RU2459843C1 - Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459843C1 RU2459843C1 RU2010151482/02A RU2010151482A RU2459843C1 RU 2459843 C1 RU2459843 C1 RU 2459843C1 RU 2010151482/02 A RU2010151482/02 A RU 2010151482/02A RU 2010151482 A RU2010151482 A RU 2010151482A RU 2459843 C1 RU2459843 C1 RU 2459843C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- temperature
- stage
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Abstract
Description
Группа изобретений относится к химической технологии, а именно к переработке и утилизации синтетических полимерных материалов путем пиролиза с получением топливных компонентов, и может быть применена для переработки отходов термопластов, в частности использованной упаковочной тары и прочих изделий из термопластов, в том числе загрязненных остатками продукта, этикетками и реквизитами, нанесенными на поверхность тары.The group of inventions relates to chemical technology, namely to the processing and disposal of synthetic polymeric materials by pyrolysis to obtain fuel components, and can be used for the processing of waste thermoplastics, in particular used packaging containers and other products from thermoplastics, including contaminated product residues, labels and details printed on the surface of the container.
Проблема переработки и утилизации постоянно увеличивающегося количества органических промышленных и бытовых полимерных отходов есть и будет весьма актуальной.The problem of processing and disposal of an ever-increasing amount of organic industrial and domestic polymer waste is and will be very relevant.
Существуют многочисленные способы и установки переработки полимерных отходов, предусматривающие многооперационные процессы механической и физико-химической утилизации (дробление, промывка, сушка, прессование или гранулирование и т.п.) отходов термопластов, в том числе крупногабаритных, с получением вторичного сырья в виде гранул, крошки, порошка, которые затем используют для получения неответственных изделий или в качестве добавок к основному сырью /Патент РФ №2258606, B29B 17/00, 2005 г.; патент РФ №2005605, B29B 17/00, 1994 г.; патент РФ №2143443, C08J 5/18, 1999 г.; авторское свидетельство СССР №1140971, B29B 17/00, 1985 г.; авторское свидетельство СССР №1742079, B29B 17/00, 1992 г. и др./. Но далеко не все из известных способов переработки полимерных отходов применимы к отходам, в частности пищевой тары. Многие из них позволяют перерабатывать только незагрязненные технологические отходы, оставляя незатронутой, в частности пищевую тару, как правило, сильно загрязненную белковыми и минеральными примесями, удаление которых сопряжено со значительными капитальными затратами, что экономически нецелесообразно. Кроме того, как правило, эти изобретения предполагают переработку незагрязненных отходов с использованием теплоты от сторонних источников.There are numerous methods and installations for the processing of polymer waste, providing for multi-operation processes of mechanical and physico-chemical utilization (crushing, washing, drying, pressing or granulating, etc.) of thermoplastics wastes, including large-sized ones, to obtain secondary raw materials in the form of granules, crumbs, powder, which are then used to produce non-essential products or as additives to the main raw materials / RF Patent No. 2258606, B29B 17/00, 2005; RF patent No. 2005605, B29B 17/00, 1994; RF patent No. 2143443, C08J 5/18, 1999; USSR copyright certificate No. 1140971,
Известны также многочисленные способы и установки переработки отходов полимеров низкотемпературным пиролизом с получением, например, смазочных материалов /Патент РФ №2106365, C08J 11/04, 1998 г./, химического сырья и топливных компонентов /Патент РФ №2127296, C10G 1/00, 1999 г./, в которых также используется теплота от сторонних источников топлива.Numerous methods and plants are also known for processing polymer wastes by low-temperature pyrolysis to obtain, for example, lubricants / RF Patent No. 2106365, C08J 11/04, 1998 /, chemical raw materials and fuel components / RF Patent No. 2127296, C10G 1/00, 1999 /, which also use heat from third-party fuel sources.
Известен способ переработки промышленных и бытовых отходов путем термодеструкции резиносодержащих отходов и/или отходов пластмасс в углеводородном растворителе в присутствии катализатора при повышенных температуре и давлении /Патент РФ №2276165, C08J 11/04, 2006 г./. Согласно этому способу параллельно осуществляют термолиз древесных отходов, а процесс термодеструкции осуществляют при давлении 0,1-1,0 МПа путем ступенчатого повышения температуры в шесть стадий в среде углеводородного растворителя в присутствии катализатора.A known method of processing industrial and household waste by thermal decomposition of rubber waste and / or plastic waste in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalyst at elevated temperature and pressure / RF Patent No. 2276165,
Недостатками известного способа и установки, на которой он реализован, являются многостадийность, использование теплоты от сторонних источников топлива, а также использование растворителя и специального катализатора, что требует дополнительных затрат на проведение процесса.The disadvantages of the known method and the installation on which it is implemented are multi-stage, the use of heat from third-party fuel sources, as well as the use of a solvent and a special catalyst, which requires additional costs for the process.
