RS20090044A - Oprema i postupak za reciklovanje gume - Google Patents

Abstract

Kontinualni process pirolitičkog reciklovanja gume u stacionarnom reaktoru pod sniženim pritiskom omogućava razgradnju gume i plastike, koje predstavljaju ozbiljan ekološki balast, do komercijalnih proizvoda, plinskog ulja i čađi. Pripremljena sirovina, na način koji omogućava njeno unošenje u reaktor, kriogenim postupkom ili sečenjem, se podvrgava procesu termičke razgradnje u stacionarnom reaktoru sa podovima, odakle se gasni prizvodi reakcije odvode na utečnjavanje.Sirovina u reaktoru se pomera preko podova od vrha prema dnu, pomoću rotirajućih lopatica koje su pričvršćene za zajedničku osovinu. Čvrsti ostatak sa dna reaktora, preko izlazne komore, koja kao i ulazna, onemogućava da reaktor bude otvoren prema atmosferi, se odvodi u skladište. Loživi gas, koji se dobija u ovom procesu se koristi za zagrevanje samog reaktora, čime se obezbeđuje potrebna količina toplote za sam proces.

Description

OPREMA I POSTUPAK ZA RECIKLOVANJE

GUME

Oblast tehnike na koju se pronalazak odnosi

Tehnološki postupak i uredjaji, koji su predmet ove prijave, pripadaju oblasti procesne hernije klase C 10 G 1/10.

Pronalazak se odnosi na postupak reciklovanja otpadnih auto guma, tj. gumenih proizvoda uopšte, termičkim putem i dobijanja proizvoda u kvalitetu pogodnih za dalju upotrebu.

Tehnički problem

Razvoj industrije, ima izmedju ostalog, za posledicu i povećanje količina otpadne gume kao i povećanje potrošnje energije.

Ovaj pronalazak omogućava rešenje problema odlaganja otpadnih guma, koje predstavljaju ozbiljan ekološki problem, uz istovremeno poboljšavanje energetskog bilansa pošto su proizvodi ovog postupka stabilizovana tečna goriva i čađ, koja takođe ima komercijalnu vrednost.

Problemi na dosad poznatim industrijskim pogonima za reciklovanje gume su: Relativno visoka investiciona ulaganja za izgradnju rotacione peći (reaktora) kao i relativno visoka količina toplote potrebna za odvijanje precesa u takvom reaktoru;

Dobijena benzinsko-dizelska frakcija iz ovakvog procesa ima tendenciju polimerizovanja, tj. na dnu rezervoara se kod dužeg skladištenja iz goriva izdvaja smolasti talog;

Relativno mali prinos tečnog proizvoda, tj benzinsko dizelske frakcije, a koje je posledica primenjenog tehnološkog procesa koji se odvija u takvom tipu rotacione peći.

Stanje tehnike

Termički (pirolitički) proces reciklovanja gume je poznat od kraja 80-tih i poznato je više patenata koji se bave ovim problemom, jedan od njih je i američki patent broj 4,740,270.

Zajedničko za sve poznate patente koji se odnose na reciklovanje pirolitičkim putem je način grejanja sirovine.

Nedostaci ovakvog načina pirolizovanja gume, a uporedjujući ga sa procesom koji je predmet ove prijave, su sledeći: Veliko investiciono ulaganje u izgradnju takve peći; Zahtevno investiciono i tekuće održavanje; Prinos tečnih ugljovodonika je 15-18%r6d ukupno prisutnih u gumi oko 50%, što je posledica dužeg vremena zadržavanja na temperaturama iznad temperatura termičke razgradnje (krekovanja) ugljovodoničnih lanaca. - Taloženje polimerizovanih ugljovodonika (smola) na dnu rezervoara, što je posledica stvaranja slobodnog radikala prilikom termičke razgradnje i dalje lančane reakcije. - Relativno velika količina toplote koju je potrebno dovesti da se reaktor dovede na radne uslove temperature kao i relativno velika količina toplote potrebna za odvijanje samog procesa.

Izlaganje suštine pronalaska

Tehnološka shema procesa je data na strani 6; alfa-numeričke oznake u daljem tekstu se odnose na procesnu opremu sa pomenute sheme.

Reciklovanje gume ovim postupkom je kontinualni termo-hemijski proces pod blagim vakuumom. Vakuum se obezbeđuje ventilatorom VLG, povezanim u procesu kao što je prikazano na tehnološkoj shemi.

Kontinualnost tehnološkog procesa je omogućena postojanjem ulazne komore, postavljene na vrhu reaktora, preko koje se vrsi unošenje sirovine i izlazne komore, na dnu reaktora, preko koje se vrši uklanjanje čvrstih proizvoda pirolize iz gume, čađi i metalnih ojačanja, ili drugih metalnih dodadatka prisutnih u plastici. Obe komore su opremljene sa po dva klizna ventila, čijom se sinhronizovanom manipulacijom onemogućava da reaktor bude otvoren prema atmosferi.

Reaktor, koji je zatvorena vertikalna, stacionarna posuda sa podovima tako izgrađenim i postavljenim da se sirovina pomera rotirajucim lopaticama postavljenim za svaki pod po jedna, pričvršćenim za zajedničku osovinu, sa vrha prema dnu, padajući sa višeg na niži pod, prolazeći tako kroz rastuće temperaturne nivoe, dostižući temperaturu pirolize od oko 450 do 500 °C u donjem delu reaktora; skica reaktora je prikazana na strani 7.

