Піролізна установка

1. Піролізна установка, що містить реактор, який має трубчастий обертовий корпус, усередині якого по периферії у внутрішній стінці встановлені нагрівальні трубки, що нагріваються від теплоносія, торці трубчастого обертового корпуса розташовані усередині нерухомо встановлених камер герметизації підводу і відводу продуктів, а також установка містить завантажник матеріалу, яка відрізняється тим, що усередині корпуса нагрівальних трубок розміщені електричні нагрівачі та є каталізатор, при цьому кожний кінець трубки відігнутий назовні до зовнішніх стінок корпуса і закріплений на них, а через вихід, що є у торці трубки, кожний електричний нагрівач за допомогою прові U 2 (19) 1 3 12177 4 ваний заслінкою, і повітря направляється через шій плиті. Зазначені плити замикають торці корпувідкриті пристрої. Крім того, здійснюють регулюса. Для опори нагрівальних трубок у корпусі вставання температурного поля в реакторі шляхом новлені опорні елементи, конструктивне їхнє викозміни витрати повітря, подаваного на горіння віднання складне і не надійне для забезпечення ходів. переміщення матеріалу в корпусі без гальмування. Основним недоліком цього пристрою, також як До недоліків даної конструкції, насамперед, віі інших пристроїв, зв'язаних зі спалюванням відходноситься закріплення нагрівальних трубок на дів при їхньому знищенні, є, насамперед, створенторцевих плитах, це приводить до звуження пороня несприятливої екологічної обстановки. Це обужнин (обмеженню технологічних розмірів) камер мовлено тим, що при спалюванні відходів, що подачі матеріалу і відводу продуктів піроліза. Це є включають гуму, полімери, пластмасу (це основні негативним для процесу піроліза в початковий компоненти відходів) і інші матеріали виділяються період при надходженні матеріалу в корпус реактоксичні речовини, екологічно небезпечні важкі тора, а також і в наступному негативно впливає на метали й інші продукти згоряння, що негативно весь технологічний процес, тому що матеріал, впливають на навколишнє середовище і на саму який надходить у попередньо підігрітий корпус, людину. оплавляється в зоні звуженого входу, утворюютьКрім того, до недоліків описаної установки, що ся спечені неоднорідні шматки, які приймають обрана за аналог і описана вище, відноситься ниучасть в подальшому технологічному процесі, зька надійність її роботи з причини наявності велиускладнюють переміщення матеріалу і процес кої кількості регульованих основних технологічних терморозігріву, а також, що особливо важливо, параметрів за допомогою великої кількості взаєвідбувається негативне коректування подальшого мозалежних регульованих елементів конструкції процесу термічного розкладання матеріалу, його (регулювання подачі порції повітря для спалювантління і плавлення, у зоні піроліза. У зв'язку з цим ня матеріалу, регулювання подаваного повітря в не усі компоненти відходів розплавляються, це кожну із зон скупчення відходів по всій довжині порушує переміщення матеріалу, стабільність корпуса, організація спрямованого дуття під шар, протікання процесу піроліза з безперебійним пларегулювання температурного поля у реакторі при вленням матеріалу і дестабілізує процес у цілому. спалюванні відходів). Відмовлення в роботі кожноТаким чином, хід процесу піроліза не є стабільним, го з регулюючих елементів викликає серйозні змітому що не забезпечене безперебійне тління різни в технологічному процесі. норідних компонентів відходів без підвищення Відома також установка для термічного знипроцесу окислювання. Газоподібні продукти пірощення побутових відходів, у якій реалізований ліза, що виводяться з реактора, через низьку сучасний метод піроліза з використанням електриякість у неповній мері придатні для подальшого чних нагрівальних елементів [Аналог другий, опивикористання, оскільки містять домішки олій, волосаний у патенті Японії №62-213471, F23G5/00, від ги, окислювачів і токсичних з'єднань. 27.08.1987м, опубл. 05.10.1994р.], що має реактор, Крім того, для знищення відходів у технології у заглибленій порожнині в донної частини якого для застосовання високотемпературного піролізу знаходиться матеріал (відходи), взаємодіючий з необхідно постійно підтримувати високу темперанагрівачем, установленим отут же. У корпусі реактуру у реакторі, що обумовлює значне споживання тора маються вхідні отвори для подачі повітря і теплової енергії, та така технологія не є безвідводу продуктів піроліза. печною. Недоліки даної установки також зв'язані з неВ основу корисної моделі поставлена задача: досконалістю способу, що реалізується в установз метою підвищення екологічної безпеки, розшиці. Це те, що час