BG2464U1 - Инсталация за термична преработ­ ка на твърди неметални отпадъци - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася до инсталация за термична преработка на твърди неметални отпадъци, състояща се от захранващ бункер (1), свързан през газоразпределител (2) към реактор (3), в долния край на който е монтирана пещ за запалване (4) с горелка (14) и устройство за разтоварване (5), завършващо с контейнер (16). Изходът на газоразпределителя (2) е свързан с входа на циклон (6), чийто изход е свързан с резервоар (17) за отделената прахообразна фракция, при това горната част на циклона (6) е свързана с механичен сепаратор (7), чийто изход за пречистена гореща газообразна смес е свързан с входа на кондензатор (8) за охлаждане. Единият долен изход на кондензатора (8) е свързан посредством помпа към резервоар (9) за течно гориво и събирателен съд (19), а другият долен изход на кондензатора (8) е свързан с втори събирателен съд (18) за отделената пиролизна вода, като изходът в горната част на кондензатора (8) е свързан с входа на адсорбиращо устройство (11). Изходът в долната част на адсорбиращото устройство (11) е свързан с входа на резервоара за течно гориво (9) и събирателния съд (19). Горният край на адсорбиращото устройство (11) през аерозолен сепаратор е свързан с вентилатор за високо налягане (12), който е свързан през вентил (13) с горелка (14) и с филтър (21) през вентил (15). Инсталацията има невисока стойност; не изисква сложно обучение на персонала и е лесна за експлоатация; има минимални габарити; невисока енергоемкост (самоподдържаща се реакция); осигурява екологична чистота на процеса; пълна преработка на отпадъците и широк спектър на прилагане на получените продукти.

Description

(54) ИНСТАЛАЦИЯ ЗА ТЕРМИЧНА ПРЕРАБОТКА НА ТВЪРДИ НЕМЕТАЛНИ ОТПАДЪЦИ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до инсталация за термична преработка на твърди неметални отпадъци, предназначена за оползотворяване на твърди неметални отпадъци.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е инсталация за преработване на износени автомобилни гуми, включваща последователно монтирани зареждащ бункер, херметична пиролизна камера, дозатор на разтоварването, циклон за събиране на пепелта с катализаторна зона, топлообменник, сепаратор, който се състои от разделителна колона и капкоограничител, втори циклон за събиране на пепелта; като двата циклона са снабдени с бункери за пепел; а движението на газовата смес се осъществява с помощта на компресор по газопровод; аварийното изхвърляне на газове се извършва през факел; продуктите на кондензацията се натрупват във воден резервоар, а течното гориво - в модулен резервоар. Инсталацията включва херметична пиролизна камера с канал за отвеждане на газа вън от пиролизната камера и канал за въвеждане на газа в пиролизната камера, сепаратор, резервоар за събиране на пиролизната течност, компресор, устройство за охлаждане, при което каналът за отвеждане на газа вън от пиролизната камера е свързан с входа на компресора чрез топлообменника на охлаждащото устройство и чрез сепаратор, който е монтиран последователно след топлообменника на охлаждащото устройство, а каналът за въвеждане на газа в пиролизната камера е свързан непосредствено с входа на компресора, между пиролизната камера и топлообменника допълнително са монтирани последователно циклон за събиране на пепелта и катализаторна зона, топлообменникът е снабден с резервоар за вода, а сепараторът се състои от разделителна колона и капкоограничител. Освен това пиролизната камера е снабдена с дозатор на изкарвания навън въглероден остатък и на металния корд [RU 43546].

Известният обект е със сложно устройство - наличие на два циклона и катализаторна зона; има ниска производителност и е предвидено изхвърлянето на газове в атмосферата през факел.

Проблемите, които трябва да се решат при създаване на нова инсталация за преработка на твърди неметални отпадъци са постигане на увеличаване на ефективността на преработката на утилизираните твърди въглеводородни суровини; опростяване на инсталацията, повишаване на производителността и икономичността за сметка на понижаването на енергийните нужди на инсталацията, увеличаване на количеството на излизащата течност едновременно със съкращаване на времето за преработване на суровината, а освен това и утилизация на отделения при работа на инсталацията леснозапалим газ и подобряване на екологичните показатели на инсталацията.

