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Fédération de Russie Patent RU2153415

ÉLIMINATION DES DÉCHETS PNEUS MÉTHODE DE DÉCHETS ET PRODUITS DE CAOUTCHOUC ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN ŒUVRE

Nom de l'inventeur: Sergey Apôtres; Anatoly Potapov
Le nom du titulaire du brevet: Sergey Apôtres; Anatoly Potapov
Adresse pour la correspondance: 195269, Saint - Pétersbourg, Svetlanov Prospect 93, kv.153, Apostolov SA
Date de début du brevet: 21.10.1998

Un procédé et un appareil sont utilisés pour l'élimination des pneumatiques usagés et de produits en caoutchouc des déchets. Le procédé est effectué le traitement thermique des matières premières, qui sont placés dans un extracteur rempli d'huile minérale à une température de 260-290 ° C, et la dissolution complète de caoutchouc. Le procédé utilise un traitement panier d'alimentation perforée. Après dissolution complète de la composition de caoutchouc du caoutchouc résultant est versé. Le résidu de noir de carbone, des composants minéraux et câble métallique, qui se trouve dans le panier, le solvant a lavé avec de l'essence. Dernière distillée à la vapeur puis pulvérisé et le résidu solide est récupéré à partir et cordon en métal noir. Dispositif extracteur comprend un boîtier cylindrique ayant une partie supérieure dans le port de charge, les réactifs d'entrée et de raccords de sortie. L'extracteur est équipé d'un panier perforé de la charge d'alimentation constituée de barres longitudinales avec des espaces, un fond perforé plat et des plaques de recouvrement sous la forme d'un fond perforé. L'appareil a une condensation des composants de démarrage et de l'essence d'extraction de vapeur brute, un dispositif de contrôle de la température pour l'évaporation de l'essence et d'extraction. Chacun des dispositifs connectés à l'extracteur respectif de tuyau de raccordement. Dispositif pour l'évaporation de l'extracteur d'essence est reliée à l'agent d'extraction pour les phases liquide et vapeur. La composition bitumineuse qui en résulte est utilisé comme matériau pour l'étanchéité, les toitures, pour la préparation du béton bitumineux. L'invention permet de recycler les pneus usagés en matériaux appropriés pour une utilisation ultérieure.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L ' invention concerne le domaine du recyclage des pneumatiques usagés et des produits de déchet de caoutchouc.

Connu procédé de séparation et de forcer les pneus en caoutchouc matériau à haute pression à travers les trous dans le moule de broyage (voir. DESCRIPTION RF au certificat de l' auteur N 1728042, cl. B 29 B 17/00, publ. En 1992 YG).

L'inconvénient de cette méthode est la nécessité d' un équipement de pression complexe, son usure rapide, l'incapacité de traitement des pneus avec des câbles métalliques et d' obtenir des miettes de caoutchouc ayant tous les composants organiques et minéraux du caoutchouc.

Connu broyage des pneus et la façon dont le matériau par refroidissement à l' azote liquide et la fragmentation subséquente (voir. La description de l'invention à un certificat de l'auteur N 1752562, cl. Dans 29 17/00, publ. En 1992), ou à l' abrasion roue abrasive ou grains abrasifs ( description de l'invention à un certificat de l'auteur N 1729769, cl. au 29 17/00, publ. en 1992).

Les inconvénients de ces méthodes est la consommation élevée d'énergie pour le refroidissement profond, décharge de matériaux abrasifs, avec des pièces métalliques impossibilité de recyclage de pneus et cordon de métal et de caoutchouc, et l' obtention d' une poudre contenant tous les composants de charges.

De l'art antérieur comme un prototype de la méthode proposée pour l' élimination des pneus usagés et caoutchouc des déchets produits vous Branes "procédé pour la préparation de liant en caoutchouc ouvrant" certificat d'auteur N 1289872, cl. C 08 L 95/00, publ. 1987 Dans ce procédé, une poudre de caoutchouc ayant une taille de particule inférieure à 1 mm a été soumis à un traitement thermique dans un mélange avec un plastifiant (ou anthracène schiste bitumineux) d' abord à une température de 190 à 220 ° C, puis à 240-260 ° C, après quoi le produit résultant est mélangé et avec le bitume est ajouté, agents structurants (cire de polyéthylène, de soufre et d'autres.).

Les inconvénients de ce procédé comprennent la nécessité d' un pré-broyage de la matière première en particules de moins de 1 mm, ce qui est impossible dans le cas des pneus usés contenant un câble métallique et de pièces métalliques. En outre, la composition bitumineuse résultante comprend du noir de carbone et de composants minéraux du caoutchouc, ce qui réduit la surface d'utilisation du produit obtenu.

