початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2248880

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ зношених шин І ІНШИХ ГУМОВОТЕХНІЧНИХ ВИРОБІВ

Ім'я винахідника: Виноградов Володимир Борисович (RU); Єфремов Володимир Іванович (RU); Малтизов Геннадій Костянтинович (RU); Куляс Віталій Іванович (RU)
Ім'я патентовласника: Виноградов Володимир Борисович (RU); Єфремов Володимир Іванович (RU); Малтизов Геннадій Костянтинович (RU); Куляс Віталій Іванович (RU)
Адреса для листування: 121353, Москва, Сколковское ш., 22, кв.7, Г.К. Малтизову
Дата початку дії патенту: 2003.07.29

Винахід може бути використано при утилізації шин та інших гумотехнічних виробів. Спосіб переробки зношених шин проводять шляхом попереднього подрібнення з подальшою подачею подрібненої маси в гвинтовий насос, який має насадку з фільєрами, в якому масу піддають нагріванню до 550 ° С в зоні фільєр. Через фільєри під тиском тангенціально подають масу в верхню частину реактора з переміщенням маси в нижню частину реактора по розташованому всередині реактора гвинтовому лотку і піддають в процесі переміщення впливу відновлюють газів для піролізу маси. Як відновлюють газів використовують відведені з реактора газоподібні нафтопродукти, отримані в результаті піролізу маси, з подальшим їх відбором і подачею тангенціально в нижню частину реактора під надлишковим тиском і при температурі 550-800 ° С з їх масовим співвідношенням 0,1-0,2 : 1. Частину газоподібних нафтопродуктів, що утворилися в реакторі, подають в якості палива в паросилова агрегат для виробництва електроенергії або для подальшої переробки в рідке паливо. Твердий осад, що утворився в результаті переробки маси, обробляють в нижній частині реактора, розташованої нижче зони подачі відновлюють газів, перегрітою парою з температурою 200-250 ° С і масовим відношенням пара до твердого осадку, рівним 1: 1, з подальшим збором обробленого твердого осаду в охолоджуваному повітрям бункері для поділу осаду на фракції. Повітря, що охолоджує бункер, подають в паросилових установку. Отримання фракції твердого осаду подають на подальшу переробку. Спосіб екологічно чистий і спрощує процес переробки, знижує енерговитрати, покращує якість отриманої продукції.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до термічного піролізу і може бути використано при утилізації шин та інших гумотехнічних виробів (ГТВ).

Відомий спосіб термічної переробки зношених шин в середовищі реціркуліруемих газів, одержуваних при проведенні процесу. Реакція піролізу шин проходить при 200-500 ° С протягом 3-6 годин (Авторське свідоцтво НРБ №19857, кл. У 29 Н 19/00, опубл. 15.12.80).

Відомий спосіб переробки використаних шин вакуумним піролізом при 490-510 ° С і абсолютному тиску менше 5 кПа з отриманням вуглецевої сажі з поглинанням йоду 0,13-0,15 кг / кг, масляним числом по ДОФ (80-100) · 10 ^-5 м ³ / кг і числом фарбувальної здатності 55-63 (Патент США №5087436, кл. З 09 С 1/48, опубл. 11.02.92).

Відомий спосіб термічної переробки зношених шин, що включає їх завантаження в реактор, піроліз матеріалу з подальшим поділом продуктів і вивантаження твердого залишку. Піроліз проводять при температурі до 1000 ° С в середовищі відновного газу (Патент Великобританії №1481352, кл. З 5 Е, опубл. 27.07.77, прототип). Загальним недоліком відомих способів є складне апаратурне оформлення процесу і великі енергетичні витрати. Крім того, вуглецеву сажу отримують дуже низьку якість.

і відомий спосіб термічної переробки зношених шин за патентом №2139187, кл. У 29 У 17/00, 1997 р. В даному способі зношені шини завантажують в реактор, здійснюють піроліз матеріалу при температурі 550-800 ° С в середовищі відновного газу при відносно відновного газу до матеріалу 0,20-0,45: 1. Далі поділяють продукти піролізу і вивантажують твердий залишок. При закінченні піролізу подають перегрітий пар при 250-300 ° С в кількості 0,03-0,12: 1 до завантажуваного матеріалу. Відновлювальний газ отримують методом неповного згоряння вуглеводнів з = 0,4-0,085. Спосіб знижує енерговитрати, спрощує процес переробки зношених шин, дозволяє отримати сажу поліпшеної якості для її повторного використання у виробництві гумових сумішей.

