Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ ШИН
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ ШИН

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ ШИН

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: В способе термической переработки изношенных шин их загружают в реактор, осуществляют пиролиз материала при температуре 550-800°С в среде восстановительного газа при соотношении восстановительного газа к материалу 0,20-0,45: 1. Далее разделяют продукты пиролиза и выгружают твердый остаток. При окончании пиролиза подают перегретый пар при 250-300°С в количестве 0,03-0,12:1 к загружаемому материалу. Восстановительный газ получают методом неполного сгорания углеводородов с α =0,4 - 0,085. Способ снижает энергозатраты, упрощает процесс переработки изношенных шин, позволяет получить сажу улучшенного качества для ее повторного использования в производстве резиновых смесей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139187
Класс(ы) патента: B29B17/00, F23G7/12, C08J11/16, C08J11/20
Номер заявки: 97117797/12
Дата подачи заявки: 24.10.1997
Дата публикации: 10.10.1999
Заявитель(и): Антоненко Владимир Федорович; Анищенко Сергей Александрович; Бевз Александр Сергеевич; Попов Валерий Тимофеевич; Крючков Виктор Алексеевич
Автор(ы): Антоненко В.Ф.; Анищенко С.А.; Бевз А.С.; Попов В.Т.; Крючков В.А.
Патентообладатель(и): Антоненко Владимир Федорович; Анищенко Сергей Александрович; Бевз Александр Сергеевич; Попов Валерий Тимофеевич; Крючков Виктор Алексеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к термическому пиролизу и может быть использовано при утилизации шин и других резино-технических изделий (РТИ).
Известен способ термической переработки изношенных шин в среде рециркулируемых газов, получаемых при проведении процесса. Реакция пиролиза шин проходит при 200-500oC в течение 3-6 часов (Авторское свидетельство НРБ N 19857, кл. В 29 H 19/00, опубл. 15.12.80).
Известен способ переработки использованных шин вакуумным пиролизом при 490-510oC и абсолютном давлении менее 5 кПа с получением углеродной сажи с поглощением иода 0,13-0,15 кГ/кГ, масляным числом по ДБФ (80-100) · 10-5 м3/кГ и числом красящей способности 55-63 (Патент США N 5087436, кл.C 09 C 1/48, опубл. 11.02.92).
Известен способ термической переработки изношенных шин, включающий их загрузку в реактор, пиролиз материала с последующим разделением продуктов пиролиза и выгрузку твердого остатка. Пиролиз проводят при температуре до 1000oC в среде восстановительного газа (Патент Великобритании N 1481352, кл. C 5 E, опубл. 27.07.77, прототип). Общим недостатком известных способов является сложное аппаратурное оформление процесса и большие энергетические затраты. Кроме того, углеродную сажу получают очень низкого качества.
Задачей изобретения является упрощение процесса, снижение энергозатрат и улучшение качества сажи для повторного использования в производстве резиновых смесей.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе термической переработки изношенных шин, включающем их загрузку в реактор, пиролиз материала с последующим разделением продуктов пиролиза и выгрузку твердого остатка, пиролиз проводят при 550- 800oC в среде восстановительного газа при его соотношении к материалу 0,20 - 0,45:1.
Поставленная задача решается также тем, что для улучшения качества техуглерода (сажи) при окончании пиролиза шин подают перегретый пар при 250-500oC в соотношении 0,03 - 0,12:1 к загружаемому материалу.
Задача решается также тем, что восстановительный газ получают методом неполного сжигания углеводородов ( α = 0,4-0,85). В качестве углеводородов могут быть использованы: метан, газы нефтепереработки и газы от реакции пиролиза (рецикл).
Использование восстановительного газа в качестве реагента позволяет ускорить процесс пиролиза. Восстановительный газ содержит: метан, водород, непредельные углеводороды от этилена до бутилена, CO, CO2,водяной пар. Водород и непредельные УВ при температуре более 500oC вступают в реакцию с УВ-соединениями, содержащимися в изношенных шинах и РТИ, образуя сложные легкокипящие фракции и углеводородные газы от этана до бутана. Продукты реакции и газы быстро удаляются с поверхности материала в силу разности парциального давления на поверхности материала и в восстановительном газе, ускоряя процесс пиролиза.
