Николай Леонидович Егин -
изобретатель и рационализатор

Главная страница

Правовые аспекты
Новые изобретения

Вы можете ознакомиться с изобретениями Николая Егина
Данный сайт остается как память об изобретателе

Важная информация об авторских свидетельствах

Утилизация шин — резка водородным бластером

Количество автомобилей в России растет, а с тем растет и количество старых покрышек. К сожалению проблема утилизации шин полностью не решена как в России, так и во всем мире. Специализированных крупных предприятий слишком мало, а сбор и транспортировка изношенных шин с удаленных регионов не рентабельны. Поэтому более перспективными и востребованными для различных автотранспортных предприятий и других хозяйствующих субъектов является мобильные и недорогие утилизаторы шин типа «ЭРА-6», см. журн. «ИР» №12 2007 г., с.4, ст. «Чисто и тепло, как в храме. В настоящее время эти печи снабжены активными и пассивными катализаторами, пиролизными камерами дожига и др., поэтому сертифицированы по по нормам ЕЭС «Евро-5», см. журн. «ИР» №12 2010 г. «Печи в классе «Евро-5». Различными профильными химическими лабораториями и природоохранными организациями проведены независимые испытания утилизации изношенных шин в этих печах. Замеры на выхлопной трубе показали не только полное отсутствие не сгоревших углеводородов и сажи, но даже отсутствие остаточных следов последней. Можно заказать печь не более 25 кВт тепловой мощности, которая способна утилизировать не менее 1 тонны шин в сутки, что в год составит около 360 тонн. Такая производительность устроит не только малые и средние предприятия АТП (автотранспортные предприятия), но и крупные хозяйства. Типовая отдача или КПД установки в водяной контур не ниже 98%, поэтому надежное отопление промышленных и жилых объектов, горячее водоснабжение гарантировано круглый год. Стоимость печи из расчета 2 тыс. руб. за 1 кВт составляет при ее мощности 25 кВт всего 50 тыс. рублей.

Утилизация шин в мобильных малогабаритных печах приводит к проблеме — загрузке изношенными шинами. Целиком шина, даже от легкового автомобиля, в печь не помещается, а тем более от грузовиков.

На страницах интернета различные фирмы предлагают самые последние разработки для измельчения резины. Здесь и мощные прессы, и кулачковые вальцы, которые давят и раздирают шины в лочья, криогенные установки с жидким азотом и т.д. Самое дешевое из всего предложенного — гидравлические ножницы за 1,5 млн. руб. Но тогда получается, что главная энергоустановка с ценой 50 тыс. руб. требует дополнительного оборудования в 30 раз дороже ее самой. Ясно, что такой вариант никого не устраивает, поэтому мы решили идти другим путем.

В процессе работы с каталитическими горелками в печах «Евро-5» было замечено, что куски резины, попавшие на колосники над кислородно — водородными горелками с узким факелом пламени, сначала разрезались на две части, а потом сгорали. Поскольку температура горения достигает 8 000 оC, то узкий факел берет на себя функции «ножа», и только после прогрева разделенных кусков зажигает их. Это и навело на мысль сделать установку высокотемпературной резки шин на сектора узконаправленной кислородно — водородной горелкой. Поскольку источником указанных газов у нас во многих изделиях надежно служит электролизер на активированных углеродных пластинах, см. журн. «ИР» №3 2008 г. «20 — лет спустя, уже в новой упаковке», его взяли за основу.

Как работает наш "водородный" резак? Кислород и водород по отдельным шлангам подали на штатный газовый резак с термостойким наконечником и узким фронтом горения. Достаточно тонкие шины от легковых авто резак легко делил на куски, быстро справляясь с металлическим и текстильным кордами. Для грузовых шин, особенно крупных размеров с толстыми стенками процесс затягивался за счет закоксовки прорези и снижения теплопередачи вглубь шины. Что бы решить эту проблему, было решено модернизировать газовый резак в мощный бластер, не увеличивая мощность электролизера. Для этого в верхней части газового резака (см. фото) перед смесительной камерой сделали врезку форсунки с каталитическими присадками. В качестве первой присадки попробовали водяной пар, который получается в трубчатом контуре над резаком. Поступая в зону горения водорода в кислороде до температуры 8 000 оC пар разлагается на Н2 + О, что значительно повышало производительность бластера и очищало прорезь от закоксовки при неизменной производительности и мощности электролизера.

