Способ переработки резиносодержащих отходов и установка для его осуществления (варианты) - RU2291168C1

Чертежи

Описание

Группа изобретений относится к области термической переработки твердых органических отходов, в частности к способам и устройствам переработки резиносодержащих (на основе природного, бутадиенового, бутадиенстирольного, изопренового и других каучуков) и полимерных (таких как полиэтилен, полистирол, нейлон, капрон, лавсан и т.п.) отходов, и может быть использована для утилизации изношенных автомобильных шин с получением твердого углерода и других продуктов, которые могут быть использованы в качестве углеводородсодержащего сырья для различных производств.

Постоянно растущее количество отходов резиносодержащих и полимерных изделий, в частности изношенных автомобильных шин и покрышек, создает проблему их утилизации и переработки. Сжигание или захоронение этих отходов требует значительных энергетических затрат, приводит к загрязнению окружающей среды, а также к потере органического и металлического вторсырья. Глубокая комплексная переработка этих отходов позволяет получить продукты, которые могут быть использованы в качестве сырья для различных производств.

Известны многочисленные способы и установки комплексной переработки твердых органических отходов (резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов) с получением из них углеводородсодержащих продуктов: бензина, дизельного топлива, технического углерода и других.

Известен способ термической переработки изношенных шин путем загрузки целых изделий в высокотемпературный реактор, подачи в него газообразного углеводорода и нагрева его с получением жидких и газообразных углеводородных продуктов и твердого остатка, при этом температура в нижней части реактора 250-425°С, а в верхней 130-290°С. Получают очищенный металлический корд и углеводородные продукты следующего состава, %: жидкие продукты 58-62; газообразные продукты 7-10; твердый остаток 31-32 (RU, патент №2128196, C 08 J 11/06, 1999 г.).

Недостатками этого способа являются периодичность, ограниченность его применения, поскольку для переработки используют только целые изделия, а также то, что нагрев реакционной смеси внутри реактора производят путем обогрева его стенок, что приводит к существенным энергетическим затратам.

Известен способ получения бензина, дизельного топлива и сажи из отходов резины и/или отходов пластмассовых материалов, согласно которому отходы подвергают предварительной обработке известными способами для удаления примесей, измельчают, затем подвергают пиролизу в реакторе с винтовой мешалкой при температурах 350-500°С с разделением на твердый остаток и газовую фазу, твердый остаток выгружают из реактора, а газовую фазу отводят в резервуар, где подвергают десульфированию и/или денитрации, и/или дехлорированию и каталитическому крекингу (US, патент №5744668, С 07 С 1/00, 1998 г.).

Недостатками известного способа являются необходимость использования специальных катализаторов, а также высокая энергоемкость процесса из-за нагрева реакционной смеси внутри реактора путем обогрева его стенок с использованием нагревательной печи.

Известны способ переработки резиносодержащих отходов и установка для его осуществления. Согласно способу перед термодеструкцией резиносодержащие отходы подвергают предварительной обработке суспензией деструктурированной резины в высококипящих углеводородах, в качестве которых используют мазут, процесс термодеструкции ведут при температурах 250-380°С и давлении 3· 10^-4-4·10^-1 МПа, а время растворения составляет 60-180 минут. Образовавшуюся в процессе термодеструкции парогазовую фазу выводят из реактора и конденсируют с одновременным фракционированием и выделением фракции высококипящих углеводородов, которую возвращают в процесс, другую часть газовой фазы направляют на дальнейшее фракционирование. Высококипящие углеводороды подают непрерывно в образующуюся при переработке резиносодержащих отходов реакционную смесь. Получаемую при термодеструкции суспензию деструктурированной резины в высококипящих углеводородах частично направляют для рециркуляции. В установке для переработки резиносодержащих отходов узел термодеструкции образован по меньшей мере двумя реакторами (RU, патент №2021127, В 29 В 17/00; C 08 J 11/10, 1994 г.).

Недостатком известных технических решений является то, что для осуществления способа в непрерывном режиме необходимо наличие двух и более реакторов и соответственно требуется увеличенный расход высококипящего углеводородного растворителя - товарного продукта - мазута, что приводит к высоким материалозатратам и энергозатратам и существенно удорожает процесс переработки. Кроме того, процесс является сложным в эксплуатации, поскольку требует поочередной разгерметизации реакторов.

Известна установка для переработки старых резиновых автомобильных покрышек и других полимерных отходов. Целые или измельченные отходы направляют в реактор пиролиза, в котором в отсутствие кислорода в среде инертного газа при температурах до 900°С происходит их деструкция с последующим выделением парогазовой углеводородной смеси и твердого углеродсодержащего остатка. Твердый остаток разделяют на технический углерод и металлокорд, а парогазовую смесь охлаждают с разделением на жидкие углеводороды и углеводородсодержащий газ. В процессе переработки образуются около 40 вес.% жидких углеводородов, технического углерода 45 вес.%, газа 10%. Часть образовавшихся газа и жидких углеводородов направляют на сжигание и обогрев реактора пиролиза (WO 99/08849, В 29 В 17/00, С 10 В 53/00, 1999 г.).

Недостатками известной установки являются высокая энергоемкость, поскольку процесс пиролиза ведут при высоких температурах, а нагрев реакционной смеси в реакторе пиролиза производят через его стенки, и невысокая экологическая чистота, поскольку выхлопные газы, образующиеся в процессе переработки отходов, сбрасывают в атмосферу.

Известны способ и установка получения товарных продуктов из резиносодержащих отходов. Согласно способу переработки резиносодержащих отходов их подвергают предварительной обработке путем измельчения и деоксигенации (обескислороживанию), затем подвергают пиролизу во внутренней камере пиролизного реактора с последующим разделением продуктов пиролиза на пирогаз и твердый углеродсодержащий остаток. Углеродсодержащий остаток измельчают, охлаждают, сортируют и разделяют в магнитном сепараторе на сырой технический углерод и металлосодержащие отходы (металлокорд). Пирогаз подвергают обработке с выделением конденсата углеводородов и легких газообразных углеводородов. Установка переработки резиносодержащих отходов содержит узел предварительной подготовки отходов, включающий измельчитель отходов, взвешивающий ленточный транспортер, шнековый транспортер, бункер для загрузки измельченными отходами, деоксигенатор, загружаемый отходами из бункера, пиролизный реактор туннельного типа, внутренняя камера которого снабжена транспортирующим устройством, выполненным, в частности винтообразным, расположенным на горизонтальном валу с приводом, измельченные отходы проходят внутреннюю камеру пиролизного реактора при определенном температурном режиме и за время, достаточное для полного разложения исходных отходов и разделения их на твердый углеродсодержащий остаток и пиролитический газ, комплекс установок разделения пиролитического газа на фракции углеводородного конденсата и пара и комплекс установок сортировки твердого углеродсодержащего остатка по размеру частиц и разделения технического углерода и металлокорда (WO 02/26914, С 10 В, 2002 г.).

Недостатками известных способа и установки являются большие расход топлива и энергоемкость из-за ведения процесса пиролиза при высоких температурах и обогрева реакционной смеси через стенки пиролизной камеры, кроме того, ограниченность использования только для измельченных отходов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ переработки резиновых отходов, согласно которому резиносодержащие отходы подвергают предварительной подготовке: измельчению с последующим орошением водой, затем предварительно подготовленные отходы подвергают термическому разложению в печи при распылении воды в количестве 50-150% от массы отходов с разделением продуктов разложения на парогазовую смесь и твердый остаток, выделение жидкой фазы из парогазовой смеси с образованием газообразного продукта и отвод последнего на сжигание для поддержания процесса разложения отходов (RU, патент №2245247, В 29 В 17/00; C 08 J 11/14; В 29 К 21/00, 2005 г.).

