Переработка твердых бытовых отходов при помощи пиролиза

Материалы перерабатываемые в установке и объем пиролизного масла получаемое из различных отходов

НаименованиеТип отходовВыход пиролизного масла
Отходы шинШины грузовиков корд сталь40%- 45%
Шины с нейлоновым кордом40%
Шины велосипедов мопедов35%
Отходы пластикаПолимерные мешки, хозяйственные50%
Пакеты или сумки60%
Отходы кабеля кожиКабель ПЭ35%
  Кабель ПВХ (требуется модуль дехлорирования)  25%
Кабель в резиновой изоляции35%
Телефонный кабель50%

Макулатура, отходы

бумажной фабрики

Грубый материал15%
Промытый материал20-25%
ПЭ материалы70%

Отходы обуви,

подошвы

Спортивная обувь, подошвы25-33%
Обувь на черной резиновой подошве35%
Жевательные резинки, резиновая подошва45%
Прочие отходыРезиновые трубки30%
Ковры35%
Металлопластиковые отходы30%
Пластик автомобиля, фары, обивки….50%
Бутылки от напитков50%
Регенерация отходов ПММА (полиметилметакрилат).
Отходов сырой нефти и нефтяные остатки.70 — 80%
Нефтешламы*20 — 45%
Отработанные масла75 — 90%

 * Выход пиролизного масла из этих отходов зависит от объема нефтяных фракций в материале

Сухой пиролиз и его разновидности

58c3c4591877583d1dafe81b87a9402f.gif

Утилизация кислых гудронов пиролизом

Метод преследует такие основные цели: обезвреживание вторичного сырья, получение топлива, различных химических соединений, используемых в промышленности. Главный сохраняемый принцип, которому следует сухой пиролиз, — рациональное использование невосполнимых природных ресурсов.

Способ позволяет получать пиролизный газ, жидкий продукт, твердые углеродистые компоненты. Сухой пиролиз может протекать при трех режимах температур:

  1. Низких.
  2. Средних.
  3. Высоких.

Пиролиз при Т 450-550 градусов по Цельсию относится к низкотемпературному. Методу характерно получение полукоксов в больших количествах, максимальная температура выхода пиролизного газа при образовании его в минимальных объемах. Также наблюдается получение смол, которые в дальнейшем используются для производства каучука. Образующиеся полукоксы применяют в качестве топлива для промышленных и бытовых нужд.

Среднетемпературный пиролиз происходит при 800 градусах по Цельсию. В ходе сжигания выделяется большое количество газа и гораздо меньше, жидких смол и непосредственно кокса, чем в предыдущем случае.

Высокотемпературный пиролиз протекает при Т выше 900 градусов по Цельсию. Этот метод дает минимальное количество твердых и жидких отходов. Образующиеся газы впоследствии используют, как топливо для транспортировки.

Суть процесса

Обычное горение древесины с участием кислорода приводит к воспламенению и испарению выделяющихся газов, полному разрушению твердых составляющих, превращению их в дым, копоть,  и пепел. Температура пламени при этом достигает 1000°С. Пиролиз — тоже термодеструкция. Результат этого процесса — образование продуктов распада лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы. Сухая перегонка осуществляется в замкнутом пространстве при постоянной температуре в 250–450°С, образующиеся газы и жидкие выделяемые компоненты сразу отводятся и охлаждаются. Процесс сопровождается большой отдачей тепла, но дым и копоть не образуются. Полученные остатки затем можно использовать в промышленных целях или домашнем хозяйстве.

Практические преимущества пиролизных установок по сжиганию отходов

В большинстве случаев, как уже отмечалось, пиролизную установку купить бывает необходимо из соображений поддержания экологических нормативов. Любая конструкция пиролизной установки по переработке древесины, или более универсальной пиролизной установки по переработке БТО успешно справляется с этой целью. Одновременно с этим зафиксированная в нашем каталоге на оборудование пиролиза цена позволяет минимизировать расходы на ликвидацию и утилизацию мусора за счет отсутствия затрат на транспортные расходы, содержание штата подсобных работников. Это же обстоятельство позволяет экономить время и содержать производственные площади, дворовые участки, прилегающие административные территории в чистоте и порядке, рационально распоряжаясь освобождающейся от загрязнений территорией.