Недоліком даного винаходу є уривчастість процесу виробництва за рахунок дискретної подачі в реактор шин цілком, що веде до уповільнення процесу тепломасообміну при піролізі шин і підвищення енерговитрат, що впливає на якість продукції.

Завданням винаходу є створення екологічно чистого способу переробки зношених шин шляхом прискорення та спрощення процесу переробки шин в електроенергію і нафтопродукти за допомогою інтенсифікації тепломасообміну в замкнутому просторі при безперервному процесі піролізу, зниження енерговитрат процесу і поліпшення якості отриманої продукції.

Поставлена задача досягається тим, що переробку зношених шин проводять шляхом попереднього подрібнення з подальшою подачею подрібненої маси в гвинтовий насос, який має насадку з фільєрами, в якому масу піддають нагріванню до 550 ° С в зоні фільєр і через фільєри під тиском тангенціально подають у верхню частину реактора з переміщенням маси в нижню частину реактора по розташованому всередині реактора гвинтовому лотку і піддають в процесі переміщення впливу відновлюють газів для піролізу маси, в якості яких використовують відведені з реактора газоподібні нафтопродукти, отримані в результаті піролізу маси з подальшим їх відбором і подачею тангенціально в нижню частину реактора під надлишковим тиском і при температурі 550-800 ° с з їх масовим співвідношенням 0,1-0,2: 1, а частину, що залишилася газоподібних нафтопродуктів, що утворилися в реакторі, подають в якості палива в паросилова агрегат для виробництва електроенергії або для подальшої переробки в рідке паливо, при цьому твердий осад, що утворився в результаті переробки маси, обробляють в нижній частині реактора, розташованої нижче зони подачі відновлюють газів, перегрітою парою з температурою 200-250 ° с і масовим відношенням пара до твердого осадку, рівним 1: 1, з подальшим збором обробленого твердого осаду в охолоджуваному повітрям бункері для поділу осаду на фракції, причому повітря, що охолоджує бункер подають в паросилових установку, а отримані фракції твердого осаду подають на подальшу переробку.

Подрібнення шин і подача подрібненої і нагрітої до 550 ° С маси гвинтовим насосом через фільєри призводить до різкого збільшення поверхні подається в реактор маси при істотному зниженні енерговитрат на отримання збільшеної поверхні для тепломассообмена при піролізі в реакторі. Крім того, такий спосіб подачі маси в реактор призводить до герметизації внутрішнього обсягу реактора і виключенню шкідливих викидів в атмосферу з реактора. Тангенціальна подача маси в реактор при переміщенні її по гвинтовому лотку істотно збільшує шлях маси по реактору, що призводить до поліпшення тепломассообмена між масою і відновлюють газами (кут тангенціального введення маси в реактор і кут нахилу гвинтів лотка / крок витків / є ноу-хау). Усунення налипання маси на лоток забезпечується подачею газової мастила між поверхнею лотка і рухається маси, що є ноу-хау. Для поліпшення якості технічного вуглецю (сажі) при закінченні піролізу маси подають перегрітий пар при температурі 200-250 ° С при масовому відношенні пара до твердого осадку, що дорівнює 1: 1. Межі співвідношення визначені експериментально. Як відновлюють газів використовують відведені з реактора газоподібні нафтопродукти, отримані в результаті піролізу маси. Відновлюючі гази подаються тангенціально в нижню частину реактора під надлишковим тиском і температурі 550-800 ° С. Таким чином всередині реактора знаходяться два зустрічних потоку: рухома вниз по похилому лотку маса і рухається вгору закручений вихровий потік відновлює газу, що позитивно позначається на вирішенні поставленого завдання. При цьому тільки при заявленій сукупністю суттєвих ознак і заявленому співвідношенні досягається максимальна ефективність процесу піролізу. Межі відносини відновлюючого газу до переробляється масі і температурний діапазон визначені експериментальним шляхом.

В результаті піролізу виходить суміш парів бензину, гасу, дизельного палива, вакуумного і важкого газойля, за хімічним складом _С428 складають 99%, тобто в складі відновлює газу є метан, водень, ненасичені вуглеводні від етилену до бутилену, СО, CO _8, водяна пара та інші гази від реакції піролізу.

