Печь для пиролиза углеводородного сырья

Печь для пиролиза углеводородного сырья

Реферат

 

Использование: переработка углеводородного сырья путем его термического разложения, для пиролиза автомобильных шин. Сущность изобретения: на нижней части 3 печи концентрично пиролизной камере 1 закреплена обечайка 5 (ОБ). Полость ОБ 5 через открытый верхний торец соединена с зазором между потолком верхней части 2 печи и верхним закрытым торцом пиролизной камеры 1. На ОБ 5 установлена съемная кольцевая сетчатая корзина 8 для размещения сырья. Части 2 и 3 соединены между собой посредством конического разъемного соединения 12. Последнее имеет окна для прохода греющего газа. С ОБ 5 связан по внутреннему диаметру лоток 9 с патрубком 10 для вывоза продуктов пиролиза. По оси печи на ее днище внутри ОБ 5 с зазором установлен дефлектор 16. В этом зазоре размещены радиальные ребра 19 в виде лопастей гребного винта, направленные в сторону движения греющего газа. Под лотком 9 в зоне выхода патрубка 4 установлен кольцевой отражатель 11 с боковой поверхностью в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для переработки углеводородного сырья путем его термического разложения и может быть использовано для пиролиза изношенных автомобильных шин, преимущественно неизмельченных.

Известна печь для пиролиза изношенных шин, включающая вертикальную пиролизную камеру, установленный внутри камеры соосно трубчатый источник обогрева, взаимодействующий с механизмом его подъема и опускания, патрубки вывода газообразных продуктов разложения, узел вывода отделяемых от шин проволочных каркасов и шлаков, в которой пакет шин располагают с внешней стороны трубчатого источника обогрева /см.заявку Японии N 58-24473, кл.C 10 J 3/02, опубл.21.5.83/.

Недостатками известной печи являются сложность конструкции и высокие энергозатраты, обусловленные интенсивным воздействием высоких температур при пиролизе только по внутреннему диаметру шин.

Ближайшей к изобретению является известная печь для пиролиза углеводородного сырья, в частности изношенных шин, содержащая верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой с помощью конического разъемного соединения, установленную в полости верхней части печи с образованием с ее боковыми стенками и потолком общего зазора пиролизную камеру, обращенную вниз открытым торцом, патрубки для подвода и отвода греющего газа и средство для отвода продуктов пиролиза /см.заявку ФРГ N 2949983, кл. C 10 B 53/00, 1981/.

Недостатками известной печи являются высокие энергозатраты, обусловленные интенсивным воздействием высоких температур при пиролизе шин только по наружному диаметру /от боковой стенки печи/, трудоемкость загрузки и выгрузки, большие габариты печи по высоте из-за стационарно размещенного под днищем механизма его спуска-подъема.

Техническим результатом изобретения является повышение экономичности и эффективности процесса пиролиза.

Для достижения указанного технического результата печь для пиролиза углеводородного сырья, в частности изношенных шин, содержащая верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой с помощью конического разъемного соединения, установленную в полости верхней части с образованием с ее боковыми стенками и потолком общего зазора пиролизную камеру, обращенную вниз открытым торцом, патрубки для подвода и отвода продуктов пиролиза, снабжена закрепленной на нижней части печи концентрично пиролизной камере обечайки, полость которой через ее открытый верхний торец соединена с зазором между потолком верхней части и верхним закрытым торцом пиролизной камеры, и установленной на обечайке колосниковой решеткой для размещения сырья, причем патрубок для отвода греющего газа смонтирован в нижней части обечайки, а контактирующие поверхности конического разъемного соединения выполнены с окнами для прохода греющего газа.

Средство для отвода продуктов пиролиза выполнено в виде кольцевого лотка с патрубком для вывода продуктов пиролиза, установленного с наклонном в сторону патрубка для вывода продуктов, причем лоток по внутреннему диаметру связан с обечайкой, а по наружному с нижней частью печи.

Колосниковая решетка выполнена в виде съемной кольцевой сетчатой корзины, имеющей внутренний диаметр, больший наружного диаметра обечайки, а наружный диаметр, меньший внутреннего диаметра камеры пиролиза.

Закрытый верхний торец пиролизной камеры выполнен в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз.

По оси печи на ее днище внутри обечайки с зазором установлен дефлектор, а на потолке печи закреплен направляющий фланец для свободного захода верхнего конца дефлектора.

Патрубок подвода греющего газа установлен тангенциально в нижней части печи и направлен вверх под острым углом к горизонтальной плоскости, в зоне выхода патрубка в полость печи под кольцевым лотком установлен кольцевой отражатель с боковой поверхностью в форме обращенного меньшим основанием вниз усеченного конуса, причем верхний край отражателя прикреплен к пиролизной камере, нижний край отражателя расположен под дном печи, а в кольцевом зазоре между дефлектором и обечайкой на уровне верхнего торца последней установлен радиальные ребра в виде лопастей гребного винта, направленные в сторону движения греющего газа.

Суммарная площадь окон для прохода греющего газа выполнена большей суммарной площади перемычек между окнами, при этом перемычки отогнуты в сторону движения греющего газа.

На фиг. 1 изображена печь для пиролиза углеводородного сырья; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2.

Печь для пиролиза углеводородного сырья содержит верхнюю 2 и нижнюю 3 части, соединенные между собой с помощью конического разъемного соединения 12 с уплотнительными кольцами 13. Контактирующие конические поверхности соединения 12 выполнены с окнами 14 для прохода греющего газа. Суммарная площадь окон 14 выполнена большей суммарной площади перемычек 15 между окнами. Перемычки 15 отогнуты в сторону движения нагретого газа /фиг. 3/, что обеспечивает беспрепятственную подачу потока нагретого газа с поддержанием закрутки в кольцевом зазоре между стенками пиролизной камеры для интенсификации теплообмена.

В полости верхней части 2 печи вертикально установлена пиролизная камера 1 с образованием с боковыми стенками печи и потолком общего зазора. Пиролизная камера 1 открытым торцом обращена вниз. Для подвода в зазор греющего газа предусмотрен патрубок 4, установленный в нижней части 3 печи тангенциально и направленный вверх под острым углом к горизонтальной плоскости.

Закрытый верхний торец 6 пиролизной камеры 1 выполнен в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз. Угол наклона образующей конуса определяется из условия обеспечения уравненного проходного сечения по верхнему периметру пиролизной камеры 1.

Печь снабжена закрепленной на нижней ее части 3 концентрично пиролизной камере 1 обечайкой 5, полость которой через ее открытый верхний торец соединена с зазором между потолком верхней части 2 печи и верхним закрытым торцом пиролизной камеры 1. В нижней части обечайки 5 предусмотрен патрубок 7 для отвода греющего газа.

На обечайке 5 установлена колосниковая решетка для размещения сырья. Колосниковая решетка выполнена в виде съемной кольцевой сетчатой корзины 8. Корзина 8 имеет внутренний диаметр, больший наружного диаметра обечайки 5, а наружный диаметр, меньший внутреннего диаметра камеры пиролиза 1.

Печь имеет средство для отвода продуктов пиролиза, которое выполнено в виде кольцевого лотка 9 с патрубком 10 для вывода продуктов пиролиза. Лоток 9 установлен с наклоном в сторону патрубка 10 для вывода продуктов. Лоток 9 по внутреннему диаметру связан с обечайкой 5, а по наружному с нижней частью 3 печи.

По оси печи на ее днище внутри обечайки 5 с зазором установлен дефлектор 16, который позволяет повысить эффективность теплопередачи за счет повышения скорости потока нагретого газа. Одновременно дефлектор служит центратором при спуско-подъеме верхней части печи. На потолке печи закреплен направляющий фланец 17 для свободного захода верхнего конца дефлектора.

Обечайка 5 входит по ходовой посадке в кольцо 18, прикрепленное к торцу 16. В зоне входа патрубка 4 для подвода греющего газа в полость печи под кольцевым лотком 9 установлен кольцевой отражатель 11 с боковой поверхностью в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз. Верхний край отражателя 11 прикреплен к пиролизной камере 1; нижний край отражателя 11 расположен над дном печи.

В кольцевом зазоре между дефлектором 16 и обечайкой 5 на уровне верхнего торца последней установлены радиальные ребра 19 в виде лопастей гребного винта, направленные в сторону движения греющего газа. Ребра 19 обеспечивают закрутку потока нагретого газа и подачу его с уменьшенным сопротивлением в кольцевой зазор между стенками пиролизной камеры, что интенсифицирует теплообмен.

Для исключения температурных напряжений патрубок 10 отвода продуктов пиролиза выполнен телескопическим с сальниковым уплотнением 20.

Подъем съемной верхней части пиролизной камеры производится в зацепом за серьги 21 верхней части печи.

Для снижения энергозатрат наружная поверхность печи покрыта теплоизоляцией 22 с малым удельным весом.

Печь работает следующим образом.

Загрузка печи осуществляется с помощью грузоподъемного устройства в следующей последовательности: поднимается верхняя часть 2 печи за серьги 21, насаживается корзина 8 с пакетом цельных автомобильных шин на обечайку 5, возвращается верхняя часть 2 печи на место и закрепляется разъемное соединение 12. Горячие газы из топочного устройства /не показано/ через тангенциальный патрубок 4, закручиваясь и отражаясь от отражателя 11, поднимаются и через окна 14 поступают в общий зазор между стенками печи и пиролизной камеры 1, а затем, пройдя зазор между закрытым торцом 6 пиролизной камеры 1 и потолком печи, меняют направление своего движения на противоположное и поступают, закручиваясь радиальными ребрами 19, сверху вниз по зазору между обечайкой 2 и дефлектором 16 с увеличенной скоростью к патрубку 7. При этом происходит всесторонний прогрев автомобильных шин, находящихся в камере пиролиза, и их термическое разложение с образованием газа, жидкой фазы топливного масла и твердого углеродистого осадка с металлическим кордом. Пиролизная жидкость стекает по стенкам пиролизной камеры 1 и обечайки 5 и через отверстия сетчатого дна корзины 8 поступает в лоток 9, из которого отводится через патрубок 10. Газовая часть продуктов пиролиза циркулирует внутри пиролизной камеры и вытесняется в патрубок 10. Далее газ поступает к конденсатору /не показано/, где производится отделение газовой фракции от жидкой, жидкая фракция поступает в сборную емкость, а газ в газосборник.

После обработки пакета шин подача горячего газа прекращается, пиролизная камера продувается инертным газом или паром, поднимается верхняя часть 2 печи и извлекается корзина 8 из печи. Затем загружается в печь заранее заполненная автомобильными шинами следующая корзина 8, возвращается верхняя часть печи на место и закрепляется фланцевое соединение 12. Осуществляется процесс пиролиза. В это время производится выгрузка твердого остатка и проволочного корда из вынутой из печи корзины 8 и загрузка ее новым пакетом автомобильных шин.

Для возможности работы на двух пиролизных печах одновременно установка комплектуется тремя съемными корзинами, что дает возможность существенно сократить время простоя печи между циклами.

Экономический эффект достигается за счет всестороннего обогрева обрабатываемых шин и повышения эффективности теплопередачи, снижения энергозатрат, трудоемкости обслуживания, а также уменьшения высоты и массы печи.

Указанная печь, имея малые габариты, может быть легко смонтирована на автопредприятиях.

Предлагаемая печь может быть использована для пиролиза отходов полиэтилена и полипропилена.

Формула изобретения

1. Печь для пиролиза углеводородного сырья, в частности изношенных шин, содержащая верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой с помощью конического разъемного соединения, установленную в полости верхней части печи с образованием с ее боковыми стенками и потолком общего зазора пиролизную камеру, патрубки для подвода и отвода греющего газа и средство для отвода продуктов пиролиза, отличающаяся тем, что она снабжена закрепленной на нижней части печи концентрично пиролизной камере обечайкой, полость которой через ее открытый верхний торец соединена с зазором между потолком верхней части печи и верхним закрытым торцом пиролизной камеры, и установленной на обечайке колосниковой решеткой для размещения сырья, причем патрубок для отвода греющего газа смонтирован в нижней части обечайки, а контактирующие поверхности конического разъемного соединения выполнены с окнами для прохода греющего газа.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что средство для отвода продуктов пиролиза выполнено в виде кольцевого лотка с патрубком для вывода продуктов пиролиза, установленного с наклоном в сторону патрубка для вывода продуктов, причем лоток по внутреннему диаметру связан с обечайкой, а по наружному с нижней частью печи.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что колосниковая решетка выполнена в виде съемной кольцевой сетчатой корзины, имеющей внутренний диаметр, больший наружного диаметра обечайки, а наружный диаметр меньший внутреннего диаметра камеры пиролиза.

4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что закрытый верхний торец пиролизной камеры выполнен в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз.

5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что по оси печи на ее днище внутри обечайки с зазором установлен дефлектор, а на потолке печи закреплен направляющий фланец для свободного захода верхнего конца дефлектора.

6. Печь по п. 5, отличающаяся тем, что патрубок для подвода греющего газа установлен тангенциально в нижней части печи и направлен вверх под острым углом к горизонтальной плоскости, в зоне выхода патрубка в полость печи под кольцевым лотком установлен кольцевой отражатель с боковой поверхностью в форме обращенного меньшим основанием вниз усеченного конуса, причем верхний край отражателя прикреплен к пиролизной камере, нижний край отражателя расположен над дном печи, а в кольцевом зазоре между дефлектором и обечайкой на уровне верхнего торца последней установлены радиальные ребра в виде лопастей гребного винта, направленные в сторону движения греющего газа.

7. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что суммарная площадь окон для прохода греющего газа больше суммарной площади перемычек между окнами, при этом перемычки отогнуты в сторону движения греющего газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3