SE516080C2 - Förfarande och anordning för återvinning av sådana beståndsdelar som gas, olja och fasta ämnen från exempelvis gummi - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 516 080 2 Man har också under senare år försökt göra denna pyrolys kontinuerlig genom att genomföra den på ett ändlöst band i en lángsträckt pyrolysugn och längs ugnen tappa ut gas och olja samt att vid. änden av 'ugneni slussa. ut det fasta materialet. För inmatning av för pyrolys avsett material har man anordnat någon slussliknande anordning som dock p g a inslussningen har måst göras satsvis. Ett sådant förfarande och en sådan anordning beskrivs i amerikanska patentet 4 900 401.

TEKNISKA PROBLEMET: Även om själva pyrolysen vid de ovan nämnda förfarandena har kunnat utföras utan alltför mycket besvär, har dock ingen av de kända metoderna varit tillfredsställande. De satsvisa metoderna kräver för det första mycket arbets- kraft, de är långsamma, de ger làgt utbyte av gas och olja, de kräver mycket energi genom att så mycket energi går förlorad genom öppning och tillslutning av ugnarna och är således mycket oekonomiska. Vad som möjligen är ännu värre är att dessa satsvisa system ger en mycket stark förorening av främst luften och de är därför icke önskvärda av miljöskäl.

Den tidigare kända kontinuerliga metoden är även den oekonomisk och endast halvkontinuerlig genom att insluss- ningen av materialet måste ske satsvis. Metoden är också oekonomisk genom ugnens fyrkantiga form och dåliga av- rinning av oljan. Den täpps därför lätt till och har visat sig vara mycket besvärlig.

Det har därför länge varit ett önskemål att kunna åstadkom- ma ett förfarande och en anläggning för pyrolysering av främst gummirester vilket förfarande skulle vara ekonomiskt och miljövänligt samt ge ett gott utbyte av de från pyrolysen utvunna substanserna vilka även skulle ha en 10 15 20 25 30 35 sådan renhetsgrad och konsistens att de kunde återanvändas i olika sammanhang. Den miljömässiga aspekten vid detta förfarande och anläggning skulle vara av allra största betydelse.

LÖSNINGEN; Enligt föreliggande uppfinning har man kunna lösa.problemen vid de ovan nämnda kända förfarandena och anordningarna och även kunna tillmötesgå de ställda önskemålen genom åstad- kommande av ett förfarande vid kontinuerlig återvinning av exempelvis gummi genom pyrolys i en.kontinuerlig pyrolysugn vilket förfarande kännetecknas av att pyrolysprodukter som gas eller olja förbrännes i en från pyrolysugnen skild förbränningsugn, att de därvid bildade förbränningsgaserna tillföres rámaterialet i motström i ett sista steg före inmatningen i pyrolysugnen för bortdrivning av syre, s k inertering och förvärmning av rämaterialen.

Enligt uppfinningen. återföres de använda förbrännings- gaserna efter inerteringen och förvärmningen till för- bränningsugnen.

Pyrolysen bör enligt uppfinningen för gummi ske vid en temperatur av 250-800°C, företrädesvis vid ca 700°C och eventuellt föregås av en hetzon av ca 800° till 2.400°C i början.av'pyrolysprocessenJ Uppvärmningen.bör ske steglöst.

De sediment som erhålles genom pyrolysen och som utvinnes från oljan återföres enligt uppfinningen till pyrolyspro- CQSSETI.

Uppfinningen innefattar även en anordning för kontinuerlig återvinning av exempelvis gummi genom pyrolys innefattande en långsträckt pyrolysugn med frammatningsanordningar för det för pyrolys avsedda materialet, inmatningsanordningar 10 l5 20 25 30 35 Ch _35 ON CI 00 C) 4 för materialet och utmatningsanordningar för gas, olja och fast material, vilken anordning kännetecknas av att inmatningsanordningen innefattar en eller flera vertikala silor med konisk underdel för materialet, en från dennas undersidan gående 'uppfordrings-, förvärmnings- och in- erteringsanordning, att nämnda uppfordrings- , förvärmnings- och inerteringsanordning mynnar i en schaktformig nedsläpp- ningsanordning för materialet i ugnen, varvid uppfordrings- förvärmnings- och inerteringsanordningenl har en anslutning för tillförsel av förbränningsgaser frán.en förbränningsugn för förbränning av i pyrolysugnen bildad gas eller olja, samt en anslutning för àterförsel” av använda förbrän- ningaser fràn inerteringsanordningen. till förbrännings- ugnen.

