ПИРОЛИЗНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2011 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к области переработки углеводородных отходов: опилок, отходов нефтепродуктов, земли, загрязненной нефтепродуктами, а также может быть использовано как устройство (оборудование) для ликвидации последствий техногенных катастроф, например: аварий на трассах, железных дорогах, аварий в прибрежных водах на танкерах, связанных с разливом нефти, мазута и т.д. Пиролизная установка объединена с газовой плавильной печью для переплава алюминиевых ломов, в которой используется полученный в пиролизной установке пиролизный газ.

Известен аналог - установка для пиролиза отходов композиционных материалов (источник информации патент РФ №2208203), содержащая, как и в заявленной пиролизной установке камеру пиролиза и систему обезвреживания продуктов сгорания.

Недостатками этой установки для пиролиза отходов композиционных материалов являются:

1. Сложность конструкции.

2. Отсутствие в составе установки для пиролиза отходов композиционных материалов котла, экономайзера и плавильной печи, в которых используется получаемый пиролизный газ в качестве топлива.

3. Установка для пиролиза отходов композиционных материалов является стационарной. Ее нельзя подвергать транспортировке.

Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.

Известен аналог - установка для термической переработки твердых отходов (источник информации патент РФ №2166697), содержащая, как и в заявленной установке пиролиза, термический реактор с примыкающей к нему плавильной печью, систему пылегазоочистки.

Недостатками этой печи являются:

1. Достаточно сложная система очистки дымовых газов.

2. Отсутствие в составе установки для термической переработки твердых отходов котла, экономайзера, в которых используется получаемый пиролизный газ в качестве топлива.

3. Установка для термической переработки твердых отходов является стационарной. Ее нельзя подвергать транспортировке.

Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.

Известен аналог - пиролизная установка (источник информации патент РФ №2168676), являющаяся наиболее близкой (прототипом), содержащая, как и в заявленной пиролизной установке термореактор с косвенным обогревом, систему отвода дымовых газов с системой очистки.

Недостатками этой печи являются:

1. Сложность конструкции.

2. Отсутствие в составе установки для пиролиза отходов композиционных материалов котла, экономайзера и плавильной печи, в которых используется получаемый пиролизный газ в качестве топлива. вручную.

3. Установка для пиролиза отходов композиционных материалов является стационарной. Ее нельзя подвергать транспортировке. Ввиду указанных выше недостатков печь не может обеспечить решение технической задачи.

Задачей изобретения является создание простой по конструкции передвижной пиролизной установки, позволяющей вести процесс переработки опилок, продуктов отхода нефти, загрязненной нефтепродуктами земли, в состав которой входит газовая плавильная печь для переплава алюминиевого лома, в которой используется в качестве топлива пиролизный газ, кроме того, ввести в состав конструкции пиролизной установки устройства для нагрева воды (котел и экономайзер) и установку пылегазоочистки для ведения экологически чистого процесса.

Технический результат - разработанная передвижная пиролизная установка является простой по конструкции, позволяющей вести процесс переработки опилок, продуктов отхода нефти, загрязненной нефтепродуктами земли, в состав которой входит газовая плавильная печь для переплава алюминиевого лома, в которой используется в качестве топлива пиролизный газ, кроме того, ввести в состав конструкции пиролизной установки устройства для нагрева воды (котел и экономайзер) и установку пылегазоочистки для ведения экологически чистого процесса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в пиролизную установку, содержащую термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, отстойник жидких осадков, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки, вводится устройство для нагрева воды - котел, в котором в качестве топлива используется образующийся в установке пиролиза пиролизный газ. Котел для нагрева воды позволяет нагревать воду для отопления и бытовых нужд.

Кроме того, в конструкцию пиролизной установки вводится экономайзер для нагрева воды, которая используется для отопления и бытовых нужд. В экономайзере нагревается вода дымовыми газами, образующимися в котле, в газовой плавильной печи, а также горячим воздухом, образующимся при охлаждении термореактора.

При этом в состав пиролизной установки вводится газовая плавильная печь для переплава алюминиевого лома, в которой используется в качестве топлива пиролизный газ. Для увеличения тепловой мощности газовой плавильной для переплава алюминиевого лома, в верхний ряд горелок подается природный газ. В газовой плавильной печи для переплава алюминиевого лома также используется жидкий осадок, образующийся в результате пиролиза и охлаждения.

