Установка для піролізу вуглеводневої сировини щербакова

Реферат: Винахід належить до галузі пірогенізації і може бути використаний для піролізу вуглеводневої сировини, наприклад, зношених автомобільних шин, переважно неподрібнених. У цій установці корпус герметичної камери за допомогою гідрозатвора з'єднаний з кришкою, в склепінні якої розміщений холодильник, виконаний у вигляді порожнини, що утворюється мембраною кришки і охолоджувачем, що містить патрубок для підводу і патрубок для відводу охолоджуючої рідини, а вхід сепаратора з'єднаний з виходом охолодженої суміші фракцій з холодильника, нагрівач містить електричну частину у вигляді теплового електронагрівача, встановленого на дні піддона завантажувальної касети, і газову частину у вигляді замкнутого газового конвеєра, вхід якого в герметичну камеру з'єднаний з її днищем, а вихід - з мембраною кришки. Використання цієї установки дозволить підвищити ефективність піролізу вуглеводневої сировини. UA 98249 C2 (12) UA 98249 C2 UA 98249 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі пірогенізації і може бути використаний для піролізу вуглеводневої сировини, наприклад, зношених автомобільних шин, переважно неподрібнених. Відомо безліч установок для піролізу вуглеводневої сировини. Так, наприклад, установка піролізної переробки вуглецевмісної сировини, що містить кільцеву піролізну камеру, патрубки підводу і відводу гріючого газу, газогенератор, що працює на технічному вуглеці, і камеру згорання (Патент РФ №2258078 від 10.08.2005 p.). Також відома, прийнята за найближчий аналог, установка, що включає герметичну камеру, холодильник, сепаратор, нагрівач і завантажувальну касету для сировини (Патент РФ №2405021 від 27.11.2010 p.). Проте в цій установці 3/4 об'єму реторти даремні під час процесу піролізу, нагрів сировини проводиться місцево, великі втрати тепла на нагрів реторт, викид парникових газів в атмосферу, необхідність тривалого процесу охолодження залишків переробки. У основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності піролізу вуглеводневої сировини шляхом здійснення комплексної теплопровідності випромінюванням (від електронагрівача) і конвекцією (від газів). Поставлена задача вирішується тим, що в піролізній установці Щербакова, що включає герметичну камеру, холодильник, сепаратор, нагрівач і завантажувальну касету для сировини, згідно з винаходом, корпус герметичної камери за допомогою гідрозатвора з'єднаний з кришкою, в склепінні якої розміщений холодильник, виконаний у вигляді порожнини, що утворюється мембраною кришки і охолоджувачем, що містить патрубок для підводу і патрубок для відводу охолоджуючої рідини, а вхід сепаратора з'єднаний з виходом охолодженої суміші фракцій з холодильника, нагрівач містить електричну частину у вигляді теплового електронагрівача, встановленого на дні піддона завантажувальної касети, і газову частину у вигляді замкнутого газового конвеєра, вхід якого в герметичну камеру з'єднаний з її днищем, а вихід - з мембраною кришки. При цьому гідрозатвор виконаний у вигляді юбки, що охоплює по периметру корпус герметичної камери. Крім того, отвори для проходу легких фракцій в холодильник розташовані в мембрані кришки і обладнані вертикальними патрубками, що виступають вгору в холодильник на величину до 200 мм, а отвір для виходу охолодженої суміші фракцій з холодильника розташований в бічній стінці кришки і обладнаний горизонтальним патрубком, верхня твірна якого розташована нижче верхнього краю вертикальних патрубків. Причому, завантажувальна касета для сировини виконана у вигляді секцій, встановлених на вертикальній осі з обмежувачами вертикального переміщення. Також в замкнутому газовому конвеєрі змонтовані сепаратор, компресор і газовий теплогенератор. На відміну від аналогів, усередині герметичної камери відбувається не лише інтенсивний нагрів випромінюванням, але і конвекційним способом. Це прискорює протікання процесу вирівнювання температури об'єму реторти і примусово виводить фракції. Отже, подана установка має наступні особливості: - можливість використання як газу, так і електрики як первинного нагрівального елемента (електрика дозволяє встановити високоточну систему автоматичного управління, виключити