Водень і ненасичені вуглеводні при температурі понад 500 ° С вступають в реакцію з вуглеводневими сполуками, що містяться в переробляється масі, утворюючи складні легкокипящие фракції і вуглеводневі гази від етану до бутану.

Продукти реакції швидко видаляються з поверхні маси в силу різниці парціального тиску на поверхні маси і відновлює газу, ніж прискорюється процес піролізу. Подача пара в співвідношенні 1: 1 до твердого осадку дозволяє видалити з поверхні твердий осад, що містить в основному сажу і мінеральні домішки, залишки вуглеводнів, і дає можливість після відповідної переробки використовувати сажу (техвуглець) в гумових сумішах, використовуючи одночасно тверді мінеральні речовини (окис цинку, крейда тощо.), крім того, перегрітий водяний пар, вступаючи в реактор, охолоджує твердий осад і, нагріваючись, повертає тепло в зону піролізу, підвищуючи теплову ефективність процесу. Суміш газоподібних нафтопродуктів в якості високоякісного котельного палива спалюється в паросилова установці для отримання електроенергії. Таким чином, процес переробки шин відбувається в замкнутому просторі без викидів шкідливих речовин в атмосферу, а кінцева продукція, що отримується після переробки шин - електроенергія і технічний вуглець, що повертається в нове виробництво гумотехнічних виробів і шин, є екологічно чистою. Заявлений спосіб пояснюється схемою, де 1 - подрібнювач шин, 2 - гвинтовий насос з сорочкою підігріву, 3 - фільєри, 4 - реактор, 5 - гвинтовий лоток, 6 - трубопровід відновлюють газів, 7 - трубопровід відведення газоподібних нафтопродуктів з реактора, 8 - паросилова установка, 9 - трубопровід подачі пари до твердого залишку, 10 - бункер твердого залишку, 11 - повітродувка, 12 - трубопровід подачі охолоджуючого повітря до бункера 10, 13 - трубопровід подачі нагрітого повітря від бункера 10 в паросилових установку 8.

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ зношених шин ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ наступним чином

Зношені шини подають в подрібнювач 1, а потім в гвинтовий насос 2 з насадкою з фільєрами. Масу в міру переміщення до філь'єрі 3 (в зоні фільєр) нагрівають до 550 ° С і продавлюють через фільєри всередину реактора 4. Маса надходить на гвинтовий лоток 5 тангенціально і по лотку 5 сповзає в нижню частину реактора 4. У міру переміщення вниз по лотку 5 маса піддається впливу зустрічного потоку відновлюють газів, які подаються в реактор 4 тангенциально під надлишковим тиском і температурі 550-800 ° С через трубопровід 6, розташований в нижній частині реактора. Піроліз проводять при масовому відношенні відновлюють газів до перекочувати маси відповідно 0,1-0,2: 1. Як відновлюють газів використовують суміш газоподібних нафтопродуктів, що утворилися в реакторі 4 в результаті піролізу переробляється маси. Ця суміш з верхньої частини реактора 4 по трубопроводу 7 подається в нижню частину реактора 4 в трубопровід 6. Частина газоподібних нафтопродуктів надходить в якості палива в паросилова агрегат 8 для виробництва електроенергії або для подальшої переробки в рідке паливо.

Твердий осад збирається на дні реактора 4, обробляється перегрітою парою з температурою 200-250 ° С і масовим відношенням пара до твердого осадку 1: 1. Пара подається в реактор 4 в зону нижче трубопроводу 6 подачі відновлює газу по трубопроводу 9. З нижньої частини реактора 4 твердий осад збирається в бункері 10. Бункер 10 охолоджується повітрям повітродувкою 11 по трубопроводу 12. Нагріте повітря по трубопроводу 13 подається в парові установки 8.

Експериментальна перевірка даного способу показала, що тільки при заявленій сукупністю суттєвих ознак отримують 8-12% від обсягу переробляється маси вуглевмі- щуючого продукту, близько 8% твердих домішок (волокна) і близько 80% нафтопродуктів.

При подальшій переробці в рідке паливо поряд зі світлими нафтопродуктами утворюється тільки вакуумний і важкий газоль, що містить алкани і невелика кількість поліароматичних і нафтенових вуглеводнів. Малий вміст сірки дозволяє використовувати або весь рідкий продукт, або суміш фракцій з Т _до понад 350 ° С в якості високоякісного котельного палива (вміст сірки менше 1%). У той же час важкі фракції з Т _до понад 350 ° С є досить цінною сировиною для подальшої переробки та отримання більш цінних хімічних продуктів. Газоподібний продукт являє в основному суміш метану, пропану, бутану і може використовуватися як для спалювання, так і для виробництва скрапленого газу (пропан-бутан).