В качестве второй присадки решили использовать опробовать небольшую добавку смеси пропана — бутана из газового баллона, которые широко применяют для газосварочных работ, промышленных установок, газовых плит и т.д. Соотношение подаваемого водяного пара и пропан — бутана было подобрано таким образом, что при их разогреве в кислородно — водородном пламени начинал проходить процесс паровой каталитической конверсии указанных газов в синтез газ (см. журн. «ИР» «Синтез — газ для энергетики»). Происходили термохимические реакции: для пропана С3Н8 + 3Н2О = 3СО +7Н2, для бутана С4Н10 + 4Н2О = 4СО + 9Н2.. В результате этих реакций количество водорода в пламени резака возрастало не менее, чем на 30 %, поэтому шлаки в прорези вообще не возникали, при установленной небольшой мощности и производительности электролизера. Бластер легко резал толстые жгуты легированного металлического корда. Скорость резки составляла всего несколько десятков секунд и была равномерной по всему периметру шины.

Фото 1. Экспериментальный образец водородного резака — «Бластер — ВК»

Поскольку экспериментально подобранные процессы бластерного горения с двумя указанными паровыми и газовыми присадками были стабильны для различных типоразмеров изношенных шин, то от ручной резки можно было переходить к автоматизации процесса, шина поступала на стол с шестью прорезями, над которыми были установлены шесть бластерных резаков с рычажным приводом. Одновременно шина разрезалась на шесть фрагментов, которые легко загружались в малогабаритную печь. После этого газовый вентиль бластера закрывали и открывали подачу газов в зону горения печи. Таким образом, процесс паровой каталитической конверсии газов в высококалорийный синтез — газ происходил и в самой печи. Поскольку калорийность синтез — газа в 4 раза выше пропан — бутановых смесей и имеет теплотворную способность около 112 МДж/кг, то эффективность теплоотдачи в водяной контур печи и полнота сгорания изношенных шин и другого мусора становились максимальными.

Цена изобретенного водородного резака — бластера в составе: электролизер, бластер, баллон с пропан — бутаном, подводящие шланги около 50 тысяч рублей.

Разработанный водородный бластер может быть использован не только для резки шин и активации горения в печи, а также для монтажно — демонтажных работ, новых технологических и энергетических процессах! Поскольку в подобранной среде каталитической конверсии газов происходят восстановительные реакции, то бластером можно не только резать крупные металлоконструкции и различные пластические материалы, но и производить их сварку, напыление, восстановление, коррозионную защиту и многое другое. Вместо дорогостоящих вакуумно — плазменных установок напыления и восстановления изношенных деталей, например, коленчатых валов, подшипников и др. Водородный бластер с присадками металлических порошков можно использовать даже в небольших АТП. Также упрочнение конструкций, науглероживание верхних слоев, защиту от коррозии различных деталей автотехники, дорожных и строительных механизмов и сооружений может выполнять мобильный и недорогой бластер. Меняя насадки резака, формирующие фронт горения различной формы можно проводить жесткий и мягкий бластинг очистки различных объектов от налипаний и коррозии, например винтов и бортов морских судов, нефтеналивных емкостей, лопаток турбин и т.д. На фото 1 представлен экспериментальный образец «Бластер — ВК» (водородно — кислородный) для резки изношенных шин большегрузных автомобилей.

---

Все представленные на сайте изобретения имеют авторские свидетельства на изобретение, чертежи и конструкторскую документацию. Автор – Николай Егин.

Важная информация об авторских свидетельствах