В этой схеме сначала меняют состояние самой резины. Целую шину выдерживают в горячей нефтепродуктовой среде, чтобы она набухла и размягчилась. Затем материал поступает в конический шнековый пресс, где резиносодержащая масса и остатки металлокорда выходят разными путями. Дальнейшая переработка резиновой массы идёт уже после такого разделения. То есть сталь здесь отделяют до получения пиролизного остатка.
Последовательность описана в WO2006038899A1, опубликованном 13 апреля 2006 года; заявленный приоритет относится к 7 октября 2004 года. Это самостоятельный поздний аналог. Объяснять им происхождение технологии из книги 1986 года было бы хронологически неверно. [P03-01]
Среда и назначение обработки
Прежде всего нужно понять, что именно залито в ванну. Формула изобретения называет продукты и/или отходы нефтепереработки. Авторы употребляют слово «расплав», однако ни рецептуры, ни фракционного состава, ни стандарта качества жидкости не приводят. Поэтому дальше используется выражение «нефтепродуктовая среда»: происхождение материала известно, а точный состав остаётся открытым.
От обработки требуется вполне определённый результат: резина должна достаточно размягчиться, чтобы шнек мог деформировать её и отделить от армирования. Полностью растворять резину или заранее проводить весь пиролиз для этого по замыслу патента не требуется. Но насколько полимер химически меняется за время нагрева, авторы аналитически не измерили. Поэтому сохранение исходной вулканизационной сетки тоже нельзя считать установленным. [P03-02]
Практически это означает, что подбирать жидкость нужно по её действию на конкретную шину и по поведению в аппарате. Шинный пиролизат как среда этого процесса в источнике не установлен. Если заменить нефтепродукт пиролизным маслом, придётся отдельно проверить состав, набухание резины, испарение и работу пресса. Похожее назначение жидкостей ещё не даёт одинаковых условий обработки.
Аппаратная последовательность
Проследим, как материал проходит через устройство. У корпуса 1 есть отдельный ввод жидкого сырья 2 и отвод резиносодержащей композиции 3. Шины загружают через шлюз 4, а нагреватель 5 поддерживает нагрев жидкости. Внизу работает наклонный питатель 6. Над его приёмной головкой 7 стоят наклонные колосники 8, которые ограничивают высоту потока размягчённых шин. Из разгрузочной головки 9 материал попадает в расположенное под ней приёмное устройство 10 шнекового пресса 11. Так подготовленная масса последовательно доходит до узла разделения. [P03-03]
В самом прессе важно различать два выхода. Резиносодержащая масса проходит через отверстия наружного кожуха 13. Эта перфорированная часть находится внутри основного корпуса. Металлокорд движется дальше к торцевому выходу 14, расположенному уже за стенкой корпуса и выше уровня жидкости. Шнек 12 и кожух конические, весь пресс наклонён.
По этим признакам можно понять взаимное положение узлов и направление потоков. Но выбирать по рисунку шаг шнека, диаметр отверстий, угол наклона, зазор или усилие нельзя: размерных данных для такого расчёта здесь нет. [P03-04]
После перфорации резиновая масса собирается под прессом в корпусе и уходит через канал 3. Разделение связано с размягчением сырья и механическим действием шнека. Металл остаётся в своём выходящем потоке. Насколько хорошо он очищен от резины и жидкости, уже отдельный вопрос: источник говорит об «остатках металлокорда», но измерений примесей не приводит. До оценки такого потока как товарного лома нужны данные о его составе.
Опубликованный пример и правильные базы чисел
У патента есть конкретный пример, по которому можно представить условия и предполагаемый масштаб. Среду нагревают до 250 °C, а на размягчение и набухание отводят 3,5–4,5 ч. Для оценки производительности авторы рассматривают приёмную часть объёмом 100 м³ и заявляют 240 т переработанного сырья в сутки. Это параметры опубликованного примера, а не подтверждённый паспорт построенной установки. Ниже они приведены вместе с точными основаниями долей заполнения. Все числа взяты из абзацев «Устройство для реализации способа работает следующим образом» и следующего за ними примера; универсальными пределами формулы они не являются. [P03-05]
| Показатель | Сообщение WO2006038899A1 | Что именно означает |
|---|---|---|
| Начальный уровень нефтепродуктов | 2/3 высоты корпуса | Уровень жидкости, не массовое отношение жидкость/шина |
| Температура среды | 250 °C | Температура нагрева в описанном примере; распределение температуры внутри шины не дано |
| Коэффициент заполнения шинами | 0,4 | Отнесен к объему приемной части корпуса, не к массе жидкости |
| Продолжительность термообработки | 3,5–4,5 ч | Пример достижения размягчения и набухания |
| Объем приемной части для оценки производительности | 100 м³ | Пример размера корпуса; чертеж не масштабный |
| Суточная производительность | 240 т переработанного сырья | Заявление патента, без протокола непрерывных испытаний и материального баланса |
С долями заполнения легко ошибиться. Две трети относятся к высоте жидкости в корпусе, а коэффициент 0,4 относится к объёму приёмной части, занятому загрузкой шин. Чтобы получить из этого массу, нужно знать геометрию корпуса, плотности и то, как определяли объём шин в укладке. Просто перемножить эти доли недостаточно.