Техническа същност на полезния модел

Проблемите се решават съгласно настоящия полезен модел, който представлява инсталация за термична преработка, по-специално пиролиза на твърди неметални отпадъци, чрез която да се постига оползотворяване на твърди неметални отпадъци и да се получи течно гориво.

Инсталацията се състои от захранващ бункер, свързан през газоразпределител към реактор, в долния край на който е монтирана пещ за запалване с горелка и устройство за разтоварване, завършващо с контейнер, като изходът на газоразпределителя е свързан с входа на циклон, чийто изход е свързан с резервоар за отделената прахообразна фракция. Горната част на циклона е свързана с механичен сепаратор, чийто изход за пречистена гореща газообразна смес е свързан с входа на кондензатор за охлаждане. Единият долен изход на кондензатора е свързан посредством помпа към резервоар за течно гориво и събирателен съд, а другият долен изход на кондензатора е свързан с втори събирателен съд за отделената пиролизна вода. Изходът в горната част на кондензатора е свързан с входа на адсорбиращо устройство, а изходът в долната част на адсорбиращото устройство е свързан с входа на резервоара за течно гориво и събирателния съд. Горният край на адсорбиращото устройство през аерозолен сепаратор е свързан с вентилатор за високо налягане, който е свързан през вентил с горелка и с филтър през вентил.

С конструирането на инсталацията, съгласно настоящия полезен модел, се избягва включването на втора горелка и втори циклон на катализаторна зона, изгарянето и изхвърлянето на газове

в атмосферата през факел. Инсталацията има невисока стойност; не изисква сложно обучение на персонала и е лесна за експлоатация; има минимални габарити; невисока енергоемкост (самоподдържаща се реакция); осигурява екологична чистота на процеса, пълна преработка на отпадъците и широк спектър на прилагане на получените продукти. По този начин предложеният обект позволява не само ефективно да се оползотворяват твърди органични отпадъчни продукти (приблизително на 100 %), по-специално каучукови изделия в инсталацията, с което значително да се подобрява екологичната ситуация, но и същевременно да се получават и важни за икономиката продукти - течно гориво, сажди, метални вторични суровини. Металните отпадъци се отстраняват посредством магнитен сепаратор и се подават за обработка на скрап. Твърдият въглероден остатък може да бъде използван като висококалорично твърдо гориво за получаване на модифицирано течно гориво, а също така като сорбент или да се използва за овъглеродяване в металургичната промишленост.

Пояснение на приложената фигура

По-подробно полезният модел е показан на фигурата с едно примерно изпълнение на инсталацията за термична преработка на твърди неметални отпадъци.

Примерно изпълнение и действие на полезния модел

Инсталацията за термична преработка на твърди неметални отпадъци се състои от бункер 1 за подлежащата на обработка суровина - твърди неметални отпадъци, по-специално гума предварително нарязана, свързан с газоразпределител 2 за горещите газове и входа на реактора 3, чийто край завършва с пещ за запалване 4 с прилежаща към нея горелка 14 и устройство за разтоварване 5 на нежеланите отпадъци, чийто изход е свързан с контейнер 16. Изходът на газоразпределителя 2 за общия поток движещи се газове е свързан с входа на циклон 6 за отделяне на големите частици сажди от основния продукт на пиролизата (течногоривния компонент) посредством резервоар 17. Циклонът 6 в горния си край през механичен сепаратор 7 за пречистената газообразна смес е свързан с входа на кондензатор 8 за охлаждане на газовата смес, който в горната си част е свързан с входа на адсорбиращо усU1 тройство 11 за обезводнения газ и отделяне на основните течно-горивни компоненти. Горният изход на адсорбиращото устройство 11 е свързан с аерозолен сепаратор 10 за течно-горими компоненти под формата на аерозоли, свързан през хидроклапан за стеклите се обратно под формата на капки сгъстени течно-горивни компоненти към адсорбиращото устройство 11. Долният изход на циклон 6 е свързан с резервоар за прахообразната фракция 17. Единият долен изход на кондензатора 8 и долния изход на адсорбиращото устройство 11 са свързани посредством помпа през резервоар за горивната фракция 9 към събирателен съд 19. Другият долен изход на кондензатора 8 извежда към втори събирателен съд 18 отделената пиролизна вода. Изходът на аерозолния сепаратор 10 за пречистената от течности газова смес е свързван с вентилатор за високо налягане 12, който е свързан през вентил 13 с горелка 14 и с филтър 21 през вентил 15.