Недостатками этого способа является то, что нагрев реакционной смеси внутри реактора производят путем обогрева его стенок, что приводит к существенным энергетическим затратам, а также то, что для переработки отходов требуется большой расход воды.

Задачей изобретения является получение энергосберегающей, надежной и экологически чистой технологии непрерывной переработки резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов, а также создание установок для осуществления такой технологии.

Технический результат, полученный от использования предложенного способа, реализованного, в частности, на предложенных установках, заключается в снижении энергоемкости процесса переработки резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов с получением углеродсодержащего и углеводородсодержащих продуктов.

Поставленная задача в части способа решается, а технический результат достигается за счет того, что в способе переработки резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов, включающем стадию их предварительной подготовки, стадию термического разложения в печи с разделением продуктов разложения на парогазовую смесь и твердый остаток, стадию выделения жидкой фазы из парогазовой смеси с образованием углеводородсодержащего газа и стадию выделения углеродсодержащего продукта из твердого остатка на стадии предварительной подготовки, целые и/или измельченные отходы продувают при запуске первого цикла переработки природным газом, в последующих циклах - углеводородсодержащим газом, с последующей пропиткой углеводородным растворителем с температурой не выше 220°С, по меньшей мере в течение 15 минут, стадию термического разложения в печи ведут в первом цикле - в среде природного газа, нагретого до 400-500°С, а в последующих циклах - в среде углеводородсодержащего газа, нагретого до 400-500°С, выделение жидкой фазы из парогазовой смеси ведут в три ступени, при этом на первой ступени парогазовую смесь охлаждают до 300-360°С с последующим выделением тяжелой углеводородной фракции, на второй ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры не выше 220° С с последующим выделением средней углеводородной фракции и рециркуляцией части ее на стадию предварительной подготовки отходов для использования в качестве углеводородного растворителя, а на третьей ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры ниже 30°С с последующим выделением легкой углеводородной фракции, образовавшийся после выделения жидкой фазы из парогазовой смеси углеводородсодержащий газ делят по меньшей мере на четыре потока, один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа, который подают на стадию термического разложения в печь, третий поток используют для продувок на стадии предварительной подготовки отходов, а четвертый отводят потребителю, твердый остаток перед стадией выделения углеродсодержащего продукта подвергают продувке воздухом и охлаждению, а газы, образовавшиеся после продувок на стадии предварительной подготовки отходов и продувки твердого остатка направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа.

Предпочтительно, что при запуске первого цикла переработки в качестве жидкой углеводородной фракции с температурой кипения не выше 220° С используют дизельное топливо.

В одном из вариантов способа углеводородсодержащий газ делят на пять потоков, один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа, который подают на стадию термического разложения в печь, третий поток используют для продувок на стадии предварительной подготовки отходов, четвертый - для продувок твердого остатка, а пятый - отводят потребителю.

В одном из вариантов способа легкую углеводородную фракцию смешивают с тяжелой углеводородной фракцией и частью средней углеводородной фракции, оставшейся после рециркуляции ее части на стадию предварительной подготовки отходов, а полученную смесь углеводородных фракций направляют на дальнейшую переработку, при этом смесь углеводородных фракций перерабатывают с получением бензиновых, дизельных и мазутных фракций.

Предпочтительно, что углеродсодержащий продукт, выделенный из твердого остатка, направляют на производство сорбентов.

Поставленная задача в части первого варианта установки решается, а технический результат достигается за счет того, что установка для переработки резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов содержит узел термического разложения отходов на парогазовую смесь и твердый остаток, выполненный в виде наклонной печи туннельного типа с транспортирующим устройством, соединенный с узлом предварительной подготовки отходов, включающим шлюзовую камеру с узлами подачи газа на продувку и отвода газа после продувки и задвижками с приводом на входе и выходе и камеру пропитки отходов углеводородным растворителем с узлами подачи и отвода растворителя, узлом отвода паров и узлом отвода отходов после пропитки со шнековым транспортером, узлом нагрева углеводородсодержащего газа, состоящим из топки и теплообменника, системой выделения углеродсодержащего продукта, включающей сборник твердого остатка, шлюзовый приемник с охлаждающей рубашкой, верхней и нижней заслонками с приводом и узлами подачи газа на продувку и отвода газа после продувки, соединенного с трубопроводом подачи газа после продувки в топку, устройство транспортировки твердого остатка и узел разделения металлокорда и технического углерода, и системой фракционирования парогазовой смеси, включающей конденсатор первой ступени и сепаратор первой ступени, снабженный трубопроводами отвода тяжелой углеводородной фракции и вторичной парогазовой смеси, конденсатор второй ступени и сепаратор второй ступени, снабженный трубопроводами отвода средней углеводородной фракции и третичной парогазовой смеси и системой рециркуляции средней углеводородной фракции, соединенной с узлами подачи и отвода растворителя камеры пропитки узла предварительной подготовки отходов, конденсатор третьей ступени и сепаратор третьей ступени, снабженный трубопроводами отвода легкой углеводородной фракции и углеводородсодержащего газа с центробежным вентилятором, при этом узел отвода газа после продувки шлюзовой камеры соединен трубопроводом с топкой, узлы подачи газа на продувку шлюзовой камеры и шлюзового приемника снабжены трубопроводами подачи воздуха, а трубопровод углеводородсодержащего газа соединен по меньшей мере с топкой, теплообменником, а также узлами подачи газа на продувку шлюзовой камеры узла предварительной подготовки отходов и шлюзового приемника системы выделения углеродсодержащего продукта.

Предпочтительно в качестве транспортирующего устройства печи термического разложения использовать устройство в виде установленных на валу с приводом лопастей, выполненных с углом атаки, направленным в сторону вращения вала.

В одном из вариантов выполнения установки она снабжена накопительной емкостью для жидких углеводородных фракций.

Предпочтительно, что система рециркуляции средней углеводородной фракции снабжена устройством для перекачки, а в качестве устройства для перекачки используют шестеренчатый насос.

Поставленная задача, в части второго варианта установки решается, а технический результат достигается за счет того, что установка для переработки резиносодержащих отходов содержит узел термического разложения отходов на парогазовую смесь и твердый остаток, выполненный в виде печи роторно-секторного типа, установленной на горизонтальном валу с шаговым приводом, соединенный с узлом предварительной подготовки отходов, включающим шлюзовую камеру с узлами подачи газа на продувку и отвода газа после продувки и задвижками с приводом на входе и выходе и камеру пропитки отходов углеводородным растворителем с узлами подачи и отвода растворителя, узлами отвода паров и отходов после пропитки и толкателем отходов с приводом, узлом нагрева углеводородсодержащего газа, состоящим из топки и теплообменника, системой выделения углеродсодержащего продукта, включающей сборник твердого остатка и шлюзовый приемник с охлаждающей рубашкой, верхней и нижней заслонками с приводом и узлами подачи газа на продувку и отвода газа после продувки, соединенного с трубопроводом подачи газа после продувки в топку, устройство транспортировки твердого остатка и узел разделения металлокорда и технического углерода, и системой фракционирования парогазовой смеси, включающей конденсатор первой ступени и сепаратор первой ступени, снабженный трубопроводами отвода тяжелой углеводородной фракции и вторичной парогазовой смеси, конденсатор второй ступени и сепаратор второй ступени, снабженный трубопроводами отвода средней углеводородной фракции и третичной парогазовой смеси и системой рециркуляции средней углеводородной фракции, соединенной с узлами подачи и отвода растворителя камеры пропитки узла предварительной подготовки отходов, конденсатор третьей ступени и сепаратор третьей ступени, снабженный трубопроводами отвода легкой углеводородной фракции и углеводородсодержащего газа с центробежным вентилятором, при этом узел отвода газа после продувок шлюзовой камеры соединен трубопроводом с топкой, узлы подачи газа на продувку шлюзовой камеры и шлюзового приемника снабжены трубопроводами подачи воздуха, а трубопровод углеводородсодержащего газа соединен по меньшей мере с топкой теплообменником, а также узлами подачи газа на продувку шлюзовой камеры узла предварительной подготовки отходов и шлюзового приемника системы выделения углеродсодержащего продукта.

