Способ облагораживания твердого остатка пиролиза автошин



Способ облагораживания твердого остатка пиролиза автошин
Способ облагораживания твердого остатка пиролиза автошин
Способ облагораживания твердого остатка пиролиза автошин

Владельцы патента RU 2679263:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)

Изобретение относится к технологии переработки отработанных автошин, в частности твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин. Полученный облагороженный твердый углеродсодержащий остаток может использоваться в качестве сорбентов, пигмента красок, красящего порошка для офисной техники, конденсаторов и ионисторов высокой емкости, армирующего материала в резиновой промышленности, бездымного топлива. Способ облагораживания твердого остатка пиролиза автошин заключается в том, что твердый остаток пиролиза прокаливают при температуре 700-850°С в отсутствие кислорода воздуха до полного прекращения процессов газовыделения. Изобретение позволяет улучшить качество твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин, снизить выход летучих веществ, а также удалить неприятный токсичный запах и улучшить экологическую обстановку в регионах. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии переработки отработанных автошин, в частности, твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин. Полученный облагороженный твердый углеродсодержащий остаток может использоваться в качестве сорбентов, пигмента красок, красящего порошка для офисной техники, конденсаторов и ионисторов высокой емкости, армирующего материала в резиновой промышленности, бездымного топлива и т.д.

Объемы образования и накопления отработанных автошин в мире достигают огромных размеров. Одним из наиболее экологически безопасных способов переработки изношенных автошин является пиролиз, в процессе которого получаются полупродукты: газ, жидкотопливная фракция, углеродсодержащий остаток и металлокорд. Получаемый твердый углеродсодержащий остаток - низкокачественный углерод, практически не может найти своего применения напрямую и складируется на промплощадке предприятия. Выход этого остатка после пиролиза составляет 30-40% от исходной массы автошин. Твердый остаток чаще всего имеет неприемлемую для прямого использования зольность (Vdaf=8,9-20,4% мас.) из-за присадок в резине, обладает сильным неприятным токсичным запахом, который не дает использовать его в широком спектре товарной продукции, твердый остаток может быть весьма токсичен из-за нарушений технологического режима и отсутствия протекания реакций ароматизации и полициклизации с отщеплением газообразных продуктов, которые интенсифицируются при температуре выше 550°С.Он не годится ни как сорбент, ни в электродную промышленность, ни как топливо.

Проблема утилизации твердого остатка пиролиза автошин является весьма актуальной. В таблице 1 представлены результаты технического анализа углеродсодержащего остатка пиролиза автошин, полученные в лаборатории термодинамики многофазных систем КузГТУ, подтверждающие литературные данные о его составе.

Изобретение способствует решению экологических проблем, связанных с образованием и переработкой отходов (твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин) и использованию твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин в широком спектре товарной продукции.

Известны способы переработки углеродсодержащего твердого остатка пиролиза автошин с получением твердых брикетированных и жидких топлив (Патент РФ №2608733, МПК C10L 5/04 C10L 5/00 C10L 5/12, опубл. 23.01.2017 г.и Патент РФ №2603006, МПК C10L 1/32 C10L 1/00 C10L 1/10, опубл. 20.11.2016 г.). Способы включают предварительное измельчение твердого углеродсодержащего остатка до крупности частиц 0,1 мм, обогащение методом масляной агломерации, дальнейшее получение жидкого или твердого топлива. Недостатки данных способов переработки углеродсодержащего твердого остатка пиролиза автошин: многоэтапный затратный процесс, не полное освобождение от неприятного запаха, необходимость использования дополнительных компонентов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ переработки твердого остатка пиролиза автошин, включающий измельчение твердого остатка пиролиза автошин до крупности частиц 0,1 мм, обогащение жидкой фракцией пиролиза в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, гранулирование полученного концентрата, нанесение на поверхность гранул водостойкого, поглощающего запах покрытия из нефтяных продуктов (Патент РФ №2557652, МПК C10L 5/04, опубл. 27.07.2015 г.).

Недостаток способа состоит в том, что не решается проблема удаления неприятного запаха из-за отсутствия протекания реакций ароматизации и полициклизации с отщеплением газообразных продуктов, которые интенсифицируются при температуре выше 550°С.

Предлагается облагораживание углеродсодержащего остатка пиролиза автошин термической переработкой.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение качества твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин и снижения выхода летучих веществ, удаление неприятного токсичного запаха, что позволит использовать его в качестве адсорбента, сырья для получения бездымного топлива, восстановителя металлов и проч., а также более полно утилизировать отработанные автошины и улучшить экологическую обстановку в регионах.

Технический результат достигается тем, что в способе облагораживания твердого остатка пиролиза автошин, согласно изобретению, твердый остаток пиролиза автошин прокаливают при температуре 700-850°С в отсутствие кислорода воздуха до полного прекращения процессов газовыделения.

