Способ переработки резиновых отходов и устройство для осуществления способа

1 Изобретение относится к технологии переработки промышленных и бытовых отходов,прежде всего, к способу переработки и/или утилизации выработавших свой ресурс изделий из резины или резиновых отходов, например изношенных автомобильных шин, в частности к способу переработки таких изделий или отходов посредством пиролиза в среде теплоносителя с получением целевых углеводородсодержащих продуктов твердой, жидкой и газообразной фаз. Изобретение также относится к устройству для переработки промышленных и бытовых отходов, прежде всего, выработавших свой ресурс изделий из резины или резиновых отходов,например изношенных автомобильных шин, в частности, посредством пиролиза в среде теплоносителя. Заявляемые способ и устройство могут быть использованы в самых различных областях жизнедеятельности человека, например в резинотехнической промышленности,топливноэнергетическом комплексе, нефтехимии, промышленности нефтеоргсинтеза, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве для получения топливных и сырьевых ресурсов. При этом заявляемые способ и устройство обеспечивают эффективную и экологически безопасную утилизацию резиносодержащих отходов, а также повторное использование углеводородсодержащего сырья. Проблема утилизации резиновых отходов с каждым днем становится все более актуальной. Выброшенные на свалку или закопанные резиновые отходы, в частности изношенные шины, разлагаются в естественных условиях не менее 100 лет. Контакт резиновых отходов с водой (осадки,грунтовые воды) сопровождается вымыванием из них целого ряда токсичных органических соединений, которые попадают в почву и загрязняют окружающую среду. С учетом ежегодного объема резиновых отходов только в виде изношенных шин, который в мировых масштабах исчисляется сотнями тысяч, становится понятной актуальность проблемы эффективной и экологически чистой переработки таких отходов. В настоящее время известно достаточное количество различных способов переработки резиновых отходов, в частности с использованием свойства резины разлагаться в определенной среде, в частности, под действием высокой температуры, с образованием различных фаз углеродсодержащих продуктов. Известен способ переработки изношенных шин, включающий загрузку шин в высокотемпературный реактор, подачу в реактор газообразного углеводорода и нагрев от 250 до 425 С в нижней части реактора и от 130 до 290 С в верхней части реактора с получением жидких и газообразных продуктов и твердого остатка, а также соответствующее устройство для реализации данного способа [1]. Способ является достаточно экономичным с точки зрения энергозатрат, а устройство достаточно просто по конструкции. Но, в то же время, значи 004393 2 тельным остается время разгона (нагрева до рабочей температуры) рабочей камеры реактора. Кроме того, способ в объеме заявленных существенных признаков не может быть реализован в непрерывном режиме, а при загрузке шин в реактор и выгрузке твердого остатка из реактора происходит выброс в окружающую среду некоторого количества рабочей среды реактора, которая может содержать вредные примеси, например в виде продуктов пиролиза шин предыдущего (при загрузке) или текущего (при выгрузке) цикла. Недостатком является также высокая температура твердого остатка,получаемого на выходе реактора. Большинство других известных способов переработки резиновых отходов путем пиролиза и устройств, предназначенных для реализации этих способов, в той или иной мере также не лишены упомянутых выше недостатков. Наиболее близким к заявляемому способу является способ переработки резиновых отходов в виде изношенных автомобильных покрышек путем пиролиза в среде теплоносителя с разделением продуктов пиролиза на твердые и газообразные[2]. Способ, в частности, включает нагрев реактора до достижения температуры теплоносителя в рабочей камере реактора в диапазоне от 400 до 700 С, загрузку резиновых отходов в реактор, тепловую изоляцию рабочей камеры реактора, пиролиз резиновых отходов в среде перегретого водяного пара, разделение продуктов пиролиза на продукты газообразной и твердой фазы с последующим выделением из продукта газообразной фазы путем конденсации продукта жидкой фазы, отвод газообразной фазы для повторного использования в процессе пиролиза, слив продукта жидкой фазы и выгрузку продукта твердой фазы. Наиболее близким к заявляемому является устройство для переработки, в частности пиролиза, резиновых отходов, в частности изношенных автомобильных покрышек [2]. Устройство содержит тепловой реактор, корпус которого имеет цилиндрическую форму, содержащий рабочую камеру, средство загрузки резиновых отходов, расположенное на входе рабочей камеры, средство извлечения жидкой фазы продукта пиролиза и средство извлечения твердой фазы продукта пиролиза, расположенное на выходе рабочей камеры, и устройство нагрева, взаимодействующее с реактором на определенном участке поверхности корпуса, причем реактор снабжен средством накопления и распределения тепловой энергии по поверхности рабочей камеры, размещенным на внешней поверхности корпуса реактора, средство извлечения жидкой фазы продукта пиролиза выполнено в виде охладителя, конденсатора газообразной фазы и разделителя конденсата на газообразную и жидкую фазы. В описанных способе и устройстве предприняты попытки еще более повысить эффективность процесса пиролиза, повысить выход конечных продуктов, снизить энергозатраты за счет повторного использования в процессе продуктов пироли 3 за, однако, в целом, для них остаются справедливыми недостатки, упомянутые выше в связи с описанием аналогичного устройства из уровня техники. Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание способа переработки резиновых отходов путем пиролиза в среде теплоносителя, который может быть реализован в непрерывном циклическом режиме, а также устройства,обеспечивающего реализацию данного способа. Заявляемые способ и устройство должны обеспечивать возможность повторного использования различных рабочих и технологических сред, а также продуктов пиролиза с предыдущих циклов,а также снижение энергоемкости и значительное сокращение (вплоть до полного исключения) выбросов вредных веществ в окружающую среду. Поставленная задача решается способом переработки резиновых отходов путем пиролиза в среде теплоносителя, включающим нагрев реактора до достижения температуры теплоносителя в рабочей камере реактора в диапазоне от 400 до 700 С, загрузку резиновых отходов в реактор, тепловую изоляцию рабочей камеры реактора, пиролиз резиновых отходов в среде перегретого водяного пара, разделение продуктов пиролиза на продукты газообразной и твердой фаз с последующим выделением из продукта газообразной фазы путем конденсации продукта жидкой фазы, отвод газообразной фазы для повторного использования в процессе пиролиза, слив продукта жидкой фазы и выгрузку продукта твердой фазы, при этом в способе дополнительно осуществляют непрерывную подачу теплоносителя непосредственно в рабочую камеру реактора, перед загрузкой в реактор резиновые отходы предварительно размещают на транспортном средстве, которое помещают в камеру загрузки, а после пиролиза - в камеру охлаждения, где охлаждают твердую фазу продукта пиролиза и извлекают транспортное средство из камеры охлаждения для последующей разгрузки,при этом перед пиролизом дополнительно герметизируют рабочую камеру реактора и собирают и направляют на конденсацию с последующим разделением на газообразную фазу и жидкую фазу продукта пиролиза продукт пиролиза, попавший в камеру загрузки и камеру охлаждения. Дополнительная подача теплоносителя непосредственно в рабочую камеру реактора в непрерывном режиме позволяет сократить время разгона рабочей камеры, а также сократить расход энергии, необходимой для поддержания рабочей температуры в рабочей камере реактора на протяжении всего процесса пиролиза. В предпочтительном варианте реализации способа теплоноситель подают по меньшей мере в одну зону придонной области рабочей камеры реактора. Это обеспечивает возможность последующего распространения теплоносителя в восходящем потоке по вышерасположенным областям рабочей камеры. 4 Также предпочтительным в рамках настоящего изобретения является подача в качестве теплоносителя перегретого парa, в частности пара температурой от 280 до 750 С. Теплоноситель в виде перегретого пара при поступлении в рабочую камеру выполняет также функцию рабочей среды и способствует поддержанию процесса пиролиза. С учетом непрерывной подачи перегретого пара в рабочую камеру и при условии непрерывного отвода на конденсацию газообразной фазы процесс пиролиза также непрерывно активируется. Для охлаждения твердой фазы продукта пиролиза в камеру охлаждения предпочтительно подают воду. Это обеспечивает сокращение времени охлаждения температуры твердой фазы продукта пиролиза до безопасных пределов. При установлении определенных норм расхода воды по отношению к массе твердой фазы продукта пиролиза можно, кроме того, изменять некоторые физические характеристики данного целевого продукта, например влажность. Включение в технологический процесс переработки резиновых отходов дополнительных стадий размещения отходов на транспортном средстве и перемещения транспортного средства последовательно в камеру загрузки, рабочую камеру, камеру охлаждения в сочетании с другими существенными признаками неочевидным для специалистов в данной области техники образом не только не увеличивают общую продолжительность одного цикла переработки, но и обеспечивают ряд дополнительных преимуществ, среди которых возможность реализовать непрерывность процесса с использованием, в частности, четырех групп транспортных средств, каждая из которых находится на определенной стадии процесса; возможность заданного равномерного распределения отходов в рабочей камере, которое обеспечивается при загрузке транспортного средства и остается неизменным в процессе загрузки в рабочую камеру; исключение из технологической схемы дополнительных специальных устройств для перегрузки отходов на различных стадиях процесса и т.