розігріву відходів тривалий, а рення функціональних можливостей шляхом актирозігрів матеріалу нерівномірний, тому що нагрівізації процесу, удосконалити піролізну установку, вальний елемент знаходиться в заглибленій поу реакторі якої під час піроліза підтримується порірожнині і сильніше розігріває прилеглі до нагрівавняно невелика температура (300-450°С), а нагрільного елемента шматки матеріалу (відходів). Крім вальні трубки мають температуру до 1000°С. Умотого, використовують подачу повітря для прискови для активного струму і безпечного процесу рення й ефективності горіння, що обумовлює окирозкладання матеріалів (відходів), що надходять, сні процеси і наявність викидів в атмосферу. створені за рахунок ізолювання електронагрівників Прототипом є піролізна установка - обертова від продуктів піроліза з одночасним їхнім контакнагрівальна камера з внутрішніми трубами для том з вогненим каталізаторним корпусом трубки і відходів [патент Німеччини №4329871 (93429871), за рахунок зовнішнього електроз'єднання з джереС10В53/00, від 03.09.93]. Піролізна установка, міслом струму. Це також забезпечує поліпшення умов тить шнековий завантажник, реактор, що має трудля піроліза і застосування дешевих каталізаторів, бчастий обертовий корпус, усередині якого по петому що вони не забруднюються, не отруюються. риферії у внутрішньої стінки встановлені У піролізній установці, що заявляється, здійснагрівальні трубки (вони нагріваються від теплонюється безперебійне плавлення неорганічних носія), торці трубчастого обертового корпуса, розкомпонентів різних по хімічному складу, одержанташовані усередині нерухомо встановлених камер ня якісних продуктів піроліза, які без додаткової герметизації входа і відводу продуктів зі шнековим переробки, призначені для одержання корисних завантажником, та містить камери входу та відвопродуктів. ду продуктів піроліза, остання має патрубки для Поставлена задача досягається тим, що в відводу вказаних продуктів. Трубки закріплені одудосконаленої піролізної установці, що містить ним кінцем на одній плиті, а іншим кінцем - на іншнековий завантажник, реактор, який має трубча 5 12177 6 стий обертовий корпус, усередині якого по периматеріалу і вход до реактору за допомогою пресоферії у внутрішньої стінки встановлені нагрівальні ваного пробкоподібного шару матеріалу, який безтрубки, що нагріваються від теплоносія, торці труперервно подається для піроліза, і постійне перебчастого обертового корпуса розташовані усеребуває там в такому стані при примусовій дині нерухомо встановлених камер герметизації безперервній шнековій подачі матеріалу в корпус підводу і відводу продуктів. Нагрівальні трубки реактора (запобігає надходження повітря в реаквиконані у вигляді електричних нагрівачів, з кататор і запобігає вихід вихідних при піролізі газів в лізаторним корпусом. Кожен кінець трубки відігнуатмосферу); тий назовні до зовнішніх стінок корпуса і закріпле- установка корпуса реактора з нахилом доний на них, а через вихід, що є у торці трубки, зволяє поліпшити якість транспортування твердого кожен електричний нагрівач за допомогою провідзалишку і температурну обробку без гальмування ників через колектор і щітковий пристрій зв'язаний поданого для піроліза матеріалу з безперебійним з джерелом електричного струму. Камера подачі плавленням усіх включень; матеріалу, і вхід у реактор загерметизовані пресо- оконтурювання в корпусі реактора порожнини ваним пробкоподібним шаром матеріалу, що без(об'єму) у формі циліндра з розтрубами, що розперервно подається для піроліза. Пробкоподібний ширюються до торців корпуса реактора, поліпшує шар, постійно розміщений у зазначеній порожнині температурну обробку матеріалу, поданого для при примусової безперервної шнекової подачі мапіролізу. При переміщенні матеріалу в реакторі, теріалу в корпус реактора. забезпечується якісне утворення продуктів піроліКорпус реактора щодо своєї горизонтальної за, це стабілізує переміщення твердого залишку і осі може бути нахилений на кут, що відповідає 0°протікання процесу піроліза. 