УСТАНОВКА ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ

Настоящее устройство относится к установкам для термической переработки резинотехнических изделий, изношенных шин и других полимерных отходов.
Из предшествующего уровня техники известна установка для переработки резиносодержащих отходов, содержащая реактор пиролиза с загрузочным бункером, узлом разгрузки твердого остатка пиролиза, узлом подачи газообразного топлива, соединенным с трубопроводом рециркуляции очищенного пиролизного газа и узлом отвода исходного пиролизного газа. В этой установке в качестве устройства для очистки пиролизного газа используют аппарат мокрой очистки, снабженный системой подачи охлаждения и периодического обновления рабочей жидкости, а в качестве устройства для конденсации углеводородных фракций используют кожухотрубный теплообменник при этом аппарат мокрой очистки и кожухотрубный теплообменник снабжены гидравлическими затворами (RU 72223 U1, C08J 11/00, 10.04.2008).
Также известна установка для пиролиза автомобильных шин, включающая туннельную пиролизную печь с пиролизной камерой узлами загрузки сырья и выгрузки твердых продуктов пиролиза патрубком отвода жидких и газообразных продуктов пиролиза установленным в нижней части пиролизной камеры и снабженным гидрозатвором механизм перемещения сырья от одного конца печи к другому узел продувки пиролизной камеры и теплогенератор отличающаяся тем, что цилиндрическая пиролизная камера снабжена теплоизолированной рубашкой установленной коаксиально с кольцевым зазором и снабженной тангенциальным патрубком ввода горячего воздуха от теплогенератора в кольцевой зазор и патрубком вывода горячего воздуха а узлы загрузки сырья и выгрузки твердых продуктов пиролиза выполнены в виде отсеков туннельной цилиндрической печи, примыкающих к противоположным концам пиролизной камеры и образованных между двумя параллельными шиберными задвижками установленными перпендикулярно продольной оси печи, которые отделяют отсеки загрузки и выгрузки от пиролизной камеры и перед ними по периметру отсеков установлен полый тор с перфорациями на внутреннем диаметре снабженный патрубком ввода пара; отсеки снабжены патрубками вывода пара, а пиролизная печь установлена с наклоном к узлу выгрузки твердых продуктов пиролиза при этом механизм перемещения сырья от одного конца печи к другому выполнен в виде установленных в днище печи направляющих для наклонного перемещения контейнеров с сырьем и упора для остановки контейнеров (RU 9841 U1, 10В 1/04, 16.04.1999).
Также известна мобильная установка для переработки резиносодержащих отходов, содержащая узел предварительной подготовки, узел термического разложения отходов на парогазовую смесь и твердый остаток, выполненный в виде реактора пиролиза, соединенного с узлом предварительной подготовки отходов. Система выделения углеродсодержащего продукта, включающей сборник твердого остатка, устройство транспортировки твердого остатка и узел разделения металлокорда и технического углерода. Система фракционирования парогазовой смеси, снабжена трубопроводами отвода тяжелой углеводородной фракции и вторичной парогазовой смеси, а трубопровод углеводородов содержащего газ соединен, по меньшей мере, с топкой и теплообменником, отличающаяся тем, что реактор пиролиза выполнен вертикально-шахтного типа. Система фракционирования парогазовой смеси выполнена в одну ступень и включает коалисцентный сепаратор, газопромыватель, гидроциклон, кроме того, установка дополнительно снабжена блоком ректификации, который включает расходную емкость, печь пиролиза (подогрева), колонну четкой ректификации пленочного типа, охладитель-конденсатор бензиновой фракции, охладитель-конденсатор соляровой фракции, сепаратор аэрозолей, емкость-сборник для тяжелой фракции, емкость-сборник для бензиновой фракции и емкость-сборник для соляровой фракции, а также свечу, при этом реакторпиролиза через циклон и фильтр каталитической очистки газов соединен трубопроводами с газопромывателем, который соединен трубопроводом с гидроциклоном, к газопромывателю подключен турбокомпрессор, кроме того, гидроциклон через насос соединен трубопроводами с коалисцентным сепаратором, который через сборную емкость и печь пиролиза соединен трубопроводами с ректификационной колонной, которая через холодильники-конденсаторы соединена с емкостями для фракции бензина, для фракции соляра и с емкостью для тяжелыхфракций, коалисцентный сепаратор соединен с фильтром, один из холодильников-конденсаторов через газожидкостный сепаратор соединен с емкостью для фракции бензина и через фильтр со свечой и печью пиролиза, кроме того, ректификационная колонна соединена газоходом через накопительную емкость с реактором пиролиза, а для обеспечения мобильности вся установка установлена на разборной раме, состоящей из шести модулей (RU 88016 U1, C08J 11/20, 27.10.2009).