п. Поставленная задача решается также предлагаемым устройством для переработки резиновых отходов, включающим тепловой реактор,корпус которого имеет цилиндрическую форму,содержащий рабочую камеру, средство загрузки резиновых отходов, расположенное на входе рабочей камеры, средство извлечения жидкой фазы продукта пиролиза и средство извлечения твердой фазы продукта пиролиза, расположенное на выходе рабочей камеры, и устройство нагрева, взаимодействующее с реактором на определенном участке поверхности корпуса,причем реактор снабжен средством накопления и распределения тепловой энергии по поверхности рабочей камеры, размещенным на внешней поверхности корпуса реактора, средство извлечения жидкой фазы продукта пиролиза выполнено в виде охладителя, конденсатора газооб 5 разной фазы и разделителя конденсата на газообразную и жидкую фазы, при этом устройство дополнительно содержит средство непрерывной подачи тепловой энергии в рабочую камеру реактора, выполненное в виде трубопровода, по меньшей мере один участок которого расположен с возможностью прямого контакта с устройством нагрева и имеет выход в рабочую камеру реактора, причем в соответствующей зоне корпуса реактора выполнено впускное отверстие, форма и размер которого соответствуют форме и размеру поперечного сечения трубопровода, при этом трубопровод и отверстие в корпусе реактора соединены герметично, а участок трубопровода, входящий в рабочую камеру, снабжен средством равномерного распределения теплоносителя по объему рабочей камеры, реактор дополнительно содержит камеру загрузки и камеру охлаждения, снабженную средством подачи охлаждающей среды, которые расположены до и после, соответственно, рабочей камеры с возможностью изоляции от рабочей камеры посредством средства герметизации,средство загрузки резиновых отходов и средство извлечения твердой фазы продукта пиролиза выполнено в виде транспортного средства, выполненного с возможностью совершения поступательного движения от входа реактора к его выходу по направляющим, при этом корпус реактора в зоне рабочей камеры выполнен смежным с устройством нагрева на площади, составляющей до 70% от общей площади поверхности корпуса в зоне рабочей камеры, а реактор установлен так, что его ось расположена горизонтально. В предпочтительном варианте реализации устройства участок трубопровода, входящий в рабочую камеру, содержит по меньшей мере одно ответвление, при этом каждая из ветвей трубопровода расположена горизонтально у донной части рабочей камеры и в качестве средства равномерного распределения пара по объему рабочей камеры снабжена по меньшей мере одной парой выпускных отверстий, выполненных с возможностью выпуска струй пара под углом приблизительно 45 по отношению к горизонтальной плоскости и приблизительно 90 по отношению друг к другу. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение теплоносителя, непрерывно поступающего в рабочую камеру, равномерно поступательно по всему объему рабочей камеры. При этом размещение ветвей трубопровода с выпускными отверстиями в придонной области рабочей камеры обеспечивает непрерывное прохождение теплоносителя в восходящем потоке через слой резиновых отходов, размещенный на транспортном средстве. Средство подачи охлаждающей среды предпочтительно может быть выполнено в виде по меньшей мере одного распылителя охлаждающей жидкости. Для получения мелкодис 004393 6 персных фаз распыляемой жидкости распылитель может быть выполнен, например, в виде форсунки с соответствующим размером выходных отверстий. В заявляемом устройстве транспортное средство может быть выполнено предпочтительно в виде транспортных тележек и наиболее предпочтительно содержит четыре группы транспортных тележек, наиболее предпочтительно по четыре тележки в каждой группе, которые поступательно перемещаются от входа реактора к его выходу по направляющим, выполненным, например, в виде рельсов. Наличие четырех групп тележек обеспечивает реализацию заявляемого способа в непрерывном режиме. В то же время, для специалистов в данной области техники должно быть очевидным, что могут быть предложены и другие формы реализации транспортного средства и соответствующих направляющих. Ниже изобретение поясняется со ссылкой на позиции чертежей, на которых представлены: фиг. 1 - схематичное изображение процесса переработки резиновых отходов в соответствии с одним из возможных предпочтительных вариантов реализации заявляемого способа с использованием одного из возможных предпочтительных вариантов реализации заявляемого устройства; фиг. 2 - схематичное изображение одного из возможных предпочтительных вариантов реализации средства непрерывной подачи тепловой энергии в рабочую камеру реактора; фиг. 3 - схема одного