Вместе с тем, вводится установка пылегазоочистки с дымососом для ведения экологически чистого процесса пиролиза и процесса плавки в газовой плавильной печи для переплава алюминиевого лома. Очистка дымовых газов от вредных веществ происходит на поворотной решетке в «кипящем слое», причем в качестве адсорбента используется активированный уголь и известь «пушонка». В установке пылегазоочистки в верхней части корпуса имеются восемь вращающихся рукавных фильтров, в которых производится очистка дымовых газов от пыли.

Более того, пиролизная установка является передвижной, что позволяет перевозить ее автомобильным или железнодорожным транспортом. Этот фактор позволяет использовать ее для ликвидации последствий аварий на автомобильных дорогах, железных дорогах, в морских портах, связанных с разливом нефти, мазута и т.п. Передвижная пиролизная установка может успешно использоваться для ликвидации прудов отстойников нефтепродуктов, которые имеются при всех нефтеперерабатывающих заводах.

Далее, термореактор может работать в режиме косвенного нагрева и непосредственного нагрева, имеет огнеупорную футеровку, имеет загрузочный бункер, который снабжен системой непрерывной загрузки в термореактор продуктов для переработки. Косвенный нагрев осуществляется, когда работает газовая плавильная печь для переплава алюминиевого лома. Непосредственный нагрев осуществляется, когда розжиг пиролизной установки производится дровами (или нефтепродуктами), а подача воздуха для горения производится установленным в стене термореактора вентилятором.

Существенно отметить, что в нижней части термореактора имеется решетка, на которую загружают продукты для переработки и через отверстия которой подается вентилятором воздух для горения дров (или нефтепродуктов). В термореакторе имеется перегородка, а на выходе из него установлен сменный фильтр для задержки твердых и масляничных частиц, находящихся в пиролизном газе.

Введение в предлагаемую печь выше перечисленного обеспечивает решение поставленной задачи.

На фиг.1 - схема пиролизной установки.

На фиг.2 - схема компоновки пиролизной установки.

Предлагаемая пиролизная установка является передвижной, что позволяет перевозить ее автомобильным или железнодорожным транспортом. Этот фактор позволяет использовать предлагаемую пиролизную установку для ликвидации последствий аварий на автомобильных дорогах, железных дорогах, в морских портах, связанных с разливом нефти, мазута и т.п. Передвижная пиролизная установка может успешно использоваться для ликвидации прудов отстойников нефтепродуктов, которые имеются при всех нефтеперерабатывающих заводах. Главным элементом пиролизной установки является термореактор 1. Он может работать в режиме косвенного нагрева и непосредственного нагрева, имеет огнеупорную футеровку 2, имеет загрузочный бункер 3, который снабжен системой непрерывной загрузки в термореактор продуктов для переработки. В систему непрерывной зазрузки в термореактор 1 продуктов для переработки входит: два электродвигателя 4, два редуктора 5, два шнека 6. Система непрерывной загрузки в термореактор 1 продуктов для переработки обеспечивает герметичность термореактора 1 в процессе работы пиролизной установки. Косвенный нагрев осуществляется, когда работает входящая в состав пиролизной установки газовая плавильная печь 7 для переплава алюминиевого лома. В месте соприкосновения термореактора 1 со стенкой газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевого лома, стенка газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевого лома футерована в половину кирпича. Непосредственный нагрев осуществляется, когда розжиг пиролизной установки производится дровами (или нефтепродуктами), а подача воздуха для горения производится установленным в стене термореактора 1 вентилятором 8, который вращается от электродвигателя 9. Существенно отметить, что в нижней части термореактора 1 имеется решетка с отверстиями 10, на которую загружают продукты для переработки и через отверстия которой подается вентилятором 8 воздух для горения дров (или нефтепродуктов). Вентилятор 8 также производит охлаждение работающей пиролизной установки, то есть в автоматическом режиме включается и, таким образом, поддерживается необходимая температура пиролизного процесса, находящаяся ориентировочно в пределах 460-500°С (температура зависит в основном от вида нефтепродукта). В термореакторе 1 имеется перегородка 11, а на выходе из него установлен сменный фильтр 12 для улавливания твердых и маслянистых частиц, находящихся в пиролизном газе. В правой 13 и левой частях термореактора 1 имеются датчики уровня 14, кроме того, в левой части имеется датчик температуры 15. В правой части 13 термореактора 1 имеется окно с заслонкой 16, предназначенное для загрузки дров при розжиге, а также выгрузки угольного остатка. В левой части термореактора 1 имеется окно 17 с заслонкой, предназначенное для выгрузки пылевидных и масленистых частиц, осаждающихся из пиролизного газа. Для герметизации термореактора 1 заслонки окон замазывают глиной. В правой части 13 термореактора 1 имеется труба 18 для отвода нагретого в термореакторе 1 воздуха в экономайзер 19. Термореактор 1 соединен трубой 20 с конденсатором 21, выполненным в виде холодильника с проточной водой и соединенным с отстойником 22 для жидких отходов.

