PL218380B1 - Sposób przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych korzystnie poliolefinowych lub polipropylenowych na energię cieplną - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłego przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych, korzystnie poliolefinowych lub polipropylenowych na energię cieplną i ewentualnie elektryczną.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 178 639 sposób odzyskiwania surowców chemicznych i ciekłych składników paliwa ze starych lub odpadowych tworzyw sztucznych, przez depolimeryzowanie tych tworzyw bez dodatku wodoru do otrzymania fazy pompowalnej oraz do fazy lotnej. Fazę lotną rozdziela się na fazę gazową i kondensat. Kondensat poddaje się rafinacji, zaś fazę pompowalną, po oddzieleniu fazy lotnej poddaje się uwodorowaniu w fazie szlamu, zgazowaniu, odgazowaniu niskotemperaturowemu lub kombinacji tych etapów. Według tego sposobu powstające gazowe produkty depolimeryzacji (gaz), oraz powstające produkty depolimeryzacji nadające się do kondensacji (kondensat) oraz nadająca się do pompowania, zawierająca lepkie produkty depolimeryzacji faza szlamu (depolimeryzat) odprowadzane są w oddzielnych strumieniach częściowych, a kondensat i depolimeryzat są przetwarzane oddzielnie od siebie.

W innym znanym z polskiego opisu patentowego nr PL 185 814 sposobie pozyskiwania surowców chemicznych i ciekłych składników paliw ze starych i odpadowych tworzyw sztucznych tworzywa sztuczne depolimeryzuje się w podwyższonej temperaturze, ewentualnie z dodatkiem ciekłej fazy pomocniczej, rozpuszczalnika lub mieszaniny rozpuszczalników a powstające gazowe i ulegające skropleniu produkty depolimeryzacji w postaci kondensatu oraz nadającą się do pompowania fazę dolną zawierającą lepkie produkty depolimeryzacji, jako depolimeryzat odciąga się w oddzielnych strumieniach częściowych. Kondensat oraz depolimeryzat przetwarza się oddzielnie, przy czym co najmniej jeden ze strumieni częściowych depolimeryzatu stosuje się, jako: dodatek spajający, zwłaszcza przy koksowaniu węgla, środek redukujący w procesach wielkopiecowych, dodatek do bitumów lub produktów zawierających bitumy lub poddaje utlenianiu przy wykorzystaniu powstającego przy tym efektu cieplnego, które to utlenianie przeprowadza się w elektrowniach i cementowniach.

Natomiast znany z polskiego opisu patentowego nr PL 196 875 sposób otrzymywania wysokowartościowych produktów z poliolefin lub odpadów poliolefinowych polega na poddaniu produktu ich termokatalitycznego rozpadu otrzymanego w postaci pary, procesowi frakcjonowanej kondensacji, lub po jego skropleniu frakcjonowanej destylacji oraz katalitycznemu uwodornieniu całego produktu lub otrzymanych frakcji prowadzonemu aż do daleko idącego uwodornienia wiązań podwójnych i ewentualnie potrójnych, jeśli znajdują się w produkcie tak, aby produktem końcowym były niemal wyłącznie węglowodory alifatyczne nasycone, które następnie przetwarzane są na wysokowartościowe produkty o najwyższym stopniu czystości nie zawierające związków siarki, azotu oraz innych zanieczyszczeń. Produktami tymi są w pierwszym rzędzie nafta kosmetyczna, białe oleje oraz wysokogatunkowe rodzaje parafiny, w tym parafina kosmetyczna. Otrzymane frakcje węglowodorów alifatycznych po ich uwodornieniu i usunięciu wiązań podwójnych, względnie fragmenty tych frakcji, pozostałe po wyodrębnieniu na drodze destylacji frakcji odpowiadających nafcie kosmetycznej, olejowi białemu i parafinie, mogą być wykorzystywane, jako uszlachetnione paliwo ciekłe, nie zawierające związków siarki i azotu oraz węglowodorów nienasyconych.

