КОМПЛЕКС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к переработке отходов, включая измельченные резинотехнические отходы, отходы нефтепродуктов, горючих сланцев и получению на их основе полезных продуктов.
Известна линия переработки изношенных покрышек шин, содержащая ножевую двухроторную дробильную установку, в которую на измельчение подаются транспортером изношенные автомобильные шины. Выход дробильной установки связан с бункером-накопителем, с которого через питатель фрагменты шин подаются на молотковую дробилку для последующего измельчения фрагментов шин. После проведения измельчения сырья в молотковой дробилке некондиционные куски резины возвращают на доизмельчение в дробильную установку, текстильный корд посредством циклона удаляется в бункер, а раздробленные куски подаются в бункер-накопитель. Из бункера-накопителя измельченные фрагменты через магнитный сепаратор, где удаляются металлические фрагменты, поступают в мельницу предварительного помола, откуда измельченная резиновая крошка поступает в мельницу окончательного помола. Из мельницы окончательного помола крошка поступает на вибрационную сеялку, на которой происходит выделение фракции крошки с размерами частиц 0,5 мм и менее, которые упаковываются в тару. Фракции крошки размерами более 0,5 мм возвращаются в мельницу окончательного помола на доизмельчение.
(см. патент РФ №2140357, кл. В29В 17/00, 1999 г) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известной линии необходимо отметить, что она обеспечивает только получение резиновой крошки и не обеспечивает получение полезных продуктов, что существенно сокращает ее функциональные возможности. Кроме того, качество измельчения на данной линии невысоко, так как при измельчении шик с металлокордом по их бортам, в измельченном продукте остается большое количество металлических включений.
Известна установка переработки изношенных шин, содержащая емкости для мазута, гудрона или другого нефтепродукта, экстрактор, соединенный с емкостями и снабженный системой создания вакуума в его полости, состоящей из коллектора, конденсатора, балластной емкости для сбора конденсата, емкости для хранения каучуко-битумного композита, коллектора для входа и выхода топочных газов. При работе установки
измельченная резиновая крошка поступает в бункер, откуда подается в подогреваемую емкость. При разогреве крошки в данной емкости до температуры 130°С она подается в экстрактор. В экстрактор также подается из емкости подогретый до температуры 150-210°С нефтепродукт. Для обеспечения протекания реакции в экстрактор также подаются разогретые топочные газы. В процессе протекания реакции в экстракторе смесь постоянно перемешивается, в результате в экстракторе образуются резинобитумные композиции и газовые продукты, которые разделяют и собирают в резервуары.
(см. патент РФ, №2211144, кл. В29В 17/00, 2003 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известной установки необходимо отметить, что она обеспечивает получение резинобитумных композиций и газовых продуктов, однако процесс получения целевых продуктов занимает довольно много времени и весьма энергоемок. Это обусловлено тем, что загрузка компонентов, их перемешивание и обработка осуществляются в одном устройстве - экстракторе. Жидкие и газообразные фракции, получаемые в экстракторе требуют дополнительной переработки в целевой продукт, что, однако, не предусмотрено конструкцией известной установки, а это существенно ограничивает ее технологические (функциональные) возможности.
Задачей настоящей полезной модели является разработка комплекса, обеспечивающего переработку различных по типу отходов и получение на их основе широкой гаммы полезных продуктов.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в комплексе по переработке отходов, содержащем пост подготовки сырья, имеющий возможность связи с машиной для удаления бортовых колец, последовательно связанные друг с другом машину крупного измельчения сырья, машину средней крупности измельчения сырья и магнитный сепаратор, вход машины крупного измельчения сырья связан с выходом машины для удаления бортовых колец, а выход машины средней крупности измельчения связан с магнитным сепаратором, а также питатель-сегрегатор, новым является то, что комплекс снабжен машиной мелкой крупности измельчения сырья, вход которой связан с выходом магнитного сепаратора, а выход - через второй магнитный сепаратор с питателем-сегрегатором, причем комплекс дополнительно снабжен последовательно соединенными диспергатором и диспергатором-гомогенизатором, а также емкостью для тяжелого нефтяного остатка, смесителем, реактором и ректификационной колонной, первый выход питателя-сегрегатора связан со входом диспергатора, диспергатор-гомогенизатор связан с емкостью для тяжелого нефтяного остатка и имеет возможность соединения с емкостью для резинобитумного модификатора, которая также соединена со смесителем,
связанным со вторым выходом питателя-сегрегатора и с емкостью для измельченного горючего сланца, выход смесителя связан с реактором, выход которого связан с ректификационной колонной, один выход ректификационной колонны через теплообменник и холодильник связан со сборником бензиновой фракции, второй выход через теплообменник и холодильник - со сборником дизельной фракции, а третий - со сборником резинобитумного модификатора.
