РЕАКТОР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ ШИН Российский патент 2009 года по МПК C08J11/04 

Изобретение относится к области термической переработки твердых органических отходов, в частности резиносодержащих и полимерных, и может быть использовано для переработки изношенных шин, в том числе крупногабаритных диаметром более 2,0 м без предварительного их измельчения.

Постоянно возрастающее количество резиносодержащих и полимерных отходов, в частности изношенных автомобильных шин и покрышек, в том числе крупногабаритных, создает проблему их переработки и утилизации.

Известно устройство для переработки изношенных шин без предварительного их измельчения, содержащее печь пиролиза с расширяющейся конической частью, гидрозатворы и средства для подачи шин в печь пиролиза и вывода металлических отходов, при этом печь пиролиза установлена под углом к горизонтальной плоскости и большим своим основанием конической части обращена к входу печи, а средства для подачи шин в печь пиролиза и вывода металлических отходов выполнены в виде манипуляторов (Патент RU № 2001768, В29В 17/00, 1993 г.).

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку для переработки целых крупногабаритных шин должны быть существенно увеличены его материалоемкость и габариты, что потребует увеличения занятых производственных площадей, а также сложное аппаратурное оформление.

Известен реактор для переработки изношенных и бракованных покрышек, в котором могут быть утилизированы покрышки без их предварительного измельчения, представляющий собой вертикальный цилиндрический аппарат с подогревом реакционной массы, с загрузочным и перемешивающим устройствами, реакционной и сепарирующей зонами, причем загрузочное устройство секционировано и выполнено в виде установленных одна на другую цилиндрических кассет с перерабатываемым материалом, перемешивающее устройство представляет собой барботер для подачи греющего газа, выполненный в виде вертикальных труб с форсунками, а сепарирующая зона реактора выполнена с увеличением диаметра в сравнении с реакционной зоной и снабжена обогреваемым отбойным устройством (Патент RU №2039769, C08J 11/04, В29В 17/00, 1995 г.).

Недостатком известного реактора также является невозможность переработки в нем крупногабаритных изношенных шин в силу их больших размеров и массы, а также сложность аппаратурного оформления.

Задачей изобретения является разработка простого в монтаже и эксплуатации компактного реактора для утилизации крупногабаритных изношенных шин диаметром более 2,0 м и массой более 0,5 тонн без их предварительного измельчения.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей реактора при одновременном упрощении его аппаратурного оформления и сокращении занимаемых площадей.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что реактор для переработки изношенных шин состоит из цилиндрической камеры с отделяющимся днищем, системой обогрева газообразным топливом и средством подъема-спуска, цилиндрическая камера снабжена предохранительным клапаном, патрубком отвода синтез-газа и обогревающей рубашкой с патрубком отвода продуктов сгорания газообразного топлива и размещенными внутри нее газовыми горелками, отделяющееся днище снабжено периферийным уплотнением и обогревающей рубашкой с патрубком отвода продуктов сгорания газообразного топлива и размещенными внутри нее газовыми горелками, а система обогрева газообразным топливом состоит из двух соединенных с трубопроводом подачи газообразного топлива коллекторов, один из которых снабжен гибкой трубопроводной перемычкой и соединен с газовыми горелками обогревающей рубашки камеры, а другой - соединен с газовыми горелками обогревающей рубашки отделяющегося днища.

А также за счет того, что газовые горелки в обогревающих рубашках камеры и отделяющегося днища выполнены панельными.

А также за счет того, что периферийное уплотнение выполнено в виде кольцевого канала, заполненного сухим песком.

А также за счет того, что реактор снабжен контрольно-измерительными приборами.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг.1 изображена камера реактора с разрезом в положении процесса пиролиза шины; на Фиг.2 - камера реактора в положении удаления твердого остатка и загрузки новой шины.

Реактор (Фиг.1) содержит цилиндрическую камеру 1, снабженную обогревающей рубашкой 2 с размещенными внутри нее газовыми горелками 3, и отделяющееся днище 4, также снабженное обогревающей рубашкой 5 с размещенными внутри нее газовыми горелками 6. Камера 1 снабжена средством подъема-спуска 7, а отделяющееся днище 4 снабжено периферийным уплотнением 8, выполненным в виде кольцевого канала, заполненного сухим песком. Горелки 3 и 6 соединены с двумя коллекторами 9 и 10 соответственно, соединенными с трубопроводом подачи газообразного топлива, требуемого для осуществления пиролиза шин. Ввиду периодического подъема и спуска камеры 1 коллектор 9 снабжен гибкой трубопроводной перемычкой 11. Рубашки 2 и 5 снабжены патрубками 12 и 13 для отвода продуктов сгорания газообразного топлива соответственно. Камера 1 снабжена также манометром 14, предохранительным клапаном 15, патрубком отвода синтез-газа и средством измерения температуры 16. В камере размещена крупногабаритная шина 17.

На Фиг.2 изображена камера 1, поднятая над отделяющимся днищем 4 с твердым остатком 18, полученным в процессе пиролиза шины, и новой загруженной шиной 17.

