Модуль для одержання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів

Модуль для одержання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів, переважно зношених автошин, що включає котелутилізатор із завантажувальним і розвантажувальним люками І патрубок для відведення парогазової суміші, конденсаційну установку, накопичувальні ємкості із водовідстійниками, блок фільтрів і накопичення газів, блок ректифікації і газопроводи низького і середнього тиску, який відрізняється тим, що 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 середньої1 секції', нижня секція виконана у вигляді жароміцної' ванни із завантажувальним вікном під тверде паливо і фурмами під регульовану подачу повітря і газоподібного теплоносія, конденсаційна установка містить конденсаційну колону із дефле Корисна модель відноситься до галузі енергетики, паливної, хімічної і ін. галузям народного господарства і може бути використана при утилізації твердих відходів, зокрема зношених, відпрацьованих автошин і інших видів гумотехнічних виробів і полімерів з метою отримання альтернативних видів палива. Відомий пристрій для переробки твердих відходів переважно зношених автошин по патенту Японії № 60-135481, опубл. 18.07.1985 p., що включає, котел-утилізатор із завантажувальним і розвантажувальним люками і патрубок для відве гматором 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 з 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 ємкостей із водовідстій1 никами, відвідні патрубки колони ректифікації сполучені із розпнними ємкостями, останні сполучені із ВІДПОВІДНИМИ ємкостями під альтернативне па ливо. дення парогазової суміші, конденсаційну установку, накопичувальні ємкості із вологовідстійниками, блок фільтрації газової суміші, блок ректифікації' і газопроводи низького і середнього тиску. Найближчим аналогом до корисної моделі, що заявляється, по сукупності співпадаючих ознак і технічному результату, що досягається, являється пристрій для переробки твердих відходів переважно зношених автошин по патенту Японії № 60106694, опубл. 24.05.1986 p., що включає, котелутилізатор із завантажувальним і розвантажувальним люками і патрубок для відведення парогазової О) о 00 6809 суміші, конденсаційну установку, накопичувальні ємкості із вологовідстійниками, блок фільтрації газової суміші, блок ректифікації і газопроводи низького і середнього тиску. Загальним недоліком приведених технологічних ЛІНІЙ являється низька якість одержаного горючого палива і наявність в ньому низькокиплячих фракцій. Крім того, наведені технологічні лінії енергоємні і вимагають великих капіталовкладень. В основу корисної моделі поставлена задача, удосконалити модуль для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів, переважно зношених автошин, шляхом зміни елементів конструкції модуля і нового взаємозв'язку між ними, спростити модуль, і за рахунок цього, зменшити капіталовкладення, здешевити собівартість і підвищити якість одержуваних альтернативних палив. Задача вирішена тим, що модуль для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних ВІДХОДІВ, переважно зношених автошин, що включає котел-утилі затор із завантажувальним і розвантажувальним люками і патрубок для відведення парогазової суміші, конденсаційну установку, накопичувальні ємкості із вологовідстійниками, блок фільтрації газової' суміші, блок ректифікації і газопроводи низького і середнього тиску, згідно корисної моделі, котел - утилізатор виконаний у вигляді вертикального, закритого з торців, трубчастого корпусу, розділеного по висоті на три секції за допомогою перегородок із отворами, розвантажувальний люк для вивантаження твердого залишку, виконаний збоку трубчастого корпусу в нижній частині його середньої секції, в якій розміщені жарові подовжні труби, пропущені через отвори в перегородках, завантажувальний люк і відводячий патрубок під парогазову суміш, виконаний у верхній частині середньої секції, нижня секція виконана у вигляді жароміцної ванни із завантажувальним вікном під тверде паливо і фурмами під регульовану подачу повітря і газоподібного теплоносія, конденсаційна установка, що містить конденсаційну колону із дефлегматором і відвідним патрубком, під газоподібну суміш, при цьому конденсаційна колона виконана у вигляді повідомлених між собою за допомогою перехідних труб встановлених одна над іншою ємкостей із зливними патрубками під текучу і в'язку рідину, відповідно повідомлені із накопичувальними ємкостями із водовідстійниками, діаметр перехідних труб і