Установка безперервної термічної утилізації полімерних відходів

Установка безперервної термічної утилізації полімерних відходів, яка включає реактор піролізу зі шнеком, системою зовнішнього обігріву, бункерами для завантаження та розвантаження реактора і патрубком для відведення парогазової суміші із реактора, яка відрізняється тим, що реактор C2 2 (19) 1 3 - бункерами завантаження та розвантаження; - патрубком для відведення парогазової суміші; Причини, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату: При нагріванні полімерних відходів, останні розплавляються і стають рідкими, при цьому шнек, який розташований в реакторі не може забезпечити необхідної герметизації і для того щоб вони не витекли із реактора, необхідно створити відповідні умови, реактор повинен мати відповідну ємність, в якій збиралась би рідка фракція. Відома установка не може забезпечити необхідні умови і рідкі полімери можуть витекти із реактора через бункер розвантаження, а через бункер завантаження буде виходити парогазова суміш летючих фракцій, що не дозволить піддати їх піролізу. Крім цього, відома конструкція не може забезпечити чітке розділення рідких фракцій від твердого залишку, який видаляється із реактора через бункер розвантаження і не повинен містити компоненти як рідких фракцій так і летючих органічних компонентів парогазової суміші. Таким чином, відома конструкція не може забезпечити безперервну термічну утилізацію полімерних відходів. Найбільш близькою за технічною суттю до заявленої установки є установка для реалізації способу безперервної утилізації органічних відходів (див. патент України №52840 МПК 7 F23G5/027, C10G 1/00, опубл. 15.01.03. Бюл. №1), яка включає реактор піролізу зі шнеком, системою зовнішнього обігріву, бункерами для завантаження та розвантаження реактору і патрубком для відведення парогазової суміші із реактора, багатоконтурну циркуляційну систему, кожний контур якої має охолоджувач парогазової суміші з повітряним охолодженням і трубопроводи для повернення у реактор важкої рідкої фракції, блок управління температурою охолоджувачів, останній охолоджувач з'єднаний з вихідним конденсатором з водяним охолодженням. Ознаки, що збігаються з істотними ознаками установки, що заявляється: - реактор піролізу зі шнеком; - системою зовнішнього обігріву; - бункерами для завантаження та розвантаження реактору; - патрубком для відведення парогазової суміші із реактора. Причини, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату. Відома конструкція установки не може забезпечити безперервну подачу сировини в реактор при умові відсутності залишку повітря в порції сировини, що подається, тому що надмірна концентрація кисню, який знаходиться в повітрі, попадаючи в гарячий реактор вступає в реакцію з вибухонебезпечними компонентами парогазової суміші і може спричинити вибух. Крім цього, при нагріванні полімерних відходів, останні розплавляються і стають рідкими, при цьому шнек, який розташований в реакторі, не може забезпечити необхідної герметизації і для того, щоб вони не витекли із реактора, необхідно створити відповідні умови, реактор повинен мати 93427 4 відповідну ємність, в якій збиралась би рідка фракція. Відома установка не може забезпечити необхідні умови і рідкі полімери можуть витекти із реактора через бункер розвантаження, в момент відкриття заслінок для розвантаження, а через бункер завантаження, в момент відкриття заслінок для завантаження, буде виходити парогазова суміш летючих фракцій, що не дозволить піддати їх піролізу. Відома конструкція також не може забезпечити чітке розділення рідких фракцій від твердого залишку, який видаляється із реактора через бункер розвантаження, тому що він не повинен містити компоненти як рідких фракцій так і летких органічних компонентів парогазової суміші. Таким чином, відома конструкція не може забезпечити безперервну надійну термічну утилізацію полімерних відходів. В основу даного винаходу поставлена задача удосконалити установку безперервної термічної утилізації полімерних відходів шляхом введення нових конструктивних елементів, які дозволять зібрати розплавлені рідкі полімери в ємності реактора і в ній забезпечити безперервне