При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».
Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема комплекса по переработке отходов.
Комплекс по переработке отходов содержит пост 1 подготовки сырья (резинотехнических отходов), с которого сырье подается на машину 2 для удаления бортовых колец, откуда оно направляется на машину 3 крупного измельчения сырья. В качестве таковой может быть использована ножевая дробилка. Один из выходов машины 2 предназначен для отвода отрезанных бортовых колец.
Выход машины 3 связан со входом машины 4 средней крупности измельчения сырья, например, молотковой дробилкой, выход которой соединен с магнитным сепаратором 5. Выход магнитного сепаратора 5 связан с машиной 6 мелкой крупности измельчения сырья (молотковой дробилкой), выход которой через второй магнитный сепаратор 7 связан со входом питателя-сегрегатора 8 (плоское или круглое сито), оснащенного дозатором (не показан).
Один выход питателя-сегрегатора 8 связан с питателем 9, связанным с диспергатором 10, выход которого соединен со вторым питателем, который связан с первым входом диспергатора-гомогенизатора 12, имеющим выход для выдачи резинобитумного модификатора. Диспергатор-гомогенизатор 12 связан также с системой подачи компонентов для получения резинобитумного модификатора (не показана). Данные компоненты (мазут, гудрон, смолы пиролиза и пр.) помещаются в подогреваемую емкость 13, связанную со вторым входом диспергатора-гомогенизатора 12. Емкость 13 связана также со входом смесителя 14, вход которого также связан со вторым выходом питателя-сегрегатора 8. Вход смесителя 14 также связан с оснащенным дозатором бункером 15 для измельченного горючего сланца.
Выход смесителя 14 соединен со входом реактора 16, полость которого соединена с агрегатом (не показан) для подачи в реактор воздуха и перегретого острого пара.
Выход реактора 16 соединен с ректификационной колонной 17.
Верхний выход ректификационной колонны 17 соединен с теплообменником 18 для охлаждения и конденсации паров бензиновой фракции и воды. Теплообменник 18 соединен с холодильником 19, который соединен с емкостью 20 для сбора бензиновой фракции. Емкость 20 может быть соединена со входом реактора 16.
Верхний боковой погон колонны 17 имеет выход для отвода в теплообменник 21 дизельной фракции, выход которой связан с холодильником 22, а последний со сборником 23 дизельной фракции.
Нижний боковой погон колонны 17 имеет выход для отвода тяжелой дизельной фракции через теплообменник 24 в буферную емкость 25 сбора нового битумного вяжущего - резинобитумного модификатора.
Выполнение всех узлов и агрегатов установки является известным, оно не составляет предмета патентной охраны в настоящей заявке и поэтому в материалах заявки не раскрыто. Под связями (соединениями) в настоящей заявке понимаются известные устройства для транспортировки твердого и/или жидкого и/или газообразного продукта. Там, где это необходимо, установлены средства для обеспечения транспортировки среды,
Комплекс функционирует следующим образом. Перерабатываемое резинотехническое сырье (например, изношенные автомобильные шины) подаются (завозятся автотранспортом) на пост 1, где производится их сортировка.
В зависимости от вида шин, они подаются в машину 2, где осуществляется удаление их бортовых колец и последующая подача шин в машину крупного измельчения сырья 3. В машине 3 шины рубятся на куски размером до 60 мм. Далее куски сырья поступают на машину средней крупности измельчения сырья (молотковую дробилку) 4, где за счет превышения скорости импульсного удара над скоростью релаксации резины происходит измельчение кусков резины с удалением кусков металлического корда.
Из машины 4 куски материала, размер которых не превышает 20 мм, с остатками металлического корда поступают на магнитный сепаратор 5, где осуществляется удаление дробленого металлического корда.