Известен способ термической переработки отходов пластмасс на основе полиолефиновых углеводородов /Патент РФ №2216554, C08J 11/04, 2003 г./. Способ осуществляют без использования растворителя, однако для интенсификации процесса используют инициатор свободных радикалов - гиролизный лигнин, что способствует повышению выхода фракции легкокипящих углеводородов.A known method for the thermal processing of waste plastic based on polyolefin hydrocarbons / RF Patent No. 2216554,
Известно устройство для переработки отходов, в частности для пластмассовых изделий. /Патент РФ №2305032, B29B 17/00, 2007 г./. Устройство включает реактор с устройством загрузки исходного сырья и системой трубопроводов, соединяющих реактор с конденсатором и охладителем, при этом реактор смонтирован в полости нагревательной печи с возможностью рециркуляции несконденсировавшегося и выходящего из нагревательной печи газов.A device for processing waste, in particular for plastic products. / RF patent No. 2305032,
Недостатком работы этого устройства является периодичность.The disadvantage of this device is the frequency.
Задачей, которую решает предложенная группа изобретений, является создание комплексной, безвредной установки, работающей в непрерывном режиме.The task that the proposed group of inventions solves is the creation of a comprehensive, harmless installation operating in continuous mode.
Технический результат от использования группы предложенных технических решений заключается в ускорении процесса переработки отходов, увеличении энергосбережения путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции высокотемпературного оборудования, а также расширении функциональных возможностей: возможно использование для переработки сырья, загрязненного остатками продуктов, в том числе пищевых, этикетками и реквизитами, нанесенными на поверхность тары, а также расширение базы получаемого углеводородного сырья - как легкокипящих углеводородов, которые используют для автономной работы установки путем сжигания и обогрева реактора, так и высококипящих компонентов - жидкого топлива и парафинов различных теплофизических и молекулярных характеристик.The technical result from the use of the group of proposed technical solutions is to accelerate the waste processing process, increase energy saving by making better use of secondary heat and thermal insulation of high-temperature equipment, as well as expanding the functionality: it is possible to use raw materials contaminated with food residues, including food, for processing labels and details printed on the surface of the container, as well as expanding the base of the resulting hydrocarbon cheese I - both low-boiling hydrocarbons which is used for autonomous operation of the plant by burning and heating the reactor, and the high boiling components - fuel oil and paraffins of different molecular characteristics and thermophysical.
Технический результат в части способа переработки отходов термопластов, включающего стадию их предварительной подготовки, стадию термического разложения в реакторе пиролиза с разделением продуктов разложения на парогазовую смесь и твердый остаток и стадию выделения жидкой фазы из парогазовой смеси с образованием углеводородсодержащего газа достигается за счет того, что на стадии предварительной подготовки исходное сырье измельчают и нагревают до температуры 50-60°C, стадию термического разложения ведут при температуре 480-600°C и давлении 0,1-0,15 МПа, выделение жидкой фазы из парогазовой смеси ведут путем воздушной конденсации в две ступени, при этом на первой ступени парогазовую смесь охлаждают при температурах от 280-320°C в начале до 110-120°C в конце конденсации с последующим выделением высококипящих компонентов жидкого топлива и парафинов, а на второй ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 50-60°C с последующим выделением легкокипящих компонентов жидкого топлива, образовавшийся после выделения жидкой фазы из парогазовой смеси углеводородсодержащий газ подвергают очистке от смолистых примесей, капель жидкостей и механических загрязнений и делят на два потока, один из которых в качестве обратного газового топлива направляют на сжигание для поддержания температуры на стадии термического разложения, а другую отводят потребителю, нагретый воздух после обеих ступеней воздушной конденсации делят на два потока, один из которых направляют для сжигания обратного газового топлива, а другой выводят в атмосферу, а продукты сжигания газового топлива, отдавшие тепло для поддержания температуры на стадии термического разложения, направляют на стадию предварительной подготовки исходного сырья для его нагрева.The technical result in terms of a method of processing waste thermoplastics, including the stage of their preliminary preparation, the stage of thermal decomposition in the pyrolysis reactor with separation of decomposition products into a gas-vapor mixture and a solid residue, and the stage of separation of the liquid phase from the gas-vapor mixture with the formation of a hydrocarbon-containing gas is achieved due to the fact that stages of preliminary preparation, the feedstock is ground and heated to a temperature of 50-60 ° C, the stage of thermal decomposition is carried out at a temperature of 480-600 ° C and 0.1-0.15 MPa, the liquid phase is separated from the gas mixture by air condensation in two stages, while in the first stage the gas mixture is cooled at temperatures from 280-320 ° C at the beginning to 110-120 ° C at the end condensation followed by the release of high-boiling components of liquid fuel and paraffins, and in the second stage the vapor-gas mixture is cooled to a temperature of 50-60 ° C with the subsequent separation of low-boiling components of liquid fuel, which formed after the liquid phase was separated from the vapor-gas mixture, the hydrocarbon-containing gas was purification from resinous impurities, droplets of liquids and mechanical impurities and is divided into two streams, one of which is sent as combustion gas to be used as reverse gas fuel to maintain the temperature at the stage of thermal decomposition, and the other is taken to the consumer, heated air after both stages of air condensation is divided into two streams, one of which is directed to burn reverse gas fuel, and the other is discharged into the atmosphere, and the products of combustion of gas fuel that give off heat to maintain the temperature at stage t rmicheskogo decomposition is conducted to a feedstock pretreatment step to heat.
В частном случае в качестве исходного сырья используют загрязненные отходы термопластов.In the particular case, contaminated waste thermoplastics are used as feedstock.
Предпочтительно, что исходное сырье измельчают до размеров 50-70 мм, а также, что при запуске первого цикла переработки в качестве газового топлива используют природный газ.It is preferable that the feedstock is ground to a size of 50-70 mm, and also that when starting the first processing cycle, natural gas is used as a gas fuel.