Pirolizat u gasnoj fazi, odlazi preko vrha reaktora, u izmenjivač toplote (kondenzator) gde se vrši njegovo utečnjavanje.

Nekondezovana, gasna ugljovodonična faza, posle kondenzatora, predstavlja loživi gas, i pomoću ventilatora VLG se šalje u ložište L.

Potrebna toplota za reakciju pirolize se obezbeđuje preko donjeg dela reaktora sagorevanjem loživog gasa u ložištu L.

Ukupna potrebna količina toplote, kada se postigne radna temperatura reaktora, se obezbedjuje sagorevanjem nekondenzovane ugljovodonicne faze (lozivi gas) iz samog procesa u ložištu L.

Jedan deo te nekondenzovane gasne faze se recikuliše kroz reaktor od dna prema vrhu, takodje, pomoću ventilatora VLG, čime se vrši transport pirolizata kroz reaktor, a time povećava efikasnost procesa, tj. smanjuje vreme zadržavanja pirolizata na visokoj temperarturi, a time i poboljšava prenos toplote na nepirolizovanu sirovinu.

Ukupna količina dobijene tečne faze (benzinsko-dizelske frakcije) u ovom procesu je oko 50%tež.. »■//>/,

Svi stipulisani nedostaci, u gore spomenutom stanju tehnike, se unapredjuju ovim postupkom, a što proizilazi iz načina konstrukcije reaktora i samog procesa, tj. izgradnja ovakvog stacionarnog reaktora zahteva manje ulaganje, zatim manju količinu toplote potrebnu za reakciju pirolize, a što je rezultat i (prinudnog) recirkulisanja nekondenzovane faze RC, cime se smanjuje i krekovanje pirolizata a time povećava i prinos benzinsko-dizelske frakcije.

Kratak opis slika nacrta

Na slici 1, strana 6, je prikazana tehnološka shema procesnih tokova postupka reciklovanja.

Slika 2, na strani 7, prikazuje izgled unutrašnjosti reaktora sa ulaznom i izlaznom komorom; detalji A i B na istoj strani prikazuju izgled podova u reaktoru, tj. detalj A predstavlja jedan od podova preko kojih je omogućena razmena toplote za pirolizu sirovine. Detalj B prikazuje izgled najnižeg poda, koji onemogućava da nepirolizovani delovi gume dospeju u izlaznu komoru.

Detaljan opis pronalaska

Stacionaran reaktor, u kome se odvija reakcija pirolize sirovine, se greje preko dna u ložištu. Podovi, koji imaju izgled zarubljenih diskova, kao sto je prikazano na slici 2, su postavljeni tako da guma pomerena rotirajućim lopaticama, pada sa jednog poda na niži preko zarubljenog dela poda. Laganim okretanjem mešača, se obezbeđuje dovoljno vreme zadržavanja sirovine na jednom podu, tj. jednom temperaturnom nivou za razmenu toplote između gasne (pirolizata) i čvrste (sirovine) faze.

Za svaki pod je obezbedjena po jedna rotirajuća lopatica, koja je učvršćena za zajedničku osovinu OS (slika 2), čijim se kretanjem vrši transport sirovine na viši temperarturni nivo.

Značaj poslednjeg, najnižeg poda koji je drukčijeg izgleda, a koji je prikazan na slici 2, detalj B, je da se spreči da veći komadi pirolizovane gume dospeju u izlaznu komoru i eventualno onemoguće slobodan protok čađi i/ili žičane armature iz guma. Otvori na tom podu su tako orijentisani i oblikovani da omoguće nesmetano pražnjenje komada žičane armature.

Dimenzija otvora zavisi od načina pripreme gume. Ako se koristi sirovina/guma, iz kriogenog postupka tada ovaj pod nema praktičnog značaja, medjutim, ako se kao sirovina koristi sečena automobilska guma, tada veličina otvora zavisi od dimenzije isečenih komada.

Jedan deo nekondenzovane (gasne) ugljovodonične faze, označene na tehnološkoj shemi na strani 6 sa RC, se recirkuliše kroz reaktor od dna prema vrhu pomoću ventilatora VLG, čime se vrši transport gasnog pirolizata, a time povećava efikasnost procesa i prinos tečnog proizvoda, kao sto je objašnjeno u poglavlju "Izlaganje suštine pronalska".

Claims (2)

1. Reaktor za pirolizu gume,naznačen time,da se grejanje reaktora vrši u donjem delu sa spoljasne strane, a sirovina uvodi sa vrha i pomera prema dnu padajući sa višeg poda na niži preko zarubljenog dela poda, usled pomeranja rotirajućim lopaticama preko poda, koje su obezbedjene za svaki pod po jedna, a koje su učvršćene za zajedničku osovinu, gde su zarubljeni delovi podova zarotirani u odnosu na onaj iznad za 45 do 320° u smeru suprotnom od smera okretanja osovine i poslednjeg perforiranog poda gledajući odozgo.

2. Proces pirolizovanja gume i plastike u reaktoru prema zahtevu 1. naznačen timeda se process odvija pod pritiskom od -1 do 0 kPa i temperaturama od 300 do 500°C u suprotnostrujnom toku gasovitog proizvoda pirolize i sirovine.