Установка термічної переробки вуглеводневих відходів

Реферат: Установка термічної переробки вуглеводневих відходів містить герметичну піролізну камеру з кришкою, систему відведення піроліних газів, сепаратор, конденсатор, ємкість для збору піролізної рідини, циркуляційний насос пристрою нагріву і охолоджування. Додатково забезпечена другою піролізною камерою з кришкою, сполученою з першою піролізною камерою системою відведення піролізних газів, виконаною з багатоступінчастих трубних конденсаторів реакційних резервуарів. Колонний конденсатор через гідрозасув сполучений з першою та другою піролізними камерами. Через насос пов'язаний з накопичувальною ємкістю і ємкістю системи охолоджування. Циркуляційний насос сполучений з ємкістю системи охолоджування і кришками піролізних камер. Пристроями охолоджування є реакційні резервуари, пристроями нагріву є форсунки подання газу. Піролізні камери розташовані горизонтально в одній площині та кожна з них сполучена з реакційним резервуаром, а всі реакційні резервуари сполучені між собою. UA 116366 U (54) УСТАНОВКА ТЕРМІЧНОЇ ПЕРЕРОБКИ ВУГЛЕВОДНЕВИХ ВІДХОДІВ UA 116366 U UA 116366 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології переробки промислових і побутових відходів і може використовуватися в гумовотехнічній промисловості, хімії, нафтохімії та в житловому комунальному господарстві для отримання паливних і сировинних ресурсів, а також для утилізації промислових і побутових відходів, у тому числі гумових відходів. В основі переробки зношених автомобільних шин використаний спосіб термічного розкладання - піролізу. В процесі піролізу утворюються вуглецевий залишок і парогазова суміш. Парогазова суміш складається з рідкого піролізного палива, піролізної води і горючих газів, що не конденсуються. Газова фракція представляє суміш різних газів, виділених з сировини в процесі його піролізу Відомим аналогом є пристрій печі для піролізу зношених автомобільних шин [див. заявка Японії 58-24473, МПК С10J 3/02, опубл. 21.05.83], що включає вертикальну піролізну камеру, встановлений співісно усередині камери трубчасте джерело обігріву, що взаємодіє з механізмом його підйому і опускання, патрубки виведення газоподібних продуктів розкладання, вузол виведення відокремлюваних від шин дротяних каркасів і шлаків, в якій пакет шин розташовують із зовнішнього боку трубчастого джерела обігріву. Аналог має наступні недоліки: складність конструкції, трудомісткість завантаження сировини і вивантаження продуктів розкладання, високу енергоємність, обумовлену необхідністю підведення тепла в камеру для піролізу. Відомим аналогом є пристрій печі для піролізу вуглеводневої сировини, зокрема зношених автомобільних шин [див. заявка ФРН № 2949983, МПК С10В 53/00, 1981], що містить піролізну камеру, обернену вниз відкритим торцем, патрубки для підведення і відведення гріючого газу і засіб для відведення продуктів піролізу Відомий аналог має наступні недоліки: високу енергоємність, обумовлену необхідністю підведення тепла в камеру для піролізу. Найближчим аналогом є установка для переробки твердої вуглеводневої сировини [див.патент RU № 2212430, МПК С10G 1/10, С08J 11/00, С08J 11/04, опубл. Бюл. №26 від 20.09.2003], що містить герметичну піролізну камеру із каналом відбору газу із піролізної камери і каналом підведення газу в піролізну камеру, сепаратора, ємкість для збору піролізної рідини, компресор, пристрої нагріву і охолоджування, при цьому канал відведення газу із піролізної камери сполучений із входом компресора безпосередньо, через теплообмінник пристрою охолоджування і через сепаратор, послідовно встановлений за теплообмінником пристрою охолоджування, а канал підведення газу в піролізну камеру сполучений із виходом компресора безпосередньо і через теплообмінник пристрою нагріву, утворюючи систему замкнутих контурів, що перемикаються за допомогою керованих клапанів. Піролізна камера сполучена із атмосферою через компресор за допомогою керованих клапанів, крім того, вона має канал відведення газу із камери в атмосферу, при