Аппарат для переработки сыпучих материалов

(51) 01 8/40 (2006.01) 01 31/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Техническим результатом изобретения является возможность регулирования соотношения углерод и кремнийсодержащих компонентов (связанного,свободного углерода и диоксида кремния) в получаемом кремнеуглеродном продукте в едином технологическом цикле. Технический результат достигается в аппарате для переработки сыпучих материалов, например рисовой шелухи, включающем теплоизоляционный корпус, реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером,периферийный нагреватель, центральную несущую трубу с расположенным в ней нагревателем, газоход, узлы загрузки и выгрузки, отделенные от реакционной камеры затворами, емкости для охлаждения получаемого продукта, в котором предусмотрено дополнительное устройство - узел выжигания летучих углеводородов и свободного углерода,который размещен над узлом охлаждения и представляет собой цилиндрический реактор в который снизу подается воздух, а сверху выводятся продукты сжигания (СО 2, Н 2).(72) Сухарников Юрий Иванович Жарменов Абдурасул Алдашевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Комитета промышленности Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан Сухарников Юрий Иванович Жарменов Абдурасул Алдашевич(54) АППАРАТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к аппаратам для переработки сыпучих материалов, в том числе техногенных отходов и может быть использован при переработке рисовой шелухи. Изобретение относится к аппаратам для переработки сыпучих материалов, в том числе техногенных отходов, например, рисовой шелухи. Известен аппарат для вакуум-термической переработки сыпучих материалов (Патент РК 13257, кл. С 22 В 9/04, 2002), включающий теплоизолированный корпус, реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером,периферийным нагревателем, центральной несущей трубой с расположенным в ней нагревателем,газоход, узлы загрузки и выгрузки, отделенные от камеры затворами, и емкости для охлаждения полученного продукта, представляющей собой бункер с внешним охлаждением проточной водой. Основным недостатком аппарата является отсутствие в нем узла регулирования компонентов в получаемом продукте, а также не высокая эффективность работы узла охлаждения получаемых продуктов,имеющих низкую теплопроводность,например,углеродных,проявляющаяся в их медленном охлаждении за счет отвода тепла только от стенок емкости и приводящая в целом к снижению производительности аппарата. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является аппарат для переработки сыпучих материалов, для переработки рисовой шелухи (Патент РК 22388, кл. С 22 В 2/04 ,2010), включающий теплоизоляционный корпус,реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером, отделенную затворами от узлов загрузки и выгрузки имеющую периферийный и центральный нагреватели, газоход с последующей за ним системой конденсации в воде водорастворимых органических продуктов, а также узла (емкости) охлаждения готового сыпучего продукта,который выполнен в виде цилиндрической емкости, имеющей верхний и нижний затворы для ввода горячего и вывода охлажденного продукта, а также нижний и верхний штуцеры для ввода и вывода водяного пара. Основным недостатком этого аппарата является отсутствие в нем узла регулирования содержания компонентов в получаемом продукте, в частности,узла выжигания из кремнеуглерода летучих углеводородных соединений и части твердого углерода, что не дает возможности получать конечные товарные продукты с требуемым соотношением 2 и С и применять их в различных областях техники и сельского хозяйства. Техническим результатом изобретения является возможность регулирования соотношения углерод и кремнийсодержащих компонентов (связанного,свободного углерода и диоксида кремния) в получаемом кремнеуглеродном продукте в едином технологическом цикле. Указанный технический результат обеспечивается в аппарате для переработки сыпучих материалов,например,рисовой шелухи,включающем теплоизоляционный корпус,реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером,периферийный нагреватель,центральную несущую трубу с расположенным в 2 ней нагревателем, газоход, узлы загрузки и выгрузки, отделенные от реакционной камеры затворами, емкости для охлаждения получаемого продукта, в котором предусмотрено дополнительное устройство - узел выжигания летучих углеводородов и свободного углерода, который размещен над узлом охлаждения и представляет собой цилиндрический реактор в который снизу подается воздух, а сверху выводятся продукты сжигания(СО 2, Н 2). В предлагаемом изобретении создание узла выжигания летучих углеводородов и части свободного углерода из кремнеуглерода (КУ),образующегося после пиролиза рисовой шелухи,содержащего 28-35 летучих, до 40 свободного углерода и 30-35 2, обеспечивает возможность получения товарного кремнеуглеродного продукта(КУП) с регулируемым соотношением летучих от 0,3 до 25, углерода от 25 до 57, и 2 от 30 до 75. При