ємкості згаданої конденсаційної колони узято в співвідношенні не більш (1:3), блок фільтрації' газової' суміші містить циклон, вхід якого повідомлений 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 з виходів якого через компресор і газгольдер середнього тиску, підключений через редукційний клапан до газопроводу низького тиску, інший через систему замочно'і арматури також 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, у якості киплячої рідини куба колони використовують текучу рідину з виходу накопичувальних ємкостей із водовідстійниками, відводячи патрубки колони ректифікації, повідомлені із розмінними ємкостями, останні повідомлені із відповідними ємкостями під альтернативне паливо. Виконання котла-утилізатора у вигляді вертикального, закритого з торців, трубчастого корпусу, розділеного по висоті на три секції за допомогою перегородок із отворами, розвантажувального люка збоку трубчастого корпусу в нижній частині його середньої секції' для вивантаження твердого залишку, в якому розміщені жарові подовжні труби, пропущені через отвори в перегородках, завантажувального люка і відвідного патрубка, під парогазову суміш у верхній частині середньої секції, нижньої секції у вигляді жароміцної ванни із завантажувальним вікном під тверде паливо І фурмами під регульовану подачу повітря і газоподібного теплоносія, дозволило значно підвищити КПД котла-утилізатора за рахунок рівномірного перерозподілу тепла по всьому об'єму трубчастого корпусу і зміни температурного режиму залежно від режиму термічного розкладання вихідного матеріалу. Виконання конденсаційної колони у вигляді, повідомлених між собою, за допомогою перехідних труб, встановлених одна над іншою ємкості із зливними патрубками під текучу І в'язку рідину, із діаметрами перехідних труб і ємкості згаданої конденсаційної колони узятими в співвідношенні не більш (1:3) забезпечило зміну швидкості переміщення потоку парової суміші, в залежності від тиску, який супроводиться зниженням температури, достатньої для конденсації парової1 суміші без використовування окремих засобів для охолоджування, зокрема холодильних установок, які використовують у відомих вищенаведених пристроях. Крім того, пропонована конструкція конденсаційної колони дозволяє виділити в'язку рідину у вигляді мазуту вже на першій стадії переробки, і зменшити на 60% кількість суспензій в газовій суміші, а також відділити залишкову і піролізну вологу. Поетапна фільтрація газової суміші і виконання установки ректифікації' складається з колони із відвідними патрубками, що відводять, під відповідну фракцію продукту ректифікації і куба колони із нагрівальним елементом для підведення теплоти до киплячої в кубі рідини, та у якості киплячої рідини куба колони використовують текучу рідину з виходу накопичувальних ємкостей із водовідстійниками, дозволило отримати в технічно чистому вигляді будь-яку фракцію що міститься в рідкому продукті із початковою температурою кипіння 50°С і кінцевою температурою кипіння 360°С. Наявність розгінних ємкостей забезпечила розділення вуглеводневих сумішей, що дозволило одержувати альтернативні види палив із різним співвідношенням компонентів. Перелік фігур креслення, де на: Фіг.1 - схема модуля для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів, переважно зношених автошин (блок конденсаційної установки); Фіг.2 - схема модуля для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних від 6809 ходів, переважно зношених автошин (блок ректифікації); ФІг.З - котел - утилізатор модуля для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів; Фіг.4 - конденсаційна колонна модуля для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів. Технологічний процес утилізації заснований на принципі термічної обробки органічної вуглевмісної' сировини без доступу повітря (напівкоксування). Структурні перетворення пов'язані з агрегатною зміною стану початкової сировини, а також Із зміною його хімічного складу де із твердої органічної' сировини одержують рідкі, газоподібні і тверді продукти. Оскільки процес утилізації відбувається в герметичній замкнутій системі, викиди в атмосферу повністю відсутні. Використовування у якості газу, що складається в основному з першої четвірки алканів (метан, етан, пропан, бутан), не приводить до забруднення навколишнього середовища. Для монтажу модуля отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів, необхідна територія із твердим покриттям площею до 5000м 2 (без урахування складських територій). Встановлена споживана