БОЧАВЕР, Кирилл Зыськович (ул. Красноказарменная, Здание 3 Квартира 287, Москв, 0 Moscow, 111250, RU)
БОЧАВЕР, Кирилл Зыськович (ул. Красноказарменная, Здание 3 Квартира 287, Москв, 0 Moscow, 111250, RU)
| ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Процесс по переработке резиносо держащих отходов путем термолиза резиновой крошки при температуре 350-400°С в среде циркулирующего углеводородного теп- лоносителя - фракции углеводородов, образовавшихся при термолизе резины; при этом сырье - резиновая крошка разлагается превращаясь в технический углерод (са- у) и углеводороды, отличающейся тем, что термолиз проводят при давлении близ- ком к атмосферному, процесс доведения технического углерода до товарной конди- ции проводят десорбцией дымовыми газами адсорбированных техническим углеро- дом масел, с последующим дожиганием остатков масел совместно с остатками тек- стильного корда, кислородом воздуха. При этом сырье - резиновая крошка, по мере продвижения по реактору, разлагается превращаясь в сажу и углеводороды. 2. Установка по переработке резиносодержащих отходов, состоящая из дозатора рези- новой крошки, реактора, фильтра, печи, ректификационной колонны, теплообмен- ной, сепарационнои аппаратуры, насосов, компрессора, отличающейся тем, что реак- тор, состоит из двух секций: секции термолиза резиновой крошки и секции доведе- ния технического углерода до товарной кондиции; обе секции объединены общим фильтром, расположенным между секциями, а также, расположенным внутри реак- тора - движителем твердых продуктов так , что движение резиновой крошки прово- дят в прямотоке к теплоносителю, а движение технического углерода в противотоке к воздуху. 3. Установка по п.2 отличается тем, что обе секции реактора могут использоваться не- зависимо друг от друга, при этом каждую из них снабжают своим фильтром и своей спиралью. 4. Установка по п.2 отличающаяся тем, что в середине секции доведения технического углерода до товарной кондиции, находится штуцер ввода воздуха, а в конце секции, штуцер вывода готового технического углерода. Между ними размещена рубашка водяного или воздушного охлаждения технического углерода. 5. Установка по п.2 отличающаяся тем, что в месте вывода готового технического угле- рода, из секции облагораживания, установлен штуцер ввода инертного газа. 6. Установка по п.2 отличающаяся тем, что использован фильтр из нержавеющей сетки с коротко-импульсной продувкой газом, отбираемым с верха ректификационной ко- лонны, сжатым в компрессоре, охлажденным и освобожденным от конденсата. 10 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) |
ОТХОДОВ.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к химической, нефтехимической и другим промышленно- стям, а также к коммунальному хозяйству, к той области деятельности людей, где обра- зуются полимер содержащие отходы может быть использовано при переработке отслу- живших свой срок автопокрышек, а также при переработке отходов при их изготовлении.
ПРЕДШЕСТВУЮИЩЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны способы и устройства для пиролиза полимер содержащих (и в первую очередь резин содержащих) отходов в реакторах при температуре выше 500°С. При этом получают мазут, дизельную и бензиновую фракцию углеводородов, углеводородный газ и технический углерод (сажу). Однако пиролиз резины при температуре 500°С и выше соз- дает условия для крекинга полимеров и масел вплоть дол образования кокса, что ухудша- ет качество технического углерода (сажи). К тому же нагрев отходов до высокой темпе- ратуры требует сложных технических решений и экономически невыгоден.
Пиролиз обычно производят на установках периодического действия с присущими им недостатками ввода вывода реагентов, периодичностью нагрева и охлаждения реаген- тов и конструкции установки.
Дизельная и бензиновая фракция содержат большое количество непредельных уг- леводородов, и поэтому они не могут быть использованы в качестве составляющих товар- ных топлив.