В одном из вариантов исполнения установка снабжена накопительной емкостью для жидких углеводородных фракций.

Предпочтительно, что система рециркуляции средней углеводородной фракции снабжена устройством для перекачки, в качестве которого может быть использован шестеренчатый насос.

Группа изобретений поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично изображена установка для переработки измельченных резиносодержащих или смеси измельченных резиносодержащих и полимерных отходов. На фиг.2 изображен поперечный разрез предпочтительного варианта выполнения транспортирующего устройства печи для термического разложения отходов на фиг.1. На фиг.3 схематично изображена установка для переработки цельных резиносодержащих отходов или цельных резиносодержащих отходов, заполненных измельченными резиносодержащими или полимерными отходами.

Способ осуществляют следующим образом.

Цельные и/или измельченные резиносодержащие отходы (цельные шины, измельченные шины или цельные шины, заполненные кусками измельченных шин) или смесь резиносодержащих (на основе природного, бутадиенового, бутадиенстирольного, изопренового и других каучуков) и полимерных отходов (полиэтилен, полистирол, нейлон, капрон, лавсан и т.п.) подают на стадию предварительной обработки, где в замкнутом объеме отходы подвергают продувке углеводородсодержащим газом: при запуске - природным газом, а при последующей работе - углеводородсодержащим газом, образовавшимся в процессе переработки, с последующей пропиткой углеводородным растворителем - любой жидкой углеводородной фракцией с температурой кипения не выше 220°С, при этом предпочтительно при запуске в качестве углеводородного растворителя использовать дизельное топливо, а при последующей работе в качестве жидкой углеводородной фракции с температурой кипения не выше 220°С используют среднюю углеводородную фракцию, полученную на второй ступени выделения жидкой фазы из парогазовой смеси, образовавшейся в процессе переработки исходных отходов при температуре не выше 220° С, по меньшей мере в течение 15 минут. Такое минимальное время необходимо для прогрева отходов, находящихся в камере пропитки, для последующей их подачи на стадию термического разложения в печь.

Предварительная подготовка обрабатываемых отходов позволяет увеличить глубину их термического разложения и ускорить его. При пропитке резиносодержащих отходов углеводородным растворителем при температурах до 220°С начинается их деструкция с ослаблением, в том числе серных, поперечных связей. Повышение температуры углеводородного растворителя выше 220°С усложняет процесс перекачки предварительно подготовленных отходов на стадию термического разложения в печь.

После пропитки подготовленные отходы подают на стадию термического разложения в печь, в которую также подают углеводородсодержащий газ: при запуске природный газ, нагретый до 400-500°С, а при последующей работе - углеводородсодержащий газ, образовавшийся после выделения жидкой фазы из парогазовой смеси, полученной в процессе термического разложения отходов, нагретый до 400-500°С, при этом обрабатываемые отходы в печи догреваются до температуры 320-460°С. От температуры, до которой подогревают реакционную смесь, зависит время прохождения процесса ее термического разложения. При температуре реакционной смеси 460°С время, за которое происходит деструкция отходов, составляет около 60 минут, а при температуре 320°С это время увеличивается. В процессе термического разложения отходов образуются парогазовая смесь и твердый остаток.

Парогазовую смесь отводят из реактора и подают на стадию выделения из нее жидкой фазы с образованием углеводородсодержащего газа.

Выделение жидкой фазы из парогазовой смеси ведут в три ступени: на первой - парогазовую смесь охлаждают до температуры 300-360°С с последующим выделением тяжелой углеводородной фракции из парогазовой смеси. Тяжелая углеводородная фракция направляется на дальнейшую переработку для получения товарных продуктов, например мазута. Парогазовую смесь направляют на дальнейшее фракционирование. На второй ступени - парогазовую смесь охлаждают до температуры не выше 220°С с последующим выделением средней углеводородной фракции, часть которой рециркулируют на стадию предварительной подготовки в качестве углеводородного растворителя для пропитки обрабатываемых отходов, а оставшуюся часть направляют на дальнейшую переработку, например подвергают гидроочистке с последующим получением дизельного топлива или солярки. На третьей ступени выделения жидкой фазы из парогазовой смеси в результате охлаждения последней до температуры ниже 30°С и последующего выделения легкой углеводородной фракции образуется углеводородсодержащий газ. Легкая углеводородная фракция после гидроочистки может быть использована для получения высокооктановых добавок к бензину.

Выделенные из парогазовой смеси углеводородные фракции могут быть смешаны, собраны в одной емкости и направлены на дальнейшую переработку. Предпочтительно смесь выделенных из парогазовой смеси фракций направить на дальнейшую переработку совместно для получения бензиновых, дизельных и мазутных фракций. В процессе такой переработки могут быть получены, например, бензиновые фракции с октановым числом более 83, которые могут быть использованы в качестве добавок для повышения октанового числа прямогонных бензинов, а также нефтяные растворители, осветленные дизельные фракции и т.п.

Таким образом, каждая из выделенных в процессе переработки отходов фракций может быть подвергнута как самостоятельной переработке любыми известными способами в зависимости от необходимости получения того или иного товарного продукта, так и совместной переработке, например крекингу, пиролизу и т.п.

Использование в качестве углеводородного растворителя жидкой углеводородной фракции с температурой кипения не выше 220°С для пропитки отходов на стадии предварительной подготовки средней углеводородной фракции обусловлено более низким содержанием в ней серы по сравнению с тяжелой углеводородной фракцией и меньшей летучестью по сравнению с легкой углеводородной фракцией. Нижняя температура углеводородного растворителя, подаваемого в камеру пропитки, зависит от качественного состава легких фракций, содержащихся в парогазовой смеси, и температуры их испарения.

Образовавшийся в процессе термического разложения в печи твердый остаток выводят, подвергают продувке воздухом в замкнутом объеме с одновременным охлаждением и выделяют из него углеродсодержащий продукт - технический углерод, который затем может быть использован в различных производствах, в частности для производства автомобильных покрышек. Предпочтительно образовавшийся технический углерод направлять на производство сорбентов.

Продувка воздухом твердого остатка перед выделением из него углеродсодержащего продукта позволяет отдуть сопутствующие газы, что предотвращает их выброс в атмосферу при выгрузке твердого остатка.

Углеводородсодержащий газ и воздух после продувок направляют на сжигание для нагрева того потока углеводородсодержащего газа, который направляют на стадию термического разложения в печь для создания среды, в которой ведут процесс термического разложения обрабатываемых отходов. Снижение выброса газов в атмосферу повышает экологическую чистоту процесса переработки резиносодержащих отходов.

После выделения из твердого остатка углеродсодержащего продукта образуется металлокорд, который прессуют и могут использовать в качестве вторсырья в различных производствах.