цьому установка може бути додатково забезпечена камерою для початкового нагріву подальшої партії утилізованої вуглеводневої сировини, сполученої із теплообмінником пристрою охолоджування. Найближчий аналог і корисна модель мають наступні спільні ознаки: - герметична піролізна камера; - канал відбору газу із піролізної камери; - кришка, що герметично закривається; - сепаратор пари піролізної рідини; - ємкість для збору піролізної рідини - теплообмінник пристрою охолоджування; Проте найближчийаналог має наступні недоліки: високу енергоємність, обумовлену необхідністю підведення тепла для піролізу, складність конструкції, трудомісткість завантаження і вивантаження сировини. В основу корисної моделі поставлена задача створення ефективної установки для переробки утилізованої твердої вуглеводневої сировини. Поставлена задача вирішується тим, що установка термічної переробки вуглеводневих відходів містить герметичну піролізну камеру з кришкою, систему відведення піролізних газів, сепаратор, конденсатор, ємкість для збору піролізної рідини, циркуляційний насос пристрою нагріву і охолоджування, згідно з корисною моделлю, додатково забезпечена другою піролізною камерою з кришкою, сполученою з першою піролізною камерою системою відведення піролізних газів, виконаною з багатоступінчастих трубних конденсаторів - реакційних резервуарів, колонний конденсатор через гідрозасув сполучений з першою та другою піролізними камерами, а через насос пов'язаний з накопичувальною ємкістю і ємкістю системи охолоджування, циркуляційний насос сполучений з ємкістю системи охолоджування і кришками піролізних камер, при цьому пристроями охолоджування є реакційні резервуари, пристроями нагріву є 1 UA 116366 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 форсунки подання газу, при цьому піролізні камери розташовані горизонтально в одній площині та кожна з них сполучена з реакційним резервуаром, а всі реакційні резервуари сполучені між собою. Корисна модель пояснюється кресленням, де показаний загальний вигляд установки термічної переробки вуглеводневих відходів. Установка термічної переробки вуглеводневих відходів (далі установка) включає: 1) піролізну камеру, 2) піролізну камеру, 3) реакційний резервуар, 4) реакційний резервуар, 5) реакційний резервуар, 6) сепаратор аерозолів, 7) колонний конденсатор, 8) гідрозасув, 9) форсунки подання газу, 10) форсунки подання газу, 11) насос, 12) накопичувальна ємкість, 13) ємкість системи охолоджування, 14) циркуляційний насос, 15) кришка піролізної камери. У піролізні камери 1 і 2 завантажують сировину. Завантаження-вивантаження здійснюють через циліндрову кришку 15, яка при завантаженні або вивантаженні відкривається і закривається методом знімання. Реакційні резервуари 3 і 4 призначені для попередньої конденсації газової суміші висококиплячих компонентів і води, що надійшли із піролізних камер 1 і 2. Реакційний резервуар 5 і сепаратор аерозолів 6 є циліндрами, зібраними із трубних сегментів (один усередині іншого). Внутрішні циліндри служать для відділення основних компонентів парогазової суміші. Парогазова суміш з реакційного резервуара 5 надходить в сепаратора аерозолів 6, де охолоджуючись, конденсується в краплі рідкого палива і стікає в реакційний резервуар 5. Колонний конденсатор 7 виконує функцію додаткового осадження аерозольних часток. Рідка фракція, що утворюється, самоплив стікає в нижню частку реакційного резервуара 5. Рух парогазової суміші в піролізних камерах 1 і 2 здійснюється за допомогою внутрішнього тиску. На виході з гідрозасув 8 газова суміш прямує до форсунок подання газу 9 та 10 і забезпечує тим самим нагрів в робочої зоні піролізних камер 1 та 2. Паливна фракція відбирається і подається насосом 11 в накопичувальну ємкість 12. Циркуляційний насос 14 забезпечує охолоджування кришок 15 піролізних камер 1 і 2, реакційних резервуарів 3, 4, 5, колонного конденсатора 7. Установка термічної переробки вуглеводневих відходів працює таким чином: піролізні камери 1 і 2 розташовані горизонтально в одній площині. У