Прекращение процесса газовыделения свидетельствует об окончании протекания реакций ароматизации и полициклизации с отщеплением газообразных продуктов, которые интенсифицируются при температуре выше 550°С.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Твердый углеродсодержащий остаток пиролиза автошин с исходной зольностью 8,9-20,4% мас., сернистостью 2,5-5,0% мас. загружают в реторту на 3/4 объема и помещают в муфельную печь, нагревают до температуры 700-850°С и прокаливают в отсутствии кислорода воздуха до полного прекращения процессов газовыделения, свидетельствующего об окончании протекания реакций ароматизации и полициклизации с отщеплением газообразных продуктов, которые интенсифицируются при температуре выше 550°С.

После завершения процесса твердый углеродсодержащий остаток пиролиза автошин охлаждают и выгружают.

Исследование времени термического облагораживания в отсутствии кислорода воздуха показало, что дальнейшее прокаливание после прекращения процессов газовыделения не оказывает существенного влияния на характеристики твердого углеродсодержащего остатка.

Термическая деструкция макромолекул твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин протекает аналогично термодеструкции высокомолекулярных соединений. Существенным отличием является тот факт, что она осложнена нерегулярностью и неоднородностью структуры.

При температурах выше 550°С в процессе термодеструкции реакции циклизации и ароматизации интенсифицируются. Вместе с тем, в результате взаимодействия образующихся продуктов формируются высокомолекулярные полициклические системы сетчатого строения.

Дальнейшее повышение температуры нагревания сопровождается протеканием реакций ароматизации и полициклизации с отщеплением газообразных продуктов, преимущественно водорода, и в меньшем количестве метана, оксида углерода, серы, азота. Содержание углерода в твердом остатке термической деструкции увеличивается. При температуре 700-850°С, происходит наиболее интенсивное газовыделение, упорядочение структуры, увеличиваются число и размеры кристаллитных графитоподобных систем, наблюдается усадка и уплотнение структуры. Дальнейшее повышение температуры нецелесообразно, т.к. описанные химические процессы уже завершились.

При термическом облагораживании улучшилось качество твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин. Исчез резкий токсичный запах, очистились поры и стали видны невооруженным глазом цилиндрические макроотверстия, что открывает перспективы использования полученного облагороженного углеродного остатка в качестве адсорбента.

Получают облагороженный твердый углеродсодержащий остаток пиролиза автошин со следующими характеристиками (таблица 2).

Пример 1.

Твердый углеродсодержащий остаток пиролиза автошин загружают в реторту на % объема и помещают в муфельную печь, нагревают до температуры 850°С и прокаливают в отсутствии кислорода воздуха до окончания процессов газовыделения. После завершения процесса углеродсодержащий остаток пиролиза автошин охлаждают и выгружают.

Получают облагороженный твердый углеродсодержащий остаток пиролиза автошин со следующими характеристиками (таблица 3).

5

Пример 2.

Твердый углеродсодержащий остаток пиролиза автошин загружают в реторту на 3/4 объема и помещают в муфельную печь, нагревают до температуры 650°С и прокаливают в отсутствии кислорода воздуха до окончания процессов газовыделения. После завершения процесса углеродсодержащий остаток пиролиза автошин охлаждают и выгружают.

При данной температуре прокаливания остается неприятный запах, что говорит о незавершенных реакциях ароматизации и полициклизации.

Пример 3.

Твердый углеродсодержащий остаток пиролиза автошин загружают в реторту на % объема и помещают в муфельную печь, нагревают до температуры 900°С и прокаливают в отсутствии кислорода воздуха до окончания процессов газовыделения. После завершения процесса углеродсодержащий остаток пиролиза автошин охлаждают и выгружают.

Однако, при данной температуре проводить прокаливание не целесообразно, т.к. необходимый результат достигается при меньшей температуре.

Предложенный способ облагораживания твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин позволяет получить из отходов широкий спектр материалов для производства новой товарной продукции. Утилизация твердого остатка пиролиза автошин позволит улучшить экологическую обстановку, расширить сырьевую базу для различных отраслей промышленности.

Способ облагораживания твердого остатка пиролиза автошин, включающий прокаливание при температуре 700-850°С в отсутствие кислорода воздуха до полного окончания процессов газовыделения.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при изготовлении композиций для ухода за полостью рта. Частицы диоксида кремния типа «ядро-оболочка» содержат ядро из диоксида кремния, а поверхность ядра из диоксида кремния вытравлена с образованием силиката металла.

Изобретение относится к порошку покрытого PVD-пигмента с металлическим эффектом, его высококонцентрированным суспензиям и к применению в порошковых лаках и маточных смесях.