Выполнение камеры 1 реактора с оделяющимся днищем 4 позволяет существенно упростить процесс загрузки в реактор перерабатываемых отходов, в частности крупногабаритных шин, а также процесс выгрузки из реактора образовавшегося твердого остатка.

Уплотнение 8 служит для герметизации внутренней полости камеры 1 при ее спуске на основание 4.

Для достижения большей компактности и снижения габаритов реактора горелки 3 и 6 выполнены панельными.

Реактор работает следующим образом.

Перед началом работы камеру 1 поднимают в верхнее положение с помощью средства подъема и спуска 7. Подлежащую пиролизной переработке крупногабаритную шину 17 доставляют специальным устройством, например лебедкой (не показано), и помещают на отделяющееся днище 4 в позицию переработки. После этого с помощью средства 7 камеру 1 опускают до тех пор, пока ее нижняя опорная кольцевая поверхность не ляжет на песок периферийного уплотнения 8, обеспечив тем самым герметизацию внутренней полости камеры 1. Включают подачу газообразного топлива (в процессе переработки первой шины - природного газа) через трубопровод в коллекторы 9 и 10 и поджигают газ в горелках 3 и 6. В процессе сгорания газообразного топлива через обогревающие рубашки 2 и 5 происходит нагрев камеры 1 до температуры 800…900°С. Продукты сгорания газообразного топлива, образующиеся в обогревающих рубашках 2 и 5, отводят в атмосферу через патрубки 12 и 13 соответственно. Внутри камеры 1 происходит пиролизное разложение шины 17 без доступа воздуха с образованием газа переработки, называемого синтез-газом. Синтез-газ является газообразным топливом, поэтому в дальнейших циклах переработки он может быть использован для обогрева реактора. Для этого синтез-газ направляют на очистку, в частности, от серы, а после очистки с температурой не ниже 100°С его подают в коллекторы 9 и 10 вместо или вместе с природным газом. Камера 1 снабжена предохранительным клапаном 15. Контроль за параметрами процесса осуществляют с помощью контрольно-измерительных приборов, в частности, манометра 14 и средства измерения температуры 16.

После завершения пиролиза камеру 1 поднимают с помощью средства подъема и спуска 7, а с отделяющегося днища 4 посредством устройства разгрузки (на чертеже не показано) убирают твердый остаток 18, содержащий углерод (сажу), металлические компоненты шины 17 (бортовые кольца и металлокорд) и коксо-зольные отходы. На отделяющееся днище 4 помещают следующую шину, и цикл переработки повторяется.

Предложенный реактор позволяет решить проблему переработки и утилизации твердых органических отходов, в том числе изношенных крупногабаритных шин. Использование в качестве газообразного топлива синтез-газа, образующегося в процессе пиролиза, позволяет осуществлять переработку отходов, в частности крупногабаритных шин, в любом месте без необходимости возводить капитальные строения, т.к. реактор при соответствующем оснащении только минимальными металлоконструкциями способен работать на открытом воздухе. Монтаж и эксплуатация реактора существенно упрощены, а также снижаются его материалоемкость и габариты, что приводит к сокращению занимаемых под реактор производственных площадей.

Изобретение может быть использовано для переработки твердых органических отходов. Перед началом работы камеру 1 поднимают в верхнее положение с помощью средства подъема и спуска 7. Шину 17 помещают на отделяющееся днище 4, после чего камеру 1 опускают. Включают подачу газообразного топлива через трубопровод в коллекторы 9 и 10 и поджигают газ в горелках 3 и 6. В процессе сгорания газообразного топлива через обогревающие рубашки 2 и 5 происходит нагрев камеры 1. Внутри камеры 1 происходит пиролизное разложение шины 17 без доступа воздуха с образованием синтез-газа. Изобретение позволяет разработать простой в монтаже и эксплуатации компактный реактор. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реактор для переработки изношенных шин, характеризующийся тем, что состоит из цилиндрической камеры с отделяющимся днищем, системой обогрева газообразным топливом и средством подъема-спуска, цилиндрическая камера снабжена предохранительным клапаном, патрубком отвода синтез-газа и обогревающей рубашкой с патрубком отвода продуктов сгорания газообразного топлива и размещенными внутри нее газовыми горелками, отделяющееся днище снабжено периферийным уплотнением и обогревающей рубашкой с патрубком отвода продуктов сгорания газообразного топлива и размещенными внутри нее газовыми горелками, а система обогрева газообразным топливом состоит из двух соединенных с трубопроводом подачи газообразного топлива коллекторов, один из которых снабжен гибкой трубопроводной перемычкой и соединен с газовыми горелками обогревающей рубашки камеры, а другой соединен с газовыми горелками обогревающей рубашки отделяющегося днища.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что газовые горелки в обогревающих рубашках камеры и отделяющегося днища выполнены панельными.

3. Реактор по п.1 или 2, отличающийся тем, что периферийное уплотнение выполнено в виде кольцевого канала, заполненного сухим песком.

4. Реактор по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабжен контрольно-измерительными приборами.