Пиролизная установка для переработки резинотехнических отходов

Полезная модель относится к устройствам для термической обработки углесодержащих отходов путем пиролиза и может быть использована при их утилизации. Пиролизная установка содержит пиролизный реактор, включающий загрузочное устройство, пиролизную камеру, разгрузочное устройство; и блок конденсации и фильтрации газов. Загрузочное устройство выполнено в виде автоматического скипового загрузчика, соединенного через шлюзовую загрузочную камеру с пиролизной камерой, содержащей внутреннюю вертикальную камеру и наружную вертикальную камеру с теплоизоляционным слоем, при этом пиролизная камера соединена с топочным устройством реактора, содержащим газовые горелки с блоком управления подачи газа, а разгрузочное устройство выполнено в виде поршневой камеры выгрузки. Полезная модель увеличивает эффективность пиролиза изношенных автомобильных шин и повышает надежность и безопасность процесса.

Полезная модель относится к устройствам для термической обработки углесодержащих отходов путем пиролиза и может быть использована при их утилизации.

Известна пиролизная установка для термической обработки твердых углеродосодержащих отходов, включающая вертикальный трубчатый реактор с горелкой, установленной в основании.

В горелку поступает пиролизный газ, получаемый при нагреве отходов в пиролизном реакторе после соответствующей сепарации и охлаждения (см. Б.Б.Бобович, В.В.Девяткин «Переработка отходов производства и потребления», М., из-во «Интермет Инжиниринг», 2000 г., с.224-225).

Недостатком такого пиролизного реактора является загрязнение пиролизного газа мельчайшими твердыми частицами, отсутствие температурного контроля процесса пиролиза, ручная регулировка подачи газа. Неэффективная загрузка и разгрузка реактора приводит к выделению горячих газов при работе.

В качестве прототипа принята «Установка по переработке изношенных автомобильных шин» (см. описание полезной модели к патенту RU 43546, автор Белашов Ю.Ю., опубликовано 27.01.2005, Бюллетень 3).

Данная пиролизная установка включает наружную и внутренние трубчатые камеры, причем внутренняя камера имеет стандартную перфорацию.

В основании внутренней трубчатой камеры установлена одна газовая горелка с прямой подачей газа.

Загрузка пиролизного реактора осуществляется с помощью тельфера, а выгрузка коксового остатка осуществляется через поворотные створки в открытый контейнер.

Недостатком прототипа является отсутствие теплоизоляции внешней трубчатой камеры; неэффективная система подачи горячих газов с прямой подачей пиролизного газа; малопроизводительная система загрузки реактора с помощью тельфера; экологически небезопасная система выгрузки коксового остатка после пиролизной переработки.

Основной задачей, на решение которой направлено заявленное устройство, является увеличение эффективности пиролиза изношенных автомобильных шин и повышение надежности и безопасности процесса.

Решением поставленной задачи является:

- выполнение загрузочного устройства в виде наклонного скипового подъемника с автоматической разгрузкой сырья в реактор;

- применение шлюзовой системы загрузки резиновых чипсов, состоящей из верхнего и нижнего шлюзовых затворов с межшлюзовой камерой для герметизации пиролизной камеры при загрузке сырья;

- применение поршневой системы разгрузки продуктов пиролиза, состоящей из поршневого устройства выгрузки с герметичной приемной камерой, с предварительным охлаждением пиролизного остатка с помощью водяной рубашки;

- применение теплоизоляции внешней трубы реактора;

- установка системы перемешивания сырья в реакторе;

- установка блока автоматических горелок, состоящего из двух вихревых газовых горелок в основании внутренней трубчатой камеры;

- применение системы термоконтроля процесса пиролиза;

- установка сменных кассет с адсорбером;

- применение системы очистки отходящих газов с помощью водно-щелочного фильтра, абсорбционного фильтра, щеточного фильтра и системы дожигания газов;

- установка датчиков уровня загрузки;

- применение блока катализаторов;

- установка системы пассивного пожаротушения.

Пример выполнения пиролизной установки для переработки изношенных автомобильных шин представлен на чертеже, фиг.1.

Пиролизная установка состоит из пиролизного реактора и блока конденсации и фильтрации пиролизного газа и пиролизной жидкости.

Пиролизный реактор состоит из наклонного скипового подъемника 1, загрузочного бункера 2, шлюзовой камеры со шлюзовыми затворами 3 и 4, внутренней вертикальной камеры 5 с перфорацией по периметру, системы перемешивания сырья 6, наружной вертикальной камеры 7 с теплоизоляционным слоем 8; реактора 9, снабженного блоком автоматических газовых горелок с двумя тангенциальными газовыми горелками 10, поршневой камеры выгрузки 11 с рубашкой водяного охлаждения 12, системы пассивного пожаротушения 21.