потужність модуля, складає не більше 20квт. Модуль не вимагає в експлуатації каналізаційних споруд. Витрата води тільки на побутові потреби складає не більше 2м куб. на добу. Модуль для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних ВІДХОДІВ переважно зношених автошин містить котел - утилізатор 1 із завантажувальним 2 і розвантажувальним 3 люками і відвідним патрубком 4 для відведення парогазової суміші, конденсаційну установку 5, накопичувальні ємкості із вологовщстійниками б, 7, 8, блок фільтрів і накопичення газів 9, блок ректифікаці'і 10 і газопроводи низького 11 і середнього 12 тиску. Котел-утилізатор 1 виконаний у вигляді вертикального трубчастого корпусу, розділеного по висоті на три секції за допомогою нижньої 13 і верхньої 14 перегородок із отворами 15. Розвантажувальний люк 3 виконаний збоку трубчастого корпусу 1. В середній секції 16 трубчастого корпусу розміщені подовжні жарові труби 17, пропущені через отвори 15 в перегородках 13, 14. Відвідний патрубок 4 під парогазову суміш і завантажувальний люк 2 виконані в середній секції 16 трубчастого корпусу 1. Нижня секція 19 трубчастого корпусу 1 виконана у вигляді жароміцної ванни із завантажувальним вікном 20 під тверде паливо і фурмами 21 під регульовану подачу повітря і газоподібний теплоносій. У верхній секції 18 знаходиться димар 22. Конденсаційна установка 5 виконана у вигляді конденсаційної колони із дефлегматором 23 і відвідним патрубком 24 під газоподібну суміш. Конденсаційна колона 5 виконана у вигляді повідомлених між собою за допомогою перехідних труб 25 встановлених одна над іншою ємкості 26 із зливними патрубками 27 під текучу і в'язку рідини, відповідно повідомлені із накопичувальними ємкостями із водовідстійниками 6, 7, 8. При цьому діаметри перехідних труб 25 і ємкості 26, згаданої конденсаційної установки 5 узято в співвідношенні не більше 1:3. Блок фільтрів і накопичення газів 9 містить циклон 28, вхід якого повідомлений через відвідний патрубок 24 під газоподібну суміш із дефлегматором 23. Вихід 29 циклону 28 через фільтр грубого очищення ЗО, газгольдер низького тиску 31 і фільтр тонкого очищення 32 підведений до розподільної' рампи 33, із двома виходами. Один з виходів розподільної рампи 33 через компресор 34, і газгольдер середнього тиску 35 підключений через редукційний клапан 36 до газопроводу низького тиску 11, інший через систему замочної' арматури 37 до газопроводу низького тиску 11. Блок ректифікації 10 містить колону ректифікації 38 із відвідними патрубками 39 під відповідну фракцію продукту ректифікації, і куба колони 40 із нагрівальним елементом для підведення теплоти до киплячої в кубі рідини. У якості киплячої рідини куба колони використовують текучу рідину з виходу накопичувальних ємкостей із водовідстійниками 7, 8. Відвідні патрубки 39 під відповідну фракцію продукту, повідомлені через розгінні ємкості 41, 42, 43, 44 із відповідними ємностями 45, 46, 47 під товарний продукт, у вигляді окремих компонентів альтернативного палива. Накопичувальна ємкість б із в'язкою рідиною повідомлена із підведенням ємкості під мазут. Модуль для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних ВІДХОДІВ, переважно зношених автошин працює таким чином. Заздалегідь розрізані автошини завантажують в середню секцію котла-утилізатора 16 через завантажувальний люк 2. Через завантажувальне вікно 20 нижньої секції 19 в жароміцну ванну завантажують тверде паливо. В вихідному і робочому стані в котлі-утилізаторі 1 завантажувальний 2 і розвантажувальний 3 люки і завантажувальне вікно 20 закрито. Після чого включають пальники для первинного розігрівання котлів-утилізаторів і через фурми 21 в жароміцну ванну вводять від них теплоносій і повітря. Конструктивне рішення котлаутилізатора забезпечує рівномірний перерозподіл тепла по всьому об'єму трубчастого корпусу. Зміну температурного режиму, залежно від режиму термічного розкладання висхідного матеріалу, проводять за допомогою блоку регулювання подачі в жароміцну ванну теплоносія і повітря (на кресленні не показано). При досягненні в середній секції 16 трубчастого корпусу температури (300-390)°С, в матеріалі автошин відбувається процес термічного розкладання, який супроводиться виділенням парогазово'і суміші, яка через відвідний патрубок 4 поступає в нижню секцію конденсаційної колони. У верхній секції' котла-утилізатора 18 відбувається очищення диму, тобто топкових газів від механічних суспензій, наприклад сажі, із подальшим її просуванням через димар 22. В