ефективне і надійне термічне розкладання високомолекулярних складових полімерів на низькомолекулярне рідке та газоподібне паливо, і за рахунок цього збільшити продуктивність установки по сировині на 60-70%. Суть винаходу полягає в тім, що установка безперервної термічної утилізації полімерних відходів, яка включає реактор піролізу зі шнеком, системою зовнішнього обігріву, бункерами для завантаження та розвантаження реактору і патрубком для відведення парогазової суміші зі реактора, відповідно до винаходу, реактор виконаний Vподібним з двома шнеками, при цьому, бункер завантаження розташований в верхній частині лівого променю, а бункер розвантаження в верхній частині правого променю, кожен бункер постачений плунжерною системою, відповідно для подачі сировини і для видалення твердого залишку, кожна плунжерна система зі сторони реактора постачена конусною насадкою з технологічною пробкою, утвореною на плунжері завантаження сировиною, що подається, а на плунжері розвантаження твердим залишком, який вивантажується, а зовнішній обігрів виконаний у вигляді зиґзаґоподібного руху гарячих димових газів впоперек циліндричного тіла реактора, послідовно з низу правого променю до його верхньої частини, зі зворотнім димоходом в нижню частину лівого променю до його верхньої частини з виходом в димохід. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками установки, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, необхідно відзначити наступне. 1. Ознаки: «...реактор виконаний V-подібним з двома шнеками, при цьому, бункер завантаження розташований в верхній частині лівого променю, а бункер розвантаження в верхній частині правого променю», що по - перше, в основі V-подібного реактора створює V-подібну ємність, в якій накопичується рідка фракція, по-друге, шнек лівого променю забезпечує подачу холодної сировини в 5 глибину реактора, в якому температура збільшується, що приводить до плавлення полімерів і стікання рідини в V-подібну ємність, а шнек правого променю забезпечує видалення твердого залишку із рідини і подальше випаровування летучих фракцій в процесі просування його шнеком до бункеру розвантаження. 2. Ознаки: «...кожен бункер постачений плунжерною системою, відповідно для подачі сировини і для видалення твердого залишку, кожна плунжерна система із сторони реактора постачена конусною насадкою з технологічною пробкою утвореною на плунжері завантаження сировиною, що подається, а на плунжері розвантаження твердим залишком, який вивантажується», таким чином, плунжерна система забезпечує ущільнення рихлої сировини і видалення при цьому, залишку повітря, яке знаходилося поміж роздрібненою сировиною, що виключає попадання кисню в гарячий реактор, в якому знаходяться горючі пари легких фракцій полімерів. Крім цього, плунжерна система, подає опресовану сировину, або твердий залишок, під великим тиском, біля 250кг/см2, в конусну насадку, в якій утворюється щільна технологічна пробка. Сировина, яка проштовхується через конусну насадку, уже без домішок повітря потрапляє в реактор, аналогічно твердий залишок, який проштовхується через конусну насадку, уже без домішок горючого газу, який знаходиться в реакторі і утворюється в процесі розкладу полімерів, далі твердий залишок потрапляє в окремий збірний контейнер. Таким чином, пропонована конструкція забезпечує герметичність реактора і разом з тим безперервну подачу і вивантаження. 3. Ознаки: «...зовнішній обігрів виконаний у вигляді зиґзаґоподібного руху гарячих димових газів впоперек циліндричного тіла реактора, послідовно з низу правого променю до його верхньої частини, з зворотнім димоходом в нижню частину лівого променю до його верхньої частини з виходом в димохід», що забезпечує, по-перше, максимальну тепловіддачу димових газів корпусу реактора, при поперечному обтіканні циліндричного тіла гарячими димовими газами, по-друге, максимальний нагрів правого променю реактора. що створює найкращі умови для видалення із твердого залишку летучих фракцій, по-третє оптимальний нагрів лівого променю реактора, забезпечуючи рівномірний нагрів холодної сировини, яка безперервно надходить в реактор, що виключає термічний удар при попаданні холодної сировини на гарячий корпус реактора, тим самим значно збільшується термін експлуатації корпусу реактора. Суть винаходу пояснюється кресленням, де: - на Фіг.1. зображений поздовжній перетин Vподібного реактора; - на Фіг.2. зображена перегородка в димоході на реакторі. Стрілками позначені потоки: А - подача сировини; В - вихід парогазової суміші до багато контурної циркуляційної системи; С - вихід твердого залишку (технічного вуглецю); Г - рух димових газів обігріваючих реактор. 