Пиролиз автопокрышек

Схема переработки автопокрышек на основе пиролиза 

 
 
 
 
 
 
 
 

4.Установки по переработке отходов

Предлагаются  следующие варианты установок для  переработки резинотехнических  и полимерных отходов.

Установка МС перерабатывает как цельные автошины, так и мелкие отходы РТИ с добавлением отходов пластмасс. Изготавливается в виде модулей, установленных на двух шасси грузового полуприцепа. Основой технологии является способ паротермического разложения резины. Основное преимущество технологии – получение более ликвидных по сравнению с резиновой крошкой продуктов:

-жидкая  углеводородная фракция (выход  из тонны отходов - до 45%, аналог  смеси нефтяных топлив – близок к котельному топливу),

-порошкового  наполнителя углеродного, аналога технического углерода (выход из тонны отходов – от 35 до 50%, пригоден для использования в резинотехнических смесях различного назначения; в металлургии, производстве лакокрасочных и строительных материалов),

-топливных  брикетов.

Установка термической переработки изношенных шин МС (далее – установка) в  качестве модульного быстроразборного агрегата найдет применение на предприятиях крупного автосервиса, полигонах ТБО, автохозяйствах и других подобных местах скопления изношенных шин.

Все составные  части установки размещаются  на рамных конструкциях в виде четырех модулей: модуль термолиза, модуль пароподготовки, модуль конденсации и модуль переработки твердой фракции.

Модуль  термолиза содержит теплоизолированную камеру термообработки (реактор), соединенную по торцам с двумя шлюзовыми камерами загрузки-выгрузки. Внутри камеры термообработки и в одной из шлюзовых камер размещены две тележки с обрабатываемым материалом.

Камера  термообработки содержит металлический корпус из термостойкой стали с газоходами для внутренней циркуляции теплоносителя, осуществляемой вентилятором потолочного типа по замкнутому контуру, и газоходами для обогрева камеры дымовыми газами. Газоходы внутренней циркуляции оборудованы устройством струйной подачи перегретого пара в слой обрабатываемого материала снизу вверх. На торцевых стенках корпуса установлены герметичные теплоизолированные затворы с электрическим приводом. Камера термообработки имеет полости отвода газообразных продуктов переработки и дымовых газов, оканчивающиеся выводными патрубками, а также патрубки подвода перегретого пара и дымовых газов. В камере термообработки установлен взрывной клапан, а также датчики температуры перегретого пара, газообразных продуктов переработки и газоанализатора.

Шлюзовые  камеры выполнены в виде теплоизолированного герметичного

металлического  корпуса из обычной стали, который  одним из торцов герметично присоединен к камере термообработки. В донной части шлюзовой камеры установлен цепной транспортер с двухсторонним приводом для осуществления подачи в камеру термообработки и извлечения из нее тележки с обрабатываемым сырьем, шнековый транспортер для выгрузки твердого остатка и поворотное устройство для выгрузки твердого остатка из тележки. В верхней части шлюзовой камеры установлено загрузочное устройство с электороприводом, а также водораздающая система для охлаждения твердого остатка путем орошения после вывода тележки из камеры термообработки. На свободном торце шлюзовых камер установлена технологическая дверь с ручным приводом. Тележки для размещения резанных изношенных шин изготовлены из термостойкой стали, имеют поворотное днище для обеспечения выгрузки твердого остатка, имеют

непровальные  щелевидные отверстия для прохода теплоносителя в слой материала, а также объем, обеспечивающий загрузку не менее 1000 – 1200 кг в каждую.

Модуль  пароподготовки содержит топку – пароперегреватель, парогенератор, дымосос, емкость для питательной воды парогенератора, емкость для жидкого топлива. На площадке модуля размещен пульт управления установкой.

Топка – пароперегреватель  должна работать на жидком топливе в качестве

основного с периодической подачей газообразной фракции продуктов переработки  в качестве дополнительного топлива. Она должна быть оборудована серийной регулируемой горелкой и иметь датчик для измерения температуры продуктов сгорания. Пароперегреватель топки должен обеспечивать перегрев водяного пара в количестве до 500 кг/ч от температуры 130 – 140 0С до температуры 600 - 650 0С.

Парогенератор является серийно изготавливаемым изделием, работает на газовом топливе и обеспечивает подачу в пароперегреватель заданного количества пара с температурой 130 – 140 0С.