И заявленные 240 т/сут относятся к переработанному сырью. Сколько из него получается резиносодержащей массы и сколько металла, в источнике не указано. Протокола непрерывных испытаний и материального баланса для этой производительности также нет.
Пуск описан с загрузкой партии. Ей сначала дают прогреться и размягчиться, затем по мере поступления шин к прессу можно добавлять следующую порцию сырья. В таком смысле авторы и рассматривают непрерывную работу: подачу и вывод продолжают после начального прогрева и выдержки.
Для практической оценки нужно ещё понять, как аппарат выходит на этот режим и одинаково ли подготовлены отдельные шины к моменту попадания в пресс. Графика переходного процесса, распределения времени пребывания и подтверждения постоянного качества при дозагрузке в патенте нет. [P03-06]
Какие продукты получаются и чего о них не известно
Дальше авторы предлагают несколько направлений. Резиносодержащую массу можно рассматривать как компонент дорожного или строительного битума либо направлять на пиролиз и термолиз. Для корда названо использование в металлургии как вторичного сырья. Это предлагаемые применения. Требования к конкретному товарному продукту и результаты испытаний его качества в этих указаниях не приведены. [P03-07]
При выборе следующей стадии важно учитывать всё, что выходит вместе с резиной. Она уже контактировала с нефтепродуктом, а обязательной операции удаления этой среды из резинового потока в патенте не описано. Поэтому называть такой материал чистой резиновой крошкой было бы преждевременно.
Если массу дальше подают на пиролиз, вместе с ней может прийти и жидкая среда. Её количество нужно включать в материальный баланс, но в проверенном тексте оно не задано. Если выбирают битумное применение, надо отдельно проверить состав и свойства полученной смеси. Одного упоминания битума для такого решения недостаточно.
Для подбора оборудования здесь не хватает нескольких определяющих величин. Каковы давление в прессе и момент на валу, какая нужна электрическая мощность, каковы размеры перфорации? Сколько металла остаётся в резиновой массе, насколько очищен сам корд, сколько жидкости уходит с продуктами и сколько свежей среды приходится добавлять? Эти данные не опубликованы.
Тепловой баланс тоже остаётся открытым: нет полного расхода тепла на прогрев загрузки, поддержание температуры, подготовку или восстановление среды. Поэтому заявленную цель повышения производительности нельзя переводить в обещание доказанной энергоэффективности всей установки. [P03-08]
Отдельно придётся разобраться с газовыделением и герметичностью подачи, с поведением загрязняющейся жидкости, с работой шнека при поступлении связок корда и с безопасным обслуживанием. Это вопросы, которые надо закрыть при инженерной проработке. Здесь не утверждается, что у действующей установки уже обнаружены такие дефекты: патент даёт технологическую схему, а полного проекта промышленной безопасности в нём нет.
Почему это не доказательство «горячий шинный пиролизат → пресс»
Чтобы не смешать разные процессы, полезно посмотреть, какое место рядом занимает RU2057012C1 от 27 марта 1996 года. В пункте 1 его формулы перед термодеструкцией предусмотрены две обработки. Сначала резиносодержащие отходы обрабатывают продуктом конденсации парогазовой смеси до заданного набухания. Затем следует обработка суспензией деструктированной резины в высококипящих углеводородах. Если оставить в пересказе только конденсат, вторая часть последовательности потеряется.
Непосредственного отделения корда прессом сразу после такого набухания там не раскрыто. WO2006038899A1 рассматривает этот документ как предшествующее решение, но предлагает уже свой набор операций. [P03-09]
Таким образом, для точной комбинации «горячий шинный пиролизат → набухание → механическое отделение корда до полной деструкции» подтверждения пока нет: статус NOT_VERIFIED сохраняется. Конденсат из одного патента и пресс из другого нельзя соединить и выдать полученную цепочку за уже описанную авторами. К тому же оборотный конденсат смеси резины и высококипящих углеводородов не обязательно представляет собой чистое шинное пиролизное масло.
Происхождение и демонстрации
Авторы WO2006038899A1: Анатолий Федорович Булат и Виктор Николаевич Беляков. Международная заявка PCT/UA2004/000079 подана 16 ноября 2004 года. Эта украинская патентная ветвь позволяет разобрать собственный поздний вариант ванны и пресса. Французское происхождение раннего пресса и содержание книжных ссылок 1976 и 1984 годов по ней установить нельзя. [P03-10]
Подтверждённой YouTube-демонстрации именно этой ванны с коническим перфорированным прессом в выполненной проверке не найдено. Поэтому ролики обычного пиролиза, сухого удаления проволоки или шредирования не используются как свидетельство её работы. Оригинальный патентный рисунок сохранён для проверки, но права на его публичное воспроизведение отдельно не установлены. Ниже приведена собственная функциональная схема: она показывает маршрут материала и два выхода пресса без добавления неописанных узлов.
Использованная информация
Источники
- WO2006038899A1, Method for recycling worn-out car tyres and device for carrying out said method, 13.04.2006. Русский текст описания, пример работы, формула, пункты 1–2, единственный чертеж. В рабочей копии сохранен двуязычный полный текст.
- RU2057012C1, Способ переработки резиносодержащих отходов и установка для его осуществления, 27.03.1996. Описание последовательности предварительной обработки и термодеструкции, формула. Использован только для разграничения процессов, не как доказательство пресса.