Пределы массового соотношения восстановительного газа к загружаемым шинам определены экспериментальным путем.
Подача пара после окончания пиролиза шин в количестве 0,03 - 0,12:1 к перерабатываемому материалу позволяет удалить с поверхности твердого материала, содержащего, в основном, сажу и минеральные примеси, остатки углеводородов и дают возможность после измельчения углеродного материала использовать сажу (техуглерод) в резиновых смесях, используя одновременно твердые минеральные вещества (окись цинка, мел и др.).
Кроме того, перегретый водяной пар, поступая в реактор, охлаждает твердый остаток и, нагреваясь, возвращает тепло в зону пиролиза материала, повышая тепловую эффективность процесса.
Подача пара в количестве менее 0,03 к перерабатываемому материалу не обеспечивает полной очистки сажи от УВ, а в количестве более 0,12 - не оказывает влияния на показатель "светопропускание толуольного экстракта".
На фиг. показана схема осуществления способа термической переработки изношенных шин.
1-генератор восстановительного газа, 2-пароперегреватель, 3-реактор, 4-охлаждаемый бункер, 5-воздуходувка.
Способ может быть прерывным и непрерывным.
Непрерывный способ осуществляют следующим образом.
Изношенные шины или использованные резино-технические изделия через герметичный питатель загружают в реактор 3, представляющий собой металлический корпус, футерованный изнутри огнеупорным материалом. В нижнюю часть реактора через систему отверстий подают восстановительный газ из генератора 1 при температуре 550-800oC. Газообразные продукты реакции разложения шин, содержащие пары углеводородных соединений от C2 до C5 и углеводородные газы от C5 до C12 в смеси с восстановительным газом с температурой 240-350oC выводят из верхней части реактора и подают либо на сжигание в тепловые аппараты, либо на разделение жидких и газообразных фракций. Выделенные жидкие продукты имеют удельный вес (относительную плотность при 20oC) 0,85 - 0,87г/см3, содержание серы 0,5-0,7% и могут классифицироваться как малосернистое жидкое топливо. Твердые продукты, в количественном соотношении 0,2 - 0,45 : 1 к материалу, содержащие углеродную сажу и минеральные составляющие резиновых смесей (двуокись цинка, мел, молотую серу и др.) дополнительно обрабатывают перегретым водяным паром после окончания пиролиза и выводят через герметичный питатель в охлаждаемый бункер 4,где происходит разделение твердого остатка на техуглерод и металл. Бункер 4 охлаждают воздухом с помощью воздуходувки 5,который затем идет на горение в генератор 1.
Пример.
Загруженные в реактор шины нагревают восстановительным газом, полученном в генераторе 1 при α = 0,5 с температурой 650oC в соотношении газа к материалу 0,30: 1. Время обработки 30 минут. После окончания пиролиза в нижнюю часть реактора подают водяной пар в соотношении 0,08:1 к перерабатываемому материалу. В результате пиролиза получают газообразных и парообразных углеводородов - 65%, твердого остатка - 35%. После разделения твердого остатка на углерод и металл, углерод имеет следующие показатели по ASTM: йодное число, мл/100 г - 120; внешняя поверхность, м2/г - 117; светопропускание толуольного экстракта, % -93; ДБФ, мл/100 г - 95; красящая сила - 118.
Прерывистый способ переработки осуществляется по вышеописанной схеме на том же оборудовании как в непрерывном процессе, только вместо одного реактора устанавливают два или несколько.
Предложенный термический метод утилизации шин является простым приемлемым решением проблемы отходов резины и экономичным способом получения энергии.
Формула изобретения: 1. Способ термической переработки изношенных шин, включающий их загрузку в реактор, пиролиз материала при температуре 550-800°С в среде восстановительного газа с последующим разделением продуктов пиролиза и выгрузку твердого остатка, отличающийся тем, что пиролиз проводят при соотношении восстановительного газа к материалу 0,20-0,45:1.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при окончании пиролиза подают перегретый пар при 250-300°С в количестве 0,03-0,12:1 к загружаемому материалу.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановительный газ получают методом неполного сгорания углеводородов с α =0,4-0,85.