Образовавшийся углеводородсодержащий газ делят по меньшей мере на четыре потока, один из которых направляют на сжигание для нагрева до 400-500°С второго потока углеводородсодержащего газа, который направляют на стадию термического разложения в печь для создания среды, в которой ведут процесс термического разложения обрабатываемых отходов. Третий поток направляют для продувок на стадию предварительной подготовки отходов, а четвертый - избыток образовавшегося углеводородсодержащего газа - направляют потребителю для использования, например, в качестве топлива.

При наличии избытка образовавшегося углеводородсодержащего газа он может быть разделен, в частности, на пять потоков: один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа, который подают на стадию термического разложения в печь, третий поток используют для продувок на стадии предварительной подготовки отходов, четвертый - для продувок твердого остатка, а пятый отводят потребителю для использования, например, в качестве топлива.

Продувка обрабатываемых отходов на стадии предварительной подготовки углеводородсодержащим газом в ограниченном пространстве позволяет снизить количество кислорода воздуха, вносимого на стадию термического разложения в печь, что снижает возможность протекания в печи окислительных реакций.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. 1100 кг резиносодержащих отходов - измельченного шиносырья (размером 50 мм × 50 мм) подвергают предварительной подготовке, для чего сырье продувают углеводородсодержащим газом в замкнутом объеме для отдувки воздуха, содержащегося в обрабатываемых отходах, после чего их направляют на пропитку углеводородным растворителем при температуре 220° С в течение 25 минут. Подготовленное сырье подают на стадию термического разложения в печь туннельного типа, куда подают также углеводородсодержащий газ, предварительно нагретый до 500°С. В среде нагретого углеводородсодержащего газа обрабатываемые отходы догреваются до температуры 460°С, и в течение 60 минут пребывания в печи происходит полное термическое разложение отходов с образованием парогазовой смеси и твердого остатка. Парогазовую смесь направляют на трехступенчатое фракционирование. На первой ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 360°С с последующим выделением тяжелой углеводородной фракции, которую направляют на дальнейшую переработку с целью получения мазута, на второй ступени оставшуюся парогазовую смесь охлаждают до 220°С с последующим выделением средней углеводородной фракции, часть которой рециркулируют на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья, а оставшуюся часть подвергают гидроочистке с последующим получением дизельного топлива. На третьей ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 20°С с последующим выделением легкой углеводородной фракции и образованием 110 кг (10% от веса отходов) углеводородсодержащего газа, который делят на четыре потока, один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа до температуры 500°С с направлением его на стадию термического разложения в печи, третий поток - на периодическую продувку исходных отходов на стадию предварительной подготовки отходов, а четвертый - потребителю. Выделенную легкую фракцию после гидроочистки направляют на дальнейшую обработку для получения высокооктановых добавок к бензину. Общее количество жидких углеводородных фракций составляет 419,2 кг (47,2% от веса отходов).

Твердый остаток выгружают, в замкнутом объеме подвергают продувке воздухом для отдувки сопутствующих газов и охлаждению, после чего его направляют на стадию выделения углеродсодержащего продукта, где происходит отделение металлокорда (165 кг или 15% от веса отходов) от технического углерода (300,3 кг или 27, 3% от веса отходов).

Потери составляют 5,5 кг или 0,5% от веса отходов.

Воздух и углеводородсодержащий газ после продувок направляют на сжигание для нагревания углеводородсодержащего газа, который направляют на стадию термического разложения в печи.

Пример 2. 1100 кг резиносодержащих отходов - цельные автопокрышки - подвергают предварительной подготовке, для чего сырье подвергают продувке углеводородсодержащим газом в замкнутом объеме для отдувки воздуха, содержащегося в обрабатываемых отходах, после чего их направляют на пропитку углеводородным растворителем при температуре 220°С в течение 15 минут. Подготовленное сырье подают на стадию термического разложения в печь роторно-секторного типа, куда подают также углеводородсодержащий газ, предварительно нагретый до 400°С. В среде нагретого углеводородсодержащего газа обрабатываемые отходы догреваются до температуры 320°С, и в течение 100 минут пребывания в печи происходит полное термическое разложение отходов с образованием парогазовой смеси и твердого остатка. Парогазовую смесь направляют на трехступенчатое фракционирование. На первой ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 300°С с последующим выделением тяжелой углеводородной фракции, на второй ступени оставшуюся парогазовую смесь охлаждают до 220°С с последующим выделением средней углеводородной фракции, часть которой рециркулируют на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья. На третьей ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 20°С с последующим выделением легкой углеводородной фракции и образованием 110 кг (10% от веса отходов) углеводородсодержащего газа, который делят на пять потоков, один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа до температуры 400°С с направлением его на стадию термического разложения в печи, третий поток - на периодическую продувку исходных отходов на стадию предварительной подготовки отходов, четвертый поток - на продувку твердого остатка, а пятый поток - потребителю.

Выделенные углеводородные фракции, за исключением части средней углеводородной фракции, рециркулированной на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья, смешивают и направляют на дальнейшую переработку с получением товарных продуктов, таких как мазут, дизельное топливо, солярка и пр. Общее количество смеси жидких углеводородных фракций составляет 419,2 кг (47,2% от веса отходов).

Твердый остаток выгружают, в замкнутом объеме подвергают продувке воздухом для отдувки сопутствующих газов и охлаждению, после чего его направляют на стадию выделения углеродсодержащего продукта, где происходит отделение металлокорда (165 кг или 15% от веса отходов) от технического углерода (300,3 кг или 27,3% от веса отходов).

Потери составляют 5,5 кг или 0,5% от веса отходов.

Воздух и углеводородсодержащий газ после продувок направляют на сжигание для нагревания углеводородсодержащего газа, который направляют на стадию термического разложения в печи.

Пример 3. Переработке подвергают смесь измельченных резиносодержащих и полимерных отходов при соотношении 10:1. 1000 кг резиносодержащих отходов и 100 кг полимерных отходов, подвергают предварительной подготовке, для чего сырье продувают углеводородсодержащим газом в замкнутом объеме для отдувки воздуха, содержащегося в обрабатываемых отходах, после чего их направляют на пропитку углеводородным растворителем при температуре 160° С в течение 15 минут. Подготовленное сырье подают на стадию термического разложения в печь туннельного типа, куда подают также углеводородсодержащий газ, предварительно нагретый до 400°С. В среде нагретого углеводородсодержащего газа обрабатываемые отходы догреваются до температуры 320°С, и в течение 100 минут пребывания в печи происходит полное термическое разложение отходов с образованием парогазовой смеси и твердого остатка. Парогазовую смесь направляют на трехступенчатое фракционирование. На первой ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 300°С с последующим выделением тяжелой углеводородной фракции, на второй ступени оставшуюся парогазовую смесь охлаждают до 160°С с последующим выделением средней углеводородной фракции, часть которой рециркулируют на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья. На третьей ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 30°С с последующим выделением легкой углеводородной фракции и образованием 110 кг (10% от веса отходов) углеводородсодержащего газа, который делят на четыре потока, один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа до температуры 400°С с направлением его на стадию термического разложения в печи, третий поток - на периодическую продувку исходных отходов на стадию предварительной подготовки отходов, а четвертый - потребителю.

Выделенные углеводородные фракции, за исключением части средней углеводородной фракции, рециркулированной на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья, смешивают и направляют на дальнейшую переработку. Общее количество смеси жидких углеводородных фракций составляет 419,2 кг (47,2% от веса отходов).