из возможных предпочтительных вариантов распределения теплоносителя с помощью средства равномерного распределения теплоносителя по объему рабочей камеры. На фиг. 1 схематично изображены бункер 1 загрузки, реактор 2, тележки 3, 4, 5, 6, находящиеся на различных стадиях технологического процесса (3 - тележка на стадии загрузки, 4 тележка на стадии пиролиза, 5 - тележка на стадии охлаждения, 6 - тележка на стадии выгрузки), шлюзовые затворы 7, 8, 9, 10 (7 - шлюзовой затвор входа в реактор, 8 - шлюзовой затвор камера загрузки - рабочая камера, 9 - шлюзовой затвор рабочая камера - камера охлаждения, 10 шлюзовой затвор выхода реактора), направляющие 11, по которым поступательно перемещаются тележки 3, 4, 5 и 6 под действием толкателей 12 в камеру 13 загрузки, рабочую камеру 14, камеру охлаждения 15 и к бункеру 16 разгрузки, устройство нагрева, выполненное в виде топки 17. Топка 17 предпочтительно установлена в зоне рабочей камеры 14 реактора 2 таким образом, что является смежной с корпусом реактора 2 приблизительно на 70% площади поверхности реактора 2 в зоне рабочей камеры 14, что обеспечивает значительное снижение потерь тепла при передаче от топки 17 в рабочую камеру 14. Устройство также содержит вы 7 тяжку 18 дыма и дымовую трубу 19. Трубопровод 20, по которому осуществляется подача перегретого пара непосредственно в рабочую камеру 14, содержит участок 21, проходящий через топку 17, и участок 22, входящий в рабочую камеру 14. Камера 15 охлаждения содержит форсунки 23 для распыления охлаждающей жидкости, в данном случае воды. Рабочая камера 14 снабжена газоанализатором 24, барометром 25 и датчиком температуры 26. В состав устройства входят также теплообменники 27 и 28 с датчиками температуры 29, 30 соответственно, и емкостями для жидких продуктов 31,32 соответственно, сепаратор 33 для разделения твердой фазы продукта пиролиза, емкость 34 для металла и емкость 35 для углеродистого остатка и подъемный кран 36. Размещение датчика 37 температуры предусмотрено также в камере 15 охлаждения. Из рабочей камеры 14 отвод газообразной фазы продукта пиролиза в теплообменник 27 осуществляется по трубопроводу 38, снабженному расходомером. Кроме того, ветви 39 и 40 трубопровода 38 соединены с камерой 13 загрузки и камерой 15 охлаждения соответственно. Трубопровод 20 для подачи перегретого пара в рабочую камеру 14 снабжен на участке, расположенном вне топки 17, краном 41, ана участке, входящем в рабочую камеру 14, - средством 42 равномерного распределения теплоносителя по объему рабочей камеры. Реактор 2 установлен таким образом, что его ось 43 расположена горизонтально. Более подробно один из возможных предпочтительных вариантов реализации средства непрерывной подачи тепловой энергии в рабочую камеру 14 реактора 2 в виде участка 22 трубопровода 20, входящего в рабочую камеру 14,представлен на фиг. 2. Участок 22 трубопровода 20 содержит две ветви 44 и 45, которые горизонтально, а в данном примере реализации и параллельно друг относительно друга, расположены в придонной области рабочей камеры 14. На торцах ветвей 44 и 45 установлены заглушки 46, а на участках поверхности ветвей 44 и 45,противолежащих донной части реактора 2, выполнено множество пар выпускных отверстий 47. Расположение отверстий 47 выбрано таким образом, что выпуск струй теплоносителя из пары выпускных отверстий 47 осуществляется под углом , составляющим предпочтительно приблизительно 45 по отношению к горизонтальной плоскости, в которой расположена ось 43 реактора, т.е. предпочтительно приблизительно 90 по отношению друг к другу. В устройстве также предусмотрен кран 48,контролирующий подачу очищенной парогазовой смеси повторно в топку 17. Заявляемое устройство при осуществлении заявляемого способа работает следующим образом (на примере одного не начального цикла непрерывного технологического процесса). 8 Из бункера 1 в тележку 3 загружают резиновые отходы, открывают шлюзовой затвор 7(входа реактора) и с помощью толкателя 12 заталкивают тележку 3 в камеру 13 загрузки, после чего затвор 7 (входа реактора) закрывают и открывают затвор 8 (камера загрузки - рабочая камера). Затем тележку 3 толкателем 12 заталкивают в рабочую камеру 14 и закрывают затвор 8 (камера загрузки - рабочая камера). Затвор 9 (рабочая камера - камера охлаждения) также закрыт. В топку 17 подают топливо, например дрова. Продукты сгорания топлива после фильтрации из топки 17 выводятся в дымовую трубу 19, при этом тепло сгорания передается через корпус реактора 2 в рабочую камеру 14. С помощью крана 41 регулируют подачу в трубопровод 20 насыщенного водяного пара. Проходя по трубопроводу 20, пар на участке 21 трубопровода 20, расположенном в топке 17,нагревается до температуры от 280 до 750 С. В связи с высокотемпературным режимом как внешней, так и внутренней среды трубопровод 20 изготовлен из жаропрочных труб и может быть выполнен, например, в виде плоского змеевика. Перегретый насыщенный водяной