В пиролизную установку вводится устройство для нагрева воды - котел 23, в котором в качестве топлива используется образующийся в термореакторе 1 пиролизный газ. Пиролизный газ из отстойника 22 для жидких отходов поступает по трубе через открытый кран 24 в три горелки 25 котла 23. Котел 23 позволяет нагревать воду для отопления и бытовых нужд. Из котла 23 нагретая вода насосом 26 подается по трубе 27 в систему.

Кроме того, в конструкцию пиролизной установки вводится экономайзер 19 для нагрева воды, которая используется для отопления и бытовых нужд. В экономайзере 19 нагревается вода дымовыми газами, образующимися в котле 23, в газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевого лома, а также горячим воздухом, образующимся при охлаждения термореактора 1. Из экономайзера 19 нагретая вода насосом 28 подается по трубе 27 в систему.

В состав пиролизной установки вводится газовая плавильная печь 7 для переплава алюминиевого лома, в которой используется в качестве топлива пиролизный газ. Из отстойника 22 пиролизный газ по трубе 29 при открытых кранах 30 и 31 поступает в горелки 32. Для увеличения тепловой мощности газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевого лома, в верхний ряд горелок 33 подается природный газ по трубе 34 при открытых кранах 35. В газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевого лома также используется жидкий осадок, образующийся в результате пиролиза и охлаждения в конденсаторе 21. Из отстойника 22 жидкий осадок насосом 36 через открытые краны 37 и 38 подается в форсунку 39. На газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевых ломов установлены три манометра 40, показывающие давление газа в сети. Газовая плавильная печь 7 имеет фронтальную загрузку печи. Шихта загружается на наклонную площадку через рабочее окно 41, а через шлаковое окно 42 производится чистка подины от шлака и случайно попавших стальных и чугунных переделок (втулок, палец, вкладышей, клапанов и т.д.). В леточной стене 43 имеется летка и поворотный желоб 44, по которому жидкий металл разливается в изложницы. Дымовые газы по боровку 45, на котором находится взрывной клапан 46, поступают в экономайзер 19, где нагревают воду.

В пиролизной установке имеется установка пылегазоочистки с дымососом 47 для ведения экологически чистого процесса пиролиза и процесса плавки в газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевого лома. Дымовые газы из экономайзера 19 нагнетаются дымососом 47 по трубе 48 во входной патрубок 49 пылегазоочистки. Очистка дымовых газов от вредных веществ происходит на поворотной решетке 50 в «кипящем слое», причем в качестве адсорбента используется активированный уголь и известь «пушонка». Адсорбент загружается через загрузочный патрубок 51 на поворотную решетку 50 установки пылегазоочистки. В верхней части корпуса 52 имеются восемь вращающихся рукавных фильтров, в которых производится очистка дымовых газов от пыли. Установка пылегазоочистки имеет обслуживающую площадку 53, на которой установлена воздуходувка 54, закрепленная на раме 55. На обслуживающей площадке 53 находится электродвигатель 56 привода вращения рукавных фильтров 57. Для подъема оператора установки пылегазоочистки на обслуживающую площадку 53 имеется лестница 58. На обслуживающей площадке 53 закреплен и корпус установки пылегазоочистки. Обслуживающая площадка 53 опирается на четыре опоры 59. Очищенные дымовые газы по коробу 60 удаляются в дымовую трубу 61. Один раз в трое суток оператор установки пылегазоочистки поворачивает поворотную решетку 50, отработанный адсорбент падает в нижний конус 62 установки пылегазоочистки. Далее открывается крышка нижнего патрубка 63 и отработанный адсорбент падает в емкость 64 и увозится в отвал.