Далее очищенное от металлического корда сырье поступает на машину 6 мелкой крупности измельчения сырья, откуда измельченная масса с размерами кусков резины 8 мм поступает на второй магнитный сепаратор 7, в котором от кусков резины отделяется остаточный дробленый металлический корд, а куски резины подаются на питатель-
сегрегатор 8, где осуществляется пневмоотбор текстильного корда и разделение сырья на сите по его размерам, в результате чего некондиционное сырье поступает на доизмельчение (на схеме не показано), а кондиционное подается на вход питателя 9 и вход смесителя 14.
Из питателя 9 сырье подается в диспергатор 10. В диспергаторе 10 сырье обрабатывается до получения равномерной массы крошки с размерами частиц не более 2 мм. Данное сырье подается во второй питатель 11, откуда оно направляется в диспергатор-гомогенизатор 12, куда также из емкости 13 подаются компоненты для получения резинобитумного модификатора (мазут, гудрон, тяжелый остаток смолы пиролиза и пр.). При давлении со сдвигом до 200 ата и температуре до 180 С в диспергаторе-гомогенизаторе 11 происходит термомеханохимическое воздействие на смесь резиновой крошки и указанных выше компонентов, в результате чего на выходе диспергатора-гомогенизатора получается готовый гомогенный резинобитумный модификатор в виде пасты, который расфасовывается в упаковку.
Параллельно с питателем 9 резиновая крошка, а также измельченный горючий сланец из бункера 15 подаются в смеситель 14. Сланец является катализатором, так как его минеральная часть обладает каталитическими свойствами и является донором водорода, а органическая часть перерабатывается в моторное топливо. Для предотвращения забивки каналов смесителя резиновой крошкой и сланцем в его полость подается из емкости 13 порция мазута.
В процессе нахождения сырья в смесителе 14 ведется его постоянное перемешивание мешалкой с постоянной подачей острого перегретого пара. После разогрева сырья до температуры 180°С подачу пара прекращают и подают в смеситель 14 из емкости 13 дизельную фракцию с температурой 280-300°С. Находящуюся и смесителе смесь компонентов перемешивают до их однородности, после чего полученную смесь, температура которой составляет 180-230°С передавливают в реактор 16.
В реакторе 16 происходит растворение резиновой крошки в мазуте. С началом передавливания смеси резиновой крошки и дизельной фракции в реактор 16, на барботер реактора подают острый перегретый пар, температурой 550-600°С, осуществляют подачу в реактор продукта из емкости 20, температурой 450°С и воздуха, который необходим для нагрева смеси за счет процесса ее окисления. В результате подачи острого пара в реактор происходит отгонка дизельной фракции из смеси. Температура в реакторе в результате проведения всех вышеуказанных действий повышается и при достижении
350°С начинается процесс растворения резиновой крошки в мазуте, сопровождающийся усиливающимся процессом термического крекинга. Полученная в реакторе масса отводятся в питающее пространство ректификационной колонны 17.
В процессе ректификации сверху колонны выходят пары бензиновой фракции и воды, которые поступают в теплообменник 18 и холодильник 19 на охлаждение, охлажденная смесь поступает на влагоотделитель (не показан) где осуществляется разделение бензиновой фракции и воды. Вода подается на слив, а бензиновая фракция в емкость 20.
С верхнего бокового погона колонны 17 отводится легкая дизельная фракция, которая поступает в теплообменник 21 и через холодильник 22 направляется в емкость 23 для сбора дизельной фракции.
С нижнего бокового погона колонны битумное вяжущее пропускается через теплообменник 24 и направляется в емкость 25.
Выполнение заявленного комплекса обеспечивает получение высокоочищенной крошки за счет применения двухступенчатой магнитной сепарации и просеивания. Удаление перед измельчением шин их бортовых колец значительно упрощает их дальнейшую переработку. Наличие диспергатора-гомогенизатора позволяет использовать на этой же линии произведенную резиновую крошку для получения продукции, вид и свойства которой определяются компонентами, которые подаются в диспергатор-гомогенизатор и смешиваются с резиновой крошкой. Например, данный комплекс может быть использован для получения резинобитумных модификаторов, служащих для получения асфальтовых покрытий. Данный комплекс также обеспечивает получение битумных вяжущих и бензинового и дизельного продукта.