7°, і може бути встановленим з можливістю оберУ такий спосіб досягається стабільний хід протання убік протилежний обертанню шнека. Постацесу піроліза, тому що забезпечено безперебійне влена мета також досягається і тим, що в піролізплавлення різнорідних компонентів відходів при ної установці, що містить шнековий завантажник, мінімальному процесі окислювання. Виведені з реактор, який має трубчастий обертовий корпус, реактора високоякісні газоподібні продукти піроліусередині якого по периферії у внутрішньої стінки за придатні для безпосереднього використання у встановлені нагрівальні трубки, що нагріваються виробництві, незалежно від складу відходів. від теплоносія, торці трубчастого обертового корКорисні моделі (варіанти) пояснюються креспуса розташовані усередині нерухомо встановлеленням, на якому на Фіг.1 зображена піролізна них камер герметизації входу і випуску (відводу) установка (варіант 1), а на Фіг.2 теж (варіант 2). продуктів. Піролізна установка складається з реактора 1, Кожен кінець трубки відігнутий назовні до зовв усередину якого подається матеріал (відходи нішніх стінок корпуса і закріплений на них, для будь-якої консистенції) 2 за допомогою шнекового зовнішнього приєднання до джерела електричного завантажника (шнека) 3 через камеру подачі 4 постачання, при цьому нагрівальні трубки устаноматеріалу 2, а продукти піроліза виводяться через влені з можливістю оконтурювання в корпусі реаккамеру відводу 5 продуктів піроліза за допомогою тора порожнини (об'єму) у формі циліндра з розтвипускних пристроїв 6 (для газоподібної речовини) рубами, що розширюються до торців корпуса і 7 (для твердого). реактора. У наведеному прикладі для обох варіантів Корисна модель, що заявляється, характериприйнято, що відходи - це твердий матеріал 2, зується наявністю нових зв'язків відомих еленаприклад, пластик. ментів: Реактор 1 має трубчастий обертовий корпус я, - приєднанням нагрівальних трубок до корпуса усередині якого по периферії у внутрішньої стінки для зовнішнього приєднання до джерела електривстановлені нагрівальні трубки 8, які нагріваються чного струму і зберігання постійного об'єму в корвід джерела електроенергії (джерела струму, теппусі для піроліза; лоносія) 9. Корпус я реактора 1 може бути нахиле- виконанням нагрівальних трубок у вигляді ний щодо своєї горизонтальної осі на кут, що віделектричних нагрівачів з каталізаторним корпусом, повідає 0°-7° (встановлено експериментально). що забезпечують сприятливі умови для піроліза, Торці b, с трубчастого обертового корпуса я тому що самі трубки мають можливості нагріватирозташовані усередині нерухомо встановлених ся до температури 1000°С, при цьому каталізатор герметичних камер 4 (камера 4 - це камера подачі при такій температурі не забруднюється, не отруматеріалу 2, що жорстко і герметичне з'єднана з юється шкідливими домішками продуктів піроліза, камерою - кожухом 10) і камерою 5 відводу продутим самим, активізується процес піроліза. У самоктів піроліза. Герметичний зв'язок камери подачі му ж внутрішньому об'ємі реактора температура матеріалу 4 із внутрішнім простором (об'ємом) не перевищує 300-450°С. Вибір температури зареактора, в приведеному прикладі, забезпечений лежить від виду включень матеріалів, що перероза рахунок постійного перебування в порожнині бляються, (відходів); (об'ємі) камери подачі 4 матеріалу 2, який спресо- контактним зв'язком, який неруйнується при ваний у шар d пробкоподібної форми. При цьому обертанні корпуса, електричного нагрівача, з джематеріал 2 безперервно примусово подається релом електричного постачання (теплоносія), це шнековим завантажником 3 і надходить через зазабезпечує стабільність процесу термічного розкзначену камеру 4 у корпус я реактора 1. Корпус a ладання матеріалу, його тління і плавлення, у зоні реактора 1 і шнек 3 можуть бути встановлені з піроліза; можливістю протилежного обертання. Корпус a - забезпечується герметизація камери подачі реактора 1 теплоізольований зовні. 7 12177 8 Усередині корпуса нагрівальних трубок 8 роз1, при цьому при передачі матеріалу 2 здійснюєтьміщені електричні нагрівачі 11 та є каталізатор 12 ся одночасне його пресування до утворення проб(на корпус нагрівальних трубок 8 може бути нанекоподібної форми шару d і фіксація цієї форми сений каталізатор). Кожен кінець трубки 8 відігнуоплавленням (для забезпечення герметичного тий назовні до зовнішніх стінок корпуса a і закріпзакупорювання реактора 1 у робочому положенні). лений на них. Кожен електричний нагрівач 11 Матеріал 2 надходить (падає) в порожнину корпучерез вихід, що є у торці e трубки 8 за допомогою са а і попадає в зону піроліза. Нахилений циліндпровідників 13 через колектор 14 і щітковий приричний корпус a реактора 1 обертається відносно стрій 15 зв'язані з джерелом електричного cтруму. нерухомо встановлених камер подачі 4 матеріалу Обертання корпусаа забезпечується електропри2 і відводу 5 продуктів піроліза, і в ньому здійснюводом 16 і ланцюговою передачею 17 за рахунок ється терморозігрівання матеріалу 2, який безпеопор з роликами 18. Обертання шнека 3 може зарешкодно переміщається від камери 4 до камери 5 безпечуватися електроприводом. з супроводжуванням сприятливого термічного розЗа варіантом 2 піролізна установка, містить