Твердый остаток выгружают, в замкнутом объеме подвергают продувке воздухом для отдувки сопутствующих газов и охлаждению, после чего его направляют на стадию выделения углеродсодержащего продукта, где происходит отделение металлокорда (165 кг или 15% от веса отходов) от технического углерода (300,3 кг или 27,3% от веса отходов).

Потери составляют 5,5 кг или 0,5% от веса отходов.

Воздух и углеводородсодержащий газ после продувок направляют на сжигание для нагревания углеводородсодержащего газа, который направляют на стадию термического разложения в печи.

Пример 4. Состав обрабатываемых отходов по примеру 3 подвергают предварительной подготовке, для чего сырье продувают углеводородсодержащим газом в замкнутом объеме для отдувки воздуха, содержащегося в обрабатываемых отходах, после чего их направляют на пропитку углеводородным растворителем при температуре 160°С в течение 20 минут. Подготовленное сырье подают на стадию термического разложения в печь туннельного типа, куда подают также углеводородсодержащий газ, предварительно нагретый до 500°С. В среде нагретого углеводородсодержащего газа обрабатываемые отходы догреваются до температуры 460°С, и в течение 60 минут пребывания в печи происходит полное термическое разложение отходов с образованием парогазовой смеси и твердого остатка. Парогазовую смесь направляют на трехступенчатое фракционирование. На первой ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 360°С с последующим выделением тяжелой углеводородной фракции, на второй ступени оставшуюся парогазовую смесь охлаждают до 160°С с последующим выделением средней углеводородной фракции, часть которой рециркулируют на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья. На третьей ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры минус 10°С с последующим выделением легкой углеводородной фракции и образованием 110 кг (10% от веса отходов) углеводородсодержащего газа, который делят на четыре потока, один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа до температуры 500°С с направлением его на стадию термического разложения в печи, третий поток - на периодическую продувку исходных отходов на стадию предварительной подготовки отходов, а четвертый - потребителю.

Выделенные углеводородные фракции, за исключением части средней углеводородной фракции, рециркулированной на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья, смешивают и направляют на дальнейшую переработку. Общее количество смеси жидких углеводородных фракций составляет 419,2 кг (47,2% от веса отходов).

Твердый остаток выгружают, в замкнутом объеме подвергают продувке воздухом для отдувки сопутствующих газов и охлаждению, после чего его направляют на стадию выделения углеродсодержащего продукта, где происходит отделение металлокорда (165 кг или 15% от веса отходов) от технического углерода (300,3 кг или 27,3% от веса отходов).

Потери составляют 5,5 кг или 0,5% от веса отходов.

Воздух и углеводородсодержащий газ после продувок направляют на сжигание для нагревания углеводородсодержащего газа, который направляют на стадию термического разложения в печи.

Пример 5. Переработке подвергают смесь 1000 кг целых шин, заполненных 500 кг резаных резиносодержащих отходов. Отходы подвергают предварительной подготовке, для чего продувают углеводородсодержащим газом в замкнутом объеме для отдувки воздуха, содержащегося в обрабатываемых отходах, после чего их направляют на пропитку углеводородным растворителем при температуре 180°С в течение 25 минут. Подготовленное сырье подают на стадию термического разложения в печь роторно-секторного типа, куда подают также углеводородсодержащий газ, предварительно нагретый до 500°С. В среде нагретого углеводородсодержащего газа обрабатываемые отходы догреваются до температуры 450°С, и в течение 60 минут пребывания в печи происходит полное термическое разложение отходов с образованием парогазовой смеси и твердого остатка. Парогазовую смесь направляют на трехступенчатое фракционирование. На первой ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 350°С с последующим выделением тяжелой углеводородной фракции, на второй ступени оставшуюся парогазовую смесь охлаждают до 180°С с последующим выделением средней углеводородной фракции, часть которой рециркулируют на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья. На третьей ступени парогазовую смесь охлаждают до температуры 20°С с последующим выделением легкой углеводородной фракции и образованием 162 кг (10,8% от веса отходов) углеводородсодержащего газа, который делят на четыре потока, один из которых направляют на сжигание для нагрева второго потока углеводородсодержащего газа до температуры 500°С с направлением его на стадию термического разложения в печи, третий поток - на периодическую продувку исходных отходов на стадию предварительной подготовки отходов, а четвертый - потребителю.

Выделенные углеводородные фракции, за исключением части средней углеводородной фракции, рециркулированной на стадию предварительной подготовки для использования в качестве углеводородсодержащего растворителя исходного сырья, смешивают и направляют на дальнейшую переработку. Общее количество смеси жидких углеводородных фракций составляет 630 кг (42% от веса отходов).

Твердый остаток выгружают, в замкнутом объеме подвергают продувке воздухом для отдувки сопутствующих газов и охлаждению, после чего его направляют на стадию выделения углеродсодержащего продукта, где происходит отделение металлокорда (255 кг или 17% от веса отходов), от технического углерода (450 кг или 30% от веса обрабатываемых отходов). Потери составляют 3 кг (0,2% от веса отходов).

Воздух и углеводородсодержащий газ после продувок направляют на сжигание для нагревания углеводородсодержащего газа, который направляют на стадию термического разложения в печи.

Из приведенных примеров следует, что проведение способа путем заявленной последовательности операций в выбранных диапазонах заявленных параметров позволяет получить достаточно стабильный процентный состав выхода получаемых продуктов: углеводородсодержащего газа, жидких углеводородсодержащих фракций, технического углерода и металлокорда.

Варианты установок, на которых реализуют предложенный способ при переработке целых и/или измельченных резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов, приведены ниже.

Первый вариант установки используют для переработки измельченных резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов.

Установка (фиг.1) содержит расположенную наклонно печь для термического разложения отходов 1 туннельного типа с узлами подачи предварительно подготовленных отходов 2 и нагретого углеводородсодержащего газа 3, узлами отвода парогазовой смеси 4 и твердого остатка 5, снабженную транспортирующим устройством 6, расположенным на валу 7 с приводом 8, узел предварительной подготовки отходов, содержащий бункер измельченных отходов 9, соединенный со шлюзовой камерой 10, снабженной заслонками с приводом на входе 11 и на выходе 12 и узлами подачи газа на продувку 13 и отвода газа после продувки 14. Шлюзовая камера 10 соединена с камерой пропитки отходов углеводородным растворителем 15 с узлами подачи 16 и отвода 17 растворителя, узлом отвода паров 18 и узлом отвода отходов после пропитки 19, снабженным шнековым транспортером 20 с приводом шнека 21 и соединенным с узлом подачи предварительно подготовленных отходов 2 печи 1.

Транспортирующее устройство 6 в печи 1 может быть выполнено в виде шнека, например, винтообразного, в форме спирали и т.п., однако, предпочтительно использовать устройство в виде установленных на валу 7 с приводом 8 лопастей с углом атаки, направленным в сторону вращения вала 7, приводимого во вращение приводом 8, как это изображено на фиг.2.

Установка содержит также узел нагрева углеводородсодержащего газа, состоящий из топки 22 с узлом подачи газообразного топлива (в том числе углеводородсодержащего газа, образованного в процессе переработки отходов, и газов после продувки) в топку 23 и узлом отвода горячего теплоносителя 24 и нагревателя 25 с узлами подачи горячего теплоносителя 26, соединенного с узлом отвода горячего теплоносителя 24 топки 22, отвода выхлопных топочных газов 27, подачи углеводородсодержащего газа на нагрев 28 и отвода нагретого углеводородсодержащего газа 29, соединенного с узлом подачи нагретого углеводородсодержащего газа 3 печи 1.