Изложницы 65 для крупных чушек при транспортировке складируются рядом с газовой плавильной печью 7 для переплава алюминиевого лома.

Работа пиролизной установки.

Перед началом работы печи плавильщик металла и сплавов поднимается на обслуживающую площадку 53, открывает шибер (не показан) на коробе 60. Далее из установки пылегазоочистки удаляется пыль с отработанным адсорбентом. На поворотную решетку 50 загружается свежий адсорбент (активированный уголь 12 кг и известь пушонка в количестве 40 кг). Включается дымосос 47 и установка пылегазоочистки. В газовую плавильную печь 7 для переплава алюминиевого лома через рабочее окно 41 загружается лом. Разберем работу пиролизной установки с непосредственным нагревом. Непосредственный нагрев осуществляется, когда розжиг пиролизной установки производится дровами (или нефтепродуктами), которые загружаются через окно с заслонкой 16, а подача воздуха для горения производится установленным в стене термореактора 1 вентилятором 8. После загрузки дров (или нефтепродуктов) осуществляется розжиг, включается электродвигатель 9 и вентилятор 8 подает необходимый для горения воздух в нижнюю часть термореактора 1 через решетку с отверстиями 10. После розжига происходит интенсивный процесс горения, рост температуры в термореакторе 1 и затем происходит загрузка продуктов для переработки в загрузочный бункер 3. В загрузочный бункер подается смесь опилок с нефтью в пропорции 3:1 (если разлита нефть) и смесь опилок с мазутом в пропорции 2,5:1 (если разлит мазут). Следует сказать, что смешивание разлившихся нефтепродуктов с опилками происходит в шнековом смесителе до загрузки их в бункер 3. После включения механизма непрерывной загрузки, состоящего из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, двух шнеков 6, продукты для переработки шнеком 6 транспортируются в правую часть 13 термореактора 1. При достижении температуры 480±20°С начинается пиролиз (если разлита нефть), при этом пиролизный газ огибает перегородку 11 и поступает в левую часть термореактора 1, а затем поднимаются вверх, при этом пылевидные и маслянистые частицы падают на решетку (в левой части термореактора 1 она без ячеек). Далее по трубе 20 пиролизный газ движется вниз, проходит сменный фильтр 12, в котором проходит очистку от мельчайших пылевидных и маслянистых частиц и поступает в конденсатор 21 с проточной водой для охлаждения. При охлаждении пиролизного газа часть его переходит в жидкую фракцию и скапливается в отстойнике 22. Пиролизный газ далее поступает в три горелки 25, установленные в котле 23. При горении пиролизного газа в трубах котла 23 нагревается вода, которая подается насосом 26 по трубе 27 в систему (используется для отопления и для бытовых нужд). Образующиеся при горении пиролизного газа в котле 23 дымовые газы по трубе поступают в экономайзер 19 и нагревают воду. Пиролизный газ по трубе 29 при открытых кранах 30, 31 поступает в две горелки 32 газовой плавильной печи 7 для переплава алюминиевого лома. Кроме того, жидкая фракция пиролизного газа из отстойника 22 подается насосом 36 при открытых кранах 37 и 38 в форсунку 39. Для увеличения производительности газовой плавильной печи 7 в верхний ряд горелок 33 по трубе 34 подается газ. При работе горелок 32, 33 и форсунки 39 происходит плавка загруженного лома, а образующиеся дымовые газы по боровку 45 поступают в экономайзер 19 и нагревают воду. В экономайзер 19 поступает по трубе 18 нагретый воздух из термореактора 1. Нагретая вода из экономайзера 19 насосом 28 подается по трубе 27 в систему. Дымовые газы из экономайзера 19 дымососом 47 подаются по трубе 48 во входной патрубок 49 установки пылегазоочистки. При прохождении дымовыми газами слоя адсорбента на поворотной решетке 50 образуется «кипящий слой», в котором интенсивно очищаются дымовые газы от вредных веществ. В верхней части установки пылегазоочистки дымовые газы очищаются от пыли в восьми рукавных фильтрах. Затем очищенные дымовые газы воздуходувкой 54 подаются по коробу 60 в дымовую трубу 61. Тем временем лом, загруженный в газовую плавильную печь 7, плавится и жидкий металл стекает по наклонной площадке в ванну печи. Берется проба на химический анализ расплавленного металла и, если он соответствует выплавляемой марке, его разливают в подготовленные изложницы. После разливки жидкого металла очищают подину от шлака, летку затыкают и цикл повторяется. По мере накопления образовавшегося твердого остатка в правой части 13 на решетке термореактора 1 его извлекают и повторно используют два-три раза. По мере накопления на решетке маслянистых и пылевидных частиц в левой части термореактора 1 их удаляют через окно 17 (заслонка затем закрывается герметично).

