CZ20095A3 - Zpusob rafinace kovového substrátu ze zpracování odpadních pneumatik a zarízení k jeho provádení - Google Patents

Abstract

Zpusob rafinace kovového substrátu získaného ze zpracování odpadních pneumatik, pri kterém se kovový substrát ohrívá za úcelem odparení nekovových složek, podle kterého se kovový substrát vystaví v uzavreném prostoru pusobení mikrovlnného zárení o frekvenci 915 MHz až 2450 MHz k dosažení teploty 100 až 700 .degree.C, pri které se nekovové složky zplynují a separují ve forme kondenzátu. Zarízení k provádení zpusobu obsahuje vsádkový reaktor, kontinuální pec s nekonecným bežícím pásem, nebo rotacní pec.

Description

Způsob rafinace kovového substrátu ze zpracování odpadních pneumatik a zařízení k jeho provádění

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu rafinace kovového substrátu získaného ze zpracování odpadních pneumatik, při kterém se kovový substrát ohřívá za účelem odpaření nekovových složek. Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu. Kovový substrát představuje významnou složku odpadního materiálu získávaného při recyklaci odpadních pneumatik.

Dosavadní stav techniky

Neustále stoupající rozvoj automobilismu přináší problémy co s vyřazenými automobily, problémem jsou zejména hromadící se vyřazené pneumatiky. Zatímco zpracování odpadní pryže se zdá být vyřešeno, odpadní kovový kord obsahující zbytky pryže a textilního kordu se stává celosvětovým problémem, neboť není vhodný pro recyklaci a opětovné použití při výrobě nových pneumatik. Problémem je odstranění zbytků pryže případně textilního kordu, které jsou zdrojem uhlíku, o kterém je známo, že výrazně snižuje kvalitu recyklovaného kovu zejména z hlediska pružnosti neboť je získaný produkt příliš křehký a nevhodný k opětovnému použití.

V současné dobé jsou používány následující metody zpracování odpadních pneumatik na jednotlivé komponenty (pryž, kovový a textilní kord). Pneumatika se nejprve drtí na malé kousky, čímž se získá pryž ve formě vloček s textilním kordem a kovovou výztuží ve formě pružných zpravidla ocelových drátů, které se v následujícím stupni separují. Vzhledem k tomu, že pružná pryž v pneumatikách se obtížně drtí, pneumatiky se prudce ochladí, například kapalným dusíkem a v křehké zmražené formě se snadno drtí jak uvádějí následující patenty RU2299804, RU2299807, DE10357968, DE10200Ó028563 a W02007091876. Jiná metoda používá k částečné destrukci pryže pro snazší drcení působení ozonu, jak uvádějí patenty' LT5422 a EP0816035 nebo kombinaci obou, tj. ozonu i chlazení LT5521. K oddělení kovového kordu od pryže byl použit magnetický separátor DFJ0357968 a W00069610.

Kraňnaci kovového kordu se používá klasický ohřev na teploty 100 až 600 °C, čímž dochází k částečné pyrolýze na těkavé látky, které lze kondenzovat nebo přímo spalovat jak uvádějí patenty JP2004298829, RU2322347, RU2004128978 a W02006038899. Při tomto procesu se však tvoří elementární uhlík, který je nežádoucí pro další zpracování kovového kordu.

Výše uvedené metody recyklace kovových kordů mají následující nevýhody. Především jsou energeticky náročné (zmrazení, ozonolýza) a neposkytují kvalitní surovinu pro recyklaci, neboť je obtížné dosáhnout klasickými postupy vhodnou kvalitu kovového kordu pro recyklaci. Souhrnné lze konstatovat, že výše uvedené metody recyklace kovového kordu z odpadních pneumatik neřeší problém hromadění kovového odpadního kordu, který dosahuje v současné době v Evropské Unii okolo 115 000 tun odpadního kovového kordu.

V poslední době byly pozorovány snahy nahradit klasické způsoby ohřevu ohřevem mikrovlnným neboť je známo, že pryž obsahující uhlík absorbuje mikrovlny a je možné využít mikrovlnného ohřevu k jejímu zpracování. Toho se využívá například při výrobě pneumatik a jiných gumových materiálů v procesu vulkanizace jak uvádějí patenty EP0661149, EP0640470 a DE4420198 na příslušných mikrovlnných zařízeních FR2562833, GB1278062, JP56078963, CA1209309 a CA1205964. Mikrovlnný ohřev byl dále využit k výrobě aktivního uhh pyrolýzou odpadních pneumatik, jak uvádějí patenty WO8808871, WO8904355, WO9105818, W00103473, CN1229055 a GB1513656. Rafinace odpadního kovového kordu obsahujícího nežádoucí příměsi (pryž, textilní kord) s použitím mikrovlnného ohřevu nebyla dosud uspokojivě vyřešena.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky odstraňuje způsob rafinace kovového substrátu ze zpracování odpadních pneumatik, při kterém se kovový substrát ohřívá za účelem odpaření nekovových složek, jehož podstata spočívá v tom, že se kovový substrát vystaví v uzavřeném prostoru působení mikrovlnného záření o frekvenci 915 MHz až 2450 MHz k dosažení teploty 100 až 700 °C, při které se nekovové složky zplyňují a separují ve formé kondenzátu.