Пред инсталацията съществува устройство-раздробител, за предпочитане гилотинни ножици, предназначено за раздробяване на отпадъците на парчета, които се събират в бункера за суровината.

Бункерът за подлежащата на преработка суровина представлява метален съд с механизъм за отваряне на люка и шлюз, възпрепятстващ достъпа на кислород в горната част на реактора. Изходът на бункера за отпадъци е свързан с газоразпределителя 2, реактора 3 и пещта за запалване 4. В газоразпределителя 2 горещите газове отдават топлина на постъпващата суровина.

Реакторът 3 представлява сглобяем цилиндричен съд, вътрешната част на който представлява място, в което е събрана суровината. Средната му част е газова камера, изолирана от външната страна с топлоизолационен материал. Работната зона на реактора 3 осигурява изгаряне на отпадъците, в резултат на което се осъществява процеса на пиролиза.

Пещта за запалване 4 на газ представлява сглобяем тръбен корпус, имащ топлоизолационен слой от външната страна с отвор за горелка 14. В реактора 3 и пещта на запалване 4 на газ се извършва нагряването на отпадъците при висока температура, съпроводено с разпадане на органичните вещества.

Устройството за разтоварване 5 е предназначено за отстраняване на нежеланите отпадъци, в това число и металните отпадъци, които се отделят с магнитен сепаратор. Люкът на устройството за разтоварване 5 има две двойни вратички, които при разтоварване се отварят и затварят последователно с помощта на лостов механизъм, който се управлява ръчно или с пневмохидравличен механизъм. Отварянето на двата люка не може да стане едновременно, тъй като има блокиращ механизъм между тях, който се разблокира при затварянето на единия от тях. Изходът на устройството за разтоварване за нежеланите отпадъци е свързан с контейнер 16.

Циклонът 6 представлява кръгъл съд с конусовидна долна част, предназначен за отделяне от основния продукт на пиролизата(течногоривния компонент) на големите частици сажди, смесени с образувалия се кондензат и утаяващи се в долната част на циклона, а след това отстраняващи се на самотек през хидрозатвора.

Конструкцията на кондензатора 8 се състои от корпус, капак и дъно.

Адсорбиращото устройство 11 представлява цилиндричен съд от сглобяеми тръбни сегменти с фланци, запълнен със специален инертен материал, служещ за отделяне на основните течногоривни компоненти.

Вентилаторът за високо налягане 12 осигурява движението на газовата смес по газопровод. Изходът от вентилатора за високо налягане е свързан с вентил 13, посредством който пречистената от течности газова смес се насочва към горелката 14, подаваща пиролизни газове, смесени с кислород от въздуха, постъпващи към пещта за запалване 4 на отпадъците, и по-специално на каучуковата суровина. Вентил 15 е свързан с филтър за пречистване 21 и отвежда пиролизен газ към атмосферата под формата на дим.

В състава на инсталацията има предвидени следните спомагателни прибори, необходими за управлението й: електрооборудване, състоящо се от електрошкаф, автоматика и датчици. Автоматизираната система за управление е свързана с датчици за информация и управляващи устройства към управляемите елементи на инсталацията, като електрозахранващият източник е свързан към електропотребяващите елементи на инсталацията. Също така в инсталацията са вградени фланци и съединителни детайли на резба и възли на инсталацията с необходимите уплътнения, за осигуряване херметичност на

U1 цялата система.

Инсталацията действа по следния начин.