Задача, на решение которой направленно заявленное техническое решение заключается в реализации изделия отвечающего современным требованиям по безопасности, энергосбережению, имеющего достаточную поверхность раздела фаз для обеспечения полноты протекания процесса термической переработки, обеспечивающего отсутствие контакта газов разложения с газами горения, позволяющего получить качественное высококалорийное топливо, не требующее сложной доочистки.
Данная задача достигается за счет того, что установка термической переработки полимерных отходов содержит термический реактор, включающий загрузочное устройство, термическую камеру, разгрузочное устройство, газовую рубашку и блок конденсации и охлаждения газов пиролиза и коксования. Загрузочное устройство выполнено в виде автоматического бункера, соединенного через шлюзовую камеру с термической камерой, содержащей внутри себя по высоте провальные ситчатые тарелки, при этом термическая камера соединена с газовой рубашкой, содержащей газовые горелки, а разгрузочное устройство имеет колосники и выполнено в виде автоматической шиберной задвижки. Кроме того, для повышения производительности термический реактор может быть оснащен змеевиком пиролиза бензина, а провальные ситчатые тарелки установлены под некоторым углом к оси аппарата. Для получения дополнительного количества тепловой или электрической энергии дымовые газы, выходящие из рубашки, могут оправляться на рекуператор.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение качества получаемых продуктов, а именно возможность получения готовых дизельных и мазутных фракций, используемых как товарное топливо, либо как его компонент; отсутствие загрязнения продуктов разложения продуктами горения; полнота протекания процесса термической переработки за счет увеличения поверхности раздела фаз; возможность использования в качестве сырья большого спектра полимерных отходов; получение дополнительного количества тепла или электроэнергии.
Устройство поясняется следующими чертежами:
На фиг.1 технологическая схема установки.
На фиг.2 термический реактор продольный разрез.
Установка термической переработки полимерных отходов, содержащая термический реактор 1, включающий загрузочное устройство, термическую камеру, разгрузочное устройство, газовую рубашку и блок конденсации и охлаждения газов пиролиза и коксования, характеризующаяся тем, что загрузочное устройство выполнено в виде автоматического бункера 2, соединенного через шлюзовую камеру 8 с термической камерой, содержащей внутри себя по высоте провальные ситчатые тарелки 6, при этом термическая камера соединена с газовой рубашкой, содержащей газовые горелки 7, а разгрузочное устройство имеет колосники 9 и выполнено в виде автоматической шиберной задвижки 10.
Ситчатые тарелки могут быть установлены под некоторым углом к оси термического реактора.
В нижней части термического реактора может быть установлен змеевик пиролиза, в который подается нагретый пиролизный бензин для повторного процесса деструкции и интенсификации процесса (на чертежах не показано).
С целью получения тепловой и электрической энергии отработанные дымовые газы из газовой рубашки могут направляться на рекуператор (на чертежах не показано).
Устройство работает следующим образом.
Исходное сырье в виде кусков рубленой резины, других резинотехнических изделий и других полимерных отходов подаются из загрузочного бункера 2 внутрь термического реактора 1. В газовую рубашку на форсунки 7 осуществляется подача пиролизного газа. Сгорая, этот газ нагревает стенку термического реактора до температуры 600-800°С. Выход продуктов сгорания из рубашки реактора осуществляется через штуцера.
Внутри термического реактора проходят процессы плавления исходного сырья с последующим осаждением в зону с более высокими температурами, коксования, испарения, пиролиза расплавленной массы. Через нижние колосники осуществляется выгрузка твердых остатков в виде металлокорда, кокса и технического углерода.
Газы пиролиза поднимаются вверх, барбатируя на провальных ситчатых тарелках 6, передавая высокую температуру жидкой фазе и перемешивая ее. Остывшие газы выводятся из аппарата через верхний штуцер в конденсатор 3, где охладившись и частично сконденсировавшись, поступают в сепаратор 4. В сепараторе 4 происходит разделение на жидкую мазутно-дизельную и газовую фракции. Газовая фракция выводится с верха сепаратора 4 и частично направляется на форсунки 7 термического реактора 1, частично выводится с установки. Жидкая мазутно-дизельная фракция выводится с низа сепаратора 4 и поступает на дальнейшее охлаждение в холодильник 5, откуда после охлаждения выводится, в качестве готового товарного продукта, либо компонента товарного продукта.
Таким образом, заявленное устройство позволяет использовать в качестве сырья широкий спектр полимерных отходов, а в качестве продуктов переработки получать товарное дизельное и мазутное топливо, либо его компонент.