Установка содержит также систему фракционирования парогазовой смеси, содержащую конденсатор первой ступени 30, вход которого соединен с узлом отвода парогазовой смеси 4 печи 1 посредством трубопровода парогазовой смеси 31, а выход - с сепаратором первой ступени 32 с трубопроводами отвода тяжелой углеводородной фракции 33 и вторичной парогазовой смеси 34, соединенным со входом конденсатора второй ступени 35, выход которого соединен с сепаратором второй ступени 36, снабженным системой рециркуляции средней углеводородной фракции 37, которая может быть снабжена устройством для перекачки 38, в качестве которого может быть использован шестеренчатый насос, соединенной с узлами подачи 16 и отвода 17 растворителя камеры пропитки отходов 15, трубопроводом отвода средней углеводородной фракции 39 и трубопроводом отвода третичной парогазовой смеси 40 в конденсатор третьей ступени 41, выход которого соединен с сепаратором третьей ступени 42 с трубопроводом отвода легкой углеводородсодержащей фракции 43 и трубопроводом углеводородсодержащего газа 45 с установленным центробежным вентилятором 46.

Трубопроводы отвода тяжелой углеводородной фракции 33, средней углеводородной фракции 39 и легкой углеводородной фракции 43 могут быть соединены с накопительной емкостью 44, которой может быть снабжена установка, откуда смесь фракций направляют на дальнейшую переработку для получения товарных продуктов.

Установка содержит также систему выделения углеродсодержащего продукта, состоящую из сборника твердого остатка 47, шлюзового приемника 48, при этом вход сборника 47 соединен с узлом отвода твердого остатка 5 печи 1, а выход - со шлюзовым приемником 48, снабженным верхней 49 и нижней 50 заслонками с приводом, узлами подачи газа на продувку 51 и отвода газа после продувки 52 с трубопроводом газа после продувки 53, и охлаждающей рубашкой 54 с подачей и отводом хладагента, устройства транспортировки твердого остатка 55 и узла разделения на металлокорд и технический углерод 56, в качестве которого может быть использован магнитный сепаратор, соединенный, например, с прессом для металлокорда 57 и емкостью технического углерода 58.

Трубопровод углеводородсодержащего газа 45 соединен с узлом подачи газа на продувку 51 шлюзового приемника 48, с узлом подачи газообразного топлива 23 в топку 22, узлом подачи углеводородсодержащего газа на нагрев 28 нагревателя 25 и узлом подачи газа на продувку 13 шлюзовой камеры 10. Узлы подачи газа на продувку 13 шлюзовой камеры 10 и 51 шлюзового приемника 48 снабжены трубопроводами подачи воздуха 59 и 60 соответственно. Узлы отвода газа после продувки 14 шлюзовой камеры 10 и 52 шлюзового приемника 48 соединены с узлом подачи газообразного топлива 23 в топку 22 посредством трубопроводов 61 и 53 соответственно.

Узел отвода паров 18 из камеры пропитки отходов 15 соединен с трубопроводом парогазовой смеси 31. Пары, образовавшиеся в шнековом транспортере 20 узла отвода отходов после пропитки 19, также направляют в трубопровод парогазовой смеси 31.

Установка может быть использована также для переработки цельных шин до диаметра 1150 мм, при этом конструктивно изменяют только узлы предварительной подготовки отходов и подачи предварительно подготовленных отходов в печь термического разложения.

Установка работает следующим образом.

Перед началом работы установки всю систему продувают природным газом.

Затем при закрытых заслонках с приводом 11 и 12 продувают воздухом шлюзовую камеру 10, для предотвращения выброса в атмосферу каких-либо газов, находящихся в шлюзовой камере до подачи в нее обрабатываемых отходов.

Предварительно очищенные и измельченные отходы подают в узел предварительной подготовки отходов: сначала в бункер измельченных отходов 9, откуда под действием собственного веса при открытой заслонке с приводом 11 и закрытой заслонке с приводом 12 они попадают в шлюзовую камеру 10. Заслонку 11 на входе шлюзовой камеры закрывают. В процессе запуска первого цикла работы установки в герметичную шлюзовую камеру 10 через узел подачи газа на продувку 13 подают природный газ для отдувки из обрабатываемых отходов воздуха, для предотвращения попадания кислорода воздуха в печь для термического разложения отходов 1. В последующих циклах для продувки используют углеводородсодержащий газ, образованный в процессе переработки отходов. Газы выводят из шлюзовой камеры 10 через узел отвода газа после продувки 14. После освобождения обрабатываемых отходов от воздуха открывают заслонку 12 на выходе шлюзовой камеры 10 и перегружают отходы в камеру 15 пропитки отходов углеводородным растворителем с температурой до 220°С, который подают в камеру 15 через узел подачи растворителя 16, а выводят через узел отвода растворителя 17. Заслонку 12 закрывают. Для предотвращения выброса в атмосферу углеводородсодержащего газа перед загрузкой из бункера 9 новой порции отходов, подаваемых на обработку, шлюзовую камеру вновь продувают воздухом, подаваемым по трубопроводу 59 через узел подачи газа на продувку 13 и отводимым через узел отвода газа после продувки 14 по трубопроводу 61.

В процессе запуска первого цикла работы установки в камеру 15 в качестве углеводородного растворителя подают любую жидкую углеводородную фракцию с температурой кипения не выше 220°С, например дизельное топливо, а в последующих циклах - часть выделенной из образовавшейся в процессе термического разложения отходов парогазовой смеси средней углеводородной фракции с температурой до 220°С. После пребывания отходов в камере пропитки 15 по меньшей мере в течение 15 минут начинается их термическое разложение. Подготовленные отходы через узел отвода отходов после пропитки 19, снабженный шнековым транспортером 20 с приводом 21, через узел подачи предварительно подготовленных отходов 2 подают в печь термического разложения отходов 1, в которую также через узел подачи нагретого углеводородсодержащего газа 3 в процессе запуска первого цикла работы установки подают природный газ, нагретый до 400-500°С, а в последующих циклах - углеводородсодержащий газ, образовавшийся после выделения жидких углеводородсодержащих фракций из парогазовой смеси, полученной в процессе термического разложения, и нагретый до 400-500°С. Термическое разложение обрабатываемых отходов в печи 1 ведут в среде углеводородсодержащего газа, поступающего в печь 1 с температурой 400-500°С, при этом происходит разогрев отходов до 320-460°С. Для обеспечения интенсивности тепломассообмена между обрабатываемыми отходами и подаваемым углеводородсодержащим газом используют наклонную печь туннельного типа, снабженную транспортирующим устройством, например винтообразным шнеком. Для дальнейшего повышения интенсивности тепломассообмена между обрабатываемыми отходами и подаваемым углеводородсодержащим газом с целью увеличения глубины и ускорения процесса термического разложения может быть использовано транспортирующее устройство в виде установленных на валу 7 с приводом 8 лопастей с углом атаки, направленным в сторону направления вращения вала 7, приводимого во вращение приводом 8.

Образующаяся в процессе термического разложения отходов парогазовая смесь через узел отвода парогазовой смеси 4 выводится из печи 1 и подается в систему фракционирования парогазовой смеси по трубопроводу парогазовой смеси 31. В трубопровод 31 также из камеры 15 через узел отвода паров 18 выводятся образовавшиеся пары.