екологічне навантаження на навколишнє середовище, підвищити якість отримуваних продуктів); - герметизація реактора виконується за допомогою гідрозатвора (наявність такого способу дозволяє гарантовано герметизувати реактор, скорочуючи не лише час цієї операції, але і виключаючи людський чинник), крім того, така особливістьконструкції затвора дозволяє поступово зменшувати об'єм реактора, що виключає вільний простір, що утворюється при піролізі автошин, оскільки шини зменшуються в розмірі приблизно в 4 рази, а деревина в 10 разів; - розташування холодильника установки в кришці герметичної камери забезпечить надходження легких (пароподібних) фракцій з камери відразу в холодильник; - на ємності для сировини закріплений тепловий електронагрівач, що дозволяє не лише спростити ремонт, але й виключити перерви роботи установки через його несправності (розташування на дні піддона кожної касети окремого елемента збільшує надійність усієї установки і виключає монтаж активно експлуатованих деталей в самому реакторі). Радикальні інженерні рішення, застосовані в цій установці, мають безперечну новизну і дозволяють говорити про перевагу в порівнянні з іншими установками, призначеними для піролізу. Усі переміщення фракцій засновані на природних законах, що дозволяє значно скоротити кількість енергії, що витрачається на організацію протікання процесу. 1 UA 98249 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Нова сукупність обмежувальних і відмітних ознак є причиною, а технічний результат (здійснення комплексної теплопровідності випромінюванням і конвекцією), що досягається при цьому - її наслідком. У свою чергу цей результат є причиною, а вторинний результат (підвищення ефективності піролізу вуглеводневої сировини) - її наслідком. Детальніше суть винаходу пояснюється нижче з посиланнями на креслення, що додаються, де зображені: на Фіг.1 - установка для піролізу вуглеводневої сировини; на Фіг.2 - установка в режимі завантаження; на Фіг.3 - установка в режимі початку роботи; на Фіг.4 - установка в режимі роботи; на Фіг.5 - установка в режимі охолодження. Установка для піролізу вуглеводневої сировини містить корпус 1 і кришку 2 герметичної камери, що з'єднані між собою за допомогою гідрозатвора 3 (стінки гідрозатвора можуть бути виготовлені з будь-яких матеріалів), що охоплює по периметру корпус 1. Усередині у верхній частині кришка 2 оснащена холодильником, що являє собою охолоджуючу порожнину 4, утворювану мембраною 5 кришки 2 і охолоджувачем 6, що містить патрубок 7 для підводу і патрубок 8 для відводу охолоджуючої рідини (наприклад, води). Холодильник містить патрубок 9 для відводу охолодженої суміші фракцій з охолоджуючої порожнини 4 в сепаратор 10. Сепаратор 10 містить вихід (патрубок) 11 для рідкої фракції (готового продукту (наприклад, пічне паливо) і вихід (патрубок) 12 для газоподібної фракції. Мембрана 5 кришки 2 оснащена отворами з вертикальними патрубками 13 для проходу легких фракцій в порожнину 4. Патрубки 13 виступають вгору в порожнину 4 на величину до 200 мм. В нижній частині герметична камера містить днище 14. Нагрівач цієї установки виконаний у вигляді електричної частини і газової частини. Електрична частина являє собою тепловий електронагрівач 15, встановлений на дні піддона 16 завантажувальної касети, обмежувачі 17 вертикального переміщення якої розміщені на її вертикальній осі 18. Вертикальна вісь 18 містить отвори 19 для виходу нагрітої газоподібної фракції для нагріву сировини (наприклад, автомобільних шин) 20 зсередини, причому сировина 20 розміщена на секціях 21. Газова частина являє собою замкнутий газовий конвеєр 22, до складу якого входить компресор 23 (призначений для примусової циркуляції газоподібної фракції в газовому конвеєрі 22) і газовий теплогенератор 24 (призначений для підігрівання газоподібної фракції, що подається в герметичну камеру). Газоподібна фракція з газового конвеєра 22 подається в герметичну камеру через підвід 25, з'єднаний з вертикальною віссю 18, і підводи 26 і 27, що дозволяють здійснювати прогрівання сировини 20 зовні. Установка працює наступним чином. Перед початком роботи установки завантажують касету, а саме сировину 20 послідовно укладають на секції 21. Після чого касету