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.
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.