Изходната суровина - твърди неметални отпадъци, и по-специално предварително нарязана гума с размер на парчетата до 200 mm се насипва в зареждащия бункер 1 през люк с капак, която на самотек под собствената си тежест постъпва към долната част на реактора 3, където отначало се подсушава от преминаващите през нея нагрети газове, и след това се нагрява до температурата на разлагане на суровината. В процеса на пиролиза изпразвания бункер 1 постоянно се пълни със суровина. След зареждане суровината се спуска надолу към зоната на пиролиза и се подлага натермично въздействие. Количеството на заредената суровина както в реактора 3, така и в секцията на бункера 1 постоянно намалява на ниво и бункерът 1 се запълва с нова порция суровина, като отварянето на капака на люка и пълненето на празния бункер 1 се извършва само при напълно затворен и фиксиран капак на бункера 1 за изпразване. Работната температура в реактора 3 се поддържа от пълненето, изпразването на отпадъците и от регулиране подаването на пиролизен газ в зависимост от установяващия се режим на горене, чиято температура се контролира в зоната на пиролиза. При работа зареждащият бункер 1 с камерна конструкция с шлюз, позволява да се осъществява процес на зареждане без достъп на кислород от въздуха. Отделно работата на бункера 1 за суровина и устройството за изпразване се съгласуват по такъв начин, че в момента на отваряне на люка за изпразване, капакът на бункера за напълване да бъде затворен. След нагряването на инсталацията, устойчивото горене на газа и работата на системата за газоразпределение на режим, близък до работния, както и тактовете за движение на дозатора за изпразване, се установяват така, че процеса да преминава при максимална производителност. Регулирането на температурата се осъществява чрез скоростта на работата на устройството за изпразване и количеството газ в камерата на горене.

Постъпилата суровина в долната част на реактора в резултат на високата температура посредством пещта на запалване 4 и горелката 14 се подлага на пиролиза, където в зоната на пиролиза се въвеждат пещни газове, позволяващи едновременно да се подава топлина към тмиима*ои-п ' суровината и бързо да се извеждат продуктите от разпадането. Работната температура в зоната на пиролиза при процеса на нагряване на инсталацията трябва да се поддържа до 500°С. Температурата, съответстваща на максималното количество на течната фракция е приблизително равна на 490°С и е приета за оптимална. Температурният диапазон на протичане на процеса е 400-500°С. В процеса на пиролиза се образува течно гориво, високовъглероден твърд остатък, газова смес и в даден случай метални отпадъци. Газовата смес се състои от пари на нефтообразна течност (пиролизно гориво), водни пари и некондензиращи се горящи газове. Газовата фракция представлява смес от различни газове, както отделени от суровината в процеса на пиролиза, така и продукти от горенето на възвратни газове, образувани при пиролизата на суровината. При работа на устройството съгласно полезния модел, за получаване на максимално количество течно гориво и дисперсен въглерод, е необходимо да се подтиснат вторичните реакции, протичащи между продуктите от разпадането на полимер- 25 ните вериги в процеса на пиролиза, при което се получават нискомолекулни и високомолекулни съединения - смоли, тежки осмолени отпадъци и кокс. За оптимален се счита процеса, при който се получава максимално количество течна фракция и количество дисперсен въглерод с най-голяма относителна повърхност.

Продуктите от разпадането се отнасят от реактора с общия поток на движещите се нагоре пещни газове и постъпват от горната част на реактора в циклона за грубо пречистване, където от основния продукт на пиролизата /течно-горивния компонент/ се отделят големите прахообразни частици, смесени с образувалия се кондензат и утаяващи се в долната част на циклона, а след това се отстраняват на самотек през хидрозатвор до резервоар за пепел. Газовата смес, съдържаща течно-горивния компонент отделена от горната част на циклона, постъпва в механичен сепаратор за допълнително пречистване, след което сместа постъпва в горната част на кондензатор, в който се извършва охлаждане на газовата смес при преминаването й през кондензатора, кондензация на висококипящите компоненти и отделяне на голямо количество вода; обезводненият газ от кондензатора постъпва в горната 50 част на адсорбиращото устройство, където се отделят основните течно-горивни компоненти; отделяне на горивната фракция и подаването й с помощта на помпа в резервоар за течно гориво, докато пречистената от горивото пиролизна $ вода се събира в резервоар за техническа вода;