Наряду с этими достоинствами пиролизную установку купить рекомендуется и с учетом таких обстоятельств и преимуществ:

  • озвученная стоимость пиролизной установки окупается на протяжении ближайших нескольких месяцев эксплуатации;
  • модернизированный принцип работы пиролизной установки позволяет сокращать расходы на утилизацию твердых бытовых отходов в сравнении с традиционными технологиями;
  • все модификации пиролизных установок по переработке отходов работают практически в автономном режиме, используя в качестве топливного ресурса выделяемый при сжигании газ;
  • доступная и объективная на пиролизную установку непрерывного действия цена и технические возможности модели позволяют наладить бесперебойную утилизацию отходов без внушительных капиталовложений;
  • при корректном подборе мощности производительность пиролизной установки по переработке разных видов отходов обеспечивает непрерывный цикл с ускоренной динамикой процесса.

Все перечисленные достоинства реализованы в предлагаемых нашим каталогом модификациях пиролизных установок по переработке твердых, древесных, органичных отходов.

Какое топливо подходит для получения газа

e15d5e901bac2375529c6c2d1bcac182.jpg

Процесс пиролиза может протекать в любой органике, однако чаще всего для получения газа используют древесные отходы, ветки и другой аналогичный материал.

На теплотворную способность готового топлива влияют плотность и влажность исходного материала, причем под плотностью подразумевают именно удельный вес древесины.

Чем влажней топливо, тем больше энергии будет расходоваться на поддержание процесса пиролиза и тем выше окажется содержание водяного пара на выходе.

Вместе с опилками в газогенератор можно загружать стружку и щепу из здоровой или больной древесины, а также любые отходы обработки и переработки древесины в сухом виде.

Кроме того, в качестве топлива можно использовать даже опавшую листву и древесную кору, однако их теплотворная способность гораздо ниже, чем у здоровой древесины, поэтому время работы газогенератора на одной закладке топлива будет гораздо меньше.

Принцип работы установки пиролиза ПРОМЕТЕЙ.

Перед процессом пиролиза сырье требуется измельчить до размеров 3-4 см. Затем сырьевая смесь отходов подвергается технологическому процессу пиролиза.
Загружается в котел через верхний люк, твердое топливо попадает в камеру пиролиза, где за счет послойного нагрева из используемого твердого топлива выделяется способом пиролиза парогазовая смесь. Парогазовая смесь поступает в блок конденсации. Не сконденсировавшийся газовый остаток направляется на сжигание в топку водяного котла. В камере пиролиза после удаления из используемого твердого топлива парогазовой смеси твердое топливо при температуре 800 градусов преобразуется в коксовый остаток. Коксовый остаток перемещается в топку водяного котла, где окончательно сжигается. Отход от работы котла зольный остаток. Горение в котле происходит без заметного черного дыма, за счет преобразования используемого твердого топлива в коксовый топливный твердый остаток.

Пиролизное оборудование для переработки отходов

Современное оборудование может работать с использованием сырья, полученного почти из любых видов органических отходов с использованием собственной энергии. Обязательной составной частью системы аппаратов для пиролиза является реактор.

Интересно! Изначально первые пиролизные аппараты появились в России в девятнадцатом веке. В те времена пиролизу подвергался керосин для приготовления из него газа и бензина, которые применялись для освещения.

Переработка сырья осуществляется в зонах реактора (схема ниже):

  • вверху температура поддерживается на уровне 100 – 2000С и здесь сырье подсыхает (этап №1);
  • в середине при температуре 1000 – 12000С происходит термическое разложение органической массы и коксование ее, при этом часть углерода сгорает с выделением тепла, поддерживая нужную температуру (этап № 2);
  • внизу твердый остаток охлаждается до температуры 1000С, остатки углерода догорают и преобразуется в золу – пикарбон, карбон (этап №3);
  • отведение продуктов пиролиза для складирования и повторного применения (этап № 4).