Enligt uppfinningen.bör nedsläppningsanordningen innefatta en trattformig behållare med öppning i botten och en matarskruv för nedmatning av materialet mot bottenhàlet.

Detta bottenhål bör vara försett med en roterande skärkniv.

Matarskruven och skärkniven bör rotera i motsatta rikt- ningar för reglering av matarhastigheten och finfördel- ningen. Skärkniven som roterar mot en perforerad skiva bör vara kyld.

Under bottenhàlet i nedsläppningsanordningen bör en första värmeisolerad pyrolysreaktor med värmestràlningselement vara anordnad strax ovanför frammatningsanordningens främre ända i pyrolysugnen.

Frammatningsanordningen i pyrolysugnen kan bestå av ett ändlöst oljegenomsläppligt band med en avrinningsplåt mellan de fram- och återgående delarna av bandet.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning kännetecknas också av att ugnen i tvärsnitt är rund och att i dess botten är anordnad en frammatningsskruv för olja. (fl -uls ON CI a! CI) 5 Det är enligt uppfinningen vidare lämpligt att utmatnings- anordningarna för gas och olja är belägna vid.pyrolysugnens början. 10 15 20 25 30 35 Cfll an) Cfi O: ær cr FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till ritningarna, där Fig. 1 visar ett flödesschema över förfarandet och anläggningen enligt föreliggande uppfinning, där Fig. 2 visar schematiskt anläggningen sedd från sidan och där Fig. 3 visar ett snitt genom de centrala delarna av anläggningen.

Pâ Fig. 1 visas en silo 1 för råmaterial. Detta råmaterial som främst härrör sig från utslitna fordonsdäck bör vara förbehandlat genom rivning, finrivning och siktning. Det föreligger därför i form av granuler i silon. Denna förbehandling ingår inte i föreliggande uppfinning.

Från silon 1 leds råvaran genom en förvärmningszon 2 som avslutas med en inerteringszon 3. Efter denna inertering bringas materialet som nu är huvudsakligen fritt från luft och syre in i det första steget i en pyrolysreaktor 4 och därifrån in i pyrolysugnen 5. Vid änden av denna är en kolsluss 6 anordnad som slussar ut det fasta materialet huvudsakligen bestående av kol. Detta fasta material kan bearbetas på lämpligt sätt och utgör en förnämlig källa för framställning av kimrök.

Den framställda oljan frán pyrolysugnen 5 leds under processen.till.en.oljesedimenteringsanläggning'7ochfividare till en eller flera oljecisterner 8. Sediment från oljese- dimenteringsanläggningen.7 och eventuellt från oljecister- nerna 8 àterförs till pyrolysreaktorn 4, pyrolysugnen 5 eller till silon 1. 10 15 20 25 30 35 516 080 7 Gasen från pyrolysugnen 5 eller pyrolysreaktorn 4 samlas i en eller flera gastankar 9.

Olja fràn oljecisternen 8 eller gas från gastankarna 9 kan sedan användas för att driva en turbin 10 som exempelvis genererar elektrisk ström. Förbränningsgaserna från turbinen som samlas i en avgaspanna ll kan dels släppas ut i atmosfären efter sedvanlig och konventionell avgasrening i värmepannor medan en del av dessa avgaser âterförs till inerteringssteget 3 och där driver bort luft som följt med granulerna in i silon 1. Dessa avgaser som tillföres inerteringssteget 3 leds i motström till den för pyrolys avsedda massan genom förvärmningssteget 2 där de förvärmer massan och sedan upp i silon 1 där de avger sin sista värme. De gaser som strömmar upp genom silon släpps dock ej ut i atmosfären utan leds tillbaka till förbränningssteget i generatorn. Inga som helst utsläpp av gas eller olja kommer således frán systemet. Vid uppstartning av pyrolys~ processen. används dock kväve eller' annan inertgas för inerteringen eftersom syrefria avgaser ännu ej finnes i systemet.

De mängder olja i cisternen 8 och gas i gastankarna 9 som ej förbrukas för förbränning kan distribueras vidare till marknaden. Pà samma sätt kan producerad elektrisk energi i generatorn distribueras via elnätet och värme frán värme- pannan kan utnyttjas på samma sätt.