поміщають в корпус 1 герметичної камери, а тепловий електронагрівач 15, встановлений на дні піддона 16, підключають до електричної мережі. Закривають корпус 1 кришкою 2. Герметизація камери відбувається автоматично при переміщенні нижньої частини кришки 2 в гідрозатвор 3. Для повного видалення повітря з герметичної камери, її продувають інертним газом. Після цього включають тепловий електронагрівач 15, компресор 23 і газовий теплогенератор 24, а охолоджувач 6 холодильника заповнюють рідиною. Температура усередині герметичної камери починає підвищуватися. Пароподібні (легкі) фракції, що утворюються, піднімаючись вгору за законами фізики, проникають по патрубках 13 в охолоджуючу порожнину 4, де охолодившись суміш фракцій надходить в сепаратор 10 через патрубок 9. У сепараторі 10 газоподібна фракція, відокремившись від рідкої фракції, надходить за допомогою компресора 23 в газовий теплогенератор 24. Нагрівшись в газовому теплогенераторі 24 по газовому конвеєру нагріта газоподібна фракція надходить в герметичну камеру через днище 14 по підводах 26 і 27 в герметичну камеру нагріваючи сировину 20 зовні, а з підводу 25 газоподібна фракція надходить у вертикальну вісь 18 і через отвори 19 виходить, нагріваючи сировину 20 всередині. Процес повторюється. Під дією температури сировина 20 просідає, кришка 2 опускається доти, поки своєю мембраною 5 не упреться в корпус 1 герметичної камери. Продовжуючи стискуватися сировина 20 залишається розділеною одна від одної за допомогою обмежувачів 17, що дозволяє провести якісніший процес піролізу. Після припинення процесу піролізу для прискорення процесу охолодження, відключають тепловий електронагрівач 15 і газовий теплогенератор 24. В результаті газоподібні фракції, 2 UA 98249 C2 5 проходячи через холодильник, охолоджуються і, надходячи в герметичну камеру, охолоджують тверді залишки сировини 20. Використання цієї установки дозволить: використовувати як первинний нагрівальний елемент як газ, так і електрику (виключає екологічне навантаження на навколишнє середовище); підвищити якість отримуваних продуктів; вирівняти температуру по усьому об'єму реактора; упорядкувати напрям руху газів під час процесу піролізу; забезпечити інтенсивне охолодження залишків сировини холодним газом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 1.Установка для піролізу вуглеводневої сировини, що включає герметичну камеру, холодильник, сепаратор, нагрівач і завантажувальну касету для сировини, яка відрізняється тим, що корпус герметичної камери за допомогою гідрозатвора з'єднаний з кришкою, в верхній частині якої розміщений холодильник, виконаний у вигляді порожнини, яка утворена мембраною кришки і охолоджувачем, що містить патрубок для підводу і патрубок для відводу охолоджуючої рідини, а вхід сепаратора з'єднаний з виходом охолодженої суміші фракцій з холодильника, нагрівач містить електричну частину у вигляді теплового електронагрівача, встановленого на дні піддона завантажувальної касети, і газову частину у вигляді замкнутого газового конвеєра, вхід якого в герметичну камеру з'єднаний з її днищем, а вихід - з мембраною кришки. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що гідрозатвор виконаний у вигляді юбки, що охоплює по периметру корпус герметичної камери. 3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що отвори для проходу легких пароподібних фракцій в холодильник розташовані в мембрані кришки і обладнані вертикальними патрубками, що виступають вгору в холодильник на величину до 200 мм. 4. Установка за п. 1 або 3, яка відрізняється тим, що отвір для виходу охолодженої суміші фракцій з холодильника розташований у бічній стінці кришки і обладнаний горизонтальним патрубком, верхня твірна якого розташована нижче верхнього краю вертикальних патрубків. 5. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що завантажувальна касета для сировини виконана у вигляді секцій, встановлених на вертикальній осі з обмежувачами вертикального переміщення. 6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим що в замкнутому газовому конвеєрі змонтовані сепаратор, компресор і газовий теплогенератор. 3 UA 98249 C2 4 UA 98249 C2 5 UA 98249 C2 Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6