Известны «Способ переработки резиносодержащих отходов» [1] и «Производство технического углерода, компонентов углеводородных топлив и сырья для химической промышленности из сырья - резиносодержащих промышленных и бытовых отходов» [2].
В них предлагается проводить термолиз резины в псевдоожиженном слое в потоке тяжелого углеводородного газа содержащего алкилароматические соединения (толуол), при температуре и давлении близком к критическим. Применение этого способа и произ- водства имеет значительные преимущества перед пиролизом:
- Непрерывность процесса;
- Отсутствие дополнительных химикатов, кроме самой резины;
- Получение технического углерода без кокса;
- Низкая температура процесса;
- Надежное разделение жидких, газообразных и твердых продуктов реакции.
Однако псевдоожиженный слой (ПОС) накладывает ряд неудобств:
- Большое соотношение сырье: циркулирующий теплоноситель-ожижающий агент;
- Трудность вывода тяжелых компонентов из ПОС;
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) - Высокое давление в реакторе термолиза;
- Присутствие тяжелых углеводородов адсорбированных пористым техническим угле- родом (сажей).
Вышеуказанный «способ» и «производство» приняты нами за прототип.
Известны транспортные системы с безосевой спиралью широко используемые во всем мире для переноски сыпучих материалов.
Преимущество спиральных транспортеров:
- Отсутствие застойных зон;
- Бесшумность;
- Низкое энергопотребление;
- простой монтаж, долгий срок и безотказность эксплуатации;
- Бережная транспортировка продукта;
- И др.
Суть способа заключается в термолизе резины при температуре около 370°С в сре- де углеводородного газа - теплоносителя.
Резиносодержащие отходы измельчаются до размера, обеспечивающего наиболее полное удаление кордов, последние в виде металлолома и текстильной ваты подлежат реализации.
Резиновая крошка подвергается термолизу с получением продуктов: технического углерода (сажи), синтетической нефти и небольшого количества углеводородного газа. Технический углерод (сажа) представляет собой пористый продукт, содержащий в себе все твердые неразлагающиеся при термолизе добавки вводимые при приготовлении сы- рой резины и значительное количество (до 15% весовых) адсорбированных тяжелых угле- водородов- масел, как введенных в резину при ее изготовлении, так и получаемых в ре- зультате термолиза, т.к. технический углерод с содержащимися в нем маслами в боль- шинстве случаев не приемлем для дальнейшего использования в качестве наполнителя или красителя, то масла из технического углерода надо удалить. Необходимо удалить также из него остатки текстильного корда. Для этого предлагается горячий технический углерод после термолиза продувать определенным количеством воздуха. При этом масла десорбируются при локальной высокой температуре, часть из них сгорает, а часть выно- сится продуктами горения (дымовыми газами) и является одной из составляющих синте- тической нефти. Соотношения между количествами технического углерода и воздуха, по- даваемого на продувку вполне определенное и составляет оптимально 8 литров воздуха на 1 кг. технического углерода.
2
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26) Эта цифра получена при эксплуатации пилотной установки, работающей по схеме, заявленной в настоящей заявке и полностью соответствующей реальной промышленной.
При меньшем количестве воздуха удаляются не все масла, и теряется качество тех- нического углерода. При большем количестве сгорает больше масел и тем самым умень- шается выход синтетической нефти. Кроме того при этом сгорает часть техуглерода (наи- более мелкие частицы), что также уменьшает выход товарной продукции.
При выжиге остатков масел, выжигаются также остатки текстильного корда.
Процесс термолиза предлагается проводить в реакторе, представляющем собой спиральный транспортер, в котором движителем сырья и твердых продуктов термолиза является спираль. Реактор состоит из двух секций. Секция реактора, в которой происхо- дит термолиз резины - секция термолиза. Температура термолиза 350-400°С, давление близкое к атмосферному.
Секция реактора - секция облагораживания технического углерода - доведения технического углерода до товарной кондиции, в которой происходит десорбция и выжи- гание масел, а также остатков текстильного корда из технического углерода.