Указанный технический результат в части установки для переработки отходов термопластов достигается за счет того, что установка содержит узел термического разложения отходов на парогазовую смесь и твердый остаток, включающий наклоненный под углом к горизонту реактор, помещенный в камеру обогрева с горелками для газового топлива и газоходом отвода продуктов сжигания газового топлива, с питателем, шнеком, расположенным внутри реактора с приводом, смонтированным вне реактора, и устройствами для выгрузки твердого остатка и отвода парогазовой смеси, узел предварительной подготовки обрабатываемых отходов, содержащий измельчитель отходов, соединенный с питателем реактора, снабженным греющей рубашкой, и систему фракционирования парогазовой смеси, устройство отвода парогазовой смеси соединено с системой фракционирования парогазовой смеси и состоит из газохода с установленной на нем запорной арматурой, снабженного греющей рубашкой, вход которой соединен с газоходом отвода продуктов сжигания газового топлива камеры обогрева реактора, а выход - с рубашкой обогрева питателя, а система фракционирования парогазовой смеси содержит последовательно установленные два конденсатора воздушного охлаждения с патрубками подачи и отвода воздуха и фильтр-циклон, соединенный газоходами с горелками для газового топлива камеры обогрева реактора и/или сторонним потребителем, при этом камера обогрева реактора, первый по ходу движения парогазовой смеси конденсатор и газоход для соединения этого конденсатора с реактором, помещенный в греющую рубашку, снабжены тепловой изоляцией, причем патрубки для отвода воздуха из конденсаторов соединены с каналами подачи воздуха в газовые горелки и с трубопроводом выхода воздуха в атмосферу.The specified technical result in terms of the installation for processing thermoplastics waste is achieved due to the fact that the installation contains a unit for thermal decomposition of waste into a gas-vapor mixture and a solid residue, including a reactor inclined at an angle to the horizon, placed in a heating chamber with gas fuel burners and a product discharge duct gas fuel combustion, with a feeder, a screw located inside the reactor with a drive mounted outside the reactor, and devices for unloading solid residue and removal of steam and gas mixture, a pre-treatment waste treatment unit containing a waste shredder connected to a reactor feeder equipped with a heating jacket and a steam-gas mixture fractionation system, a steam-gas mixture removal device is connected to a steam-gas mixture fractionation system and consists of a gas duct with shutoff valves installed on it, equipped with a heating jacket, the inlet of which is connected to the flue gas outlet of the products of burning gas fuel of the reactor heating chamber, and the output - with the heating jacket of the feeder and the fractionation system of the gas-vapor mixture contains two air-cooled condensers in series with air supply and exhaust pipes and a filter cyclone connected by gas ducts to the gas fuel burners of the reactor heating chamber and / or by an external consumer, the reactor heating chamber being the first in the direction of travel gas-vapor mixture, a condenser and a gas duct for connecting this condenser to the reactor, placed in a heating jacket, are provided with thermal insulation, and the nozzles for venting air from the cond nsatorov connected to the air supply channels to the gas burner and the air outlet duct into the atmosphere.
А также за счет того, что в качестве измельчителя сырья используют двухвалковую зубчатую дробилку.And also due to the fact that a two-roll gear crusher is used as a raw material grinder.
А также за счет того, что питатель выполнен из вертикального цилиндрического корпуса с греющей рубашкой, крышкой, фланцем, отверстием для поступления измельченного сырья и расположенным внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного движения пустотелым плунжером с цилиндрическими пружинами растяжения, закрепленными на днище плунжера и крышке корпуса, снабженного коническим клапаном, содержащим упор и тяги, жестко укрепленные на кронштейнах клапана и проходящие внутри цилиндрических пружин сжатия, одни торцы которых помещены в колпачки, жестко укрепленные на тягах, а другие - закреплены на фланце корпуса, при этом тяги проходят с возможностью возвратно-поступательного перемещения в уплотняющих втулках, установленных в отверстиях фланца корпуса.And also due to the fact that the feeder is made of a vertical cylindrical body with a heating jacket, a cover, a flange, an opening for the receipt of crushed raw materials and located inside the body with the possibility of reciprocating movement by a hollow plunger with cylindrical tension springs mounted on the bottom of the plunger and the housing cover equipped with a conical valve containing an emphasis and thrust, rigidly mounted on the valve brackets and passing inside the cylindrical compression springs, one end of which is placed s in caps rigidly mounted on the rods, and others are mounted on the flange of the housing, while the rods pass with the possibility of reciprocating movement in the sealing bushings installed in the holes of the flange of the housing.
Группа изобретений поясняется чертежами. На Фиг.1 схематически изображена установка для переработки отходов термопластов, на которой реализован заявленный способ; на Фиг.2 - питатель реактора в разрезе с изображением крайних положений плунжера и клапана.The group of inventions is illustrated by drawings. Figure 1 schematically shows a plant for processing waste thermoplastics, which implements the claimed method; figure 2 - reactor feeder in the context with the image of the extreme positions of the plunger and valve.