Rafinací ohřevem účinkem mikrovlnného záření lze pak s výhodou provádět v inertní atmosféře.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu obsahuje vsádkový reaktor, kontinuální pec s nekonečným běžícím pásem nebo rotační pec.

Způsob rafinace odpadního kovového kordu z pneumatik za účelem recyklace je tedy založen na selektivním mikrovlnném ohřevu nečistot přítomných v kovovém kotdu, jako je pryž či textilní kord. Účinkem mikrovln dochází k ohřevu především zbytkové pryže ze separace komponent přítomných v odpadních pneumatikách, přičemž k ohřevu kovového kordu nedochází nebo jen v omezené míře. Tím je možné přednostně odstranit nečistoty obsažené v surovém kovovém kordu, jako je pryž či textilní kord a tím získat vhodnou surovinu pro recyklaci o vysoké čistotě (přes 99 %) aniž by bylo nutno k drcení pneumatik používat energeticky náročných postupů. Po odstranění zbytků pryže, případné textilního kordu se získá bezuhlíkový kovový kord o vysoké čistotě vhodný pro další zpracování.

Vzniklá surovina vyhovuje čistotou pro další zpracování, jako je drcení, lisování či tavení. Odstraněné nečistoty ve formě těkavých hořlavých látek se separují kondenzací, jsou vedlejším produktem a jsou vhodné v případe potřeby pro klasický ohřev, čímž se zvýhodní i tak nízká energetická spotřeba uvedeného procesu. Recyklační proces kovového kordu s využitím mikrovlnného ohřevu lze provádět i na kontinuálním zařízení, které je zabezpečeno proti úniku mikrovln a uzpůsobeno pro odvod těkavých látek. Proces recyklace kovového kordu je výhodné provádět v inertní atmosféře.

Příklady provedení vynálezu

Přikladl

Do vsádkového mikrovlnného reaktoru se vloží 1 kg odpadního kovového kordu obsahujícího 5,6 % pryže a 1, 4 % textilního kotdu. Tato surovina se v atmosféře dusíku vystaví mikrovlnnému záření o frekvenci 2450 MHz a postupné se obsažená zbytková pryž vyhřeje na 600 °C, zatímco objemová teplota vsádky nepřesáhne 300 °C. Po vychladnutí se získá produkt ve formě kovového kordu o následujícím složení:

Fe-98.58%

Ni - 0.180%

Cr-0.090%

Cu-0.050%

Co-0.020%

P - 0.012%

Si - 0.240%

Vedlejším produktem jsou těkavé látky uvolněné z nečistot přítomných v kovovém kordu, které se kondenzují ochlazením a mohou být použity jako topný olej ke klasickému ohřevu.

Příklad 2

Do kontinuálního mikrovlnného reaktoru vybaveného nekonečným běžícím pásem se v inertní atmosféře průběžné vkládá surový kovový kord o kapacitě 20 kg/h obsahující 245 % pryže, který se v mikrovlnné zóně o výkonu 8 kW a frekvenci 915 MHz zbaví obsahu pryže ve formě tekavých látek, které se separují kondenzací par ve formě topného oleje. Produktem je kovový kord vhodný pro další zpracování lisováním, drcením či tavením.

Průmyslová využitelnost

Vynález lze využít při zpracování pneumatik obsahujících kord k získání produktu, rafinovaného ocelového kordu, který’ je vhodný pro další zpracování jako je drcení, lisování a zejména tavení při zachování vysoké kvality kovového materiálu.

Claims (4)

1. PATEN TOVÉ NÁROKY

   1. Způsob rafinace kovového substrátu obsahující ocelový kord a separovaného z rozdrcených odpadních pneumatik, při kterém se kovový- substrát ohřívá za účelem odpaření nekovových složek vyznačený tím, že se kovový substrát obsahující 82 až 98 ⁰ o hmotn. ocelového kordu vy staví v uzavřeném prostoru působení mikrovlnného záření o

   I frekvenci 915 MHz až 2450 MHz k dosažení teploty- 100 až 700 °C, plynové nekovové složky se odpaří a separují ve fotmé kondenzátu.
2. 2. Způsob raftnace kovového substrátu podle nároku 1_: vyznačený tím, že se raftnace ohřevem provádí účinkem mikrovlnného záření v inertní atmosféře.
3. 3. Způsob rafinace kovového substrátu podle nároku l a 2 vyznačený! se tím, že raftnace ohřevem se provádí až do dosažení teploty 600 až 700 °C kovového kordu.
4. 4. Zařízení k provádění způsobu podle kteréhokoliv z nároků 1 až 2 .vyznačené tím, že obsahuje vsádkový reaktor¹/ kontinuální pec s nekonečným běžícím pásem nebo rotační pec.