RU2367671C1

RU2367671C1 - Reactor to process worn-out tires

Info

Publication number: RU2367671C1
Application number: RU2008107614A
Authority: RU
Inventors: Олег Николаевич Гусаров (RU); Олег Николаевич Гусаров; Владимир Петрович Комаров (RU); Владимир Петрович Комаров; Эмма Николаевна Куфа (RU); Эмма Николаевна Куфа; Андрей Николаевич Ульянов (RU); Андрей Николаевич Ульянов; Юрий Николаевич Шаповалов (RU); Юрий Николаевич Шаповалов
Original assignee: Андрей Николаевич Ульянов
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-20

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: prior to operation, chamber 1 is lifted to upper position with the help up-and-down device 7. Tire 17 is placed on detachable bottom 4 for chamber 1 to be downed. Gaseous fuel is fed into manifolds 9 and 10 via pipeline to fire gas in torches 3 and 6. Chamber tube 1 is heated in combusting gaseous fuel via jackets 2 and 5. Pyrolysis decomposition of tire 17 occurs inside chamber 1 with no access of air to form synthesis-gas. ^ EFFECT: compact reactor allowing ease of mounting and operation. ^ 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области термической переработки твердых органических отходов, в частности резиносодержащих и полимерных, и может быть использовано для переработки изношенных шин, в том числе крупногабаритных диаметром более 2,0 м без предварительного их измельчения.The invention relates to the field of thermal processing of solid organic waste, in particular rubber-containing and polymer, and can be used for the processing of worn tires, including large-sized tires with a diameter of more than 2.0 m, without prior grinding.

Постоянно возрастающее количество резиносодержащих и полимерных отходов, в частности изношенных автомобильных шин и покрышек, в том числе крупногабаритных, создает проблему их переработки и утилизации.The constantly increasing amount of rubber-containing and polymer wastes, in particular worn-out tires and tires, including bulky ones, creates a problem of their processing and disposal.

Известно устройство для переработки изношенных шин без предварительного их измельчения, содержащее печь пиролиза с расширяющейся конической частью, гидрозатворы и средства для подачи шин в печь пиролиза и вывода металлических отходов, при этом печь пиролиза установлена под углом к горизонтальной плоскости и большим своим основанием конической части обращена к входу печи, а средства для подачи шин в печь пиролиза и вывода металлических отходов выполнены в виде манипуляторов (Патент RU № 2001768, В29В 17/00, 1993 г.).A device for processing worn tires without prior grinding, containing a pyrolysis furnace with an expanding conical part, hydraulic locks and means for supplying tires to the pyrolysis furnace and the withdrawal of metal waste, while the pyrolysis furnace is installed at an angle to the horizontal plane and its large base is facing the conical part to the furnace inlet, and the means for supplying tires to the pyrolysis furnace and the withdrawal of metal waste are made in the form of manipulators (Patent RU No. 2001768, B29B 17/00, 1993).

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку для переработки целых крупногабаритных шин должны быть существенно увеличены его материалоемкость и габариты, что потребует увеличения занятых производственных площадей, а также сложное аппаратурное оформление.The disadvantages of the known device are limited functionality, since for the processing of whole large tires, its material consumption and dimensions should be significantly increased, which will require an increase in occupied production areas, as well as complex hardware design.

Известен реактор для переработки изношенных и бракованных покрышек, в котором могут быть утилизированы покрышки без их предварительного измельчения, представляющий собой вертикальный цилиндрический аппарат с подогревом реакционной массы, с загрузочным и перемешивающим устройствами, реакционной и сепарирующей зонами, причем загрузочное устройство секционировано и выполнено в виде установленных одна на другую цилиндрических кассет с перерабатываемым материалом, перемешивающее устройство представляет собой барботер для подачи греющего газа, выполненный в виде вертикальных труб с форсунками, а сепарирующая зона реактора выполнена с увеличением диаметра в сравнении с реакционной зоной и снабжена обогреваемым отбойным устройством (Патент RU №2039769, C08J 11/04, В29В 17/00, 1995 г.).A known reactor for the processing of worn and defective tires, in which tires can be disposed of without grinding them, is a vertical cylindrical apparatus with heating the reaction mass, with loading and mixing devices, reaction and separation zones, and the loading device is partitioned and made in the form of installed one on another cylindrical cassettes with recyclable material, the mixing device is a bubbler for feeding gray gas, made in the form of vertical pipes with nozzles, and the separation zone of the reactor is made with an increase in diameter in comparison with the reaction zone and is equipped with a heated fencing device (Patent RU No. 2039769, C08J 11/04, B29B 17/00, 1995).