Обе секции могут быть объединены единым движителем. В промежутке между ни- ми устанавливают фильтр, через который пропускают газовые потоки обеих секций.
Уносимые этими потоками газа и отфильтрованные частицы технического углеро- да падают вниз и возвращаются в спиральный транспортер.
При реализации предлагаемого способа и создании предлагаемой установки полу- чены: улучшение параметров процесса термолиза, упрощение, облегчение, удешевление конструкции основных элементов установки, осуществление более компактной и удобной компоновки агрегатов, упрощение и удешевление эксплуатации и управления процессом.
Весьма существенным является то, что количество теплоносителя определяется лишь количеством тепла, подводимого для нагрева резины и вывода синтетической нефти в газообразном виде, в отличие от прототипа. Это дало возможность снизить минимальное количество циркулирующего газа с 2,5 до 0,9 раза по отношению к количеству перераба- тываемой резиновой крошки.
3
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Схема установки, реализующей предлагаемый способ переработки, представлена на фиг.1.
1 Основной аппарат-реактор выполнен в виде винтового транспортера;
2 Движитель сырья и твердых продуктов: спираль (спиральная пружина);
3 Привод движителя 2 - мотор-редуктор;
4 Секция реактора - секция термолиза;
5 Штуцер ввода сырья - резиновой крошки;
6 Штуцер ввода циркулирующего теплоносителя - газа испаренного и перегретого бен- зина;
7 Секция реактора - секция доведения технического углерода (сажи), до товарной конди- ции;
8 Штуцер ввода инертного газа;
9 Штуцер вывода товарного технического углерода;
10 Фильтр - сепаратор газопылевой;
1 1 Штуцер вывода газов;
12 Штуцер ввода воздуха;
13 Рубашка подвода тепла от циркулирующего теплоносителя через стенку реактора;
14 Рубашка водяного или воздушного охлаждения технического углерода;
15 - теплообменник;
16 - рибойлер;
17 - ректификационная колонна;
18 - синтетическая нефть;
19 - циркулирующий теплоноситель;
20 - печь;
21 - холодильники;
22 - газожидкостные сепараторы;
23 - насосы;
4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) компрессор.
На фиг.2 представлена схема реакторной группы установки с раздельными секциями ре- актора термолиза и секцией облагораживания.
25 - отдельная секция облагораживания технического углерода;
26 - отдельная секция термолиза резины;
27 - спираль - движитель секции термолиза;
28 - спираль - движитель секции облагораживания.
На фиг.З представлен реактор состоящий из одной самостоятельной секции термолиза
29 - бункер;
30 - штуцер вывода технического углерода;
На фиг.4 представлена самостоятельная секция облагораживания технического углерода.
31 - бункер необлагороженного технического углерода;
32 - питатель - дозатор.
5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Работа установки термолиза заключается в следующем : резиновая крошка подает- ся питателем -дозатором (32) в реактор - спиральный транспортер состоящий из двух сек- ций, секции термолиза (4) и секции доведения технического углерода (сажи) до товарной кондиции (7).
Мягкие условия термолиза позволяют получить основной товарный продукт - тех- нический углерод без нежелательного кокса, образования которого начинается при темпе- ратуре выше 400° С из масел и тяжелых продуктов термолиза.
Резиновая крошка , а затем твердый продукт её разложения - технический углерод , продвигается вдоль транспортёра (1) от штуцера(5) до штуцера(9) , за счёт вращения спирали(2) , приводимой во вращение мотор-редуктором (3). Углеводородные продукты реакции вместе с газом-теплоносителем удаляют из реактора через рукавный фильтр (10) и штуцер(П) , причём техуглерод , осевший на фильтре , падает вниз в основную часть углерода перемещаемую спиралью. Синтетическая нефть удаляется вместе с теплоноси- телем, причём количество теплоносителя определяется таким образом , чтобы нефть по условиям фазового равновесия удалялась в газовой фазе.