Fig. 2 visar den väsentliga delen av anläggningen sedd från sidan innefattande en silo 1 av lämplig konstruktion och en förvärmningsenhet 2 med efterföljande inerteringszon 3. I föreliggande fall utgöres förvärmnings- och inerterings- zonerna av rörformiga enheter inuti vilka.uppfordringsorgan är anordnade. Dessa rörkonstruktioner börjar vid silons botten och gär uppåt för att sedan släppa materialet ned i pyrolysreaktorn 4 för vidare behandling i pyrolysugnen 5. 10 15 20 25 30 35 01 -dn Cfs CD CI) :I 8 Efter denna kommer kolslussen 6 som leder kolmaterialet till en koltank. Rör för frammatning av gas, olja e t c är för enkelhetens skull ej medtagna på figuren.

På Fig. 3 visas hur förvärmningssteget 2 är uppbyggt. I detta finns centralt en frammatningsskruv Ä11 som för materialet fram inom inerteringssteget 3, varifrån det får falla ner i den trattformiga behållaren 12. Förvärmninge- och inerteringsstegen består såsom framgår av figuren av tre koncentriska rör varvid det centrala röret innehåller skruven 11 med material som skall pyrolyseras, det närmast omkringliggande röret 13 innehåller varma gaser för förvärmning och det yttersta röret 14 är försett med isoleringsmassa. Förvärmningen av materialet sker upp till en temperatur av ca 120°C.

Den trattformiga behållaren 12 som är huvuddelen i en nedsläppningsanordning för materialet innefattar en matningsskruv för nedmatning av massan genom ett hål i behållarens 12 nedre del. I detta hål är en skärkniv 16 anordnad som ser till att material faller ner i en jämn ström ned i. pyrolysreaktorn 4. II den trattformiga be- hàllaren 12 ligger ständigt granulerat material som matas med jämn hastighet ned i ugnen. Detta material tillsammans med skärkniven 16 i öppningen utgör en tillräcklig sluss för förhindrande av gasgenomgång från pyrolysdelen till förvärmningszonen. På detta sätt kan en fullständig kontinuitet i inmatningen skapas. Det är viktigt att skärkniven och den platta mot vilken den arbetar ej blir för varma. Kniven och.plattan är därför kylda och anordnade på visst avstånd över den varma zonen i pyrolysreaktorn.

Till behållarens övre del är också en mataranordning 31 ansluten. Denna tillför främst det förut nämnda oljesedi- mentet. 10 15 20 25 30 35 516 080 9 Pyrolysreaktorn 4 som visas i snitt B-B består av ett yttre stålhölje 17, keramisk värmeisolering 18 och 19 och har omkring den centrala kanalen värmeslingor 20. Dessa värmeslingor 20 är lämpligen elektriska men de kan också tillföra värme genom förbränning av gas. Den i denna zon alstrade gasen böjs neråt och får strömma ut genom det cylinderformiga gasutloppet 21. Därifrån pumpas gasen ut tillsammans med övrig gas som alstrats under pyrolysen genom gaspumpen 22 vid nedre delen av pyrolysugnen.

Material från inmatningen faller ned på det ändlösa roterande bandet 23 för vidare transport genom ugnen. I ugnen utsätts materialet för en värme av i storleksord- ningen 700°C om det är fråga om gummi och. materialet sönderfaller därmed i en gasblandning, olja och fast material. Denna värme av 700° har lämpligen föregåtts av en snabbuppvärmning av 800° till 2.400° i pyrolysreaktorn 4.

Värmen för åstadkommande av denna höga temperatur kommer från uppvärmningsrör 24 ovanför bandet 23. Dessa upp- värmningsrör kan antingen vara elektriskt uppvärmda eller uppvärmda med hjälp av gas. Ett snitt genom pyrolysugnen 5 visas genom snittet A-A varav framgår att själva ugnen är rund och befinner sig i ett fyrkantigt hölje. Utrymmet mellan den runda delen och det fyrkantiga höljet är värmeisolerat.

Bandet 23 på vilket materialet ligger' bör* vara. genom- släppligt för olja och består företrädesvis av ett stålnät.

Mellan de fram- och återgående delarna av bandet 23 finns en avrinningsplåt 25. Denna plåt styr oljan som rinner från bandet på utsidan av returdelen och styr den vidare ned mot ugnens bottendel där en skruv 26 finns. Denna skruv 26 är av den axellösa typen för undvikande av problem med avlagringar och igensättningar. Skruven 26 drivs av en elmotor och för oljan ned i en fördjupning vid främre änden 10 15 20 25 30 516 080 10 av pyrolysugnen där den forslas ut ur denna med hjälp av en ytterligare skruv 27.

Vid änden av bandet finns en kolsluss 6 där det fasta materialet får falla ned i en fördjupning och skruvas ut genom en kolskruv 28. En nivågivare 29 är anordnad i denna fördjupning för indikering av hur mycket kol som finns där.