пар далее поступает непосредственно в рабочую камеру 14. Для этого трубопровод 20 содержит участок 22, входящий в полость рабочей камеры 14 в придонной области рабочей камеры 14. В описываемом примере реализации участок 22 содержит две ветви 44 и 45, расположенные горизонтально под направляющими 11, а следовательно, под тележкой 4, находящейся в рабочей камере 14. Перегретый пар распространяется вначале по придонной области рабочей камеры, а затем в восходящем потоке проходит через расположенные на тележке 4 резиновые отходы. Для улучшения проницаемости дно тележки 4 может быть выполнено решетчатым и снабженo поддоном. Поступление перегретого пара в рабочую камеру 14 реактора 2 в непрерывном режиме обеспечивает активное протекание процесса пиролиза. Размещение трубопровода 20 непосредственно в топке 17 позволяет нагревать пар до высокой температуры и наиболее эффективно передавать тепло с потоком пара из топки 17 в рабочую камеру 14. При помощи крана 41, изменяя поток перегретого пара, поступающего в рабочую камеру 14, можно регулировать температуру в рабочей камере 14 для обеспечения оптимальной температуры протекания процесса пиролиза резиновых отходов. Резиновые отходы, находящиеся на тележке 4 в рабочей камере 14, нагреваются до температуры приблизительно 400-500 С, в результате чего протекает процесс пиролиза (термического разложения) с образованием твердой и газообразной фаз продуктов пиролиза. Количество образующихся в рабочей камере 14 в процессе пиролиза продуктов газообразной фазы контро 9 лируют по показаниям газоанализатора 24, а температуру нагрева отходов контролируют с помощью датчика температуры 26. При снижении температуры в рабочей камере 14 ниже 400 С увеличивают подачу топлива в топку 17,а при росте температуры выше 500 С уменьшают подачу топлива в топку 17, с помощью вытяжки 18 снижают количество выводимых в дымовую трубу продуктов сгорания и увеличивают подачу пара через трубопровод 20. Газообразную фазу продукта пиролиза резиновых отходов в смеси с водяным паром через трубопровод 38 с расходомером подают в теплообменник 27, где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают их и частично конденсируют. При этом, в зависимости от заданных условий (например, при необходимости выделить фракцию с температурой кипения не ниже 200 С),обеспечивают такой расход охлаждающей воды через теплообменник 27, при котором выходящая парогазовая смесь будет иметь температуру 200 С. Контроль температуры смеси, выходящей из теплообменника 27, контролируют по показаниям датчика 29 температуры. Конденсированные продукты (жидкая фаза) из теплообменника 27 сливают в емкость 31 для жидких продуктов. Далее несконденсированную парогазовую смесь подают во второй теплообменник 28, где в результате теплообмена с проточной водой устанавливают температуру смеси 100 С и выше. Контроль температуры осуществляют по показания датчика 30 температуры. Температуру 100 С и выше устанавливают путем регулирования расхода охлаждающей воды для того,чтобы предотвратить конденсацию водяного пара. В случае протекания конденсации водяного пара образуется загрязненный продуктами разложения резиновых отходов конденсат, выделяется большое количество тепла (2300 кДж на 1 кг сконденсированного пара), которое необходимо отводить, для чего требуется обеспечить большой расход охлаждающей воды. Из второго теплообменника 28 парогазовую смесь с температурой 100 С и выше выводят в топку 17 и сжигают. Подачу парогазовой смеси регулируют краном 48. Таким образом предотвращается сброс загрязненного конденсата в окружающую среду и теплота сгорания низкокипящих продуктов разложения отходов используется для энергообеспечения процесса. При этом также снижается расход топлива. Конденсированные продукты (жидкость) из теплообменника 28 сливают в емкость 32 для жидких продуктов. По окончании процесса разложения отходов(после прекращения выхода газообразных продуктов из отходов, которое устанавливают по показаниям газоанализатора 24) открывают шлюзовой затвор 9 и с помощью толкателя 12 тележку 4 с твердой фазой продукта пиролиза, включающей твердый углеродистый остаток и металлический 10 корд, перемещают в камеру 15 охлаждения, после чего закрывают затвор 9. После перемещения тележки 4 в камеру 15 охлаждения с помощью насоса (на чертежах не изображен) через форсунки 23 подают воду и распыляют ее на находящуюся на тележке 5 твердую фазу продукта пиролиза. Контроль температуры твердой фазы продукта пиролиза осуществляют по показаниям датчика температуры 37, и при установлении температуры Т=150-170 С (такой уровень температуры позволяет без возгорания вывести тележку 5 с твердой фазой продукта пиролиза из камеры 15 охлаждения) прекращают орошение, открывают шлюзовой затвор 10 и с помощью толкателя 12 тележку 5 выталкивают из камеры 15 охлаждения и подают на разгрузку. Для разгрузки тележки 5 открывают люки, выполненные в ее днище, и твердая фаза продукта