Недостатком известного реактора также является невозможность переработки в нем крупногабаритных изношенных шин в силу их больших размеров и массы, а также сложность аппаратурного оформления.A disadvantage of the known reactor is the inability to process large worn tires in it due to their large size and weight, as well as the complexity of the hardware design.

Задачей изобретения является разработка простого в монтаже и эксплуатации компактного реактора для утилизации крупногабаритных изношенных шин диаметром более 2,0 м и массой более 0,5 тонн без их предварительного измельчения.The objective of the invention is to develop a simple to install and operate a compact reactor for the disposal of large worn tires with a diameter of more than 2.0 m and a mass of more than 0.5 tons without their preliminary grinding.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей реактора при одновременном упрощении его аппаратурного оформления и сокращении занимаемых площадей.The technical result consists in expanding the functionality of the reactor while simplifying its hardware design and reducing the footprint.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что реактор для переработки изношенных шин состоит из цилиндрической камеры с отделяющимся днищем, системой обогрева газообразным топливом и средством подъема-спуска, цилиндрическая камера снабжена предохранительным клапаном, патрубком отвода синтез-газа и обогревающей рубашкой с патрубком отвода продуктов сгорания газообразного топлива и размещенными внутри нее газовыми горелками, отделяющееся днище снабжено периферийным уплотнением и обогревающей рубашкой с патрубком отвода продуктов сгорания газообразного топлива и размещенными внутри нее газовыми горелками, а система обогрева газообразным топливом состоит из двух соединенных с трубопроводом подачи газообразного топлива коллекторов, один из которых снабжен гибкой трубопроводной перемычкой и соединен с газовыми горелками обогревающей рубашки камеры, а другой - соединен с газовыми горелками обогревающей рубашки отделяющегося днища.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the reactor for the processing of used tires consists of a cylindrical chamber with a separable bottom, a heating system for gaseous fuel and a means of lifting and lowering, the cylindrical chamber is equipped with a safety valve, an outlet for synthesis gas and a heating jacket with a branch pipe for the removal of gaseous fuel combustion products and gas burners placed inside it, the separable bottom is equipped with a peripheral seal and a heating a head with a pipe for the removal of gaseous fuel combustion products and gas burners placed inside it, and the gas fuel heating system consists of two collectors connected to the gas fuel supply pipe, one of which is equipped with a flexible pipeline jumper and connected to the gas burners of the heating jacket of the chamber, and the other connected to the gas burners of the heating shirt of the detachable bottom.

А также за счет того, что газовые горелки в обогревающих рубашках камеры и отделяющегося днища выполнены панельными.And also due to the fact that the gas burners in the heating jackets of the chamber and the separating bottom are made panel.

А также за счет того, что периферийное уплотнение выполнено в виде кольцевого канала, заполненного сухим песком.And also due to the fact that the peripheral seal is made in the form of an annular channel filled with dry sand.

А также за счет того, что реактор снабжен контрольно-измерительными приборами.And also due to the fact that the reactor is equipped with instrumentation.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На Фиг.1 изображена камера реактора с разрезом в положении процесса пиролиза шины; на Фиг.2 - камера реактора в положении удаления твердого остатка и загрузки новой шины.Figure 1 shows a reactor chamber with a cut in the position of the tire pyrolysis process; figure 2 - reactor chamber in the position of removing solid residue and loading a new tire.