Дымосос также является серийно изготавливаемым изделием и обеспечивает отсос из рубашки камеры термообработки продуктов сгорания топлива в топку - пароперегреватель.

Емкость для питательной воды и емкость для жидкого топлива обеспечивают запас для непрерывной работы установки в 1 смену.

Пульт управления установкой обеспечивает управление и контроль всей системы электрооборудования установки. Система электрооборудования, кроме центрального пульта управления, при необходимости может быть снабжена местными постами управления для работы с отдельными агрегатами по месту их установки. Система электрооборудования должна обеспечивать защиту электрооборудования от перегрузок, сигнализацию о работе, контроль параметров работы установки, защиту от поражения электрическим током.

Модуль  конденсации содержит три блока конденсаторов, работающих при

различных перепадах температур и оборудованных системой контроля и

регулирования режимов работы каждого конденсатора. Кроме того, в модуль

конденсации входит блок водоохлаждения и блок водоочистки.

Конденсаторы  выполнены в виде вертикальных кожухотрубных теплообменников с противоточным движением охлаждаемой и охлаждающей сред. В качестве охлаждающей среды для одной группы конденсаторов используется низкотемпературный насыщенный пар, а для другой – техническая вода. Для поддержания и регулировки заданных тепловых режимов в конденсаторах первой ступени и второй ступени предусмотрена система периодической подачи технической воды через калиброванные шайбы.

Блок  водоохлаждения состоит из батареи стандартных водовоздушных калориферов и вентилятора и обеспечивает автоматическое охлаждение технической воды, циркулирующей в конденсаторе по замкнутому контуру.

Блок  водоочистки обеспечивает отделение конденсата (воды) от жидких продуктов разложения шин, очистку конденсата до показателей принятых при возврате конденсата в парогенератор и перекачку с помощью насосов разделенных фракций по месту их использования.

Модуль  сепарации твердой  фракции содержит транспортеры для перемещения твердой фракции от мест выгрузки ее из шлюзовых камер до места разделения ее на составляющие компоненты (углерод и металлокорд). Для этой цели он содержит магнитный улавливатель металлокорда и вибросито.

Узел  загрузки подготовленного  сырья, включающий бункер-дозатор и систему транспортеров, также входит в состав установки. 
 
 
 
 
 
 
 

4.1.Принцип работы установки

        Разрезанные на куски размером 100 – 300 мм изношенные автомобильные шины из бункера – дозатора, расположенного в подготовительном отделении, транспортером загружают в одну из тележек, расположенную в шлюзовой камере.

      После загрузки тележку с отходами с помощью цепного транспортера перемещают в камеру термообработки и закрывают затворы. Другая тележка для отходов в это время находится в другой шлюзовой камере в режиме выгрузки - загрузки и ожидания. От парогенератора через пароперегреватель в камеру термообработки подают перегретый водяной пар и с помощью вентилятора создают циркуляцию водяного пара через слой отходов. С помощью датчиков температуры и давления контролируют процесс термического разложения отходов. Регулировка процесса осуществляется путем изменения температуры перегрева поступающего в камеру термообработки пара. Образующиеся газообразные продукты термического разложения отходов выводят в систему охлаждения и разделения на жидкие и газообразные фракции. При этом парогазовая смесь проходит три ступени конденсации. В первой ступени отделяется тяжелая фракция с температурой кипения 250 – 380 0С, во второй ступени отделяется жидкая фракция с температурой кипения 160 – 260 0С и в третьей ступени осуществляется конденсация водяного пара и легкокипящей фракции с температурой кипения 85 – 160 0С Неконденсирующиеся горючие газы из последней ступени конденсации подают в топку и сжигают.

      После завершения процесса термического разложения отходов тележку с твердым остатком выводят из камеры термообработки назад в шлюзовую камеру и охлаждают до температуры 100 – 120 0С.

     После охлаждения твердую фракцию высыпают на выгружной транспортер путем поворота днища тележки и далее по транспортной линии отправляют на модуль сепарации, где при помощи магнитного барабана отделяют металлокорд от углерода, а затем на вибросите очищенный углерод разделяют на мелкую и крупную фракции.