Le plus proche , en substance technique au dispositif revendiqué pour la mise en oeuvre du procédé élimination des pneumatiques usagés et de produits en caoutchouc des déchets est un dispositif de traitement thermique des déchets en plastique, pneus usagés, des matériaux de toiture, etc .. certificat d'auteur N 1713921, cl. C 10 G 1/10, publ. En 1992 , dans le matériau de l' appareil est introduit dans une unité de cylindre de gaz de combustion chauffée équipée de charge les connexions de port et de sortie pour l' alimentation en gaz et produits liquides de décomposition. Dans la zone inférieure de l'appareil comporte un mélangeur à vis, qui est située sur des anneaux d'isolement de la grille décalée en hauteur par rapport à l'autre. Après achèvement du produit liquide est vidangé, et le résidu solide est éliminé en même temps que le treillis.

L'inconvénient de ce dispositif est qu'il est décomposé thermiquement polymère de type caoutchouc en caoutchouc pour obtenir des produits liquides qui ne peuvent pas être utilisés en tant que la composition bitumineuse d' étanchéité, tels que ou dans la construction de routes. Le solide résultant a été contaminé par les produits de décomposition du caoutchouc, de sorte qu'il est une application utile et limitée. Il y a un rendement élevé de sous-produits qui nécessitent un traitement spécial pour l'élimination.

Par ailleurs, dans ce dispositif permet de résoudre de façon satisfaisante le problème de transfert de masse et de chaleur, conduisant à une surcuisson à la substance à traiter et le transfert de chaleur appareil de nettoyage de surface nécessaire après chaque cycle de fonctionnement.

L'objectif des solutions techniques proposées visant à simplifier le processus élimination des produits en caoutchouc usagés et des déchets en éliminant l'opération de pré-broyage de la charge d' alimentation, d'élargir la gamme utile de demandes reçues composition de résine en se séparant de ses noirs, de minéraux et câble métallique et la production simultanée de noir de carbone est pas la dégradation du polymère contenant les produits de caoutchouc.

La tâche est atteint par un procédé pour l' élimination d'articles en caoutchouc usé et des déchets, comprenant un traitement thermique de matières premières constituant les pneus usagés et des déchets en caoutchouc, le traitement thermique des matières premières est réalisée dans un panier perforé qui a été placé dans un extracteur rempli d'huile de pétrole lourd ou de goudron circulant vers le haut à une température de 260-290 ° C jusqu'à dissolution complète du caoutchouc, après quoi la composition bitumineuse qui en résulte est essoré, et le reste du panier constitué de noir de carbone, des composants minéraux et câble métallique, on l'a lavé avec un solvant d'essence qui est ensuite débarrassé de la vapeur, puis le résidu a été pulvérisé et soutiré du câble métallique.

La tâche est atteint par le fait que , dans le dispositif pour l' élimination des produits usagés et des déchets en caoutchouc qui est un corps cylindrique, au - dessus duquel il y a un orifice de chargement à travers lequel l'extracteur est introduit panier perforé avec des pneus usés et / ou des déchets de caoutchouc. Le dispositif est muni de raccords pour l'entrée et la sortie de substances liquides et gazeuses, et une pompe pour faire circuler le liquide du bas vers le haut. Le dispositif est constitué de blocs et l'extraction de l'essence évaporation, la condensation de la vapeur et en contrôlant la température dans l'extracteur en phase liquide, dont chacune est reliée avec les raccords de tuyauterie d'extraction respectif, dans lequel le dispositif de vaporisation de l'extracteur d'essence est reliée à l'agent d'extraction pour les phases liquide et vapeur.

La nouveauté est que le traitement brut de la chaleur du matériau est réalisée dans un panier perforé, placé dans l' extracteur rempli d'huile ou de carburant de goudron d'huile circulant vers le haut à 260-290 ° C jusqu'à dissolution complète du caoutchouc et le reste du panier constitué de noir de carbone, des composants minéraux et essence de cordon métallique après le lavage au solvant, et retiré de celui-ci pulvérise le cordon métallique.

Elle est nouvelle et que l'extracteur est pourvu d'un panier perforé, et le dispositif supplémentaire introduite pour alimenter le bloc, l' essence extractant bloc de condensateurs pour le contrôle de la température et un dispositif d'extraction de l' essence évaporation.