піролізні камери 1 і 2 завантажують сировину - вуглеводневі відходи, наприклад, автомобільні шини, і герметично закривають їх кришкою піролізної камери 15. Включають циркуляційний насос 14 систем охолоджування кришок піролізних камер 15 і систем конденсації - реакційних резервуарів 3,4,5, колонного конденсатора 7. Первинне розігрівання піролізної камери 1 відбувається при використанні технічного вуглецю, що отримується в результаті роботи пристрою термічної переробки вуглеводневих відходів. У топковий простір піролізної камери 1 завантажують технічний вуглець для розігрівання піролізної камери. Температура розігрівання підтримується в діапазоні 600650 °C. Усередині піролізної камери 1 відбувається реакція піролізу завантаженої сировини. Охолоджуючись і конденсуючись, масляні складові парогазової суміші потрапляють в реакційний резервуар 5. Легші паливні фракції парогазової суміші, проходячи через конденсатор 7 осідають. Охолоджений газ проходить через гідрозасув 8 і подається до піролізної камери 1 через форсунки подання газу 9. Після 4 годин установка переходить в режим інтенсивного газоутворення. Про це свідчить температура в парогазовій трубі, яка досягає 300-330 °C і тиск в системі доходить до 4 кПа. Після цього відкриваються форсунки подання газу 10 для розігрівання піролізної камери 2. Після 11-12 годин реакція припиняється, про що свідчить падіння тиску газу до 1,5 кПа і температури на виході парогазової суміші до 150 °C. По закінченні процесу закриваються форсунки подання газу 9 та 10, скидають тиск газу. Після охолодження піролізних камер 1 і 2 протягом 12 годин і перед зняттям кришки піролізної камери 15 вирівнюють тиск, приводячи його до атмосферного. У такому режимі установка працює в 24 годинному циклі. Установка, що заявляється, дозволяє мінімізувати експлуатаційні енерговитрати, використати однофазну електричну мережу 220 В. Продуктивність установки 2 UA 116366 U 5 10 15 при цілодобовому режимі роботи за початковим матеріалом складає 2 тонн/добу, отримують наступні продукти піролізу: піролизну олію 0,8 тонн/добу, по вуглецевмісному твердому залишку 0,6 тонни/добу. Загальна споживана потужність складає 0,75 кВт/година. 3 Характеристики вуглецевий залишок: Насипна щільність 350кг/м ; Паливні характеристики: Теплота згорання - 30 Мдж/кг Масова частка сірки - не більше 1,5 % Вологість - не більше 2 % Зольність - не більше 14 % Піролізне масло: 3 Щільність при 20 С - 890 кг/м Зольність - 0,08 % Температура спалаху в закритому тиглі - 25 С Температура застигання - 53 С Теплота згорання нижча - 45400 кДж/кг Істотні відзнаки, що заявляються, дозволяють отримати наступний технічний результат підвищити ефективність процесу піроліза при повнішій переробці твердих, рідких і газоподібних продуктів піролізу. Отримують наступні продукти переробки відходів: піролізне масло (використовують як пічне паливо) і технічний вуглець. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Установка термічної переробки вуглеводневих відходів, що містить герметичну піролізну камеру з кришкою, систему відведення піроліних газів, сепаратор, конденсатор, ємкість для збору піролізної рідини, циркуляційний насос пристрою нагріву і охолоджування, яка відрізняється тим, що додатково забезпечена другою піролізною камерою з кришкою, сполученою з першою піролізною камерою системою відведення піролізних газів, виконаною з багатоступінчастих трубних конденсаторів - реакційних резервуарів, колонний конденсатор через гідрозасув сполучений з першою та другою піролізними камерами, а через насос пов'язаний з накопичувальною ємкістю і ємкістю системи охолоджування, циркуляційний насос сполучений з ємкістю системи охолоджування і кришками піролізних камер, при цьому пристроями охолоджування є реакційні резервуари, пристроями нагріву є форсунки подання газу, піролізні камери розташовані горизонтально в одній площині та кожна з них сполучена з реакційним резервуаром, а всі реакційні резервуари сполучені між собою. 3 UA 116366 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4