De olika skruvarna drivs av elmotorer på känt sätt.

För eventuell rengöring av ugnen har denna försetts med inloppsrör 30 för spolning. Härigenom och med hjälp av de rörliga och lämpliga inre delarna i ugnen kan denna hàllas ren utan att demontering och rengöring behöver företagas.

Förvärmningsanordningen och pyrolysugnen kan konstrueras enligt modulprincipen varvid man kan välja den längd som passar för de olika användningsomràdenafl Det är också möjligt att koppla dessa anläggningar i serie.

Genom föreliggande uppfinning har man således åstadkommit en anordning och ett förfarande som inte släpper ut några luftförorenande gaser utan som är praktiskt taget helt inneslutet. Samtidigt har man fått ett system där alla delar av det inmatade materialet tillvaratages och detta tillsammans med en mycket ekonomisk energiförbrukning har givit ett system med särskilt god ekonomi.

Uppfinningen är inte begränsad till den visade utförings- formen utan den kan varieras pà olika sätt inom patent- kravens ram.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 Cfl -nlu 0"» Cr I! CD ll PATENTKRAV:

1. Förfarande vid kontinuerlig återvinning av sådana beståndsdelar som gas, olja och fasta ämnen från exempelvis gummi genom anaerob pyrolys i en kontinuerlig pyrolysugn, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v,- att pyrolysprodukter såsom gas eller olja förbrännes i en från pyrolysugnen skild förbränningsugn (10), att de därvid bildade för- bränningsgaserna tillföres råmaterialet i motström i ett sista steg (3) före inmatningen i. pyrolysugnen (5) för bortdrivning av syre, s k inertering och förvärmning av råmaterialet, samt att de använda förbränningsgaserna återföres till förbränningsugnen (10).

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att pyrolysen utföres vid en temperatur av ca 700°C.

3. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att pyrolysmaterialet genomlöper en hetzon av ca 800°C till 2.400°C i början av pyrolysprocessen.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, känne t e c knat därav, attsedimentfrångenom pyrolysen utvunnen olja återföres till pyrolysprocessen.

5. Anordning för kontinuerlig återvinning av sådana beståndsdelar som gas, olja och fasta ämnen från exempelvis gummi genom anaerob pyrolys innefattande en långsträckt pyrolysugn (5) med frammatningsanordningar (23) för det för pyrolys avsedda materialet, inmatningsanordningar för 10 15 20 25 30 35 516 080 12 materialet och utmatningsanordningar (22, 27, 28) för gas, oljaochfastmaterial, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att inmatningsanordningen innefattar åtminstone en vertikal silo (1) för materialet, en från dennas undersida gående uppfordrings- förvärmnings- och inerteringsanordning (2, 3), att nämnda uppfordrings- förvärmnings- och inerte- ringsanordning (2, 3) mynnar i en schaktformig nedsläpp- ningsanordning (12) för materialet i ugnen, varvid upp- fordrings- förvärmnings- och inerteringsanordningen (2, 3) har en anslutning för tillförsel av förbränningsgaser från en förbränningsugn (10) för förbränning av i pyrolysugnen bildad gas eller olja, samt en anslutning för återförsel av använda förbränningaser fràn. inerteringsanordningen (3) till förbränningsugnen (10).

6. Anordning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att nedsläppnings- anordningen innefattar en trattformig behållare (12) med öppning i botten och en matarskruv (15) för nedmatning av materialet mot bottenhålet.

7. Anordning enligt något av kraven 5-6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att en roterande skärkniv (16) med motsatt rotation till matarskruven (15) är anordnad i bottenhàlet.

8. Anordning enligt något av kraven 5-7, k ä n n e t e c k n a d a v, en första värmeisolerande pyrolysreaktor (4) med värmestrålningselement (20) under bottenhàlet och över frammatningsanordningens (23) främre ände.

9. Anordning enligt något av kraven 5-8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att frammatnings- anordningen (23) i pyrolysugnen (5) består av ett ändlöst 10 516 080 13 oljegenomsläppligt band (23) med en avrinningsplàt (25) mellan de fram- och återgáende delarna av bandet (23).

10. Anordning enligt något av kraven 5-9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att ugnen i tvärsnitt är rund och att i dess botten är anordnad en frammatnings- skruv (26) för olja.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 5-10, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att utmatningsanord- ningarna för gas (22) och olja (27) är belägna vid pyro- lysanordningens början.