Затем парогазовая смесь проходит последовательно конденсатор первой ступени 30, где охлаждается до 300-360°С, поступает в сепаратор первой ступени 32, в котором отделяется и из которого по трубопроводу 33 отводится тяжелая углеводородная фракция, которую направляют на дальнейшую переработку, а вторичная парогазовая смесь по трубопроводу 34 подается в конденсатор второй ступени 35, где охлаждается до температуры не выше 220°С с последующим отделением в сепараторе второй ступени 36 средней углеводородной фракции, часть которой через систему рециркуляции средней углеводородной фракции 37 посредством установленного шестеренчатого насоса 38 подается через узел подачи растворителя 16 в камеру пропитки отходов 15, а затем отводится из нее через узел отвода растворителя 17 и вновь подается в сепаратор второй ступени 36. Оставшуюся часть средней углеводородной фракции отводят по трубопроводу 39. Отделенная в сепараторе третичная парогазовая смесь по трубопроводу 40 поступает в конденсатор третьей ступени 41, где охлаждается до температуры ниже 30°С и подается в сепаратор третьей ступени 42, в котором происходит отделение легкой углеводородной фракции от углеводородсодержащего газа, который центробежным вентилятором 46 по трубопроводу 45 отводят для дальнейшего использования. Отделенную легкую углеводородную фракцию по трубопроводу 43 направляют на дальнейшую переработку или подают в накопительную емкость 44, откуда также направляют на дальнейшую переработку. Предпочтительно в накопительную емкость 44 подавать также выделенные тяжелую и среднюю углеводородные фракции, а на дальнейшую переработку направлять смесь углеводородных фракций.

Образовавшийся в печи 1 твердый остаток выводят через узел отвода твердого остатка 5 в сборник 47. Для предотвращения попадания в печь 1 воздуха в процессе выгрузки из печи 1 твердого остатка используют шлюзовый приемник 48. При закрытых верхней 49 и нижней 50 заслонках с приводами шлюзовый приемник 48 продувают углеводородсодержащим газом, подаваемым по трубопроводу 45 через узел подачи газа на продувку 51 и отводимым через узел отвода газа после продувки 52 по трубопроводу газа после продувки 53, затем открывают верхнюю заслонку 49 шлюзового приемника 48, заполненного углеводородсодержащим газом, и перегружают твердый остаток из сборника 47 в шлюзовой приемник 48. Закрывают верхнюю заслонку 49. Шлюзовый приемник 48 снабжен охлаждающей рубашкой 54, что позволяет охладить твердый остаток. Одновременно для предотвращения выброса в атмосферу углеводородсодержащего газа шлюзовый приемник 48 начинают продувать воздухом, подаваемым по трубопроводу 60 через узел подачи газа на продувку 51 и отводимый через узел отвода газа после продувки 52 по трубопроводу 53. Открывают нижнюю заслонку 50. Освобожденный от углеводородсодержащих газов и охлажденный твердый остаток посредством устройства транспортировки твердого остатка 55 подают в узел разделения металлокорда и технического углерода 56, откуда металлокорд направляют под пресс 57, а технический углерод в емкость технического углерода 58, а оттуда, например, в цех производства сорбентов.

Для подачи в печь 1 углеводородсодержащего газа с температурой 400-500°С в установке предусмотрен узел нагрева углеводородсодержащего газа. При запуске первого цикла переработки природный газ, а при последующих циклах переработки часть углеводородсодержащего газа, образованного в процессе переработки отходов, по трубопроводу 45 через узел подачи газообразного топлива 23 подают в топку 22. Сюда же подают газы после продувок шлюзовой камеры 10 и шлюзового приемника 48 по трубопроводам 61 и 53 соответственно. Горячий теплоноситель из топки 22 через узел отвода горячего теплоносителя 24 подают в нагреватель 25 через узел подачи горячего теплоносителя 26. Часть углеводородсодержащего газа, образованного в процессе переработки отходов, по трубопроводу 45 через узел подачи углеводородсодержащего газа на нагрев 28 подают в нагреватель 25, откуда углеводородсодержащий газ, нагретый до 400-500°С, подают через узел отвода нагретого углеводородсодержащего газа 29, соединенный с узлом подачи нагретого углеводородсодержащего газа 3 в печь 1. Выхлопные топочные газы через узел отвода топочных газов 27 выводят из нагревателя 25 и после фильтрования выбрасывают в атмосферу.

Второй вариант установки предназначен для переработки цельных отработанных автомобильных покрышек или цельных резиносодержащих отходов, заполненных измельченными резиносодержащими и/или полимерными отходами.

Установка (фиг.3) содержит печь для термического разложения отходов 1 с узлами подачи предварительно подготовленных отходов 2 и нагретого углеводородсодержащего газа 3, узлами отвода парогазовой смеси 4 и твердого остатка 5, выполненную роторно-секторного типа и установленную на горизонтальном валу с шаговым приводом (на чертеже не показан), узел предварительной подготовки отходов, содержащий шлюзовую камеру 10, снабженную заслонками с приводом на входе 11 и на выходе 12 и узлами подачи газа на продувку 13 и отвода газа после продувки 14. Шлюзовая камера 10 соединена с камерой пропитки отходов углеводородным растворителем 15 с узлами подачи 16 и отвода 17 растворителя, узлом отвода паров 18 и узлом отвода отходов после пропитки 19, соединенным с узлом подачи предварительно подготовленных отходов 2 печи 1. Камера пропитки 15 снабжена толкателем отходов 62 с приводом (на чертеже не показан).

Установка содержит также узел нагрева углеводородсодержащего газа, состоящий из топки 22 с узлами подачи газообразного топлива (в том числе углеводородсодержащего газа, образованного в процессе переработки отходов, и газов после продувки) в топку 23 и отвода горячего теплоносителя 24 и нагревателя 25 с узлами подачи горячего теплоносителя 26, соединенного с узлом отвода горячего теплоносителя 24 топки 22, отвода выхлопных топочных газов 27, подачи углеводородсодержащего газа на нагрев 28 и отвода нагретого углеводородсодержащего газа 29, соединенного с узлом подачи углеводородсодержащего газа 3 печи 1.

Установка содержит также систему фракционирования парогазовой смеси, содержащую конденсатор первой ступени 30, вход которого соединен с узлом отвода парогазовой смеси 4 печи 1 посредством трубопровода парогазовой смеси 31, а выход - с сепаратором первой ступени 32 с трубопроводами отвода тяжелой углеводородной фракции 33 и вторичной парогазовой смеси 34, соединенным со входом конденсатора второй ступени 35, выход которого соединен с сепаратором второй ступени 36, снабженным системой рециркуляции средней углеводородной фракции 37, которая может быть снабжена устройством для перекачки 38, в качестве которого может быть использован шестеренчатый насос, соединенной с узлами подачи 16 и отвода 17 растворителя камеры пропитки отходов 15, трубопроводом отвода средней углеводородной фракции 39 и трубопроводом отвода третичной парогазовой смеси 40 в конденсатор третьей ступени 41, выход которого соединен с сепаратором третьей ступени 42 с трубопроводом отвода легкой углеводородсодержащей фракции 43 и трубопроводом углеводородсодержащего газа 45 с установленным центробежным вентилятором 46.

Трубопроводы отвода тяжелой углеводородной фракции 33, средней углеводородной фракции 39 и легкой углеводородной фракции 43 могут быть соединены с накопительной емкостью 44.

Установка содержит также систему выделения углеродсодержащего продукта, состоящую из сборника твердого остатка 47, шлюзового приемника 48, при этом вход сборника 47 соединен с узлом отвода твердого остатка 5 печи 1, а выход - со шлюзовым приемником 48, снабженным верхней 49 и нижней 50 заслонками с приводом, узлами подачи газа на продувку 51 и отвода газа после продувки 52 с трубопроводом газа после продувки 53, и охлаждающей рубашкой 54 с подачей и отводом хладагента, устройства транспортировки твердого остатка 55 и узла разделения на металлокорд и технический углерод 56, в качестве которого может быть использован магнитный сепаратор, соединенный, например, с прессом для металлокорда 57 и емкостью технического углерода 58.