Znany jest też z polskiego opisu patentowego nr PL 196 880 sposób przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych metodą krakingu, który polega na tym, że z zasobnika wprowadza się do kosza zasypowego wytłaczarki lub innego urządzenia podającego rozdrobnione tworzywo sztuczne wraz z katalizatorem krakingowym, które kieruje się do dolnej części reaktora, w którym w temperaturze 380°-500°C zachodzi kraking łańcuchów polimerycznych tworzywa i utworzenie węglowodorów lekkich, które kieruje się z reaktora do chłodnicy powietrznej, skąd mieszanina parowo cieczowa dostaje się do separatora, z którego frakcja ciekła zawracana jest do krakingu w reaktorze, a faza parowa do chłodnicy wodnej, skąd po kondensacji kieruje się do separatora, z którego faza gazowa kieruje się do zbiornika gazu krakingowego, frakcje ciekłą rozdziela się w kolumnie destylacyjnej na frakcję benzynową, którą kieruje się do jednego zbiornika, a olej napędowy do drugiego zbiornika. Kierunek ruchu krakowanego tworzywa sztucznego i spalin podgrzewających go w reaktorze krakingu tworzyw jest przeciwprądowy.

W sposobie według wynalazku proponuje się rozwiązanie, które by zapewniło prowadzenie procesu przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych, korzystnie poliolefinowych lub polipropylenowych, do postaci zgazowanych węglowodorów w sposób ciągły bez użycia katalizatorów, przy obniżonym ciśnieniu.

PL 218 380 B1

Sposób według wynalazku, w którym odpadowe tworzywa sztuczne korzystnie poliolefinowe lub polipropylenowe depolimeryzuje się w podwyższonej temperaturze w reaktorze krakingowym, po czym zgazyfikowane produkty depolimeryzacji po wychłodzeniu poddaje się procesowi spalania a niezgazyfikowane po wychłodzeniu węglowodory najcięższe zawraca się do reaktora krakingowego, polega na tym, że odpadowe tworzywa wprowadza się do topielnika gdzie poddaje się je obróbce termicznej w temperaturze od 250 do 300°C a następnie stopione tworzywo sztuczne doprowadza się do reaktora krakingowego, w którym pod ciśnieniem od 2 do 10 kPa i temperaturze od 350 do 450°C bez katalizatora w obecności wodoru zachodzi proces gazyfikacji węglowodorów. Następnie zgazyfikowane węglowodory schładza się trzystopniowo w module wychładzania, najpierw w pierwszym stopniu wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym skąd węglowodory najcięższe zawraca się do reaktora krakingowego, gdzie się je ponownie poddaje procesowi przetworzenia, natomiast pozostałe po schłodzeniu węglowodory zgazyfikowane zawierające frakcję lżejszą i gazową kieruje się do następnego stopnia wychładzania, gdzie w zbiorniku kondensacyjnym dalej są wychładzane, przy czym wykroplone w tym zbiorniku węglowodory kierowane są do zbiornika buforowego a pozostałe węglowodory zgazyfikowane kieruje się do kolejnego stopnia wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym, w którym są schładzane aż do całkowitego wykroplenia kierowane do zbiornika buforowego.

Ze zbiornika buforowego węglowodory kieruje się do palników kotła grzewczego w module wytwarzania energii cieplnej gdzie zostają poddane procesowi spalania.

Korzystnym jest, jeżeli czynnik roboczy powstały w module wytwarzania energii cieplnej zasila jednostkę napędową generatora prądotwórczego w module wytwarzania energii elektrycznej.

Przykład zrealizowano w układzie instalacji do ciągłego przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych na energię cieplną według wynalazku przedstawionym na rysunku.