конденсаційній колоні при переміщенні парогазовой суміші із однієї ємкості 26 в ємкість 26, розміщеній над нею через трубну перемичку 25 відбувається зміна швидкості переміщення потоку, і ВІДПОВІДНО тиску, який супроводиться пониженням тиску І зниженням температури, достатньої' для конденсації парової суміші. При цьому рідина із включеннями легкої 6809 фракції поступає через зливні патрубки 27 в накопичувальні ємкості із вологовідстійниками 7, 8, а рідина із включеннями важкої фракції у вигляді мазуту через зливний патрубок в накопичувальну ємкість із вологовідстійником 6. Газова суміш із включеннями пилоподібної фракції поступає через відвідний патрубок 24 дефлегматора 23, конденсаційної колони на вхід циклону 28, де відбувається первинне очищення газової суміші. Подальше очищення газової суміші відбувається у фільтрах грубої ЗО і тонкої 32 очищення. З виходу фільтру грубого очищення ЗО газ направляють в газгольдер низького тиску 31, де різко падає швидкість витікання газу, внаслідок чого, частина домішок випадають в осад. Із газгольдерів низького тиску 31 газ подають на систему фільтрів тонкого очищення 32. Фільтри працюють поперемінно, тому при зупинці одного з фільтрів, процес не припиняється. Отриманий після тонкого очищення газ подають на розподільну рампу 33, за допомогою якої частину газу направляють до жароміцної ванни котла- утилізатора 1, частина газу компресором середнього тиску 34 закачується в газгольдер середнього тиску 35, в якому відбувається відділення пропанбутанової суміші (до 5-7% від загального об'єму газу). Із газгольдера середнього тиску газ через редукційний клапан 36 поступає в газопровід низького тиску 11, а пропан-бутанову фракцію, через ділянки газопроводу середнього тиску 12, і розподільну рампу середнього тиску, можливо подавати в стандартні пропан - бутанові балони. Після завершення процесу утилізації в котліутилізаторі залишається твердий залишокнапівкокс, який виводять через розвантажувальний люк 3 за допомогою транспортного засобу, наприклад у вигляді шнек. Витягнутий твердий залишок сепарують із відділенням металу від напівкоксу. За наявності додаткового устаткування напівкокс може брикетуватися з метою отримання 8 товарних вугільних брикетів, або використовуватися в початкове отриманому вигляді як товарний продукт - тверде паливо. Текучу рідину із накопичувальних ємкостей з вологовідстійниками 7, 8 подають в куб колони 40 з нагрівальним елементом блоку ректифікації. Даний блок замикає технологічну лінію і дає можливість одержувати рідкі вуглеводені із температурою кипіння від 40°С до 360°С (в залишку- мазут), із яких, у свою чергу, залежно від режимів і поставлених задач на виході утворюються як паливні компоненти (дизельне паливо, газ, бензин, рідке котельне паливо, паливо пічне побутове), так і всілякі розчинники (толуол, бензол, гексан, ксилол і т.д.). У міру переміщення киплячої рідини до верху колони, з кожної її тарілки проводять відбір фракції, які через зливні патрубки 39 направляють в розгінні ємкості 41, 42, 43, 44. Отримані рідини у вигляді компонентів товарного бензину, газу, дизпалива і т.д., направляють у відповідні накопичувальні ємкості 45, 46, 47. В таблиці 1 приведений кількісний вихід узагальненої товарної продукції при функціонуванні модуля для отримання альтернативних видів палива із полімерних органічних відходів (Модуль УММ-25-001). Експлуатація Модуля УММ-25-001 в промислових умовах дозволила отримати, по-перше, широкий спектр запитаних в народногосподарському комплексі країни товарних продуктів, у тому числі альтернативних видів палив, по-друге, дає значний енергетичний ресурс, що забезпечує, як самодостатність безпосереднього функціонування модуля, так і додаткові можливості, що відкриваються, не задіюючи енергоресурсів ззовні. Техніко-економічні показники промислової експлуатації Модуля УММ-25-001 наведені в таблиці. Таблиця 1 Показники Продуктивність по сировині, що утилізувала'. - гумово-технічні відходи Продуктивність по виходу готової товарної продукції: -газ (±10%) - рідкі фракції (не менш 25 %) у тому числі технічний розчинник ТПБ мазут (аналог М-100, низько зернистий) - тверді фракції (до 50 %) напівкокс - метал (без пакетування) (± 5 %) К-ть 25 т/сутки 3 до 2500 м /доба 6250 л/доба 1875л/доба 2500 л/сутки 1875л/доба до 12,5 т/сутки 1,25 т/сутки 6809 Фіг. 2 10 6809 11 Фіг. 4 (Mr. 3 Комп ютерна верстка М Мацело 12 Підписне Тираж 28 прим Міністерство освгги і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и і в - 4 2 , 01601