не перевищує 5кВт замість 20 кВт у найближчого аналога. В технологічному процесі вода не має застосування, також немає потреб в очисних спорудах. Витрати води для побутових цілей не перевищують 1,5м на добу. Міні-завод для переробки відходів гуми наведено на фіг. Міні-завод містить котел-утилізатор 1, який, на відміну від найближчого аналога, виконаний із з'ємним утеплюючим екраном 2, що дало змогу значною мірою зменшити час охолодження в зрівнянні з прототипом. Розташований котел-утилізатор на суцільному підігрівачі 3, який, на відміну від найближчого аналога, не потребує застосування вогнетривкої цегли та має завдяки цьому подовжений термін придатності. Підігрівач обладнаний дверцятами для завантаження твердого палива 19 та форсунками для спалювання газу. Така конструкція котла-утилізатора, на відміну від найближчого аналогу, дає змогу збільшити швидкість нагрівання, зменшити теплове навантаження на поверхню котла та подовжити термін його служби. Завантажена в котел сировина розігрівається за допомогою підігрівача до температури розкладання гумових відходів і отримана в результаті розкладання парогазова суміш по трубопроводу 4, під'єднаного в верхній частині котла, направляється до двоступеневої колони ректифікації парогазової суміші 5а, 5б, де з неї видаляються низько киплячі, високо киплячі складові та важкий залишок. Двоступенева колона ректифікації 5 з'єднана тру 6 бопроводами 6, 7 та 8 з ємностями 9, 10 та 11 для накопичення та зберігання низько киплячих, високо киплячих складових та важкого залишку, а також з проміжною ємністю 12 для накопичення газу, який, після очищення блоком додаткової очистки газу від шкідливих домішок 13, по трубопроводу низького тиску 14 подається на форсунки зовнішнього підігрівача 3, де спалюється для підтримання технологічного процесу. Надлишковий газ, який накопичується в проміжній ємності 12, може використовуватися для побутових потреб обслуговуючого персоналу (підігрів води, приготування їжі). До ступеней 5а та 5б двоступеневої колони ректифікації 5 приєднані зовнішні електричні підігрівачі 15, 16 та 17 за допомогою яких, на відміну від найближчого аналогу, у відповідних ступенях колони ректифікації підтримуються температури, необхідні для забезпечення відокремлення низько киплячих, високо киплячих складових та важкого залишку, що забезпечує більш глибоку переробку сировини. По закінченні процесу переробки спалювання газу припиняється, з котла-утилізатора знімається з'ємний утеплюючий екран 2, що дає змогу звести до мінімуму втрати часу на охолодження котлаутилізатора. Після охолодження котла-утилізатора до температури 40-45 С° провадиться вивантаження вуглецевого залишку переробки гуми та залишків металокорду. В разі мимовільного запалювання вуглецевого залишку котел-утилізатор завдяки пристрою 18 наповнюється вуглекислим газом із балона. Після заповнення та подальшого зниження температури відновляється розвантаження котла-утилізатора. Техніко-економічні показники промислової експлуатації зразка міні-заводу (умовна назва УПВ-1-01) наведені в таблиці Показник Кількість обслуговуючого персоналу Кількість котлів-утилізаторів Режим роботи Добова продуктивність переробки гуми (1 котел) Витрати твердого палива для початкового розігріву Споживання електроенергії Споживання води на побутові потреби Вихід продукції переробки ( 1 котел): - піролізний газ - рідка фракція - тверда фракція (вуглецевий залишок) - залишки металокорду Кількість котлів-утилізаторів Процес переробки на всьому протязі контролюється та регулюється за допомогою цифрових вимірювальних приладів та за допомогою програ Кількість 5 чоловік Від 1 до 6 цілодобовий 1,0 тонн/доба 0,3складометрів(дрова) 7кВт/доба 1,5м /доба 3 150м (+/-10 %), або 225кг до 350л до 450кг до 120кг Згідно замовлення много забезпечення документується на комп'ютері. Контроль параметрів дублюється механічними контрольно-вимірювальними приладами. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 60315 8 Підписне Тираж 24 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