Установка (Фиг.1) содержит двухвалковую зубчатую дробилку 1 с лотком 2, питатель 3, имеющий греющую рубашку 4, реактор 5, помещенный в камеру обогрева 6 с горелками для сжигания газового топлива и содержащий ленточный шнек 7, расположенный внутри реактора 5, с приводом 8, смонтированным на крышке вне реактора 5, и устройство 9 для выгрузки твердого остатка. Камера обогрева 6 и реактор 5 (на торцевых крышках) имеют тепловую изоляцию 10 на всей наружной своей поверхности. Питатель 3 для сырья содержит (Фиг.2) вертикальный цилиндрический корпус 11 с греющей камерой 4, крышкой 12, фланцем 13 и отверстием 46, к которому подведен лоток 2 для сырья. Фланец 13 служит для крепления питателя 3 к штуцеру корпуса реактора 5. Внутри корпуса питателя 11 находится пустотелый плунжер 14 и цилиндрические пружины растяжения 15, одни концы которых закреплены на днище плунжера 14, другие - на крышке 12 корпуса 11. Корпус 11 снабжен коническим клапаном 16 с упором 17, на кронштейнах 18 которого жестко закреплены тяги 19. Уплотнение клапана 16 обеспечивается посадочным коническим седлом 47 и аналогичной поверхностью самого клапана 16. Тяги 19 проходят в отверстиях фланца 13, они снабжены уплотнительными втулками 20, позволяющими тягам 19 совершать возвратно-поступательные перемещения по вертикали. Тяги 19 проходят также внутри цилиндрических пружин сжатия 21, одни торцы которых установлены в колпачках 22, жестко закрепленных на тягах 19, другие их торцы укреплены на фланце 13. Количество пружин 15 и 21 зависит от сил сопротивления движению плунжера на полном его рабочем ходе и усилия запирания клапана 16 на коническом седле 47. Крышка 12 имеет штуцер 23 для подачи сжатого воздуха при рабочем ходе плунжера 14 и выходе его в атмосферу при обратном ходе плунжера 14.The installation (Fig. 1) contains a two-roll gear crusher 1 with a
Система фракционирования парогазовой смеси содержит последовательно установленные два кожухотрубных конденсатора воздушного охлаждения 24 и 25 с патрубками подачи и отвода воздуха, конденсатор 24 является высокотемпературным, поэтому он снабжен тепловой изоляцией 26, чтобы обеспечить его нормальную работу в зимнее время.The vapor-gas mixture fractionation system contains two shell-and-tube air-cooled condensers 24 and 25 in series with air supply and exhaust pipes, the condenser 24 is high-temperature, therefore, it is equipped with thermal insulation 26 to ensure its normal operation in winter time.
Внутренняя полость реактора 5 соединена с конденсатором 24 газоходом 27, который заключен в греющую рубашку 28, покрытую снаружи тепловой изоляцией 29, и снабжен запорной арматурой 48, позволяющей удерживать в реакторе 5 заданное давление. Такое исполнение газохода 27 вызывается необходимостью поддерживать в нем высокую температуру парогазовой смеси и не допускать преждевременной его конденсации, при которой могут появиться жидкие компоненты топлива и расплавленные парафины, способные отложиться на его стенках. Греющая рубашка 28 газохода 27 соединена с камерой обогрева 6 газоходом 30, по которому продукты сжигания газового топлива (ПСГТ) движутся из камеры обогрева 6 в греющую рубашку 28.The internal cavity of the reactor 5 is connected to the condenser 24 by the duct 27, which is enclosed in a heating jacket 28, which is coated externally with thermal insulation 29, and is equipped with shutoff valves 48, which allows holding the desired pressure in the reactor 5. This design of the gas duct 27 is caused by the need to maintain a high temperature of the vapor-gas mixture in it and to prevent its premature condensation, in which case liquid fuel components and molten paraffins may appear that can settle on its walls. The heating jacket 28 of the duct 27 is connected to the heating chamber 6 of the duct 30, through which the products of combustion of gas fuel (PSGT) move from the heating chamber 6 to the heating jacket 28.
В системе фракционирования парогазовой смеси также находятся газодувка 31 и фильтр-циклон 32. Для сбора и подачи очищенной неконденсируемой парогазовой смеси (НПГ) к горелкам 35 и стороннему потребителю предназначены газгольдер 33, газоход 34, арматуры 49, 50 и 51. Для сбора жидких фракций - конденсатов из конденсатора 24 (жидкое тяжелое топливо и расплавленный парафин) и конденсатора 25 (жидкое легкое топливо) служат сборники 36 и 37. К патрубкам для выхода жидких фракций конденсаторов 24 и 25 подсоединены сифонные трубы 38, обеспечивающие гидравлические затворы для парогазовой смеси, причем сифонная труба у конденсатора 24 также теплоизолирована для сохранения парафинов в расплавленном состоянии и их свободного слива в сборник 36.A gas blower 31 and a filter cyclone 32 are also located in the fractionation system of the vapor-gas mixture. For collecting and supplying the cleaned non-condensable vapor-gas mixture (NG) to the burners 35 and to a third party, a gas holder 33, a gas duct 34, valves 49, 50 and 51 are intended. - condensates from condenser 24 (liquid heavy fuel and molten paraffin) and condenser 25 (liquid light fuel) are collectors 36 and 37. Siphon tubes 38 are connected to the nozzles for the exit of liquid fractions of condensers 24 and 25, providing hydraulic valves for the vapor-gas mixture, and the siphon tube at the condenser 24 is also thermally insulated to keep the paraffins in the molten state and to freely drain them into the collector 36.