Реактор (Фиг.1) содержит цилиндрическую камеру 1, снабженную обогревающей рубашкой 2 с размещенными внутри нее газовыми горелками 3, и отделяющееся днище 4, также снабженное обогревающей рубашкой 5 с размещенными внутри нее газовыми горелками 6. Камера 1 снабжена средством подъема-спуска 7, а отделяющееся днище 4 снабжено периферийным уплотнением 8, выполненным в виде кольцевого канала, заполненного сухим песком. Горелки 3 и 6 соединены с двумя коллекторами 9 и 10 соответственно, соединенными с трубопроводом подачи газообразного топлива, требуемого для осуществления пиролиза шин. Ввиду периодического подъема и спуска камеры 1 коллектор 9 снабжен гибкой трубопроводной перемычкой 11. Рубашки 2 и 5 снабжены патрубками 12 и 13 для отвода продуктов сгорания газообразного топлива соответственно. Камера 1 снабжена также манометром 14, предохранительным клапаном 15, патрубком отвода синтез-газа и средством измерения температуры 16. В камере размещена крупногабаритная шина 17.The reactor (FIG. 1) comprises a cylindrical chamber 1, equipped with a heating jacket 2 with gas burners 3 located inside it, and a detachable bottom 4, also equipped with a heating jacket 5 with gas burners placed inside it 6. The chamber 1 is provided with ascent-descent 7, and the detachable bottom 4 is provided with a peripheral seal 8, made in the form of an annular channel filled with dry sand. Burners 3 and 6 are connected to two manifolds 9 and 10, respectively, connected to the gaseous fuel supply pipe required for tire pyrolysis. Due to the periodic raising and lowering of the chamber 1, the collector 9 is equipped with a flexible pipeline jumper 11. Shirts 2 and 5 are equipped with nozzles 12 and 13 for the removal of combustion products of gaseous fuels, respectively. The chamber 1 is also equipped with a pressure gauge 14, a safety valve 15, a synthesis gas outlet pipe and temperature measuring means 16. A large tire 17 is placed in the chamber.

На Фиг.2 изображена камера 1, поднятая над отделяющимся днищем 4 с твердым остатком 18, полученным в процессе пиролиза шины, и новой загруженной шиной 17.Figure 2 shows the chamber 1, raised above the separating bottom 4 with a solid residue 18 obtained in the process of pyrolysis of the tire, and a new loaded tire 17.

Выполнение камеры 1 реактора с оделяющимся днищем 4 позволяет существенно упростить процесс загрузки в реактор перерабатываемых отходов, в частности крупногабаритных шин, а также процесс выгрузки из реактора образовавшегося твердого остатка.The implementation of the chamber 1 of the reactor with a shared bottom 4 allows you to significantly simplify the process of loading into the reactor recyclable waste, in particular bulky tires, as well as the process of unloading the solid residue from the reactor.

Уплотнение 8 служит для герметизации внутренней полости камеры 1 при ее спуске на основание 4.The seal 8 is used to seal the inner cavity of the chamber 1 when it is lowered to the base 4.

Для достижения большей компактности и снижения габаритов реактора горелки 3 и 6 выполнены панельными.To achieve greater compactness and reduce the dimensions of the reactor, burners 3 and 6 are made panel.

Реактор работает следующим образом.The reactor operates as follows.

Перед началом работы камеру 1 поднимают в верхнее положение с помощью средства подъема и спуска 7. Подлежащую пиролизной переработке крупногабаритную шину 17 доставляют специальным устройством, например лебедкой (не показано), и помещают на отделяющееся днище 4 в позицию переработки. После этого с помощью средства 7 камеру 1 опускают до тех пор, пока ее нижняя опорная кольцевая поверхность не ляжет на песок периферийного уплотнения 8, обеспечив тем самым герметизацию внутренней полости камеры 1. Включают подачу газообразного топлива (в процессе переработки первой шины - природного газа) через трубопровод в коллекторы 9 и 10 и поджигают газ в горелках 3 и 6. В процессе сгорания газообразного топлива через обогревающие рубашки 2 и 5 происходит нагрев камеры 1 до температуры 800…900°С. Продукты сгорания газообразного топлива, образующиеся в обогревающих рубашках 2 и 5, отводят в атмосферу через патрубки 12 и 13 соответственно. Внутри камеры 1 происходит пиролизное разложение шины 17 без доступа воздуха с образованием газа переработки, называемого синтез-газом. Синтез-газ является газообразным топливом, поэтому в дальнейших циклах переработки он может быть использован для обогрева реактора. Для этого синтез-газ направляют на очистку, в частности, от серы, а после очистки с температурой не ниже 100°С его подают в коллекторы 9 и 10 вместо или вместе с природным газом. Камера 1 снабжена предохранительным клапаном 15. Контроль за параметрами процесса осуществляют с помощью контрольно-измерительных приборов, в частности, манометра 14 и средства измерения температуры 16.Before starting work, the chamber 1 is raised to the upper position by means of lifting and lowering 7. The oversized tire 17 to be pyrolyzed is delivered by a special device, for example, a winch (not shown), and placed on the separable bottom 4 in the processing position. After that, using the means 7, the chamber 1 is lowered until its lower supporting annular surface lies on the sand of the peripheral seal 8, thereby ensuring sealing of the inner cavity of the chamber 1. Turn on the supply of gaseous fuel (in the process of processing the first tire - natural gas) through the pipeline into the collectors 9 and 10 and set fire to the gas in burners 3 and 6. In the process of combustion of gaseous fuel through heating jackets 2 and 5, the chamber 1 is heated to a temperature of 800 ... 900 ° C. The combustion products of gaseous fuels formed in the heating jackets 2 and 5 are discharged into the atmosphere through the nozzles 12 and 13, respectively. Inside the chamber 1, pyrolysis decomposition of the tire 17 occurs without air access with the formation of a processing gas, called synthesis gas. Syngas is a gaseous fuel; therefore, in further processing cycles it can be used to heat the reactor. To do this, the synthesis gas is sent for purification, in particular, of sulfur, and after purification with a temperature of at least 100 ° C it is supplied to the collectors 9 and 10 instead of or together with natural gas. The chamber 1 is equipped with a safety valve 15. Monitoring the process parameters is carried out using instrumentation, in particular, a pressure gauge 14 and a means of measuring temperature 16.