Трубопровод углеводородсодержащего газа 45 соединен с узлом подачи газа на продувку 51 шлюзового приемника 48, с узлом подачи газообразного топлива 23 в топку 22, узлом подачи углеводородсодержащего газа на нагрев 28 нагревателя 25 и узлом подачи газа на продувку 13 шлюзовой камеры 10. Узлы подачи газа на продувку 13 шлюзовой камеры 10 и 51 шлюзового приемника 48 снабжены трубопроводами подачи воздуха 59 и 60 соответственно. Узлы отвода газа после продувки 14 шлюзовой камеры 10 и 52 шлюзового приемника 48 соединены с узлом подачи газообразного топлива 23 в топку 22 посредством трубопроводов 61 и 53 соответственно.

Узел отвода паров 18 из камеры для замачивания отходов 15 соединен с трубопроводом парогазовой смеси 31.

Установка может быть использована также для переработки измельченных отходов, при этом конструктивно изменяют только узлы предварительной подготовки отходов и подачи предварительно подготовленных отходов в печь термического разложения.

Установка работает следующим образом.

Перед началом работы установки всю систему продувают природным газом.

Затем при закрытых заслонках с приводом 11 и 12 продувают воздухом шлюзовую камеру для предотвращения выброса в атмосферу каких-либо газов, находящихся в шлюзовой камере, до подачи в нее обрабатываемых отходов.

Отработанные целые автомобильные покрышки или покрышки, наполненные измельченными резиносодержащими и/или полимерными отходами, подают в узел предварительной подготовки отходов: сначала в шлюзовую камеру 10 через открытую заслонку с приводом 11 при закрытой заслонке с приводом 12. Заслонку 11 на входе шлюзовой камеры закрывают. В процессе запуска первого цикла работы установки в герметичную шлюзовую камеру 10 через узел подачи газа на продувку 13 подают природный газ для отдувки из обрабатываемых отходов воздуха, для предотвращения попадания кислорода воздуха в печь для термического разложения отходов 1. В последующих циклах для продувки используют углеводородсодержащий газ, образованный в процессе переработки отходов. Газы выводят из шлюзовой камеры 10 через узел отвода газа после продувки 14. После освобождения обрабатываемых отходов от газов открывают заслонку 12 на выходе шлюзовой камеры 10 и перегружают отходы в камеру 15 пропитки отходов в углеводородном растворителе с температурой до 220°С, который подают в камеру 15 через узел подачи растворителя 16, а выводят через узел отвода растворителя 17. Заслонку 12 закрывают. Для предотвращения выброса в атмосферу углеводородсодержащего газа перед загрузкой новой порции отходов, подаваемых на обработку, шлюзовую камеру 10 вновь продувают воздухом, подаваемым по трубопроводу 59 через узел подачи газа на продувку 13 и отводимым через узел отвода газа после продувки 14 по трубопроводу 61.

В процессе запуска первого цикла работы установки в камеру 15 в качестве углеводородного растворителя подают, например, дизельное топливо, а в последующих циклах - часть выделенной из образовавшейся в процессе термического разложения отходов парогазовой смеси средней углеводородной фракции с температурой до 220°С. После пребывания отходов в камере пропитки 15 по меньшей мере в течение 15 минут начинается их термическое разложение. Подготовленные отходы под действием толкателя отходов 62 с приводом, расположенного в камере пропитки 15, через узел отвода отходов после пропитки 19, соединенный с узлом подачи предварительно подготовленных отходов 2, подают в печь термического разложения отходов 1, выполненную в виде печи роторно-секторного типа и установленную на горизонтальном валу с шаговым приводом, в которую также через узел подачи нагретого углеводородсодержащего газа 3 в процессе запуска первого цикла работы установки подают природный газ, нагретый до 400-500°С, а в последующих циклах - углеводородсодержащий газ, образовавшийся после выделения жидких углеводородсодержащих фракций из парогазовой смеси, полученной в процессе термического разложения, и нагретый до 400-500°С. Термическое разложение обрабатываемых отходов в печи 1 ведут в среде углеводородсодержащего газа, поступающего в печь 1 с температурой 400-500°С, при этом происходит разогрев отходов до 320-460°С.

Работа шагового привода печи термического разложения отходов 1 синхронизирована с работой привода толкателя отходов 62 камеры пропитки 15. Первый сектор печи 1, загруженный отходами после пропитки, при поступлении каждой следующей порции обрабатываемых отходов поворачивается и продвигает обрабатываемые отходы по направлению к узлу отвода твердого остатка 5 печи 1, через который, последний по ходу вращения печи сектор, разгружается. После разгрузки сектор готов для принятия новой порции предварительно подготовленных отходов. Через узел 5 твердый остаток попадает в сборник 47.

Образовавшаяся в процессе термического разложения отходов парогазовая смесь через узел отвода парогазовой смеси 4 выводится из печи 1 и подается в систему фракционирования парогазовой смеси по трубопроводу парогазовой смеси 31.

Дальнейшая работа установки происходит аналогично работе установки для переработки резиносодержащих отходов по первому варианту.

Таким образом, использование предложенной группы изобретений позволяет утилизировать резиносодержащие и полимерные отходы, в том числе изношенные автомобильные покрышки, и перерабатывать их в материалы, пригодные для дальнейшего использования при одновременном снижении энергоемкости переработки отходов и обеспечении экологической чистоты производства за счет использования процесса предварительной пропитки отходов углеводородным растворителем, разогрева отходов в печи путем непосредственного контакта с газовым теплоносителем, а также за счет замкнутости процесса и отсутствия неутилизируемых продуктов переработки.

Реферат

Изобретение относится к области переработки резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов и может быть использовано для утилизации изношенных автомобильных шин с получением твердого углерода и других продуктов, которые могут быть использованы в качестве углеводородсодержащего сырья для различных производств. Способ переработки резиносодержащих отходов или смеси резиносодержащих и полимерных отходов включает стадию их предварительной подготовки, стадию термического разложения в печи с разделением продуктов разложения на парогазовую смесь и твердый остаток, стадию выделения жидкой фазы из парогазовой смеси с образованием углеводородсодержащего газа и стадию выделения углеродсодержащего продукта из твердого остатка, при этом на стадии предварительной подготовки целые и/или измельченные отходы продувают углеводородсодержащим газом с последующей пропиткой углеводородным растворителем с температурой кипения не выше 220°С. Стадию термического разложения в печи ведут в среде углеводородсодержащего газа, нагретого до 400-500°С. Выделение жидкой фазы из парогазовой смеси ведут в три ступени с выделением тяжелой углеводородной фракции, средней углеводородной фракции и рециркуляцией части ее на стадию предварительной подготовки отходов для использования в качестве углеводородного растворителя, и легкой углеводородной фракции. Твердый остаток перед стадией выделения углеродсодержащего продукта подвергают продувке воздухом и охлаждению. Образовавшийся после выделения жидкой фазы из парогазовой смеси углеводородсодержащий газ возвращают в процесс. Описаны два варианта установок с использованием печей для термического разложения отходов туннельного и роторо-секторного типа. Изобретение позволяет получить надежную и экологически чистую технологию непрерывной переработки отходов, снизить энергоемкость процесса переработки с получением углеродсодержащего и углеводородсодержащего продуктов. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула