Установки пиролиза твердых бытовых отходов

Пиролиз

Пиролиз, или сухая перегонка, – процесс термического разложения горючих органических соединений без доступа кислорода. В процессе пиролиза образуется смесь горючих газов (синтез-газ) и ряд других продуктов, состав которых зависит от природы исходного сырья, температурного режима, давления, скорости нагрева в реакторе, времени нахождения в камере.

При нагревании исходного сырья при отсутствии кислорода сложные органические соединения расщепляются на более простые, вплоть до образования твердого углеродного остатка.

В процессе пиролиза преобразование сырья проходит в несколько стадий:

высушивание,
сухая перегонка,
неполное сгорание,
газификация.

Жидкометаллический пиролиз отработавших автомобильных шин

Цель проекта – создание новой высокоэффективной технологии утилизации автомобильных шин, основанной на их пиролизе в металлических расплавах.

Актуальность

Ежегодно только в Российской Федерации образуется более 1 миллиона тонн изношенных автомобильных шин. При этом перерабатывается в полезные продукты не более 10 % от общего числа, а 20 % сжигается. Оставшаяся часть хранится на открытых полигонах или свалках твердых бытовых отходов, являясь источником загрязнения окружающей среды.

На сегодняшний день существует три основных концепции переработки автомобильных шин:

сжигание;
механическое измельчение, включая криогенные технологии;
пиролиз, заключающийся в нагреве шины без доступа кислорода.

Первый способ наносит вред экологии, из товарных продуктов позволяет получать только тепло, уступает как органическое топливо углю и нефти.

Механическое измельчение имеет ограниченный рынок сбыта получаемой продукции: основа искусственных спортивных и детских площадок; добавка в новые покрышки. Без субсидирования измельчение экономически не оправдано, либо неконкурентоспособно с субсидируемыми производствами.

Пиролиз позволяет получать из перерабатываемых шин товарные продукты: пиролизную жидкость (органическую нефтеподобную жидкость), углерод и металлокорд. Однако при существующем уровне технического оформления процесса пиролиз имеет низкую рентабельность, так как длителен, энергозатратен, получаемые углерод и пиролизная жидкость имеют серосодержащие примеси с резким неприятным запахом. АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» является разработчиком технологии пиролиза автомобильных шин на основе нового физического принципа передачи тепла – прямоконтактного нагрева перерабатываемого сырья непосредственно в объеме жидкого свинца.

Читайте так же:

Установка насоса в систему отопления оазис

Область применения

Установки жидкометаллического пиролиза могут быть применены для переработки отработавших автомобильных шин, для утилизации отходов целлюлозно-бумажных производств, для выделения нефти из битуминозных песков, для переработки органических бытовых отходов. Жидкометаллические установки в целом являются «всеядными» и могут быть применены для термической переработки практически любых органических веществ.

Преимущества

энергоэффективность за счет уменьшения времени переработки в жидком металле;
химическое связывание газообразного кислорода жидким металлом и, как следствие, отсутствие необходимости в дорогостоящем вакуумном оборудовании;
химическое связывание жидким металлом серы и, как следствие, очищение продуктов пиролиза от нее;
получение заметного количества дорогостоящих товарных продуктов.

Результат

Завершен НИОКР по разработке жидкометаллической технологии переработки отработанных автомобильных шин. Создан экспериментальный образец установки. На имеющемся экспериментальном образце производится единоразовая загрузка 2-х легковых автомобильных шин в один бак. Всего два бака, в которых попеременно идет пиролиз шин в среде расплава свинца. Для обогрева используется электричество. Расход электроэнергии

15 кВт/ч на первичное расплавление свинца и его разогрев (

4 часа, масса свинца

5 кВт/ч для поддержания установки в разогретом состоянии.

Следующий этап – проведение ОКР по созданию опытно-промышленного образца установки пиролиза шин (с привлечением инвестора).

Пиролиз ТБО: плюсы и минусы

В отличие от обычной утилизации, в том числе и через сжигание, пиролиз имеет следующие преимущества:

Не загрязняет окружающую среду;
Для получения полезных веществ используются отходы;
В отходах после процесса нет агрессивных и опасных веществ, их объем существенно меньше, чем при обычном сжигании, можно закапывать в землю;
Препятствует восстановлению тяжелых металлов, они преобразуются в золу;
Добываемые таким способом конечные продукты просты в обращении: хранении, транспортировке;
Наладить технологический процесс несложно, оборудование не требует много места, цены на него доступны.

Читайте так же:

Техника стирания негативных установок

Некоторые недостатки имеются при применении технологии с низким температурным режимом, а именно:

В производстве используются крупногабаритные печи, которые имеют сложную конструкцию и обходятся дорого в обслуживании;
Не обойтись без численного персонала;
Нельзя добиться полного распада диоксинов, которые содержат ТБО;
В шлаке, выпадающем в осадок, остаются тяжелые металлы, которые не поддаются плавлению.

Все эти недостатки условны, если сравнивать с обычным сжиганием или захоронением отходов. Преимущества неоспоримы как для экологической безопасности и здоровья населения, так и для бизнес-деятельности.

Особенности

Принцип работы котла основан на выработке большого количества тепла при сжигании газов, полученных от горения исходного сырья, что позволяет не только утилизировать различные виды ТБО, но и отапливать жилые, складские и промышленные помещения. Этот процесс переработки различных веществ имеет свои особенности.

Установка переработки угля позволяет получить твердые, жидкие и газообразные продукты переработки. Это кокс, каменноугольная смола и газ. Кокс является основным, но не самым ценным веществом. Жидкие продукты пиролиза – каменноугольная смола состоит из множества органических соединений и служит основой для получения в процессе последующей переработки фенола, антрацена, нафталина, гетероциклических соединений, синтетического топлива и технических масел. Переработка каменного угля является также способом получения газа, который служит источником тепла или применяется для выделения таких химических соединений, как фенол, бензол.
Пиролиз полимеров в итоге так же дает три исходных фракции – газ, мазут и золу. Из мазута можно получать жидкие продукты пиролиза, например, синтетическое топливо, которое после сложной технологии очистки годится для использования в двигателях внутреннего сгорания. Зола после упаковки в брикеты применяется в качестве топлива. Реакция пиролиза позволяет уничтожить практически все вредные вещества пластика, которые входили в состав материала.
Пиролиз отходов резины является экономически выгодным и экологически чистым вариантом утилизации шин и покрышек. В результате пиролиза получают технический углерод, газ и синтетическую нефть. Дальнейшее применение технического углерода востребовано в процессе производства красок, где он служит пигментом, для производства резины и некоторых видов строительного материала. Синтетическая нефть после процедуры очистки заменяет натуральные нефтепродукты.

Читайте так же:

Установка гребенок в системах отопления

Пиролиз пока не получил широкого распространения в нашей стране. Установка требует значительных затрат, но и эффект, как экономический, так и экологический, дает вполне ощутимый. За счет утилизации мусора таким способом есть возможность заметно уменьшить количество накоплений ТБО.

Метод и реакция пиролиза

Пиролиз представляет собой термическую деструкцию исходного вещества (реакция пиролиза подразумевает собой разрушение нормальной структуры вещества при помощи высокой температуры, с ограничением доступа кислорода). Его часто встречающейся разновидностью является быстрый пиролиз это такой вид пиролиза, при котором подвод к исходному веществу тепловой энергии производится с высокой скоростью, и без происходит доступа кислорода.

Если медленный пиролиз можно условно сравнить с процессом доведения воды до точки кипения, то метод быстрого пиролиза условно подобен процессу попадания в раскаленное масло капли воды («взрывное вскипание»).

Отличительными особенностями метода быстрого пиролиза являются:

Способность построения замкнутого непрерывного технологического производственного процесса.
Относительная «чистота» конечных продуктов пиролиза, достигаемая благодаря отсутствию процесса осмоления.
Минимальная энергоемкость подобного процесса, в сравнении с иными видами пиролиза.
Данный процесс сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии (экзотермические реакции при быстром пиролизе превосходят эндотермические).

Продукты пиролиза мусора

По мере завершения процесса пиролиза образуются следующие компоненты:

Из пластика вырабатывается мазут, газ и зола.
Мазут направляется для дальнейшей переработки в синтетическое топливо, которое добывается при использовании более сложных установок. Полученное топливо применяется для функционирования двигателей внутреннего сгорания. Полученная при переработке зола используется в качестве топлива. Зола упаковывается в брикеты и не нуждается в дополнительной обработке.
Процесс переработки автомобильных шин характеризуется выработкой газов, технического углерода и синтетической нефти.
Последняя, после прохождения дополнительной очистки, становится аналогом природного продукта. Углерод — вспомогательный элемент при производстве лакокрасочной продукции. Он отвечает за пигментацию. Углерод используют на заводах при производстве резины и отдельных строительных материалов.
Дизельное топливо.
Тепло и электроэнергия.

Читайте так же:

Ubuntu дата установки системы

Сложность получения того или иного вида материала состоит в том, что для выработки может потребоваться сортировка продуктов. Эта процедура дорогостоящая. Получить высококачественный материал из несортированных твердых отходов практически невозможно.

МИНИ-НПЗ «КБ КЛИМОВА»

Испаритель нефтяного сырья «КИ-1 электро»,