     После вывода отработанной тележки из камеры термообработки в нее подают подготовленную тележку из противоположной шлюзовой камеры и процесс повторяют. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.2.Стационарная установка

Основываясь на 10-летнем опыте нефтедобывающей  компании по эксплуатации пиролизных установок для переработки шин в топливо и технический углерод, была спроектирована стационарная установка нового поколения по переработке резинотехнических отходов. В данный момент она существует в виде опытно- промышленной установки, созданной в масштабе 1:4 Разработанная технология переработки резинотехнических отходов предназначена для того, чтобы с помощью пиролизной установки решить проблему экологически чистой утилизации отходов.

Установка предназначена  для переработки и утилизации следующих видов отходов:

· мелкие резинотехнические отходы (рукава, шланги и т.д.);

· автомобильные шины.

За счет использования пиролизной технологии выброс в атмосферу вредных

компонентов не превышает норм ПДК, принятых на территории РФ. Технология основана на пиролизе резинотехнических отходов при одновременном огневом обезвреживании отходящих газов в теплогенераторе.

Принцип действия стационарной установки

В основу технологии положено термическое разложение резинотехнических отходов в безкислородной атмосфере (пиролиз). Образующиеся газообразные продукты термического разложения отходов выводят в систему охлаждения и разделения на жидкие и газообразные фракции. При этом парогазовая смесь проходит три ступени конденсации. В первой ступени отделяется тяжелая фракция с температурой кипения 250 – 380 0С, во второй ступени

отделяется  жидкая фракция с температурой кипения 160 – 260 0С и в третьей ступени осуществляется конденсация 85 – 160 0С. Неконденсирующиеся горючие газы из последней ступени конденсации подают на теплогенератор и сжигают. После завершения процесса термического разложения отходов твердый остаток выводят из камеры термообработки в шлюзовую камеру и охлаждают до температуры 100 – 120 0С. После охлаждения твердую фракцию высыпают на выгружной транспортер и далее по транспортной линии отправляют на модуль сепарации, где при помощи магнитного барабана отделяют металлокорд от углерода. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.Технологическая схема переработки покрышек

Процесс переработки резинотехнических  отходов (РТО), в частности использованных автомобильных шин, осуществляется согласно следующей технологической схеме. Состав установки: ретортная печь, реторты, конденсатор-холодильник, сборник-сепаратор жидких продуктов, газожидкостные сепараторы.(см.рис.1)

Рис.1

1. Батарея ретортных  печей 
2. Реторта из нержавеющей стали 
3. Сильфон 
4. Магистраль парогаза пиролиза 
5. Конденсаторы - холодильники 
6. Сборник - сепаратор 
7. Газожидкостные сепараторы 
8. Топка 
9. Горелка 
10. Инжектор 
11. Воздуходувка 
12. Дымовая труба 
13. Реторта на загрузке-выгрузке 
14. Крышка реторты ПГС - парогазовая смесь 
ГЖС - газожидкостная смесь 
ГП - газ пиролиза 
МП - масло пиролиза 
В - воздух 
ОГ - отбор газа 
ОМ - отбор масла 
РО - загрузка отходов (сырья) 
ПК - выгрузка полукокса

 
 Ретортная печь - вертикальная, шахта печи футерована огнеупорным бетоном и высокотемпературной  теплоизоляцией на основе керамического волокна. В нижней части шахты печи установлены колосники для сжигания твердого топлива и горелочное устройство для сжигания горючих газов. Интенсификация горения и перемешивания топочных газов достигается воздушным наддувом. В шахту печи через открытый верх шахты помещается реторта с сырьем. Реторта - цилиндрический сосуд из жаростойкой стали, с крышкой. Специальный затвор по периметру сопрягаемых поверхностей реторты и печи обеспечивает герметизацию внутреннего пространства печи. Конденсатор-холодильник предназначен для охлаждения и конденсации паров жидких продуктов пиролиза. Парогазовая смесь поступает из реторты в конденсатор-холодильник по трубопроводу через быстроразъемное соединение и сильфонный компенсатор деформаций. Конденсат и неконденсирующиеся газы отводятся по трубопроводу в сборник-сепаратор. Сборник-сепаратор - цилиндрическая емкость, предназначенная для сбора жидких продуктов пиролиза и частичного улавливания брызг жидких продуктов из газового потока. Окончательная очистка газа от капель жидкости осуществляется в газожидкостном сепараторе. Горючий газ поступает в горелочное устройство печи и/или другим потребителям.