Пиролиз ТБО плюсы и минусы


Пиролизная печь — установка для переработки и утилизации промышленных отходов и нефтешламов

Что такое пиролиз мусора?

Принцип работы пиролизной установки.

Пиролиз отходов заключается в том, что под воздействием высокихтемператур в условиях вакуума разлагаются тяжелые органические вещества, навыходе получают более легкие. В результате такого воздействия из отходовполучают вещества с более низкой молекулярной массой.

Основные продукты, который дает пиролиз ТБО:

  1. Горючиеи негорючие смеси газов или пирогаз;
  2. Масло,которое используют как топливо или сырье для переработки, а также воду;
  3. Угольили пикарбон.

При пиролизе исходное сырье проходит четыре процесса, а именно:

  1. Сушкув специально предназначенной для этого камере;
  2. Непосредственнопиролиз или сухая перегонка отходов;
  3. Сжиганиетвердых остатков;
  4. Получениеконечного продукта: газа, масла или угля.

В некоторых процессах пиролиза температура повышается за счет тепла, который получают в ходе всей процедуры.

Пиролиз ТБО и выход продуктов зависит от того, какой температурный режим применяется. Он может регулироваться. Чтобы уменьшить количество вырабатываемого газа, устанавливаются низкие температуры. В результате получают больше масла и угля. И наоборот, высокотемпературный пиролиз ТБО дает больше газа.

Стационарная установка для пиролиза

Оборудование пиролизного типа для переработки твердых отходов представляет собой блочную конструкцию с расположенной в центре достаточно объемной камерой. Верхняя часть устройства имеет загрузочные отверстия, через которые поступает сырье, требуемое утилизации.

В систему входят насосы различной мощности. Установка также оснащена:

  • конденсаторами
  • вентиляторами, над которым закреплены дроссельные заслонки
  • отсеками для воды
  • реактором
  • загрузочным блоком
  • модулями выгрузки
  • швельшахтами
  • газоанализаторами
  • подогревающими воздух приспособлениями
  • дымососами

Реактор устройства имеет герметичную загрузочную дверку. Она может быть прямоугольной или круглой формы. Последний вариант считается более удобным в использовании. Диаметр проема соответствует размеру реактора – от 2,2 до 2,8 метров. Количество сопел в устройстве зависит от модели пиролизного агрегата.

Модель пиролизной линии HY-10

Условия для проведения

Температура пиролиза – от 200 до 900 градусов. При меньшей температуре процесс не будет активироваться. В качестве теплоносителя допустимо использовать электроэнергию или пиролизный газ.

В установках также есть системы для генерации водяного пара. Они нужны для охлаждения твердого или жидкого остатка.

Успешный Beston Проекты пиролиза в 25+ странах

Beston Machinery является одним из ведущих профессиональных производителей. Благодаря отличным характеристикам, разумной стоимости и быстрой доставке многие клиенты из разные области купили Beston пиролизная машина. В этих проектах большинство пиролизных машин используется для пиролиза шин, пластика и резины. По их отзывам, пиролизное оборудование находится в хорошем рабочем состоянии, что позволяет им получать прибыль.

Beston Проекты пиролизаBeston Проекты пиролиза в более чем двадцати пяти странах

Смотрите видео Beston Поставка и установка пиролизной установки Зимбабве

Конструкция и составные части

Перевозимые агрегаты строят из жаропрочной нержавейки. Устройство состоит из сушильного реактора, пиролизного реактора, камеры охлаждения твёрдых пиролизных продуктов и реактора, в котором охлаждается и конденсируется парогазовая смесь углеводородов.

Модули мобильного агрегата установлены на единую раму. В процессе утилизации отходы непрерывно двигаются сквозь реакторы по шнековым транспортёрам. Система подачи отходов работает от мотор-редуктора, движение передаётся зубчатой или цепной передачей. Сама установка перемещается на автоприцепе или грузовом шасси.

Компоненты простейших стационарных установок немного другие, но принцип работы тот же:

  • реторта — ёмкость для отходов, устойчивая к нагреву;
  • топочная камера — отсек, в котором проходит нагрев ТБО и сам пиролиз;
  • теплообменник — устройство для охлаждения и конденсации газа до состояния жидкости.

Продвинутое оборудование оснащено сушильными камерами, измельчителями, датчиками температуры, концентрации веществ в выбросах и т.п.

Какие отходы можно перерабатывать при помощи пиролиза?

К твердым отходам относят органические и неорганические компоненты. Процедуре подлежат органические массы.

Они разделяются на:

  • компостируемые (пищевой мусор, опилки, древесная кора и ветки, печатные издания, картон);
  • некомпостируемые (пластмассы, резина, кожа, провода, вязкие пасто- и кремообразные вещества (автомобильное масло), земля с каплями горюче-смазочных компонентов).

Пиролизный завод

На крупных заводах установлены пиролизные линии, суточная производительность которых достигает десятков тонн материала.

Пиролизный завод может совмещать переработку ТБО с утилизацией медицинских или других отходов.

На нефтехимических предприятиях пиролизные цеха специализируются на работе с метаном. Для предотвращения возгораний продуктов пиролиза на предприятиях расположены цистерны для хранения ГСМ.

Из крупных предприятий, производящих пиролизное оборудование в России, можно выделить:

  • Тюменский пиролизный завод;
  • Уральский пиролизный завод;
  • Ангарский завод полимеров;
  • ОАО «Газпром нефтехим Салават».

Процесс производства останавливают только для чистки реторт.

Литература

  • Мухина Т. Н.
    Пиролиз углеводородного сырья [Текст] / Т. Н. Мухина, Н. Л. Барабанов, С. Е. Бабаш — М.: Химия, 1987. — 240 с.
  • Nakamura D. N.
    Global ethylene capacity increases slightly in 2006 [Ежегодный отчет] / D. N. Nakamura // Oil and Gas Journal. — 2007. — v. 105. — № 27.
  • Кластер, зубы, хвосты / О. Ашпина, П. Степаненко // The Chemical Journal. — 2011. — май. — с.26—33.
В этой статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок.

Утверждения, не подкреплённые источниками, могут быть поставлены под сомнение и удалены. Вы можете улучшить статью, внеся более точные указания на источники.

Продукты, получаемые на выходе

После термической обработки полимерных материалов остаются зола полукокса, пиролизная жидкость и газ.

Часть газов конденсируется и переходит в жидкое состояние. Жидкость очищают, чтобы превратить её в синтетическую нефть. Она используется как замена природному топливу.

Сухой метод пиролиза

Газ, не прошедший конденсацию, отправляют на дожиг или продают сторонним потребителям. Его можно применять в качестве топлива при выработке электроэнергии на ТЭС.

После переработки покрышек остаётся несгораемый металлокорд, его отправляют на склад для дальнейшей переработки в металлические изделия. Обуглероженный (превратившийся в кокс) остаток используется в промышленности:

  • в производстве новых шин и резиновых изделий;
  • в качестве красителя при изготовлении лакокрасочных покрытий;
  • применяется в качестве сорбента вместо активированного угля;
  • служит компонентом жидкого топлива или сам используётся как твёрдое горючее.

Оборудование и сырье для пиролиза

Так выглядит установка для утилизации отходов методом пиролиза.

Несмотря на то, что пиролиз является одним из способов утилизацииотходов, как указано выше, металл при высокотемпературном процессе нужноотсортировывать. Но при низких температурах этого делать не нужно, этапсортировки отсутствует.

В качестве сырья в пиролизе применяется отходы как органического, так и неорганического происхождения. Несмотря на введение в действие мусорной реформы, ТБО в России не сортируются, в производство поступает смесь из разных составляющих.

Для справки! Ежегодно в РФ образуется около 4 млрд т отходов, в которых доля упаковочного материала составляет около 30%.

Для обработки всех этих отходов используется оборудование, основойкоторого является реактор. Промышленные образцы оборудования, котороеприменяется для пиролиза, представлены следующими установками:

  1. Дляутилизации покрышек;
  2. Дляпереработки отходов лесной и сельскохозяйственной промышленности;
  3. Дляутилизации пищевых, медицинских и других отходов.

Переработка мусора пиролизом при наличии компактных установок может использоваться гражданами в частных домохозяйствах. Это позволяет получать дешевую энергию, экономить на коммунальных услугах: вывоз мусора, отопление. В промышленных объемах страна может получать дешевые и необходимые химические вещества.

В видео рассказывается о принципе работы установки низкотемпературного пиролиза украинско-польского производства.

Скорость производства пиролизного масла при использовании следующих материалов

Material IТЕМ FUEL Oil SТил Wгнев Cарбон черный Cгорючий газ
TIRES грузовые шины 45% -50% 15% -20% 30% 5% -10%
автомобильные шины 40-45% 10% -15% 40% 5% -10%
мотоцикл велосипедные шины 30% -35% 5% -10% 10% 5% -10%
Rubber кабель 25% -35%
подошва для обуви 25% -35%
смешанная подошва для обуви 20% -30%
тапочка 20% -30%
ковер из отходов волокна 30%
ПММА 40%
другая смешанная резина 35%
Wасте PLastic PE 85% -95%
PP 80% -90%
PS 80% -90%
чистый белый пластик 60% -70%
рыболовная сеть, защитная сетка 45% -50%

Примечание: приведенные выше данные приведены только для справки. Если вы отправите образец Beston, мы предложим вам точный отчет.

Пиролизные котлы для отопления

Пиролизный котел

Работающие по принципу пиролиза котлы отопления слишком мощные для обогрева дач, поэтому их применяют в коттеджах и больших хозяйственных помещениях.

Дровяные печи проигрывают котлам в экологичности (у них больше выброс угарного газа), мощности и удобстве эксплуатации (постоянно нужно загружать новое топливо).

Загруженные в котёл дрова медленно тлеют под действием высокой температуры и ограниченного доступа кислорода. Выделяемый пиролизный газ поступает в камеру сжигания и смешивается с воздухом. Происходит одновременное сжигание в разных камерах древесного угля и газа. Преимущество такой схемы — продолжительное горение каждой закладки топлива и повышенный КПД установки.

В котле топливо сгораёт не сразу в полном объёме, а постепенно, тем самым увеличивается время от одной закладки от другой. Продвинутые модели требуют вмешательства человека не чаще 1-2 раз в день.

Пиролизный котёл для коттеджа стоит около 350 000 рублей. Пример такой установки — ATMOS D 15.

Требование противопожарной безопасности

Печь — пожароопасное оборудование, потому при монтаже и эксплуатации следует выполнять следующие правила:

  • Разместить котёл на бетонном основании, перед топкой установить защитный лист толщиной не менее 2 мм.
  • Расстояние до стен должно быть не менее 20-30 см. Их рекомендуется защищать теплоотрожателями.
  • Дымоход должен быть изолирован материалом класса НГ.
  • Автоматика должна быть исправна и соответствовать нормам безопасности.
  • Не использовать оборудование без элементов контроля: манометры, клапана и сбросы давления.

Технологическая схема

Пиролизное горение проходит по сложной технологической схеме.

Установка пиролизного горенияПример схемы пиролизной установки.

Предварительный подогрев

На этом этапе сырье нагревают, после чего смешивают с водяным паром, добиваясь концентрации в 0,5.

Наличие водяного пара позволяет избежать обратной реакции. После этого сырье подогревают до 500 градусов.

Печь пиролиза

Реакция происходит в змеевиках пиролизной печи на протяжении примерно 0,6 секунд.

Пиролизная печьСхема работы печи пиролиза.

Обработка происходит под воздействием высоких температур в 800 градусов, что позволяет увеличить выработку олефинов.

Блок захолаживания

Захолаживание происходит при помощи воды, а также жидкой части продукта С9+.

Охлаждение газаСпособ охлаждения исходного газа.

Так называемый квенчинг подразумевает подачу охлажденного сырья в холодные продукты горения, благодаря чему реакция пиролиза моментально останавливается.

Блок фракционирования

Газ попадает в блок фракционирования. Тяжелые компоненты выходят из куба колоны.

Легкие охлаждаются, после чего разделяются на газ и жидкость. После этого газ сжижается, охлаждается и подается в деметанизатор.

Деметанизатор

На этом этапе из смеси выделяются углеводородные компоненты или бензин. Неконденсированный газ используется в качестве топлива, а также для захолаживания сырья.

Остальной газ подается в деэтанизатор.

Деэтанизатор

На этом этапе технологического процесса ацетилен превращается в этилен.

ДеэтанизаторБлок колонны деэтанизатора.

После этого смесь компонентов С2 разделяется в ректификационной колоне.

Депропанизатор

На этом этапе металацетилен превращается в пропилен.

ДепропанизаторСхематическое изображение работы блока депропанизатора.

После этого он также подается в ректификационную колону.

Дебутанизатор

Дистилят смешивается с газами и используется в качестве топлива для печи. Тяжелые углеводороды отправляются на разделение.

Колонны разделения фракций

На последнем этапе тяжелые углеводороды разделяются на ароматические. Выделяется этилен, пропилен.

Химизм пиролиза

Процесс пиролиза протекает при очень высоких температурах, 750-900 °C, при давлении, близком к атмосферному. В этих условиях реакции крекинга одной или нескольких ковалентных углерод-углеродных (С-С) связей происходят по свободно радикальному механизму. Следовательно, образуется большее число более мелких молекул. Одновременно протекает реакция дегидрирования путем крекинга связи углерод-водород (С-Н).


Химизм пиролиза

Побочные реакции:

  • изомеризация,
  • циклизация,
  • полимеризация
  • циклодегидрирование → образование кокса (полиароматический СН)

Водяной пар добавляется в сырье для уменьшения образования побочных продуктов.

Малое время пребывания сырья в реакционных трубах предотвращает значительную долю побочных реакций, особенно образование кокса.

Читайте также

  • Ресурсосберегающие технологии в сфере переработки отходов

  • Календарь эколога на 2020 год: отчетность и важные даты

  • Оборудование для пиролиза

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.