Горелки для газового топлива 35 камеры обогрева 6 снабжены подводами воздуха, нагретого в конденсаторах 24 и 25, с вентилятором 39 и арматурой 52. В период пуска установки газовое топливо в виде природного газа поступает в горелки 35 камеры обогрева 6 из баллона 40.Burners for gas fuel 35 of the heating chamber 6 are equipped with inlets of air heated in the condensers 24 and 25, with a fan 39 and valves 52. During the start-up of the installation, gas fuel in the form of natural gas enters the burners 35 of the heating chamber 6 from cylinder 40.
С целью более эффективного использования теплоты, образующейся в самой установке, предусмотрен подогрев сырья путем отвода продуктов сжигания газового топлива по газоходу 41 из греющей рубашки 28 газохода 27 в греющую рубашку 4 питателя 3, а также направление подогретого в конденсаторах 24 и 25 воздуха для горелок для газовго топлива 35 по воздуховоду 42. Для отвода избытка ПСГТ в атмосферу служит газоход 43 и арматура 53, а для выхода избытка подогретого воздуха в атмосферу предназначен трубопровод 44 с арматурой 54. Для выхода ПСГТ из рубашки 4 питателя 3 в атмосферу служит газоход 45, а количество ПСГТ, поступающего в рубашку 4, регулируется арматурой 55.In order to more efficiently use the heat generated in the installation itself, it is envisaged to heat the raw materials by removing the products of burning gas fuel through the duct 41 from the heating jacket 28 of the duct 27 to the
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Исходное сырье в кусковом виде размером около 500×100×100 мм подают в двухвалковую зубчатую дробилку 1, где его измельчают до размера в поперечнике 50…70 мм, после чего измельченное сырье под действием собственного веса соскальзывает по лотку 2 в питатель 3. В это время плунжер 14 находится в своем верхнем крайнем положении, куда его подняли пружины 15. Сырье заполняет всю нижнюю часть корпуса 11, так как клапан 16 плотно закрывает корпус 11 под действием тяг 19, которые поднимаются вверх под действием пружин сжатия 21, верхние торцы которых упираются в колпачки 22 - последние и увлекают за собой тяги 19. Когда сырье заполнит корпус 11, подается сжатый воздух в штуцер 23, и плунжер 14 начинает опускаться, уплотняя сырье и отсекая полученную дозу его путем перекрытия своей цилиндрической наружной стенкой отверстия 46 в корпусе 11. Плунжер 14 продолжает опускаться и подходит к упору 17, нажимает на него, и клапан 16 открывается, опускаясь вниз. При этом тяги 19 тоже опускаются и через колпачки 22 сжимают пружины 21. При открытом клапане 16 сырье соскальзывает по его конической поверхности в реактор 5 - загрузка завершена. Обратный ход плунжера 14 и клапана 16 происходит за счет пружин соответственно 15 и 21, когда плунжер 14 займет свое верхнее положение, а клапан 16 закроет корпус 11. Реактор 5 наклонен под углом к горизонту. Наклон реактора 5 необходим, поскольку отходы всех термопластов в начале пиролиза плавятся, т.е. становятся жидкостями, и поэтому при отсутствии наклона реактора расплав может вытечь в разгрузочное устройство, что недопустимо. Реактор 5 обогревается снаружи ПСГТ, движущимися в камере обогрева 6. Температура внутри реактора 5 достигает уровня 480…600°C, при которой происходит низкотемпературный пиролиз, образующий парогазовую смесь и твердый остаток. В составе парогазовой смеси находятся непредельные и предельные углеводороды C2-C40, H2, CO, CH4 и пары воды. В твердом остатке - небольшое количество углеродообразного материала, сор, содержащийся в сырье, металлические включения, если они попали в сырье.The feedstock in a piece form of about 500 × 100 × 100 mm in size is fed into a twin roll gear crusher 1, where it is crushed to a size of 50 ... 70 mm across, after which the crushed raw material slides through
Парогазовая смесь поступает из реактора 5 по газоходу 27 в конденсатор 24. В полость греющей рубашки 28 движутся по газоходу 30 горячие продукты сжигания газового топлива из камеры обогрева 6. Греющая рубашка 28 и тепловая изоляция 29 обеспечивают температуру внутри газохода 27 не ниже 320…280°C, при которой не конденсируются пары парафина и других высококипящих компонентов парогазовой смеси. Посредством запорной арматуры 48 в реакторе 5 устанавливают заданное давление. Из газохода 27 парогазовая смесь поступает в трубное пространство конденсатора 24, где в трубках конденсируются все высококипящие компоненты (в основном тяжелое жидкое топливо и пары парафинов различных теплофизических свойств), они стекают в коническое днище конденсатора 24 и далее через сифонную трубу 38 - в сборник 36, который после заполнения заменяется на такой же, но порожний сборник. Температура парогазовой фракции, содержащей легкокипящие компоненты, пары воды и неконденсируемая парогазовая смесь (НПГ), выходящие из конденсатора 24, составляет 110…120°C. В связи с этим, конденсатор 24 снабжен тепловой изоляцией 26 корпуса, которая поддерживает требуемый температурный режим, особенно в зимний период работы.The gas-vapor mixture enters from the reactor 5 through the gas duct 27 into the condenser 24. Hot products of burning gas fuel from the heating chamber move through the gas duct 30 into the cavity of the heating jacket 28. The heating jacket 28 and thermal insulation 29 provide a temperature inside the gas duct 27 of at least 320 ... 280 ° C, in which vapors of paraffin and other high-boiling components of the vapor-gas mixture do not condense. By means of valves 48 in the reactor 5 set the desired pressure. From the gas duct 27, the gas-vapor mixture enters the tube space of the condenser 24, where all high-boiling components (mainly heavy liquid fuel and paraffin vapor of various thermophysical properties) condense in the tubes, they flow into the conical bottom of the condenser 24 and then through the siphon tube 38 to the collector 36 , which after filling is replaced with the same, but empty collection. The temperature of the vapor-gas fraction containing low-boiling components, water vapor and non-condensable vapor-gas mixture (NPG) leaving the condenser 24 is 110 ... 120 ° C. In this regard, the capacitor 24 is provided with thermal insulation 26 of the housing, which maintains the required temperature conditions, especially during the winter period of operation.