пиролиза под действием собственного веса просыпается в бункер выгрузки 16 и далее в сепаратор 33, где металл отделяют от углеродистой составляющей и выгружают в емкость 34, а углеродистую составляющую выгружают в емкость 35. После разгрузки тележку 5 с помощью подъемного крана 36 перемещают к бункеру 1 и цикл повторяют. Следует отметить также, что даже при кратковременном открытии шлюзовых затворов 8 и 9,происходит утечка парогазовой среды в камеру 13 загрузки и в камеру 15 охлаждения. Для утилизации парогазовой среды камера 13 загрузки и камера 15 охлаждения снабжены выходом в ветви 39 и 40 соответственно трубопровода 38 для отвода газообразной фазы продукта пиролиза. При этом следует учитывать, что описание полного цикла технологического процесса было дано только для одной тележки, в то время как в один и тот же момент в технологическом процессе участвуют все четыре тележки, причем переход тележек на последующие стадии технологического процесса осуществляется одновременно. Ниже приводятся примеры реализации заявляемого способа переработки резиновых отходов с помощью заявляемого устройства. Данные примеры следует рассматривать в качестве иллюстративного материала, подтверждающего достоинства и преимущества заявляемых способа и устройства, а не в качестве ограничивающих притязания заявителя и единственно возможных вариантов реализации. Пример 1. Осуществляют переработку изношенных шин по описанной выше схеме технологического процесса. В каждую тележку 3 загружают 350 кг резиновых отходов (изношенные шины) и осуществляют один цикл переработки. В топку 17 загружают 280 кг дров (влажность 20%, зольность 2%, теплота сгорания 14 МДж/кг). Для полного сгорания дров в топку 17 необходимо подать 4,5 м 3 воздуха на 1 кг дров,т.е. 1575 м 3 в течение 2 ч. При сгорании дров образуется 5,3 м 3/кг продуктов сгорания, что в 11 итоге составит 1484 м 3. Расход дров определен следующим образом: на нагрев элементов устройства - 157 кг; на перегрев 350 кг пара (Т=500 С ) - 25 кг; для обеспечения нагрева до 500 С и термического разложения 350 кг резиновых отходов - 42 кг. Таким образом, полный расход дров на энергообеспечение процесса (с учетом 25% теплопотерь) составит(157 кг + 42 кг + 25 кг) х 1,25 = 280 кг Температура перегретого пара, подаваемого в рабочую камеру 14 по трубопроводу 20,составляет 500 С. Температура в рабочей камере 14 поддерживается на уровне 500 С. По показаниям газоанализатора 24 и расходомера трубопровода 38 осуществляют контроль за протеканием процесса пиролиза. Например, по полученным показаниям газоанализатора 24 концентрация газообразной фазы продукт пиролиза составляет 0,1458 кг/м 3,а расход парогазовой смеси по показаниям расходомера трубопровода 38 составляет 600 м 3/ч. При этом полный выход газообразной фазы продукта пиролиза резиновых отходов составляет 175 кг, т.е. 50% от исходного количества 350 кг. Таким образом, при установившихся условиях 140 кг продуктов разложения будут выведены из рабочей камеры за время(175 кг) / (0,1458 кг/м 3 х 600 м 3/ч) = 2 ч Таким образом, в данном примере интенсивность подвода тепла к резиновым отходам обеспечивает их полное разложение за заданное время 2 ч. В случае, когда из расчетов следует, что полное время разложения больше заданного,необходимо интенсифицировать процесс теплообмена любым из описанных выше способов таким образом, чтобы получить заданное время разложения 2 ч. Газообразную фазу продукта пиролиза резиновых отходов в смеси с водяным паром с расходом 600 м 3/ч подают в теплообменник 27,где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают их до температуры 250 С, в результате чего конденсируется 79% газообразной фазы продукта пиролиза, т.е. 55,3 кг/ч. Несконденсированную парогазовую смесь подают во второй теплообменника 28, где в результате теплообмена с проточной водой устанавливают температуру смеси 193 С. В результате, конденсируется еще 7,7 кг/ч газообразной фазы продукта пиролиза резиновых отходов. Из второго теплообменника 28 несконденсированную парогазовую смесь с температурой 193 С через кран 48 в количестве 199,5 кг/ч выводят в топку 17 и сжигают. В данном случае сжигается 7 кг/ч продуктов пиролиза с теплотой сгорания 40 МДж/кг и 17,5 кг/ч неконденсирующихся газов с теплотой сгорания 30 МДж/кг. Общее количество тепла, 004393 12 получаемого от сжигания продуктов разложения резиновых отходов, составит 805 МДж/ч. При сжигании 140 кг/ч дров (280 кг дров расходуется за 2 ч) выделяется 1960 МДж/ч тепла. Таким образом, расход дров снижается до следующей величины:(1960 МДж/ч - 805 МДж/ч) /14 МДж/кг = 82,5 кг/ч Расход воды на орошение твердой фазы продукта пиролиза определяется весом твердой фазы продукта пиролиза, его начальной температурой и заданной конечной температурой. В нашем случае вес твердой фазы продукта пиролиза составляет 175 кг, его начальная температура - 500 С, заданная конечная температура 150 С, удельная теплоемкость - 1,3 кДж/кгС. В