После завершения пиролиза камеру 1 поднимают с помощью средства подъема и спуска 7, а с отделяющегося днища 4 посредством устройства разгрузки (на чертеже не показано) убирают твердый остаток 18, содержащий углерод (сажу), металлические компоненты шины 17 (бортовые кольца и металлокорд) и коксо-зольные отходы. На отделяющееся днище 4 помещают следующую шину, и цикл переработки повторяется.After pyrolysis is complete, chamber 1 is lifted by means of lifting and lowering means 7, and a solid residue 18 containing carbon (soot), metal components of the tire 17 (side rings and metal cord) are removed from the separating bottom 4 by means of an unloading device (not shown in the drawing) and coke-ash waste. The next tire is placed on the separable bottom 4, and the processing cycle is repeated.

Предложенный реактор позволяет решить проблему переработки и утилизации твердых органических отходов, в том числе изношенных крупногабаритных шин. Использование в качестве газообразного топлива синтез-газа, образующегося в процессе пиролиза, позволяет осуществлять переработку отходов, в частности крупногабаритных шин, в любом месте без необходимости возводить капитальные строения, т.к. реактор при соответствующем оснащении только минимальными металлоконструкциями способен работать на открытом воздухе. Монтаж и эксплуатация реактора существенно упрощены, а также снижаются его материалоемкость и габариты, что приводит к сокращению занимаемых под реактор производственных площадей.The proposed reactor allows to solve the problem of processing and disposal of solid organic waste, including worn out large tires. The use of synthesis gas as a gaseous fuel generated during the pyrolysis process allows the processing of waste, in particular large tires, anywhere without the need to erect capital structures, as the reactor with the appropriate equipment with only minimal metal structures is able to work in the open air. The installation and operation of the reactor are significantly simplified, and its material consumption and dimensions are reduced, which leads to a reduction in the production space occupied by the reactor.

Claims

1. A reactor for processing used tires, characterized in that it consists of a cylindrical chamber with a separable bottom, a heating system for gaseous fuel and a means of lifting and lowering, the cylindrical chamber is equipped with a safety valve, a branch pipe for the synthesis gas and a heating jacket with a branch pipe for the removal of combustion gases fuel and gas burners placed inside it, the detachable bottom is equipped with a peripheral seal and a heating jacket with a pipe for exhaust gas combustion products fuel and gas burners placed inside it, and the gas fuel heating system consists of two collectors connected to the gaseous fuel supply pipeline, one of which is equipped with a flexible pipeline jumper and connected to the gas burners of the heating jacket of the chamber, and the other is connected to the gas burners of the heating jacket of the separating bottoms.

2. The reactor according to claim 1, characterized in that the gas burners in the heating jackets of the chamber and the separating bottom are made panel.

3. The reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the peripheral seal is made in the form of an annular channel filled with dry sand.

4. The reactor according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with instrumentation.