постъпване на газа от горната част на адсорбиращото устройство в аерозолен сепаратор, където течно-горивните компоненти, намиращи IQ се в състояние на аерозоли, се сгъстяват в капки течно гориво и се стичат през хидроклапан обратно в адсорбиращото устройство. Аерозолният сепаратор изпълнява функцията на допълнителен утайник на аерозолни частици на течно15 горивната фракция; пречистената от течности газова смес от аерозолния сепаратор минава през вентилатора за високо налягане и се разделя от регулиращия клапан на два потока. Единият от тях се насочва по газопровода и чрез вентил се насочва към горелката, която служи за подаване на пиролизни газове, смесени с кислород от въздуха в пещта за запалване и реактора и с това осигурява нагряването на газовете в работната зона на реактора. Другият поток от пиролизния газ се насочва към филтър за пречистване, след което в атмосферата се изпуска под формата на дим. Подадените пиролизни газове обезпечават при своето горене нагряването на отпадъците в работната зона на реактора, в резултат на което се осъществява процеса на пиролиза.

Получените течни фракции, които са се кондензирали в циклона, кондензатора, адсорбира35 щото устройство и аерозолния сепаратор изтичат на самотек в резервоари. Основните течно-горивни компоненти се кондензират в адсорбиращото устройство и на самотек се събират в резервоар. Всички преливници за течно-горивни фракции са оборудвани с хидрозатвори, за да се избегне про40 смукване на въздух в системата за газоразпределение. В кондензатора се утаява предимно водна фракция с примеси от силнокипящи продукти от пиролизата, които на самотек се стичат по тръбопроводите през напълно отворените прегради и постъпват в резервоари. Отпадъците, извлечени от почистване на циклона, се връщат заедно със суровината за повторна преработка. Саждите са остатък, получаващ се в процеса наутилизация, който след почистване на циклона, се събират в съд за отпадъци. Отпадъците, които се получават при почистване на прахогазоулавящото оборудване се добавят към основната суровина при пиролизата.

Използването на описаната инсталация, съгласно полезния модел осигурява непрекъснат производствен процес и води до получаване на следните продукти: течна фракция 40-45 %; пиролизни газове 10-30%; остатъчен въглерод 2530% и в даден случай металокорд 10%. В дадения пример от 7 t отпадъци се получават следните крайни продукти: течно гориво с характеристики на котелно гориво с добив 2000 kg/24 h; твърд въглероден остатък с добив 1000 kg/24 h и метални отпадъци около 500 kg/24 h. Максималната производителност на инсталацията е утилизация до 15 t твърди отпадъци в денонощие.

Непрекъсваемият работен режим се характеризира със следното: устойчива температура в зоната на пиролизата (400-500°С) при избран режим за работа на дозатора за изпразване; устойчиво горене на газа; минимално овлажняване на газа на изхода от газоканала при подбран режим на кондензация на течните фракции; достатъчно охладен въглеродосъдържащ остатък, който се изхвърля през устройството за изпразване.

Claims (1)

1. Претенции

   1. Инсталация за термична преработка на твърди неметални отпадъци, включваща захранващ бункер, свързан към реактор, към който е монтирано устройство за разтоварване, към реактора е свързан циклон за прахообразна фракция,

   U1 свързан с топлообменник, свързан със сепаратор, характеризираща се с това, че захранващият бункер (1) е свързан през газоразпределител (2) към реактора (3), в долния край на който е монтирана пещ за запалване (4) с горелка (14) и устройството за разтоварване (5), завършващо с контейнер (16), като изходът на газоразпределителя (2) е свързан с входа на циклона (6), чийто изход е свързан с резервоар (17) за прахообразна фракция, при това горната част на циклона (6) е свързана с механичния сепаратор (7), чийто изход за пречистена гореща газообразна смес е свързан с входа на кондензатор (8) за охлаждане, при което единият долен изход на кондензатора (8) е свързан посредством помпа към резервоар (9) за течно гориво и събирателен съд (19), а другият долен изход на кондензатора (8) е свързан с втори събирателен съд (18) за отделената пиролизна вода, като изходът в горната част на кондензатора (8) е свързан с входа на адсорбиращо устройство (11), а изходът в долната част на адсорбиращото устройство (11) е свързан с входа на резервоара (9) за течно гориво и събирателния съд (19), като горният край на адсорбиращото устройство (11) през аерозолен сепаратор е свързан с вентилатор за високо налягане (12), който е свързан през вентил (13) с горелката (14) и вентил (15) към филтър (21).