Из конденсатора воздушного охлаждения 24 парогазовая смесь обновленного состава поступает в трубное пространство конденсатора воздушного охлаждения 25. В его трубках конденсируются легкокипящие компоненты (керосин, газойль, соляровые масла и пр.) и пары воды. Жидкая фракция с температурой 50…60°C стекает через сифонную трубу 38 в сборник 37, который после заполнения заменяется на такой же, но порожний сборник.From the air-cooled condenser 24, the gas-vapor mixture of the updated composition enters the tube space of the air-cooled condenser 25. In its tubes, low-boiling components (kerosene, gas oil, solar oils, etc.) and water vapor are condensed. The liquid fraction with a temperature of 50 ... 60 ° C flows through the siphon pipe 38 into the collector 37, which after filling is replaced with the same, but empty collector.
Неконденсируемая углеводородная смесь - газовое топливо, основу которого составляют H2, CO, CH4, предельные и непредельные углеводороды C3-C5, забирается газодувкой 31 и направляется в фильтр-циклон 32, в котором очищается от возможных капелек жидкости и механических или смолистых включений, направляется в газгольдер 33, откуда по газоходу 34 - к газовым горелкам 35 и стороннему потребителю. Расход НПГ в газоходе 34 регулируется запорной арматурой 49, на газовых горелках 35 - арматурой 50, на подаче стороннему потребителю - арматурой 51.Non-condensable hydrocarbon mixture - gas fuel, which is based on H 2 , CO, CH 4 , saturated and unsaturated hydrocarbons C 3 -C 5 , is taken by gas blower 31 and sent to filter cyclone 32, in which it is cleaned of possible droplets of liquid and mechanical or resinous inclusions, is sent to the gas holder 33, where from the gas duct 34 to the gas burners 35 and to a third-party consumer. The gas flow rate in the gas duct 34 is regulated by shutoff valves 49, on gas burners 35 - by valves 50, and by a supply to a third-party consumer - by valves 51.
Пример 1.Example 1
На лабораторной установке, в состав которой входили реактор и два конденсатора первой и второй ступени конденсации, предварительно измельченные и нагретые до температуры 55°C отходы полиэтилена, загрязненные остатками еды и напитков, прочими механическими примесями, помещают в реактор, нагретый до температуры 500°C. Время пиролиза при давлении, близком к атмосферному, составляет 39 минут. В результате пиролиза получены: неконденсируемой парогазовой смеси 39,5%, жидкой углеводородной фракции 14%, парафиновой фракции 45%, твердого углеродосодержащего остатка 1,5%.In a laboratory setup, which included a reactor and two condensers of the first and second condensation stages, pre-crushed and heated to a temperature of 55 ° C polyethylene waste contaminated with food and beverage residues, other mechanical impurities, is placed in a reactor heated to a temperature of 500 ° C . The pyrolysis time at a pressure close to atmospheric is 39 minutes. As a result of pyrolysis the following were obtained: non-condensable vapor-gas mixture 39.5%,
Пример 2.Example 2
На лабораторной установке по примеру 1, аналогично подготовленные отходы аналогично загрязненного полиэтилена помещают в реактор, нагретый также до температуры 500°C. Время пиролиза при избыточном давлении 0,15 МПа составило 37 минут.In the laboratory setup of Example 1, similarly prepared waste of similarly contaminated polyethylene is placed in a reactor, which is also heated to a temperature of 500 ° C. The pyrolysis time at an overpressure of 0.15 MPa was 37 minutes.
В результате пиролиза получены: неконденсируемой парогазовой смеси 47%, жидкой углеводородной фракции 17%, парафиновой фракции 34,5%, твердого углеродосодержащего остатка 1,5%.As a result of pyrolysis the following was obtained: non-condensable vapor-
Повышение давления процесса пиролиза приводит к увеличению выхода неконденсируемой парогазовой смеси (газового топлива), которую используют в качестве обратного газового топлива, и жидкого углеводородного топлива, а также к снижению выхода парафиновой фракции.An increase in the pressure of the pyrolysis process leads to an increase in the yield of the non-condensable vapor-gas mixture (gas fuel), which is used as the reverse gas fuel and liquid hydrocarbon fuel, as well as to a decrease in the yield of the paraffin fraction.