этом случае для охлаждения твердой фазы необходимо отвести тепло, равное 79625 кДж. Тепло отводится в результате нагрева и испарения воды. Таким образом, для отвода данного количества тепла необходимо (при условии, что начальная температура воды составляет 20 С) подать на орошение 30,2 кг воды. Приведенные в примере расчеты демонстрируют высокую эффективность способа, прежде всего, с точки зрения снижения энергозатрат и выброса загрязнений в окружающую среду. Пример 2. Осуществляют переработку изношенных шин по описанной выше схеме технологического процесса. В каждую тележку 3 загружают 1000 кг резиновых отходов (измельченных до размеров 300-400 мм изношенных шин) и осуществляют один цикл переработки. В топку 17 загружают 400 кг дров (влажность 10%, зольность 2%, теплота сгорания 16 МДж/кг). Для полного сгорания дров в топку 17 необходимо подать 5 м 3 воздуха на 1 кг дров, т.е. 2000 м 3. При сгорании дров образуется 5,8 м 3/кг продуктов сгорания, что в итоге составит 2320 м 3. Расход дров определен следующим образом: на нагрев элементов устройства - 157 кг; на перегрев 1000 кг пара (Т=500 С) - 70 кг; для обеспечения нагрева до 500 С и термического разложения 1000 кг резиновых отходов - 118 кг. Таким образом, полный расход дров на энергообеспечение процесса (с учетом 16% теплопотерь) составит(157 кг + 118 кг + 70 кг) х 1,16 = 400 кг Температура перегретого пара, подаваемого в рабочую камеру 14 по трубопроводу 20,составляет 500 С. Температура в рабочей камере 14 поддерживается на уровне 500 С. Например, по показаниям газоанализатора 24 и расходомера трубопровода 38 осуществляют контроль за протеканием процесса пиролиза. По полученным показаниям газоанализатора 24, концентрация газообразной фазы продуктa пиролиза составляет 0,100 кг/м 3, а расход парогазовой смеси по показаниям расходомера 13 трубопровода 38 составляет 2000 м 3/ч. При этом полный выход газообразной фазы продукта пиролиза резиновых отходов составляет 400 кг,т.е. 40% от исходного количества 1000 кг. Таким образом, при установившихся условиях 400 кг продуктов разложения будут выведены из рабочей камеры за время(400 кг) / (0,100 кг/м 3 х 2000 м 3/ч) = 2 ч Таким образом, в данном примере интенсивность подвода тепла к резиновым отходам обеспечивает их полное разложение за заданное время 2 ч. В случае, когда из расчетов следует, что полное время разложения больше заданного,необходимо интенсифицировать процесс теплообмена любым из описанных выше способов таким образом, чтобы получить заданное время разложения 2 ч. Газообразную фазу продукта пиролиза резиновых отходов в смеси с водяным паром с расходом 2000 м 3/ч подают в теплообменник 27,где в результате теплообмена с проточной водой охлаждают их до температуры 250 С, в результате чего конденсируется 79% газообразной фазы продукта пиролиза, т.е. 138,25 кг/ч. Несконденсированную парогазовую смесь подают во второй теплообменника 28, где в результате теплообмена с проточной водой устанавливают температуру смеси 193 С. В результате, конденсируется еще 19,25 кг/ч газообразной фазы продукта пиролиза резиновых отходов. Из второго теплообменника 28 несконденсированную парогазовую смесь с температурой 193 С через кран 48 в количестве 567,5 кг/ч выводят в топку 17 и сжигают. В данном случае сжигается 19,25 кг/ч продуктов пиролиза с теплотой сгорания 40 МДж/кг и 25 кг/ч неконденсирующихся газов с теплотой сгорания 30 МДж/кг. Общее количество тепла,получаемого от сжигания продуктов разложения резиновых отходов, составит 1520 МДж/ч. При сжигании 200 кг/ч дров (400 кг дров расходуется за 2 ч) выделяется 2800 МДж/ч тепла. Таким образом, расход дров снижается до следующей величины:(2800 МДж/ч - 1520 МДж/ч) /14 МДж/кг = 91,4 кг/ч Расход воды на орошение твердой фазы продукта пиролиза определяется весом твердой фазы продукта пиролиза, его начальной температурой и заданной конечной температурой. В нашем случае вес твердой фазы продукта пиролиза составляет 600 кг, его начальная температура - 500 С, заданная конечная температура 150 С, удельная теплоемкость - 1,3 кДж/кгС. В этом случае для охлаждения твердой фазы необходимо отвести тепло, равное 273000 кДж. Тепло отводится в результате нагрева и испарения воды. Таким образом, для отвода данного количества тепла необходимо (при условии, что начальная температура воды составляет 20 С) подать на орошение 103,5 кг воды. 14 Приведенные в примере расчеты, как и в предыдущем примере, также демонстрируют высокую эффективность способа, прежде всего,с точки зрения снижения энергозатрат и выброса загрязнений в окружающую среду. Заявленный способ для переработки резиновых отходов и устройство для осуществления способа прошли испытания в условиях экспериментального производства и выгодно отличаются от известных улучшенными показателями по удельным энергетическим затратам на процесс переработки отходов, а также более низкими выбросами вредных веществ в окружающую среду. Литература 1. Патент РФ 2128196 С 1, опубл. 