В результаті переробки суміші газоподібних нафтопродуктів, отриманих в результаті переробки зношених шин, отримують:

Рідких вуглеців 58-62%

Газоподібних вуглеців 7-10%

Важких фракцій 31-32%.

Хімічний склад, (мас.%):

Вуглеводні З ₆ -С ₂₅ 99,1-99,3

Сірка менш 0,7-0,9.

При спалюванні газоподібних нафтопродуктів, що утворилися в реакторі при переробці зношених шин, в паросиловому агрегаті для отримання електроенергії при витраті 200 г на 1 квт електроенергії з 1 тонни зношених шин виробляють 4 тис квт електроенергії.

Істота запропонованого технічного рішення пояснюється таблицею і прикладами.

Приклад 1. Послідовність способу описана вище.

Процес піролізу проводять при масовому відношенні подрібненої маси шин до маси відновлюють газів 1: 0,05 і при температурі відновлюють газів 400 ° С.

Приклади 2, 3, 4. Послідовність способу описана вище.

Процес піролізу проводять при мінімальному, середньому і максимальному значеннях масового відносини подрібнених шин до відновлює газам і температурі відновлюють газів.

Приклад 5. Послідовність способу описана вище.

Процес піролізу проводять при виході за максимальні значення заявленого масового відносини маси подрібнених шин до відновлює газам при температурі відновлюють газів 1000 ° С.

При температурі в зоні фильер 550 ° С мінімальні сумарні енерговитрати на нагрівання маси та її подачу гвинтовим насосом через фільєри в реактор. Зниження температури до 400 ° С в зоні фильер веде до різкого збільшення енерговитрат на подачу маси в реактор і її продавлювання через фільєри. Збільшення температури до 750 ° С веде до порушення технологічного процесу через розгерметизацію внутрішньої порожнини реактора і прориву з нього газів в атмосферу через гвинтовий насос.

При подачі водяної пари в відношенні за масою до твердого осадку 1: 1 і його температурі 200-250 ° С відбувається найбільш ефективне видалення вуглеводнів з осаду і оптимальна присадка пара до відновлює газам. Відхилення цих параметрів в ту чи іншу сторону погіршує технологічний процес всередині реактора і значно погіршує енергетику процесу і якість осаду.

Таким чином, запропонований спосіб переробки зношених шин є екологічно чистим способом усунення забруднення навколишнього середовища зношеними шинами при одночасному зниженні енерговитрат у виробництві дешевої електроенергії або рідкого палива. При цьому вся маса зношених шин перетворюється в корисний продукт і в порівнянні з прототипом знижує енерговитрати приблизно в три рази з одночасним прискоренням процесу як мінімум в три рази.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб переробки зношених шин проводять шляхом попереднього подрібнення з подальшою подачею подрібненої маси в гвинтовий насос, який має насадку з фільєрами, в якому масу піддають нагріванню до 550 ° С в зоні фільєр і через фільєри під тиском тангенціально подають у верхню частину реактора з переміщенням маси в нижню частина реактора по розташованому всередині реактора гвинтовому лотку і піддають в процесі переміщення впливу відновлюють газів для піролізу маси, в якості яких використовують відведені з реактора газоподібні нафтопродукти, отримані в результаті піролізу маси, з подальшим їх відбором і подачею тангенціально в нижню частину реактора під надлишковим тиском і при температурі 550-800 ° с з їх масовим співвідношенням 0,1-0,2: 1, а частину, що залишилася газоподібних нафтопродуктів, що утворилися в реакторі, подають в якості палива в паросилова агрегат для виробництва електроенергії або для подальшої переробки в рідке паливо, при цьому твердий осад, що утворився в результаті переробки маси, обробляють в нижній частині реактора, розташованої нижче зони подачі відновлюють газів перегрітою парою з температурою 200-250 ° с і масовим співвідношенням пара і твердого осаду 1: 1 з наступним збором обробленого твердого осаду в охолоджуваному повітрям бункері для поділу осаду на фракції, причому повітря, що охолоджує бункер, подають в паросилових установку, а отримані фракції твердого осаду подають на подальшу переробку.

Версія для друку
Дата публікації 12.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів