Высокопроизводительный камерный смеситель для каталитических суспензий масла как реактор для деполимеризации и полимеризации углеводородсодержащих отходов в средний дистиллят в контуре циркуляции

Высокопроизводительный камерный смеситель для каталитических суспензий масла как реактор для деполимеризации и полимеризации углеводородсодержащих отходов в средний дистиллят в контуре циркуляции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу получения дизельного топлива из углеводородсодержащих отходов в контуре циркуляции масла с отделением твердой фазы и дистилляцией продукта для дизельного продукта.

В вышеуказанной патентной заявке входные и выходные компоненты рассматриваются только в общей форме. Целью дополнительной заявки является точное описание и рассмотрение этих компонентов на примере одного из вариантов осуществления. Эти уточнения будут возможны, так как высокопроизводительный камерный смеситель может создавать сильное разрежение и, таким образом, все проблемы ввода могут решаться на этой основе. Один из вариантов осуществления настоящего изобретения далее подробнее описывается с использованием чертежей, на которых представлено:

фиг.1 - схематическое изображение установки для осуществления соответствующего изобретению способа;

фиг.2 - схематическое изображение установки согласно фиг.1.

С помощью фиг.1 раскрывается прежде всего способ. Для свободной от засорения подачи на стороне всасывания у высокопроизводительного камерного смесителя 1 расположена питающая емкость 2, имеющая три входных отверстия. В верхней части питающей емкости 2 находится первое отверстие, сборник 4, соединенный через систему подачи 3, которая измельчает и дозирует, с питающей емкостью 2.

Подаваемые вещества, а именно сухие отходы 5, остаточное масло из установки или как отходы 6, находящиеся в воронке-смесителе 9 известь или сода как нейтрализующее вещество 7 и катализатор 8 попадают в эту систему подачи 3 через воронку-смеситель 9 и сборник 4. Как воронка-смеситель 9, так и сборник 4 оборудованы вибраторами, которые обеспечивают непрерывность притока.

Два других отверстия на питающей емкости 2 - это канал 10 подачи смеси масла с катализатором контура циркуляции из сборника 15 масла и канал 11 подачи сборной смеси масла с катализатором из сборника 15 масла, расположенный у выпуска 29 этого сборника 15 масла. Этим достигается то, что смесь масла с катализатором обеспечивает наличие остатков извести в контуре циркуляции.

На стороне нагнетания высокопроизводительного камерного смесителя 1 установлен напорный трубопровод 12. Он подает полученную в высокопроизводительном камерном смесителе 1 смесь парообразного продукта с маслом в испаритель 14. В испарителе имеется распределительный желоб 13, который разделяет поступающую масляно-паровую смесь с помощью листа с отверстиями, имеющегося в кольцевой форсунке с открытым концом, на большое число струй, которые смачивают стенку, и приводит к образованию максимально возможной поверхности жидкости в испарителе 14.

Этим достигается то, что почти весь продукт в виде пара отделяется от жидкости и может перемещаться вверх в дистилляционную колонну 18, и то, что практически продукт совсем не попадает в сборник 15 масла. Повторная перегонка уже полученного продукта в диапазоне температур кипения дизельного продукта уменьшила бы объем производимой продукции и снизила бы качество продукта.

Система подачи 3 через емкость 16 контроля уровня, которая показывает и регулирует уровень наполнения сборника 15 масла, включается и выключается или регулируется в отношении скорости. В нижней части емкости 16 контроля уровня установлен насос 17, который подает небольшое количество масла в систему подачи 3, чтобы исключить ее засорение.

На паровой стороне продукта в дистилляционной колонне 18 парообразный продукт путем фракционированной дистилляции очищается от принесенных им частиц масла и конденсируется в конденсаторе 19. Осаждающиеся при этом в процессе конденсации частицы воды задерживаются в конденсаторе 19 на входной стороне перегородкой из-за их большего удельного веса.

Оттуда водная фаза попадает в емкость 20 для измерения pH путем замены находящегося там с опускающейся вниз водой продукта. В емкости 20 для измерения pH находятся pH-датчик 23 и датчик 22 проводимости. При поступлении воды к датчику 22 проводимости определенное количество воды передается в емкость 21 технической воды, а из нее отводится в трубопровод сточной воды.

Более легкий продукт дизельное топливо или же мазут поступает над перегородкой в конденсаторе на выходную сторону в трубопровод продукта 24, причем парообразная фаза продукта поступает, как и продукт по трубопроводу 24, через трубопровод 26 в приемник 25 продукта. Небольшая часть продукта возвращается через трубопровод продукта 24, управляемый обратным клапаном 28, в дистилляционную колонну 18 на одну из верхних тарелок 27.

Управление при этом происходит так, что рециркуляцию в колонне определяет количество. Путем рециркуляции обеспечивается различное качество продукта для летнего дизельного топлива со средней температурой кипения 290°С, для зимнего дизельного топлива со средней температурой кипения 270°С и для керосина со средней температурой кипения 240°С. Охлаждение конденсатора происходит оборотной водой и оборотным охладителем 38 с насосом для оборотной воды.

За приемником продукта находится вакуумный насос 37, создающий во всей системе разрежение. Всасываемый газ добавляется в качестве всасываемого воздуха в электрогенераторе или очищается в системе каталитической очистки отработанного газа. Отсасываемые из установки газы представляют собой образующиеся из биологических веществ диоксиды углерода и, при определенных обстоятельствах, поступающие в небольшом количестве из-за недостаточной герметичности газы.

Таким образом, из установки не может выйти никакого горючего продукта. Вакуумный насос, к тому же, регулирует количество поступающих и выходящих нереактивных, неорганических остатков, которые выносятся в нижнем конце установки.

Нереактивные компоненты поступающего в установку материала и образующиеся с участием ионообменного катализатора, а также добавленной извести или соды соли поступают через регулировочный клапан 30 и насос 31 для горячего шлама в нагревательную камеру 32.

Она нагревается электричеством до температуры 550°С и имеет внутри термостойкую испарительную емкость с входом для шлама, идущий к испарителю обратный паровой трубопровод и шнековый выпуск 33 для нагретых неорганических веществ, которые поступают в емкость 34 для остатков. Их доля относительно количества поступившего вещества составляет в среднем от 1 до 3%.

Накопившиеся в емкости 34 для остатков вещества в последующем смешивают с водой из емкости 21 для технической воды. Оседающие в суспензии вещества - металл, стекло и керамика - отделяют и суспензию фильтруют. Остаток на фильтре представляет собой пригодный для повторного использования катализатор. Жидкость содержит образовавшиеся соли и отводится в трубопровод сточной воды.

В емкостях имеются разгрузочные и выравнивающие давление трубопроводы, например, питающая емкость 2 через вытяжную камеру 36 с обратным клапаном соединена с дистилляционной колонной. Кроме того, все теплопередающие части оснащены двойной изоляцией из алюминийоксидного волокна на их поверхности и изолирующего холста над ним. Снаружи расположен корпус из листового металла, который у турбины выполнен в виде замкнутой камеры, которая может выдерживать небольшое избыточное давление.

Изобретение раскрывается на примере одного из вариантов осуществления. Высокопроизводительный камерный смеситель 1 с электрической мощностью 200 кВт всасывает из питающей емкости 2 объемом 800 л поступившие из шестеренчатого измельчающего и дозирующего насоса Correaupumpe фирмы Correau Paris мощностью 37 кВт твердые вещества. Расположенный выше насоса сборник имеет вместимость 2 м³. Соединительный трубопровод марки DN50.

Соединительные трубопроводы между питающей емкостью 2 и сборником 15 масла относительно малы, чтобы обеспечить существенное смешивание питающей емкости в условиях высокой скорости вытекания масла и регулируемого разрежения. Они имеют диаметр 1,5 дюйма и клапаны, регулирующие разрежение в питающей емкости 2, а именно в зависимости от находящегося в системе подачи 3 материала. Разгрузочный трубопровод с обратным клапаном 36 имеет диаметр ¾ дюйма.

Испаритель 14 имеет вместимость 2 м³ и распределительный желоб 13 шириной 80 мм с тремя рядами отверстий диаметром 8 мм, причем во внутреннем и внешнем рядах отверстия имеют наклон от середины к стенам и во внутреннее пространство. Ниже расположенный сборник 15 масла имеет объем 1,5 м³ и емкость для контроля уровня имеет объем 100 л.

Дистилляционная колонна 18 имеет 15 колпачковых тарелок, каждая из которых выполнена с 52 колпачками диаметром 600 мм. Конденсатор 19 имеет объем 300 л. Система выпуска имеет регулировочный клапан 30 DN50 с насосом для горячего шлама, не имеющим деталей из синтетических материалов, и связана с нагревательной камерой 32, а именно нагревательной печью фирмы Nabertherm мощностью 15 кВт, и идущим к испарителю 14, изолированным и оборудованным конденсационными петлями паровым трубопроводом 35 диаметром 1,5 дюйма.

Шнековый выпуск 33 представляет собой шнек диаметром 200 мм с кожухом, располагающийся над входом в емкость 34 для остатков, имеющую объем 1 м³. Трубопровод к емкости 20 для измерения pH имеет диаметр 1,5 дюйма, а емкость для измерения pH имеет объем 0,5 м³ с датчиком 22 проводимости и pH-датчиком 23. Емкость 21 для технической воды имеет объем 1 м³.

Устройство для осуществления способа раскрывается с использованием фиг.2. На стороне всасывания высокопроизводительного камерного смесителя 101 расположена питающая емкость 102, которая имеет входные отверстия. В верхней части емкости находится первое входное отверстие, сборник 104, который через систему подачи 103, имеющую шестерни и дозирующее устройство, граничит с питающей емкостью 102.

Входные отверстия, сухие отходы 105, остаточное масло из установки, обозначаемые как отходы 106, известь или сода как нейтрализующее вещество 107 и катализатор 108 в воронке-смесителе 109 связаны с системой подачи 103 через воронку-смеситель 109 и сборник 104. Как воронка-смеситель 109, так и сборник 104 оборудованы вибраторами.

Два других отверстия в питающей емкости 102 являются каналом 110 подачи смеси масла с катализатором контура циркуляции из сборника 115 масла и каналом 111 подачи сборной смеси масла с катализатором из сборника 115 масла, расположенным на выпуске 129 этого сборника 115 масла.

На напорной стороне высокопроизводительного камерного смесителя 101 установлен напорный трубопровод 112. Он соединяет высокопроизводительный камерный смеситель 101 с испарителем 114. В испарителе имеется распределительный желоб 113, который на направленной внутрь стороне имеет перфорированные пластины и представляет собой кольцевую форсунку с открытым концом.

Система подачи 103 соединена с емкостью 116 для контроля уровня. В емкости имеется датчик уровня. В нижней части емкости 116 для контроля уровня установлен насос 117, соединенный трубопроводом с системой подачи 103.

Испаритель 114 соединен с дистилляционной колонной 118 с несколькими тарелками 127. В верхней части дистилляционной колонны 118 установлен конденсатор 119, у которого внутри имеется перегородка. Конденсатор на входной стороне имеет соединение с емкостью 120 для измерения pH. В емкости установлены датчик 122 проводимости, электронным способом соединенный с водовыпускным клапаном, и pH-датчик 123.

Со стороны конденсатора 119, расположенной напротив входной стороны, внизу и вверху установлены трубопроводы 124 и 126, которые соединены с приемником 125 продукта. В трубопроводе 124 продукта установлен обратный клапан 128, который соединен соединительным трубопроводом с дистилляционной колонной 118. Обратный клапан 128 соединен с электронным управляющим устройством, которое имеет установку на измерение температуры. У электронного устройства есть индикационные показатели летнее дизельное топливо, зимнее дизельное топливо и керосин.

Конденсатор 119 имеет на охлаждаемой стороне соединение с оборотным охладителем 138, имеющим насос для оборотной воды. За приемником 125 продукта находится вакуумный насос 137, который, таким образом, связан со всеми частями установки.

В нижней части сборника 115 масла установлен регулировочный клапан 130. Он соединен с насосом 131 для горячего шлама и нагревательной камерой 132. Нагревательная камера находится в нагреваемой электричеством печи и имеет наряду с входом от насоса горячего шлама 131 паровой трубопровод 135.

Этот трубопровод также изолирован, имеет конденсатные петли со спускными кранами и заканчивается в испарителе 114. Нагревательная камера 132 имеет на выходной стороне шнековый выпуск 133, который соединен с емкостью 134 для остатков.

За емкостью 134 для остатков установлена суспензионная камера, у которой есть соединяющий ее с емкостью 121 для технической воды трубопровод и два выхода. Выход на верхней стороне соединен с фильтр-прессом, пригодным для катализаторного шлама, а нижняя сторона связана с емкостью для пригодных к вторичной переработке отходов керамики, металла и газа.

Емкости оборудованы разгрузочными и выравнивающими давление трубопроводами, например питающая емкость 102, которая через вытяжную камеру 136 с обратным клапаном связана с дистилляционной колонной 118. Кроме того, все теплопередающие части оснащены двойной изоляцией из алюминийоксидного волокна на их поверхности и изолирующего холста над ним. Снаружи расположен корпус из листового металла, который у турбины выполнен в виде замкнутой камеры, которая может выдерживать небольшое избыточное давление.

Устройство раскрывается на примере одного из вариантов осуществления. Высокопроизводительный камерный смеситель 101 с электрической мощностью 200 кВт соединен трубопроводом с питающей емкостью 102 объемом 800 л. Эта емкость идущим вверх трубопроводом соединена с Correaupumpe фирмы Correau Paris, шестеренчатым измельчающим и дозирующим насосом мощностью 37 кВт. Расположенный выше насоса сборник имеет вместимость 2 м³. Соединительный трубопровод марки DN50.

Соединительные трубопроводы между питающей емкостью 102 и сборником 115 масла относительно малы, имеют диаметр 1,5 дюйма и клапаны, регулирующие разрежение в питающей емкости 102, а именно в зависимости от материала, находящегося на уровне заполнения системы 103 подачи. Разгрузочный трубопровод с обратным клапаном 136 имеет диаметр ¾ дюйма.

Испаритель 114 имеет вместимость 2 м³ и распределительный желоб 113 шириной 80 мм с тремя рядами отверстий диаметром 8 мм, причем во внутреннем и внешнем рядах отверстия имеют наклон от середины к стенам и во внутреннее пространство. Ниже расположенный сборник 115 масла имеет объем 1,5 м³ и емкость для контроля уровня имеет объем 100 л.

Дистилляционная колонна 118 имеет 15 колпачковых тарелок, каждая из которых выполнена с 52 колпачками диаметром 600 мм. Конденсатор 119 имеет объем 300 л. Система выпуска имеет регулировочный клапан 130 DN50 с насосом 131 для горячего шлама, не имеющим деталей из синтетических материалов, и связана с нагревательной камерой 132, а именно нагревательной печью фирмы Nabertherm мощностью 15 кВт, идущим к испарителю 114, изолированным и оборудованным конденсационными петлями паровым трубопроводом 135 диаметром 1,5 дюйма.

Шнековый выпуск 133 представляет собой шнек диаметром 200 мм с кожухом, располагающийся над входом в емкость 134 для остатков, имеющую объем 1 м³. Трубопровод к емкости 120 для измерения pH имеет диаметр 1,5 дюйма, а емкость 120 для измерения pH имеет объем 0,5 м³ с датчиком 122 проводимости и pH-датчиком 123. Емкость 121 для технической воды имеет объем 1 м³.

Список ссылочных позиций

1, 101 - высокопроизводительный камерный смеситель

2, 102 - питающая емкость

3, 103 - система подачи

4, 104 - сборник

5, 105 - сухие отходы

6, 106 - отходы

7, 107 - нейтрализующее вещество

8, 108 - катализатор

9, 109 - воронка-смеситель

10, 110 - канал подачи катализаторного масла контура циркуляции

11, 111- канал подачи сборного катализаторного масла

12, 112 - напорный трубопровод

13, 113 - распределительный желоб

14, 114 - испаритель

15, 115 - сборник масла

16, 116 - емкость для контроля уровня

17, 117 - насос

18, 118 - дистилляционная колонна

19, 119 - конденсатор

12, 120 - емкость для измерения pH

21, 121 - емкость для технической воды

22, 122 - датчик проводимости

23, 123 - pH-датчик

24, 124 - трубопровод продукта

25, 125 - приемник продукта

26, 126 - трубопровод

27, 127 - тарелка

28, 128 - обратный клапан

29, 129 - выпуск сборника масла

30, 130 - регулировочный клапан

31, 131- насос для горячего шлама

32, 132 - нагревательная камера

33, 133 - шнековый выпуск

34, 134 - емкость для остатков

35, 135 - паровой трубопровод

36, 136 - вытяжная камера с обратным клапаном

37, 137 - вакуумный насос

38, 138 - оборотный охладитель

1. Устройство для получения дизельного топлива из углеводородсодержащих отходов, отличающееся тем, что подаваемые вещества - сухие отходы, остаточное масло, нейтрализующее вещество и катализатор связаны с системой (103) подачи через воронку-смеситель (109) и сборник (104), который граничит с питающей емкостью (102), причем питающая емкость (102) через каналы (110) контура циркуляции масла соединена со сборником (115), высокопроизводительный камерный волновой смеситель (101) на стороне всасывания имеет соединяющий его с питающей емкостью (102) трубопровод, а на напорной стороне соединен с желобом (113) испарителя (114), соединенного с дистилляционной колонной (118), в которой установлен конденсатор (119), который через трубопроводы (124) и (126) соединен с приемником (125) продукта - дизельного топлива, причем ниже испарителя (114) расположен сборник (115), который через регулировочный клапан (130) соединен с нагревательной камерой (132), имеющей на выходной стороне шнековый выпуск (133), соединенный с емкостью (134) для остатков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высокопроизводительный камерный волновой смеситель (101) имеет двойную изоляцию, а вокруг нее не проницаемую для масла внешнюю оболочку.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что регулировочный клапан (130) соединен с нагревательной камерой (132) посредством насоса (131) для горячего шлама.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что камера (132) нагревания нагревается электрической нагревательной печью, в которой достигается температура нагрева, по меньшей мере, 550°С, и которая имеет соединительные трубопроводы из камеры (132) нагревания к испарителю (114) и к емкости (134) для остатков через шнековый выпуск (133).

5. Способ получения дизельного топлива из углеводородсодержащих отходов в контуре циркуляции масла с отделением твердой фазы и дистилляцией продукта для дизельного продукта посредством устройства согласно любому из пп.1-4, отличающийся тем, что высокопроизводительный камерный смеситель со стороны всасывания соединяют с питающей емкостью, а на напорной стороне - с четырехструйным испарителем, причем питающая емкость на стороне подачи отходов имеет дозирующий и измельчающий подающий насос, а на стороне масла соединяется с двумя трубопроводами от сборника масла и от пространства под ним.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на испарителе установлена дистилляционная колонна.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что сборник масла посредством насоса соединяют с камерой нагревания, посредством которой нагревают остаток масла до полного испарения углеводородов при температуре от 450 до 500°С.