Некоторое количество нефти(масел) остаются в техуглероде в адсорбированном виде. Удаление этой части масел из технического углерода производят в секции (7) ,между фильтром(Ю) и штуцером( 12), путём десорбции и сгорания. Дымовые газы выво- дятся через фильтр (10) совместно с теплоносителем. Противоточное движение воздуха и технического углерода дает возможность проводить десорбцию масел дымовыми газами от сгорания масел - азотом, СО г, и парами воды, а выжиг остатков масел производят ки- слородом воздуха.
При выжиге масел кислородом воздуха выжигаются также остатки текстильного корда.
Между штуцерами(12) и (8) технический углерод продвигаясь к штуцеру(9), охла- ждается водой или воздухом, циркулирующими через рубашку(14). Это предотвращает перегрев технического углерода.
Очищенный от масел, охлаждённый до температуры позволяющей затаривать его в мешки или в Е^-Ве§,выводятся через штуцер(9) в товарной кондиции.
Таким образом предлагаемый способ и его реализация в предлагаемой установке позволяет получить товарные продукты - синтетическую нефть и технический углерод, очищенный от масел и остатков текстильного корда.
Благодаря использованию в качестве реактора спирального транспортера, осущест- вляется непрерывный процесс подачи сырья - резиновой крошки и вывода продуктов ре- акции. Следует отметить также возможность проведения процесса с высокой степенью
6
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) герметичности, исключающей выброс из системы и загрязнения окружающей среды неф- тепродуктами и сажей.
Газообразные продукты, выводимые через штуцер(1 1),направляют через теплооб- менник(15), рибойлер (16) в колонну ректификации(17),где разделяют на газ, синтетиче- скую нефть(18) и циркулирующий теплоноситель - бензиновую фракцию(19). Возможна рекуперация тепла продуктов термолиза в секцию термолиза через рубашку на трубе сек- ции термолиза 7.
Теплоноситель нагревают в теплообменнике (15) испаряют и перегревают в пе- чи(20),и направляют сначала в рубашку(13)для поддержания процесса термолиза, а затем в штуцер(6).На пути между ними возможен дополнительный подогрев теплоносителя в печи.
Для обеспечения интенсивного охлаждения технического углерода и пожаровзрыво безопасности через штуцер(8) вводится небольшое количество инертного газа-азота.
Углеводородный газ(17),продукт термолиза, совместно с дымовыми газами (7) ис- пользуют для обратной продувки фильтра(10),для сжигания в печи(20) или направляют на сгорание на факеле.
Для полного извлечения бензиновой фракции синтетической нефти, сбросной газ сжимают в компрессоре(24),охлаждают в холодильнике(21 ) до конденсации тяжёлых, ко- торые возвращают в циркулирующий теплоноситель(19).
В целях экономии габаритов, занимаемой реактором площади, возможно разделе- ние секций (4) и (7). В этом случае выходы продуктов термолиза и газа облагораживания также в единый фильтр-сепаратор 10 технического углерода. Секции могут располагаться под любым углом друг другу (фиг.2).
В необходимых случаях возможно использование секций независимо друг от дру- га. На фиг.3и4 изображены отдельные секции термолиза и облагораживания, которые мо- гут эксплуатироваться независимо друг от друга, что дает возможность облагораживать технический углерод, полученный на любых других установках.
Как показали исследования на пилотной установке, возможна переработка не толь- ко резины, но и других полимерных материалов.
По результатам работы на пилотной установке производительностью до 20 кг. ре- зиновой крошки в час можно сделать выводы:
1. Получены товарные продукты: технический углерод (сажа) и синтетическая нефть.
2. Показана надежная непрерывная переработка резины длительное время.
7
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 3. Достигнуты: компактность аппаратов, экологическая безопасность, хорошая управляемость процессом.
4. В несколько раз уменьшено количество циркулирующего теплоносителя по сравнению с установками с псевдоожиженным слоем.
8
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
0986 CI
6146634 A
9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)