Блок конденсации и фильтрации состоит из циклона 13, щеточного фильтра 14, блока катализаторов 15, теплообменника 16, абсорбирующей колонны 17, колонны тарельчатого конденсатора 18, дымососа 19, системы фильтрации 20, каплеотбойника 22 и атмосферной трубы выброса 23.

Работа пиролизного реактора осуществляется следующим образом.

Изношенные автомобильные шины подвергаются предварительному измельчению в резиновые чипсы на соответствующих установках, после чего они поступают на наклонный скиповой подъемник 1, с помощью которого резиновые чипсы загружаются в бункер 2 пиролизного реактора.

Открывают шлюзовой затвор 3, пропуская резиновые чипсы в шлюзовую камеру, после заполнения которой Затвор 3 закрывают. Через некоторое время открывают шлюзовой затвор 4 и порция резиновых чипсов поступает в перфорированную вертикальную камеру 5. Затем поворотный затвор 4 закрывают. Загрузку пиролизного реактора осуществляют отдельными порциями по мере уменьшения объема и опускания вниз пиролизной массы в результате термохимической реакции. Процесс загрузки контролируется датчиками загрузки сырья. Процесс пиролиза осуществляется за счет нагрева сырья с помощью двух тангенциальных газовых горелок 10, установленных в топочном устройстве реактора 9. При этом образуется пиролизный газ, который через отверстия перфорации поступает в межтрубное пространство между внутренней камерой 5 и наружной камерой 7. Далее через патрубок пиролизный газ отводится в блок конденсации и фильтрации.

В циклоне 13 происходит первичное отделение смол и сажистых частиц, которые в виде осадка стекают в отстойник. Далее после щеточного фильтра 14 и блока катализаторов 15 пиролизный газ поступает в теплообменник 16, где происходит отделение тяжелых фракций. После теплообменника газ попадает в колонну с абсорбером 17, где происходит отделение более легких фракций. Далее газ проходит тарельчатый конденсатор 18, в котором происходит окончательное разделение легких фракций и подается в блок очистки и фильтрации 20.

Часть газа после очистки подается в блок горелок для поддержания процесса пиролиза, оставшаяся часть через камеру дожига и фильтры выбрасывается в атмосферу, либо применяется для подачи в отопительные котлы или электрогенераторы.

Образовавшийся в процессе пиролиза углеродный остаток скапливается в нижней части реактора 9, далее его периодически выгружают через поршневую камеру 11, где происходит его частичное охлаждение. По истечении определенного периода времени в поршневую камеру попадает новая порция углеродного остатка, а предыдущая подается далее на обработку.

Эффективность заявляемого технического решения определяется следующими элементами пиролизного реактора.

Применение скипового подъемника позволяет автоматизировать процесс загрузки и исключить пребывание людей в зоне выделения вредных газов из камеры при открывании шиберов.

Шлюзовая загрузка и поршневая разгрузка компонентов пиролиза позволит существенно уменьшить выделение вредных и опасных газов в атмосферу.

Тангенциальная установка двух горелок в топочной установке обеспечивает вихревой режим сжигания топлива, благодаря чему увеличивается производительность установки.

Система перемешивания сырья в реакторе позволяет избежать появления пробок в случае спекания резиновой массы.

Теплоизоляции наружной камеры обеспечивается более эффективный процесс пиролиза горючей массы по всему объему камеры.

Применение системы пассивного пожаротушения резко увеличивает безопасность на объекте.

Установка системы термоконтроля и блока управления подачей газа в автоматические газовые горелки увеличивает эффективность процесса пиролиза, увеличивает производительность установки и упрощает процесс управления;

Применение блока катализаторов позволяет увеличить выход легких фракций и повысить их качество.

Применение новой многоступенчатой системы очистки отходящих газов позволяет значительно снизить выбросы в атмосферу вредных веществ, образующихся в процессе пиролиза резинотехнических отходов.

1. Пиролизная установка для переработки резинотехнических отходов, содержащая пиролизный реактор, включающий загрузочное устройство, пиролизную камеру, разгрузочное устройство; и блок конденсации и фильтрации газов, отличающаяся тем, что загрузочное устройство выполнено в виде автоматического скипового загрузчика, соединенного через шлюзовую загрузочную камеру с пиролизной камерой, содержащей внутреннюю вертикальную камеру и наружную вертикальную камеру с теплоизоляционным слоем, при этом пиролизная камера соединена с топочным устройством реактора, содержащим газовые горелки с блоком управления подачи газа, а разгрузочное устройство выполнено в виде поршневой камеры выгрузки.

2. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что блок конденсации и фильтрации газов включает сменные кассеты с абсорбером, систему промывки абсорбционной колонны, блок катализаторов, блок очистки и фильтрации газов.

3. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя камера снабжена системой перемешивания.

4. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает систему термоконтроля процесса пиролиза.

5. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает систему пассивного пожаротушения.