УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ НЕФТИ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ КИСЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ И ТЯЖЕЛЫХ ПАРАФИНОВ В ПОЛЕЗНУЮ ПРОДУКЦИЮ
APPARATUS FOR PROCESSING OIL WASTES WITH HIGH CONTENT OF OXYGEN-CONTAINING SUBSTANCES AND HEAVY PARAFFINS INTO USEFUL PRODUCT

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для нагрева поверхностей различных объектов до требуемой температуры методом лучистого теплообмена и, в частности, наиболее эффективно может быть использовано в вакууме для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезные продукты.
Известно устройство «ИЗЛУЧАТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ», RU, 2172453 C2, МПК7 F26B 3/30, F24J 2/18. Заявка: 99125050/06.
Излучатель тепловой энергии состоит из нагревательного элемента, рефлектора, тепловой изоляции, размещенной на обратной от нагревательного элемента поверхности рефлектора по всей его площади, и экрана, закрепленного по оси симметрии рефлектора перед нагревательным элементом по всей длине последнего. По центру экрана, вдоль его продольной оси симметрии, предусмотрена щель. Изобретение позволяет увеличить КПД излучателя тепловой энергии путем увеличения плотности теплового потока со стороны излучателя на объект и тем самым исключить потерю энергии на рассеивание от нагревательного элемента вне объекта; снизить затраты электрической энергии для обеспечения нагрева объекта при проведении испытаний; уменьшить теплоприток на холодильник со стороны рефлектора и расход жидкого азота при проведении испытаний в вакуумной термобарокамере. Конструкция излучателя тепловой энергии достаточно проста и не требует существенной доработки, а также ввода специальных производственных технологических линий. 2 ил. (Аналог).
Недостатком является низкий КПД использования вторичного излучения от разогреваемого материала. Нагревательный элемент находится в зоне нагрева материала, что ограничивает число возможных типов нагрева.
Известно устройство «ТЕПЛОВОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ». RU 2039343 C1, МПК6 G01J 1/08, G02B 17/02. Заявка: 4942157/10, 05.06.1991.
Использование: в качестве источника теплового излучения. Сущность: в тепловом излучателе нагреватель расположен на наружной поверхности сердечника, а его полость имеет форму эллипсоида вращения, поверхность которого выполнена отражающей, причем выходное отверстие полости излучателя расположено на большей оси эллипсоида. 1 ил. (Прототип).
Недостатком является использование в качестве формы излучателя эллипса вращения, т.к. эллипс по определению имеет больше 1 радиуса при построении, и это исключает точную фокусировку всего потока энергии в едином фокусе на поверхности нагрева.
Целью изобретения служит устройство, для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезные продукты, нагревания до высокой температуры в условиях низкого вакуума, с высоким КПД (коэффициентом полезного действия) использования первичного потока энергии излучателя.
Технический результат достигается тем, что устройство для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезные продукты выполнено из корпуса с полостью и нагревателя поверхности, отличающееся тем, что отходы нефти смешаны с карбонатом кальция, а полость выполнена в форме правильного цилиндра с пазом вдоль оси вращения, а сам корпус выполнен из жаропрочного материала с полированной внутренней поверхностью и имеет в пазе трубу для подачи отходов нефти через плоскую фильеру на барабан на валу, на оси вращения цилиндра, причем на обоих торцах барабана расположены два диска, имеющие высокую разность электрического потенциала, а также в пазу корпуса расположена труба для удаления продуктов пиролизного газа и для создания низкого вакуума, а также в корпусе расположено окно для удаления шлака, причем торцевые поверхности полости цилиндра в корпусе полированные, и на поверхности барабана и обоих дисков располагается скребок, жестко закрепленный внутри корпуса.
На Фиг.1 изображено «Устройство для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезные продукты».
Статика.
Устройство для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезные продукты (Фиг.1) состоит из корпуса (1) с полостью (2) и нагревателя (3) поверхности (4), отличается тем, что полость (2) выполнена в форме правильного цилиндра с пазом (5) вдоль оси вращения (6), а сам корпус (1) выполнен из жаропрочного материала с полированной внутренней поверхностью (7) и имеет в пазу (5) трубу (8) для подачи отходов нефти (9) через плоскую фильеру (10) на барабан (11) на валу (12), на оси вращения (6) цилиндра, причем на обоих торцах (13) барабана(11) расположены два диска(14), имеющие высокую разность электрического потенциала, а также в пазу (5) корпуса (1) расположена труба (15) для удаления продуктов пиролизного газа (16) и для создания низкого вакуума, а также в корпусе (1) расположено окно (17) для удаления шлака (18), причем торцевые поверхности (19) полости (2) цилиндра в корпусе (1) полированные, и на поверхности барабана (11) и обоих дисков (14) располагается скребок (20), жестко закрепленный внутри корпуса (1).