En comparaison avec les analogues et prototypes connus, méthode d'élimination des produits usagés en caoutchouc et des déchets et dispositif pour sa mise en œuvre, vous pouvez proposé:

- Pour mener à bien la transformation des matières premières sans déchiquetage de pneus ou de déchets de caoutchouc;

- Pour mener à bien le traitement des pneus avec cordon métallique et d'autres pièces métalliques, ce qui élargit considérablement le champ d'application de la méthode et l'appareil proposé;

- Obtenir la composition de résine ne contient pas de suie et de minéraux composants en caoutchouc;

- Pour obtenir le noir de carbone et de carbone noir, adapté pour la réutilisation dans des compositions de caoutchouc ou de combustible solide;

- Régler la température requise pour le traitement thermique des matières premières, en raison de préchauffage de l'huile usée à la température souhaitée par l'équilibre thermique;

- Eliminer la formation de substances gazeuses par décomposition du caoutchouc;

- Éliminer la nécessité pour le nettoyage de l'extracteur après chaque cycle de fonctionnement, car il n'y a pas de surfaces de transfert de chaleur à laquelle les composants sont brûlés mélange traité;

- Recevoir des résidus obuglerozhenny sans autres composants en caoutchouc qui élargit la portée de son application.

La solution technique proposée est illustrée par un dessin.

Installation pour la mise en oeuvre des pneus et des déchets produits en caoutchouc d'échappement procédé de recyclage consiste en pneus de l'unité de chargement et / ou du panier 1, l'extracteur 2, au noeud de la condensation de l'essence d'extraction de vapeur 3 et 4, la pompe de circulation 8, un dispositif de régulation de la température dans l'extracteur 7 et les dispositifs de déchets de caoutchouc pour l'évaporation de l'essence extractant 9.

L'extracteur 2 comporte un couvercle 5, un panier perforé 1 formé d'entretoises longitudinales avec des lacunes, un fond perforé plat et plaques de recouvrement 15 sous la forme d'un fond perforé, et un anneau de support pour le guidage et le centrage de l'installation du panier 1. Raccords: essence pour l'extraction de vapeur A essence pour entrer dans l'agent d'extraction liquide sur le couvercle perforé du panier B, pour fournir du liquide à la pompe de circulation B, D pour le chargement de pétrole, de la vapeur d'essence pour entrer dans l'agent d'extraction D et de la vapeur raccord J. E est utilisée pour alimenter vers l'extracteur du fluide en circulation lors de la dissolution du caoutchouc, et et décharger les compositions bitumineuses finis et pour drainer l'évaporateur 9 extractant par lavage du résidu solide est de l'essence ekstragen-. L'installation et comprend un récipient 10 destiné à recevoir l'huile, II, d'une chaudière de chauffage et une pompe 12 pour pomper dans l'extracteur. L'unité comprend un broyeur 12 et palan sur monorail 13 pour le transport des paniers de matières premières et le reste de leur installation et le retrait de l'extracteur.

La méthode est la suivante. Les pneus de voiture et / ou de déchets de caoutchouc est livré à un site de coupe où le tri et, si nécessaire, couper en morceaux 2-4, puis chargé dans un panier 1.

l' huile de pétrole ou de goudron est déchargé de véhicules dans le réceptacle 10, à partir de laquelle alimenté périodiquement dans la chaudière 11 pour le chauffage à 260-290 ° C

Le panier perforé avec la charge ajustée avec palans 13 dans l'extracteur 2, le couvercle 5 est fermé et la pompe 12 est pompée dans l'huile chauffée ou de goudron de la chaudière 11. Ensuite, éteignez la pompe de circulation 8 et produire une correction de température par pompage de fluide à travers le dispositif de chauffage 7. polymère de caoutchouc Une fois dissous composition de résine (RBC) est pompée par la pompe dans le stockage ou les consommateurs de véhicules.

Après vidange RBC extracteur 2 est alimentée vapeurs d'essence, l'agent d'extraction de l'évaporateur 9. La vapeur chauffe le résidu solide à partir du panier, puis pénètre dans le condenseur 3. liquide d'extraction est séparé du gaz dans un séparateur 4, et coule vers le bas sur le couvercle du panier 15, réalisé sous la forme de plaques avec un fond perforé, ce qui assure sa distribution uniforme sur toute la section transversale du panier. L'extrait est donnée à l'évaporateur 9, dans lequel l'agent d'extraction éliminé et RBC périodiquement vidangée 6 dans le récipient de collecte. L'extracteur est purgé à la vapeur, le couvercle 5 est ouvert et panier Elektrostal 13 est retiré avec le résidu solide qui est broyé dans un broyeur 14 et retiré des pièces métalliques,

La recherche des processus de dissolution du caoutchouc thermochimique des pneus usagés a été réalisée sur l'installation du banc d'essai. L'objet de l'étude étaient les détails de pneus usés: Protector et une piste de jogging, et une paroi latérale avec un cordon textile synthétique et le cordon récupéré séparément des pneus. Il a été constaté que le câble textile synthétique, et le plus rapidement soluble. Tread et piste, consistant principalement en caoutchouc sans cordes se dissolvent lentement. Dans un premier temps, un gonflement du caoutchouc est observée, dont l'amplitude dépend de la température. Lorsqu'elle est soulevée 260-290 ° C le gonflement diminue 30-35% à 10-15% (en poids). Après 2-4 heures de perte de poids des échantillons en commençant au début du processus. Le taux moyen de dissolution des pneus en caoutchouc est la suivante: à 260 ° C - 0,57; à 270 ° C - 1,02; à 290 o C -. 1,31 kg / m 2 h A partir de ces données, un bus de temps de dissolution moyenne (37 kg) de 24,7, 14,7 et 11,4 heures.