Пиролизная установка является передвижной, позволяющей вести процессы переработки опилок, отходов нефти, загрязненной нефтепродуктами земли. Пиролизная установка содержит термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, отстойник жидких осадков, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки. Термореактор имеет огнеупорную футеровку, вверху - загрузочный бункер, который снабжен системой непрерывной загрузки продуктов для переработки, в нижней части - решетку, на которую загружают продукты для переработки и через отверстия которой подается вентилятором воздух для горения. Вентилятор включается в автоматическом режиме и поддерживает необходимую температуру пиролизного процесса. Пиролизная установка содержит также котел, оборудованный тремя горелками, в которых используется пиролизный газ, экономайзер, газовую плавильную печь для переплава алюминиевого лома, в которой в качестве топлива используют образующийся в установке пиролиза пиролизный газ, жидкий осадок и природный газ, установку пылегазоочистки с дымососом. Очистка дымовых газов происходит на поворотной решетке в «кипящем слое», а очистку от пыли осуществляют в восьми вращающихся рукавных фильтрах. Технический результат: упрощение конструкции установки, обеспечивающей переработку отходов с использованием продуктов пиролиза для плавки алюминиевого лома, обеспечение экологической чистоты процесса. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пиролизная установка, содержащая термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, отстойник жидких осадков, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки, отличающаяся тем, что пиролизная установка является передвижной, позволяющей вести процессы переработки опилок, отходов нефти, загрязненной нефтепродуктами земли, термореактор имеет огнеупорную футеровку, вверху загрузочный бункер, который снабжен системой непрерывной загрузки в термореактор продуктов для переработки, в нижней части имеется решетка, на которую загружают продукты для переработки и через отверстия которой подается вентилятором воздух для горения, кроме того, вентилятор включается в автоматическом режиме и поддерживает необходимую температуру пиролизного процесса, далее в состав пиролизной установки вводится котел, оборудованный тремя горелками, в которых используется пиролизный газ, экономайзер, газовая плавильная печь для переплава алюминиевого лома, в которой в качестве топлива используется образующийся в установке пиролиза пиролизный газ, жидкий осадок, а для увеличения мощности печи подается природный газ, и которая снабжена установкой пылегазоочистки с дымососом для ведения экологически чистого процесса пиролиза и процесса плавки, причем очистка дымовых газов происходит на поворотной решетке в «кипящем слое», а очистка от пыли осуществляется в восьми вращающихся рукавных фильтрах.

2. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что в верхний ряд горелок газовой плавильной печи для переплава алюминиевого лома подается природный газ, в нижние горелки подается пиролизный газ, а в форсунку насосом жидкий осадок.

3. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве адсорбента используется активированный уголь и известь «пушонка».

4. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что является передвижной, что дымовые газы из газовой плавильной печи для переплава лома подаются в экономайзер.

5. Пиролизная установка по п.1, отличающаяся тем, что в термореакторе имеется перегородка, в правой и левой частях имеются датчики уровня, кроме того, в левой части имеется датчик температуры, а на выходе из него установлен сменный фильтр.