кладання при повному тлінні і плавленні його комреактор 1, в усередину якого матеріал (відходи понентів, що сприяє переміщенню твердого залибудь-якої консистенції) 2 подається за допомогою шку по порожнині корпуса а і стабільність завантажника 3 через камеру подачі 4 матеріалу 2, протікання процесу піроліза. Хід процесу піроліза а продукти піроліза виводяться через камеру відстабільний, тому що здійснюється повне безпереводу 5 продуктів піроліза за допомогою випускних бійне тління неорганічних різнорідних компонентів пристроїв 6 (для газоподібної речовини) і 7 (для відходів (матеріалу 2) без підвищення процесу твердого). окислювання, при цьому реактор 1 постійно одерРеактор 1 має трубчастий обертовий корпус я, жує електроживлення від джерела струму для підусередині якого по периферії у внутрішньої стінки тримки в ньому невеликої температури (300встановлені нагрівальні трубки 8, які нагріваються 450°С), а нагрівальні трубки 8 (в наведених приквід теплоносія (пара, газу і т.д.) 9. Корпус a реакладах на їх корпус нанесено каталузатор 12) досятора 1 може бути нахилений щодо своєї горизонгають температури до 1000°С. тальної осі на кут, що відповідає 0°-7° (встановлеІзолювання електронагрівників 8 від продуктів но експериментально). піроліза від контакту з каталізаторним корпусом Торці b, с трубчастого обертового корпуса я трубок 8, та зовнішнє електроз’єднання з джерерозташовані усередині нерухомо встановлених лом струму створює умови для активного струму і герметичних камер 4 (камера 4 - це камера подачі безпечного процесу розкладання матеріалів (відматеріалу 2, що жорстко і герметичне з'єднана з ходів) 2. камерою 10) і камерою 5 відводу продуктів піроліЕлектричні нагрівачі 8 нагріваються від джеза. Герметичний зв'язок камери подачі матеріалу 4 рела струму за допомогою провідників 13 через із внутрішнім простором реактора в наведеному колектор 14, взаємодіючий із щітковим пристроєм прикладі забезпечений за рахунок постійного пе15 при обертанні корпуса а реактора 1. ребування в порожнині (об'ємі) камери подачі 4 Одержувані продукти в результаті піроліза є спресованого пробкоподібного шару d матеріалу 2. високоякісними. Вони з реактора 1 надходять у При цьому матеріал 2 безперервно примусово камеру відвода 5 і далі відправляються за допомоподаваний шнековим завантажником 3 надходить гою випускних пристроїв 6 (для газоподібної речочерез зазначену камеру 4 у корпус я реактора 1. вини) і 7 (для твердого) для корисного їхнього виКорпус я реактора 1 і шнек 3 можуть бути встанокористання. влені з можливістю протилежного обертання. КорЕфективність термообробки матеріалу здійспус я реактора 1 теплоізольований зовні. нюється практично без доступу повітря, при цьому Кожен кінець нагрівальної трубки 8 відігнутий в каталізаторному корпусі нагрівальних трубок назовні до зовнішніх стінок корпуса я і закріплений температура може досягатися порядку 1000°С, а в на них, для зовнішнього приєднання до джерела середньому у внутрішньому просторі реактора постачання (теплоносія) 9 через герметичні і нерупорядку 300-450°С. хомі кожухи - камери 11. Нагрівальні труби 8 устаЗастосування електронагрівників та каталізановлені з можливістю оконтурювання в корпусі я тора ізольованих від контакту з матеріалами пірореактора 1 порожнини (об'єму) у формі циліндра з ліза у високотемпературній зоні забезпечує поліпрозтрубами, що розширюються до торців корпуса шення умов для піроліза і застосування дешевих я реактора 1. каталізаторів, тому що вони не забруднюються, не Обертання корпуса я забезпечується електроотруюються. приводом 16 і ланцюговою передачею 17 за рахуСтихійні газові викиди відсутні. нок опор з роликами 18. Обертання шнека 3 може Установка згідно другого варіанта працює забезпечуватися електроприводом. аналогічно, тільки замість електропідігрівання реаПристрій працює в такий спосіб. ктора 1 може використовуватися інший вид енергії. Включають джерело електроживлення нагріПорожнина з розтрубами на кінцях, яка утворена вальних трубок 8, попередньо нагрівають обертошляхом оконтурювання трубками 8 забезпечує вий реактор 1, і задають постійну температуру, в ефективне завантаження матеріалу 2 і відводу реакторі 1. Потім здрібнений матеріал 2 завантапродуктів піроліза, а також поліпшує контакт матежують у шнековий завантажник 3 і за допомогою ріалу 2 з нагрівачем 8 при переміщенні його в реашнека 3 постійно примусово вводять його через кторі 1 у процесі розігріву і піроліза. камеру 4 у попередньо нагрітий корпус а реактора 9 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 12177 Підписне 10 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