составе кремнеуглеродного продукта летучие 15-25, Ссв - 40-50, 2 - 30-35 он используется как наполнитель эластомеров при 515 летучих, 50-55 Ссв, 35-40 2 - как кормовая добавка при 0,3-5 летучих, 25-38 Ссв,40-75 2 как компонент для выплавки кремния. На фиг. приведена схема предлагаемого аппарата,где внутри герметичного теплоизолированного корпуса 1 с периферийным нагревателем 2 размещен виброконвейер 3. Пространство между периферийным нагревателем 2 и виброконвейером 3 является реакционной камерой 4. Внизу виброконвейер 3 снабжен приемкой тарелью 5, на которой установлена емкость 6,высота стенки 7 которой меньше высоты стенки 8 приемной тарели 5. Наверху виброконвейера 3 выполнена разгрузочная тарель 9. Разгрузочная труба 10 размещена под разгрузочной тарелью 9 и снабжена верхней 11 и нижней 12 перегородками,частично перекрывающими трубу 10, причем нижний край верхней перегородки 11 размешен ниже верхнего края нижней перегородки 12. Через корпус 1 под углом, превышающим угол естественного откоса перерабатываемого материала(в частности, рисовой шелухи), к приемной тарели 5 введена труба узла загрузки материала 13, нижний конец которой размещен в емкости 6. Разгрузочная труба 10 размещена в боковой стенке корпуса 1,имеет герметичное сочленение 14 с ним и жестко соединена с источником вибрационных колебаний 15. Внутри центральной несущей трубы 16 виброконвейера 3 размещен нагреватель 17. На боковой стенке корпусав зоне периферийного нагревателя 2 выполнен газоход 18, через который газы идут в конденсатор. Узел охлаждения продукта представляет собой цилиндрическую емкость 19,имеющую верхний 21 и нижний 24 затворы для ввода горячего и вывода охлажденного кремнеуглеродного продукта 20, а также нижний 22 и верхний 23 штуцеры для ввода и вывода водяного пара. Дополнительно установленный перед узлом охлаждения узел 25 (в соответствии с предлагаемым изобретением) выжигания летучих и углерода из кремнеуглерода представляет собой цилиндрическую емкость из нержавеющей стали 25 с теплоизоляцией из огнеупорных материалов 26 имеющую верхний 27 и нижний 21 (совмещенный с верхним затвором узла охлаждения) затворы,соответственно, для ввода КУ из реактора пиролиза и вывода КУП в узел охлаждения, а также нижний 28 и верхний 29 штуцеры, соответственно, для подачи воздуха и вывода продуктов сгорания (С 2,Н 2). При этом разгрузочная труба 10 герметично соединена с верхним затвором 27. Аппарат использован для переработки сыпучих материалов, в частности, рисовой шелухи. Аппарат работает следующим образом. Включением нагревателя 17 и периферийного нагревателя 2 температуру в аппарате поднимают до технологической. Виброконвейеру 3 сообщают направленные колебания. Через трубу узла загрузки 13 в емкость 6 на приемной тарели 5 подают исходный сыпучий материал (рисовая шелуха). Вследствие направленных колебаний сыпучий материал в емкости 6 псевдоожижается и перетекает вследствие большей высоты стенки 8 через стенку 7 на приемную тарель 5, затем перемещается по виброконвейеру 3 снизу вверх. При этом влага и летучие составляющие, которые присутствуют в исходном материале, переходят в газовую фазу в реакционную зону 4 и выводятся через нагретый газоход 18, размещенный в зоне периферийного нагревателя 2, на конденсацию. Отделение реакционной камеры 4 затворами от узлов загрузки и выгрузки предотвращает конденсацию паров летучих составляющих на холодных участках поверхности и в получаемом продукте. Продукт пиролиза рисовой шелухи(кремне-углерод) достигает вверху разгрузочной тарели 9 ссыпается в разгрузочную трубу 10 и поступает через верхний затвор 27 в узел выжигания 25, куда через нижний штуцер 28 подается воздух, а через верхний 29 выводятся продукты горения(СО 2,Н 2 О). Количество и время подачи воздуха определяется в зависимости от требований к составу готового продукта. Далее полученный кремнеуглеродный продукт требуемого состава поступает в известный узел охлаждения 19 и после охлаждения до заданной температуры высыпается в открытые емкости и идет на расфасовку. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Аппарат для переработки сыпучих материалов,например, для переработки рисовой шелухи,включающий теплоизоляционный корпус,реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером, отделенную затворами от узлов загрузки и выгрузки и имеющую периферийный и центральный нагреватели, газоход с последующей за ним системой конденсации в воде водорастворимых органических продуктов, узел охлаждения продукта пиролиза рисовой шелухи кремнеуглерода, отличающийся тем, что аппарат дополнительно содержит узел выжигания из кремнеуглерода летучих углеводородных соединений и части твердого углерода, который расположен выше узла охлаждения и представляет собой реактор в виде теплоизолированной цилиндрической емкости, имеющей верхний и нижний затворы, соответственно, для ввода кремнеуглерода и вывода товарного кремнеуглеродного продукта, а также нижний и верхний штуцеры для ввода воздуха и вывода продуктов сжигания.