Повышение степени использования получаемой на установке теплоты достигается следующими мерами:Increasing the degree of utilization of the heat received at the installation is achieved by the following measures:
- продукты сжигания газового топлива в камере обогрева 6 используют для обогрева, помимо реактора 5, газохода 28, соединяющего реактор 5 с конденсатором 24, также для подогрева сырья в питателе 3;- products of burning gas fuel in the heating chamber 6 are used for heating, in addition to the reactor 5, the duct 28 connecting the reactor 5 with the condenser 24, also for heating the raw materials in the feeder 3;
- воздух, подогретый в конденсаторах 24 и 25 и направляемый по воздуховоду 42 к газовым горелкам 35, повышает эффективность сжигания газового топлива и тем самым экономит расход этого топлива;- air heated in the condensers 24 and 25 and sent through the duct 42 to the gas burners 35, increases the efficiency of burning gas fuel and thereby saves the consumption of this fuel;
- все устройства, работающие при высокой температуре, снабжены тепловой изоляцией, что существенно снижает потери теплоты в окружающую среду. Группа предложенных технических решений позволит:- all devices operating at high temperatures are provided with thermal insulation, which significantly reduces heat loss to the environment. The group of proposed technical solutions will allow:
- обеспечить автономную работу по утилизации исходного сырья любых размеров, так как в установке предусмотрено экономное измельчение отходов до размеров кусков от 500×100×100 до 50…70 мм в поперечнике;- to provide autonomous work on the disposal of raw materials of any size, since the installation provides for economical grinding of waste to pieces from 500 × 100 × 100 to 50 ... 70 mm across;
- утилизировать загрязненные отходы термопластов с получением газообразного и жидкого топлива, парафинов различных теплофизических характеристик;- Dispose of contaminated waste thermoplastics with the production of gaseous and liquid fuels, paraffins of various thermophysical characteristics;
- реализовывать процесс утилизации за счет собственного энергообеспечения;- implement the recycling process through its own energy supply;
- обеспечить герметизацию в питателе, что обеспечивает работу реактора под избыточным давлением 0,10…0,15 МПа, требуемым для пиролиза отходов олефиновых термопластов.- provide sealing in the feeder, which ensures the operation of the reactor under an excess pressure of 0.10 ... 0.15 MPa, required for the pyrolysis of olefin waste thermoplastics.
Таким образом, предложенные способ переработки отходов термопластов и установка, на которой он реализован, позволяют решить поставленные задачи: во-первых, ускорить процесс и обеспечить его непрерывность, а во-вторых, расширить функциональные возможности способа и установки, т.к. для переработки может быть использовано сырье из термопластов любых размеров и с различными загрязнениями с получением в результате газообразного и жидкого топлива, что расширяет базу углеводородного сырья.Thus, the proposed method for processing thermoplastics waste and the installation on which it is implemented allow solving the tasks posed: firstly, to speed up the process and ensure its continuity, and secondly, to expand the functionality of the method and installation, because for processing, raw materials from thermoplastics of any size and with various contaminants can be used to produce gaseous and liquid fuels, which expands the base of hydrocarbon raw materials.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010151482/02A RU2459843C1 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010151482/02A RU2459843C1 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010151482A RU2010151482A (en) | 2012-06-20 |
| RU2459843C1 true RU2459843C1 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46680771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010151482/02A RU2459843C1 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459843C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2632293C1 (en) * | 2016-11-28 | 2017-10-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение Инноватех" | Device for processing rubber waste |
| EA030255B1 (en) * | 2015-07-07 | 2018-07-31 | Константин Владимирович ЛАДЫГИН | Plant for processing organic raw material using pyrolysis method |
| RU2672295C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-11-13 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Method for processing of waste from industrial-rubber and polymeric materials |
| RU2677887C2 (en) * | 2014-07-01 | 2019-01-22 | Гэз Текнолоджи Инститьют | Hydropyrolysis of raw materials containing biomass |
| RU2693800C1 (en) * | 2018-12-21 | 2019-07-04 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Device for processing wastes from rubber and polymer materials |
| RU2701935C1 (en) * | 2018-11-23 | 2019-10-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Processing method of waste carbochain thermoplastic |
| RU2725434C1 (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-02 | Юрий Федорович Юрченко | Method for thermal decomposition of loose organic matter in a vertical gasification reactor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2205001B1 (en) * | 1972-02-03 | 1973-07-26 | Ruhrchemie Ag, 4200 Oberhausen-Holten | PROCESS FOR THE THERMAL PROCESSING OF WASTE MADE FROM PLASTIC AND RUBBER |
| RU2275416C1 (en) * | 2005-03-28 | 2006-04-27 | Владимир Алексеевич Лихоманенко | Thermochemical processing method of organic raw material to fuel components, plant for preforming the same |
| RU2305032C1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-08-27 | Сергей Владимирович Горбунов | Aggregate for the waste reprocessing |
| WO2009081362A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Politecnico Di Torino | Process for recycling organic materials with the production of carbon nanotubes |