Rendement après dissolution du caoutchouc solide de 18 à 25%, teneur en cendres de 40 à 50%. Le tableau 1 montre les caractéristiques des compositions de caoutchouc obtenues dans des conditions différentes. On voit que, lorsque la température diminue augmente la teneur en impuretés mécaniques RBC, ainsi grandement améliorée et le temps de dissolution du caoutchouc. A 240-250 ° C ne soit pas observé la formation d'agglomérats de caoutchouc noir de carbone et de composants minéraux. A des températures supérieures à 290 ° C commence la décomposition thermique du polymère de caoutchouc qui est accompagné par une libération accrue de substances gazeuses, peut donc être considérée comme la température optimale d'environ 270 o C. En régulant la quantité de caoutchouc dissous dans le goudron peuvent être obtenus avec différents points RBC de ramollissement et la pénétration.

Obtenu par cette méthode des compositions bitumineuses peuvent être utilisés pour les matériaux d'étanchéité pour les toitures et l'asphalte préparation du béton. Cela résout un problème très important de l'élimination des pneus en caoutchouc utilisés, dont le nombre augmente chaque année.

exemple
L'autoclave est équipé d'un dispositif de chauffage, une pompe de circulation (axial) et un condenseur à reflux a été chargé avec 1,0 kg de boues d'hydrocarbures à partir d' un mélange d'huile de Sibérie occidentale avec un point de ramollissement de 19 ° C goudron chauffé à 290 ° C, après quoi l'autoclave a été placé dans un panier fil d'acier rempli de morceaux de caoutchouc. Pour cela a été excisé à partir de la bande transversale de pneu usé qui est ensuite découpé en morceaux de 20 x 20 mm. gaine en caoutchouc Poids 490 ferme le couvercle de l'autoclave, régler la température souhaitée, comprend une pompe axiale. Après 10,5 heures fusionné RBC.

L'autoclave a été chargé avec 100 ml de toluène a été chauffé au reflux (environ 110 ° C). Les vapeurs de toluène condensées dans le condenseur à reflux. Le condensat liquide est versé sur le couvercle perforé de l'extracteur panier. Au bout de 0,5 heure, le condenseur à reflux est remplacée par une ligne droite et le toluène est éliminé par distillation, puis évacuée du résidu extrait de RBC. L'autoclave a été rempli avec 50 ml d'évaporation de l'eau et conduit à éliminer complètement le toluène.

On a ainsi obtenu 1380 g de la composition de caoutchouc et de 98 g d'un résidu solide. Après le broyage, les solides retirés de celui-ci un fil métallique aimant de 3.7g. Les composants minéraux dans le résidu (sans fil) - 44%. La température de ramollissement de RBC K et W - 76 ° C Pénétration à 25 ° C - 21 x 0,1 mm.

REVENDICATIONS

1. Procédé pour le recyclage de produits en caoutchouc et des pneus usés d'échappement, dans lequel le traitement thermique est effectué matière première qui est placé dans un extracteur rempli d'huile à une température de 260-290 ° C, le caoutchouc est complètement dissous, caractérisé en ce que le panier perforé pour le traitement de matières premières, puis la dissolution complète de la composition de caoutchouc résultante a été versée en résine, un résidu de carbone et des éléments minéraux et câble métallique, qui est dans le panier, on l'a lavé avec un solvant d'essence qui est ensuite débarrassé de la vapeur, puis le résidu solide est pulvérisé et on récupère de celui-ci et le câble métallique noir.

2. Dispositif comprenant un extracteur, qui est un corps cylindrique présentant dans la partie supérieure de l'orifice de chargement et les raccords et les entrées, les sorties, les réactifs, caractérisé en ce que l'extracteur est pourvu d'un panier perforé de la charge d'alimentation constituée de barres longitudinales à charge d'alimentation en longitudinal en rack avec des lacunes, un fond plat perforé et un couvercle en forme de plaques avec un fond perforé, et le dispositif mis en place des composants d'amorçage premières et la condensation de l'essence dispositif de vapeurs d'extraction pour le contrôle de la température et pour vaporiser l'agent d'extraction de l'essence, chacun des appareils connectés à l'extracteur de mamelon correspondant dans lequel le dispositif de vaporisation de l'essence et de l'agent d'extraction est relié à l'extracteur pour les phases liquide et vapeur.

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Date de publication 12.12.2006gg