Группа изобретений относится к области очистки газов и может быть использована в металлургической, химической промышленности, на тепловых электростанциях. Для уменьшения содержания материала частиц в отработанных газах из способа получения углеродной сажи сжигают отработанные газы с получением сгоревших отработанных газов, содержащих материал частиц.

Изобретение может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой промышленности для термостатирования устройств или технологических объектов.

Изобретение может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой отраслях промышленности для термостатирования устройств или технологических объектов.
Изобретение относится к области выделения и очистки карбоната кальция. Описан способ получения карбоната кальция из кальцийсодержащего концентрата, включающий растворение концентрата в соляной кислоте, переработку концентрата в четыре этапа, при этом на первых трех этапах проводят осаждение кальция в виде оксалата в присутствии винной и щавелевой кислоты в аммиачной среде, его последующее отделение и прокаливание до карбоната кальция, на втором этапе проводят предварительное отделение примесей тяжелых металлов в виде сульфидов, на четвертом этапе проводят растворение карбоната кальция в кислоте, осаждение из очищенного раствора карбоната кальция, его отделение и термообработку, отличающийся тем, что растворение карбоната кальция на втором этапе проводят в 2N соляной кислоте, примеси тяжелых металлов осаждают в виде сульфидов в присутствии аммиака при pH 8 и температуре 60°С, на четвертом этапе растворение карбоната проводят в 2N соляной кислоте.

Изобретение может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Композиция агрегированного наполнителя содержит частицы наполнителя из измельченного карбоната кальция, средство для предварительной обработки, выбранное из поливиниламина и катионного полиакриламида или их смеси и нанофибриллярную целлюлозу.

Изобретение может быть использовано при получении лакокрасочных покрытий, антикоррозионных покрытий, красок для стекла и керамики, пластиков, печатных красок, декоративной косметики.

Изобретение может быть использовано в производстве пигментов. Для нанесения покрытия на поверхность неорганических частиц в водной суспензии, содержащего по меньшей мере одно покрывающее вещество, в замкнутом цикле указанной суспензии используют циркуляцию, в контур которой включают сосуд, который снабжают мешалкой с высокой скоростью вращения.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Осажденный диоксид кремния характеризуется удельной площадью поверхности по ВЕТ от 45 до 550 м2/г, содержанием поликарбоновой кислоты и соответствующего карбоксилата, выраженным как общее содержание углерода, по меньшей мере 0,15% вес., содержанием алюминия (Al) по меньшей мере 0,20% вес.

Изобретение может быть использовано в покрытиях и массивных изделиях для получения насыщенного чёрного цвета и поглощения волн в видимой области спектра. Черное покрытие имеет толщину 1-50 мкм и включает полимерную пленку и от 0,01 до менее чем 5 мас.% в расчете на общую массу сухой пленки черного пигмента, содержащего термически полученные частицы графенового углерода.

Изобретение относится к области трехмерной печати и касается электропроводящей полимерной композиции для 3D-печати. Композиция состоит из полимерной матрицы и углеродного наполнителя.

Изобретение направлено на получение функционализированных углеродных нанотрубок, обладающих хорошей совместимостью с полимерными матрицами. Углеродные нанотрубки подвергают обработке в парах перекиси водорода при температуре от 80°С до 160°С в течение 1-100 ч.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения дисперсии технического углерода. .
Изобретение относится к способам переработки углеродсодержащей горной породы - шунгита. .

Изобретение относится к области производства технического углерода из жидкого углеводородного сырья путем термоокислительного разложения. .

Изобретение относится к композиту, применяемому для наполнения эластомеров в покрытиях, клеях, пеноматериалах, шинах и в строительстве и способу его производства. .

Изобретение относится к химической и резинотехнической промышленности. Первые базовые частицы (16) технического углерода получают в рабочем блоке (14) сжиганием минерального масла (40) при температуре 1200-1800°С в камере (18) сжигания предпочтительно в струе (36) смеси газ/воздух.

Изобретение относится к технологии переработки отработанных автошин, в частности твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин. Полученный облагороженный твердый углеродсодержащий остаток может использоваться в качестве сорбентов, пигмента красок, красящего порошка для офисной техники, конденсаторов и ионисторов высокой емкости, армирующего материала в резиновой промышленности, бездымного топлива. Способ облагораживания твердого остатка пиролиза автошин заключается в том, что твердый остаток пиролиза прокаливают при температуре 700-850°С в отсутствие кислорода воздуха до полного прекращения процессов газовыделения. Изобретение позволяет улучшить качество твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин, снизить выход летучих веществ, а также удалить неприятный токсичный запах и улучшить экологическую обстановку в регионах. 3 табл., 3 пр.

Наверх