| RU2393200C2 (en) * | 2008-09-12 | 2010-06-27 | Михаил Сергеевич Семенов | Method of thermal treatment of solid organic wastes and plant to this end |
-
2010
- 2010-12-15 RU RU2010151482/02A patent/RU2459843C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2205001B1 (en) * | 1972-02-03 | 1973-07-26 | Ruhrchemie Ag, 4200 Oberhausen-Holten | PROCESS FOR THE THERMAL PROCESSING OF WASTE MADE FROM PLASTIC AND RUBBER |
| RU2275416C1 (en) * | 2005-03-28 | 2006-04-27 | Владимир Алексеевич Лихоманенко | Thermochemical processing method of organic raw material to fuel components, plant for preforming the same |
| RU2305032C1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-08-27 | Сергей Владимирович Горбунов | Aggregate for the waste reprocessing |
| WO2009081362A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Politecnico Di Torino | Process for recycling organic materials with the production of carbon nanotubes |
| RU2393200C2 (en) * | 2008-09-12 | 2010-06-27 | Михаил Сергеевич Семенов | Method of thermal treatment of solid organic wastes and plant to this end |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677887C2 (en) * | 2014-07-01 | 2019-01-22 | Гэз Текнолоджи Инститьют | Hydropyrolysis of raw materials containing biomass |
| US10619105B2 (en) | 2014-07-01 | 2020-04-14 | Gas Technology Institute | Hydropyrolysis of biomass-containing feedstocks |
| EA030255B1 (en) * | 2015-07-07 | 2018-07-31 | Константин Владимирович ЛАДЫГИН | Plant for processing organic raw material using pyrolysis method |
| RU2632293C1 (en) * | 2016-11-28 | 2017-10-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение Инноватех" | Device for processing rubber waste |
| WO2018097757A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение Инноватех" | Device for processing scrap rubber |
| US10428277B2 (en) | 2016-11-28 | 2019-10-01 | OOO “Nauchno-Proizvodstvennoe Obedinenie Innovatekh” | Device for processing scrap rubber |
| EP3546546A4 (en) * | 2016-11-28 | 2019-11-20 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "Nauchno-Proizvodstvennoe Obedinenie Innovatekh" | Device for processing scrap rubber |
| RU2672295C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-11-13 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Method for processing of waste from industrial-rubber and polymeric materials |
| RU2701935C1 (en) * | 2018-11-23 | 2019-10-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Processing method of waste carbochain thermoplastic |
| RU2693800C1 (en) * | 2018-12-21 | 2019-07-04 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Device for processing wastes from rubber and polymer materials |
| EA036565B1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-11-24 | Акционерное Общество "Государственный Научный Центр Российской Федерации - Физико-Энергетический Институт Имени А.И. Лейпунского" (Ао "Гнц Рф - Фэи") | Device for processing wastes from rubber-technical and polymer materials |
| RU2725434C1 (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-02 | Юрий Федорович Юрченко | Method for thermal decomposition of loose organic matter in a vertical gasification reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010151482A (en) | 2012-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2459843C1 (en) | Method of processing thermoplastic wastes and apparatus for realising said method | |
| KR102228583B1 (en) | Pyrolysis oil production system from plastic waste and use thereof | |
| RU2392543C2 (en) | Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes | |
| US20110034712A1 (en) | Method of extracting essential oil from biomass wastes and a device thereof | |
| CA2558347C (en) | Device and method for recovering fractional hydrocarbons from reclaimed plastic materials and/or from oily residues | |
| KR20110075308A (en) | Continuous processing method for producing recycled fuel oil from waste plastic | |
| US11807813B2 (en) | Installation for the production and a method of producing oil, gas and char for a coal black from elastomers, especially rubber waste, in the process of continuous pyrolysis | |
| EP3031881A1 (en) | Method of pyrolytic processing of polymer waste from the recycling of food packaging and a system for carrying out such method | |
| EP4267695A1 (en) | Char handling section and depolymerization process associated therewith | |
| WO2016175667A1 (en) | Apparatus for processing waste from the polyolefins into liquid fuels and the method for processing waste from polyolefins into liquid fuels | |
| WO2013119187A2 (en) | Method for thermal decomposition of organic material and equipment for implementation of this method | |
| CA2888353C (en) | Apparatus and method for material treatment of raw materials | |
| CA2681816A1 (en) | Method of extracting essential oil from biomass wastes and a device thereof | |
| JP7352993B2 (en) | Waste resin pyrolysis oil plant system | |
| RU88016U1 (en) | MOBILE PLANT FOR PROCESSING RUBBER CONTAINING WASTE | |
| RU128879U1 (en) | INSTALLATION OF THERMAL PROCESSING OF POLYMERIC WASTE | |
| CN209974594U (en) | Dirty fatlute processing system | |
| KR20020095289A (en) | CRACKING PROCESS and EQUIPMENT for The Plastic WASTE | |
| KR20110113337A (en) | Method for producing high- quality oil from waste-polymer material | |
| RU2787878C1 (en) | Method and device for the production of building structures in recycling of polymer components of municipal and industrial waste | |
| RU2804969C1 (en) | Method for producing liquid hydrocarbons from thermoplastic waste and device for its implementation | |
| RU2796014C2 (en) | Technological line for processing of water-dispersed polyisoprene waste | |
| WO2021171313A1 (en) | Process for the conversion of plastic material to fuels | |
| RU70843U1 (en) | INSTALLATION OF THERMAL CRACKING OF A MIXTURE OF RUBBER CRUSH, HEAVY OIL RESIDUE AND MILLED FUEL SHALE | |
| SK500242021U1 (en) | Equipment for production of hydrocarbons in liquid form by method of thermal decomposition and reforming of polymeric materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161216 |