Работа устройства.
Отходы нефти для удаления кислотосодержащих веществ смешиваются с измельченным карбонатом кальция (мел, известь, мраморная пудра, и т.д.), Нагреватели (3) могут быть различного типа, а именно, газовые горелки любого типа, индуктивный нагреватель, электрический нагреватель на основе ТЭНов, прямой электрический разогрев от пропускания по корпусу (1) электрического тока.. Разогретая полированная внутренняя поверхность (7) в полости (2) начинает излучать поток энергии. Его мощность зависит от плотности потока и площади излучения. В цилиндрическом излучателе вся энергия в вакууме в форме потока квантов энергии инфракрасного диапазона идет от перпендикулярной плоскости в точках излучения, в направлении оси вращения 6б) цилиндра. При этом энергия у оси вращения (6) цилиндра прямо пропорциональна коэффициенту отношения пощади излучаемой поверхности к площади нагрева барабана (11). Разогревая полированную внутреннюю поверхность (7) до температуры в 400-600 градусов, например, при отношении площадей 10 к 1 на поверхности разогреваемого барабана(11) с учетом потерь на рассеивание и расстояние, можно получить температуру до 3000 градусов Цельсия. Излучаемая вторичная энергия от разогретого барабана (11) отражается от полированных поверхностей цилиндра и возвращается к барабану (11), а полированные торцевые поверхности (19) цилиндра в корпусе (1) обеспечивают полное внутреннее отражение инфракрасных лучей. Таким образом, резко повышается КПД использования первичного теплового потока. Из трубы (8) подается пастообразный материал из смеси отходов нефти и с высоким содержанием кислотосодержащих веществ, тяжелых парафинов и карбоната кальция (9), который проходит через плоскую фильеру (10) и налипает тонким слоем на барабан (11). От сконцентрированного потока инфракрасных лучей в вакууме происходит разогрев пасты (9) до температуры в 3000 градусов Цельсия. Барабан (11) вращается от привода (на чертеже не показан). Происходит высокотемпературный пиролиз смеси отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов и карбоната кальция. Шлак (18) налипает на барабан (11). Боковые диски (14) на торцах барабана (11) с высоким электрическим потенциалом осаждают на себе брызги кипящей смеси (9), атомарную серу и дымовые фракции пиролизной смеси. Для исключения запыления полированных поверхностей полости цилиндра скребок (20) отделяет шлак (18) в бункер-накопитель (21) шлака. Шлак (18) - это сульфид и сульфат кальция - используется химической промышленностью. Газообразные продукты пиролиза удаляются через трубу (15). Состав пиролизного газа (16): до 40% водорода, 35% метана, 15% CO, остальное 10% CO2, следы светлых фракций нефти и азота. Огонь при их сжигании без цвета и запаха, и они полностью сгорают в котельных и ДВС, что позволяет до 2 раз уменьшить расход топлива. Атомарная сера от распада сероводорода оседает на дисках с высоким электрическим потенциалом и на электромагнитном фильтре (на чертеже не показан). Пиролизный газ (16) поступает в ректификационную колонну (на чертеже не показана) для улучшения продуктов дистилляции воздействием водорода.
Технико-экономические показатели относительно прототипа значительно выше, т.к. снижается потребляемая энергия для первичного потока и увеличивается КПД системы. Имеется возможность беспрерывной работы по пиролизу материала.
Перечень позиций.
1 - корпус
2 - полость
3 - нагреватель
4 - наружная поверхность
5 - паз
6 - ось вращения
7 - полированная внутренняя поверхность
8 - труба
9 - отходы нефти
10 - фильера
11 - барабан
12 - вал
13 - торец
14 - диск
15 - труба
16 - пиролизный газ
17 - окно
18 - шлак
19 - торцевая поверхность
20 - скребок
21 - бункер-накопитель