93427 6 Установка безперервної термічної утилізації полімерних відходів (Фіг.1) включає V-подібний реактор піролізу 21, який складається з лівого 1 променя зі шнеком 2 та правого 8 променя зі шнеком 7, системою зовнішнього обігріву З, бункерами для завантаження 4, та розвантаження 5 і патрубком 6, для відведення парогазової суміші (В) із реактора 21. Бункер завантаження 4 розташований в верхній частині лівого променю 1 Vподібного реактора 21, а бункер розвантаження 5 в верхній частині правого променю 8 реактора 21. кожен бункер 4 та 5 постачений плунжерною системою, що складається із гідроциліндра 9, поршня 10 що проштовхує відповідно сировину, або твердий залишок. Кожна плунжерна система постачена конусною насадкою 11, в якій, в процесі роботи на плунжері завантаження сировиною (А), що подається, утворюється технологічна пробка 12, а на плунжері розвантаження пробка 13 утворюється твердим залишком (С), який вивантажується. Далі твердий залишок потрапляє в окремий збірний контейнер 14. Зовнішній обігрів обох променів 1 та 8 реактора 21 здійснюється у вигляді зиґзаґоподібного руху гарячих димових газів (П поперек циліндричного тіла реактора 21, за рахунок перегородок 15 з конфігурацією показаною на (Фіг.2). Димові гази (Г) рухаються послідовно, від газопальникового блоку 16 розташованого в нижній частині правого променю 8 реактора 21, до його верхньої частини, потім через зворотній димохід 17, в нижню частину лівого променю 1 реактора 21, до його верхньої частини з виходом в димохід 20. Кожен шнек 2 та 7 обертається за рахунок свого електродвигуна 18 та редуктора 19. Установка безперервної термічної утилізації полімерних відходів працює наступним чином. Попередньо реактор 21 розігрівається до необхідної температури 400-800°С за рахунок гарячих димових газів (Г), які рухаються послідовно, від газопальникового блоку 16 розташованого в нижній частині правого променю 8 реактора 21, до його верхньої частини, потім через зворотній димохід 17, в нижню частину лівого променю 1 реактора 21, до його верхньої частини з виходом в димохід 18. Після чого подається сировина (А) в бункер 4, при цьому поршень 10 знаходиться в лівому крайньому положенні, далі з допомогою гідроциліндра 9 поршень переміщається в праве крайнє положення і подає запресовану сировину під тиском біля 250кг/см2 в конусну насадку 11, в якій утворюється щільна технологічна пробка 12. Сировина (А), яка проштовхується через конусну насадку 11, вже без домішок повітря потрапляє в лівий промінь 1 реактора 21. Далі включається електродвигун 18, шнек 2 починає обертатися і подає сировину (А) в реактор 21. Сировина (А) нагрівається, начинає плавитись і рідка фракція стікає в нижню частину V-подібного реактора, де накопичується, леткі фракції випаровуються і через патрубок 6 видаляються із реактора 21, а твердий залишок згрібається шнеком 7 правого променю 8, що забезпечує видалення твердого залишку із рідини і подальше випаровування летких фракцій в процесі просування твердого залишку шнеком. Далі твердий залишок попадає в бун 7 93427 кер 5, при цьому поршень 10 знаходиться в лівому крайньому положенні, далі за допомогою гідроциліндра 9 поршень переміщається в праве крайнє положення і подає запресований під тиском біля 2 250 кг/см твердий залишок в конусну насадку 11, в якій утворюється щільна технологічна пробка 13. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 8 Твердий залишок, який проштовхується через конусну насадку 11 вже без домішок горючих піролізних газів потрапляє в окремий збірний контейнер 14. Таким чином, забезпечується безперервний процес утилізації полімерних відходів. Підписне Тираж 23 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