Mieszaninę odpadowych tworzyw sztucznych po uprzedniej segregacji doprowadza się do topielnika 1 w module reakcyjnym MR. W topielniku 1 tworzywo topi się w temperaturze do 300°C. Następnie stopione tworzywo sztuczne doprowadza się do reaktora krakingowego 2, w którym pod ciśnieniem do 10 kPa i temperaturze do 450°C bez katalizatora w obecności wodoru prowadzi się reakcję krakingu. Wodór do reaktora krakingowego 2 doprowadza się ze zbiornika wodoru 3.

Następnie zgazyfikowane węglowodory schładza się trzystopniowo w module wychładzania MW w zbiornikach kondensacyjnych 4, 5 i w zbiorniku kondensacyjnym 6. Węglowodory zgazyfikowane w reaktorze krakingowym 2 wychładza się w pierwszym stopniu wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym 4 skąd węglowodory najcięższe zawraca się do reaktora krakingowego 2, gdzie sieje ponownie poddaje procesowi przetworzenia.

Pozostałe po schłodzeniu w pierwszym stopniu wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym 4 węglowodory zgazyfikowane zawierające frakcję lżejszą i gazową wychładza się następnie w drugim stopniu wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym, gdzie są częściowo wykraplane i dalej kierowane do zbiornika buforowego 7.

Ze zbiornika kondensacyjnego 5 pozostałe węglowodory zgazyfikowane kieruje się do trzeciego stopnia wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym 6 gdzie są wychładzane aż do całkowitego wykroplenia i przesyłane do zbiornika buforowego 7 w module wytwarzania energii cieplnej MWEC.

Ze zbiornika buforowego 7 węglowodory kieruje się do palników kotła grzewczego 8 do wytwarzania pary w module wytwarzania energii cieplnej MWEC gdzie zostają poddane procesowi spalania w celu wytworzenia pary technologicznej do zasilania jednostki napędowej generatora prądotwórczego 9 w module wytwarzania energii elektrycznej MWEE. Proces prowadzi się w sposób ciągły.

Claims (2)

1. Sposób ciągłego przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych korzystnie poliolefinowych lub polipropylenowych na energię cieplną, w którym odpadowe tworzywa sztuczne depolimeryzuje się w podwyższonej temperaturze w reaktorze krakingowym, po czym zgazyfikowane produkty depolimeryzacji po wychłodzeniu poddaje się procesowi spalania a niezgazyfikowane po wychłodzeniu węglowodory najcięższe zawraca się do reaktora krakingowego, znamienny tym, że odpadowe tworzywa sztuczne wprowadza się do topielnika (1), gdzie poddaje się je obróbce termicznej w temperaturze od 250 do 300°C a następnie stopione tworzywo sztuczne doprowadza się do reaktora krakingowego (2), w którym pod ciśnieniem od 2 do 10 kPa i temperaturze 350 do 450°C bez katalizatora w obecności wodoru zachodzi proces gazyfikacji węglowodorów a następnie zgazyfikowane węglowodory schładza

PL 218 380 B1 się trzystopniowo w module wychładzania (MW), najpierw w pierwszym stopniu wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym (4) skąd węglowodory najcięższe zawraca się do reaktora krakingowego (2), gdzie się je ponownie poddaje procesowi przetworzenia, natomiast pozostałe po schłodzeniu węglowodory zgazyfikowane kieruje się do następnego stopnia wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym (5), skąd wykroplone węglowodory kierowane są do zbiornika buforowego (7) a nieskroplone węglowodory zgazyfikowane kieruje się do kolejnego stopnia wychładzania w zbiorniku kondensacyjnym (6), w którym są schładzane aż do całkowitego wykroplenia i dalej kierowane do zbiornika buforowego (7), z którego węglowodory kieruje się do palników kotła grzewczego (8) w module wytwarzania energii cieplnej (MWEC) gdzie poddaje się je procesowi spalania.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powstały w module wytwarzania energii cieplnej (MWEC) czynnik roboczy zasila jednostkę napędową generatora prądotwórczego (9) w module wytwarzania energii elektrycznej (MWEE).