27.03.1999. 2. Заявка РБ 1018 от 25.11.1993, опубл. 15.12.1995 г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки резиновых отходов путем пиролиза в среде теплоносителя, включающий нагрев реактора до достижения температуры теплоносителя в рабочей камере реактора в диапазоне от 400 до 700 С, загрузку резиновых отходов в реактор, тепловую изоляцию рабочей камеры реактора, пиролиз резиновых отходов в среде перегретого водяного пара, разделение продуктов пиролиза на продукты газообразной и твердой фаз с последующим выделением из продукта газообразной фазы путем конденсации продукта жидкой фазы, отвод газообразной фазы для повторного использования в процессе пиролиза, слив продукта жидкой фазы и выгрузку продукта твердой фазы, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют подачу теплоносителя непосредственно в рабочую камеру реактора, перед загрузкой в реактор резиновые отходы предварительно размещают на транспортном средстве, которое помещают в камеру загрузки, а после пиролиза - в камеру охлаждения, где охлаждают твердую фазу продукта пиролиза и извлекают транспортное средство из камеры охлаждения для последующей разгрузки, при этом перед пиролизом дополнительно герметизируют рабочую камеру реактора и собирают и направляют на конденсацию с последующим разделением на газообразную фазу и жидкую фазу продукта пиролиза продукт пиролиза, попавший в камеру загрузки и камеру охлаждения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплоноситель подают по меньшей мере в одну зону придонной области рабочей камеры реактора. 3. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя подают пар температурой от 280 до 750 С. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для охлаждения твердой фазы продукта пиролиза в камеру охлаждения подают воду. 5. Устройство для переработки резиновых отходов, включающее тепловой реактор, корпус которого имеет цилиндрическую форму, содержащий рабочую камеру, средство загрузки резиновых отходов, расположенное на входе рабочей камеры, средство извлечения жидкой фазы продукта пиролиза и средство извлечения твердой фазы продукта пиролиза, расположенное на выходе рабочей камеры, и устройство нагрева, взаимодействующее с реактором на определенном участке поверхности корпуса,причем реактор снабжен средством накопления и распределения тепловой энергии по поверхности рабочей камеры, размещенным на внешней поверхности корпуса реактора, средство извлечения жидкой фазы продукта пиролиза выполнено в виде охладителя, конденсатора газообразной фазы и разделителя конденсата на газообразную и жидкую фазы, отличающееся тем,что дополнительно содержит средство непрерывной подачи тепловой энергии в рабочую камеру реактора, выполненное в виде трубопровода, по меньшей мере один участок которого расположен с возможностью прямого контакта с устройством нагрева и имеет выход в рабочую камеру реактора, причем в соответствующей зоне корпуса реактора выполнено впускное отверстие, форма и размер которого соответствуют форме и размеру поперечного сечения трубопровода, при этом трубопровод и отверстие в корпусе реактора соединены герметично, а участок трубопровода, входящий в рабочую камеру, снабжен средством равномерного распределения теплоносителя по объему рабочей камеры, реактор дополнительно содержит камеру загрузки и камеру охлаждения, снабженную 16 средством подачи охлаждающей среды, которые расположены до и после, соответственно, рабочей камеры с возможностью изоляции от рабочей камеры посредством средства герметизации,средство загрузки резиновых отходов и средство извлечения твердой фазы продукта пиролиза выполнено в виде транспортного средства, выполненного с возможностью совершения поступательного движения от входа реактора к его выходу по направляющим, при этом корпус реактора в зоне рабочей камеры выполнен смежным с устройством нагрева, а реактор установлен так, что его ось расположена горизонтально. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем,что участок трубопровода, входящий в рабочую камеру, содержит по меньшей мере одно ответвление, при этом каждая из ветвей трубопровода расположена горизонтально в придонной области рабочей камеры и в качестве средства равномерного распределения пара по объему рабочей камеры снабжена по меньшей мере одной парой выпускных отверстий, выполненных с возможностью выпуска струй пара под углом приблизительно 45 по отношению к горизонтальной плоскости и приблизительно 90 по отношению друг к другу. 7. Устройство по любому из пп.5, 6, отличающееся тем, что средство подачи охлаждающей среды выполнено в виде по меньшей мере одного распылителя охлаждающей жидкости. 8. Устройство по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что транспортное средство выполнено в виде транспортных тележек. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем,что транспортное средство содержит четыре группы транспортных тележек.