1da0d4fec1b5e3eec75d78ef5d441ddc.jpg

В настоящее время промышленность предлагает следующие типы оборудования для пиролиза ТБО:

  1. Пиролизная установка для утилизации шин:
  2. Пиролизная установка для утилизации отходов деревообработки, навоза и помета:
  3. Универсальная пиролизная установка (Т – ПУ1) для утилизации отходов деревообработки, нефтепереработки, медицинских, пищевых и других отходов.

89652a4ce158f242df75d4f3b9bd2394.jpg

Если упростить промышленные механизмы пиролиза, использовать необъемные аппараты, то можно создать небольшую установку для пиролиза, применяемую в личных целях простыми людьми. В быту с помощью этой установки можно получать тепловую энергию, а в промышленности – востребованные химические продукты.

Видео о работе пиролизной установки, находящейся в Татарстане, о технологии проведения процесса, о достоинствах данного способа утилизации твердых бытовых отходов:

Назначение жидких топлив.

Жидкое топливо из отходов может быть использовано в следующих системах:

1. Топливо для отопления, электростанциях, крупных и мелких индивидуальных котлов. Это самое популярное назначение нового топлива. Для удовлетворения спроса только средний тепловой мощностью около 10 МВт необходимо жидкого топлива около 1200 т/ч. Это указывает на то, что первоначально новое топливо может подходить малым и средним котлам для обеспечения их потребности в жидком топливе.

2. Сжигание в печи, котлы, водонагреватели и многое другое, общие устройства генерируют тепло и энергию. Они, как правило, менее эффективны, чем двигатели и турбины, но могут работать с различными видами топлива — жидкого топлива, природного газа, нефтяные дистилляты и другие. Поэтому представляется целесообразным топливо для котлов, по крайней мере, до т/ех пор пока его характеристик обеспечить требуемый уровень выбросов и экономически целесообразно.

3. Горение в дизельных двигателях. В то время, как котлы используются в основном для производства тепла, дизельные двигатели обеспечивают высокую эффективность (до 45%) в генерацию энергии и могут быть адаптированы также комбинированное производство тепла и электроэнергии процессов. Дизельные двигатели с низким уровнем скорости известны своей гибкостью на топливо и может работать на низкокачественных видах топлива. Жидкое топливо пиролиза может быть успешно применено в странах с низким уровнем судовых двигателей, стационарных электростанций и других.

4. Горение в турбинах. Газовые турбины используются в широком диапазоне применений, наиболее важными из которых являются установки для получения электрической энергии. Несомненно, газовые турбины могут быть изменены или переработаны, чтобы адаптироваться к новому жидкому топливу.

Мониторинг рынка показывает, что в ближайшее время потребность в таком виде топлива может составить от 5 до 10 млн. тонн в год.

Пиролиз древесины

Как химический процесс это явление сопровождает горение любой биомассы. В этом нетрудно убедиться, если провести простой опыт: положить на раскаленную металлическую поверхность небольшой кусок сухой древесины. Многим из нас и так известно, что будет дальше, даже опыт проводить не нужно. Сначала дерево обуглится, станет дымиться, а потом может вспыхнуть и сгореть либо просто истлеет.

92bce79996ed30e2d52ef4586b4a34d6.jpgОт воздействия высокой температуры происходит термическое разложение (деструкция) древесины, в результате которого выделяются различные горючие газы. Их количество зависит от температуры нагрева, вот почему лучина на горячей поверхности возгорается далеко не всегда. Когда температура не превышает 450 °С, газов выделяется немного, они не достигают нужной концентрации и не вспыхивают. Процесс разложения щепки затянется на длительное время и закончится горсткой пепла.

37e093f839795ac5d8d63f6306ed8f5d.jpg

Оптимальная температура пиролиза древесины, при которой образуется большое количество горючих газов, лежит в диапазоне 600—900 °С. Если поверхность под щепкой разогрета до такой степени, то возгорание древесины неизбежно благодаря высокой концентрации газов. После вспышки процесс резко ускорится, поскольку теперь он подпитывает теплом сам себя и лучина быстро истлеет. Если же ограничить к ней доступ кислорода, то возгорания не произойдет, а разложение будет идти с прежней скоростью. Это дает возможность отвести образующиеся газы и использовать для разных целей.

Надо понимать, что дерево никогда не горит само по себе, возгораются образующиеся пиролизные газы, для чего нужна высокая температура. Вот почему от спички не удастся разжечь толстое полено, слишком мало подводится тепла. Для тонкой щепки его будет достаточно, реакция с выделением газа начнется быстро, что и приведет к появлению пламени.

Итак, пиролиз – это химическая реакция деструкции вещества, вызываемая воздействием высокой температуры. В естественных условиях она протекает совместно с горением. Последовательность хода процесса покажем на примере древесины:

  • нагрев вещества от внешнего источника тепла;
  • при температуре около 300 °С начинается процесс разложения вещества и выделения горючих углеводородов;
  • так как доступ кислорода не ограничивается, а тепло подводится в виде открытого пламени, при достижении 500 °С количество газов возрастает и происходит их возгорание;
  • реакция горения протекает самостоятельно, без внешнего источника тепла. Сжигаемые углеводороды обеспечивают нужное количество теплоты для дальнейшего термического разложения древесины.

Перспективность пиролиза

В случае введения в химическую реакцию определенных катализаторов, наблюдается существенное повышение выхода продуктов. Ученые работают над проблемой загрязнения катализаторов в ходе реакции. В экспериментальных установках апробируют эффективность ингибиторов и активаторов, способных снижать скорость протекания вторичного процесса пиролиза.

В последнее время особое внимание уделяется разработке метода физического ускорения пиролиза с помощью электромагнитного поля. . В повседневной жизни востребованы печи на базе крекинга, которые состоят из двух камер

В одной части происходит возгонка топлива путем крекинга, а во второй камере осуществляется его непосредственное горение.

В повседневной жизни востребованы печи на базе крекинга, которые состоят из двух камер. В одной части происходит возгонка топлива путем крекинга, а во второй камере осуществляется его непосредственное горение.

Химизм превращений основывается на явлении горения биомассы. Сначала наблюдается обугливание древесины, затем она дымится, потом вспыхивает, полностью превращается в газообразные продукты. Под действием высокой температуры осуществляется деструкция (термическое разложение) древесины, что приводит к выделению смеси горючих газообразных веществ. Их количественный показатель напрямую зависит от показателя температуры. Если она превышает 450 градусов, наблюдается образование незначительного количества газообразных веществ, они не вспыхивают. Оптимальный температурный режим для процесса древесного пиролиза – 900 градусов по Цельсию. При разогревании до этого показателя всей поверхности дерева наблюдается его возгорание.

При этом выделяется дополнительное количество энергии, в результате чего химический процесс существенно ускоряется. При ограничении доступа в реакционную смесь кислорода разложение осуществляется с первоначальной скоростью. Образующиеся газы отводят, применяют их для различных направлений химического производства.

В естественных условиях пиролиз осуществляется совместно с горением. Сначала наблюдается нагревание древесины от внешнего источника энергии, потом происходит процесс разложения. При ограничении доступа в реакционную смесь кислорода возможно возгорание. Особенность процесса в отсутствии необходимости использования дополнительного источника энергии.

Какие отходы можно перерабатывать при помощи пиролиза

Обратите внимание! ТБО – твердые бытовые отходы – разные субстанции, которые без обработки невозможно вторично использовать в бытовой деятельности человека. . ТБО – это смесь веществ органического и неорганического происхождения, имеющих разные свойства

В России отходы не сортируются. Однако за рубежом, да и у нас в стране есть тенденция к снижению в мусоре доли пищеотходов и увеличению доли упаковочных материалов: пластика, картона, бумаги. Исследования показали, что примерно 30 процентов по весу и 50 процентов по объему ТБО приходится на долю упаковочного материала. А 13 процентов по весу и 30 процентов по объему упаковочного материала приходится на долю пластмассовых изделий, в подавляющем большинстве пластиковой посуды. Органическую составляющую мусора подразделяют на:

ТБО – это смесь веществ органического и неорганического происхождения, имеющих разные свойства. В России отходы не сортируются. Однако за рубежом, да и у нас в стране есть тенденция к снижению в мусоре доли пищеотходов и увеличению доли упаковочных материалов: пластика, картона, бумаги. Исследования показали, что примерно 30 процентов по весу и 50 процентов по объему ТБО приходится на долю упаковочного материала. А 13 процентов по весу и 30 процентов по объему упаковочного материала приходится на долю пластмассовых изделий, в подавляющем большинстве пластиковой посуды. Органическую составляющую мусора подразделяют на:

  • компостируемую (кухонные отбросы, опил, кора и ветки деревьев, щепа, старые газеты, картон);
  • некомпостируемую (пластмассы, резина, кожа, выброшенные старые шины, кабели, вязкие пастообразные отходы, такие как машинное масло, нефтешламы, почва, на которую попали горюче-смазочные материалы).

Пиролизу подвергается компостируемая и некомпостируемая составляющие мусора.

Пиролиз углеводородов

Введение

Процесс термического пиролиза углеводородного сырья (нефти и её фракций) — основной способ получения низкомолекулярных ненасыщенных углеводородов — олефинов (алкенов) — этилена и пропилена.

Существующие мощности установок для проведения пиролиза в мире составляют 113,0 млн т/год по этилену или почти 100 % мирового производства и 38,6 млн т/год по пропилену или более 67 % мирового производства (остальное — 30 % производства пропилена приходится на каталитический крекинг, около 3 % мирового производства пропилена получают из побочных газов нефтеперегонных заводов, а именно из газов процессов замедленного коксования и висбрекинга). При этом, среднегодовой прирост потребления этилена и пропилена в мире составляет более 4 %[когда?][источник не указан 1047 дней].

Наряду с производством этилена и пропилена, процесс пиролиза нефти — основной источник производства дивинила, выделяемого ректификацией из сопутствующей пиролизной С4 фракции и отгонов бензола, получаемого из жидких продуктов пиролиза.

Около 80 % мирового производства бутадиена и 39 % производства бензола осуществляется пиролизом углеводородов[источник не указан 1047 дней].

Условия проведения пиролиза и химические реакции

В промышленных условиях пиролиз углеводородов осуществляют при температурах 800—900 °C и при давлениях, близких к атмосферному (на входе в нагреваемый трубопровод — пирозмеевик ~0,3 МПа, на выходе из него — 0,1 МПа избыточного давления).

Время прохождения сырья через пирозмеевик составляет 0,1—0,5 сек.

Теория пиролиза недостаточно изучена. Большинство исследователей придерживаются теории цепного свободно-радикального механизма разложения при пиролизе в таких условиях.

Условно, все реакции при пиролизе можно разделить на первичные и вторичные. Первичные реакции протекают со снижением молекулярной массы продуктов пиролиза. Это, в основном, реакции расщепления высокомолекулярных парафинов и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой, что сопровождается увеличением объёма газообразной смеси.

Далее возможны вторичные реакции синтеза более тяжёлых молекул из низкомолекулярных непредельных углеводородов. Эти реакции протекают, преимущественно, на поздних стадиях пиролиза.

При увеличении молекулярной массы молекул в смеси продуктов реакции уменьшается объём газов реакционной массы.

В основном, реакции образования ароматических, конденсированных ароматических углеводородов типа нафталина, антрацена в результате реакции конденсации/поликонденсации ведут к синтезу термически стабильных ароматических углеводородов в том числе, по реакциям типа Дильса — Альдера.

Также, ко вторичным реакциям можно отнести реакции образования смеси различных пастообразных углеводородов, с низким удельным содержанием водорода в молекулах соединений, называемых в промышленности пёком.

Пёк при обжиге при температурах свыше 1000 °С теряет водород в составе молекул легкокипящих углеводородов. Получаемый продукт, как правило, называют пиролитическим коксом. Но пиролитический кокс отличается по многим физическим свойствам, в частности, по абсорбционной способности, от каменоугольного кокса.

Деление реакций на первичные (разрушение тяжёлых молекул) и вторичные (синтез поликонденсированных ароматичеких углеводородов) условно, так как оба типа реакций происходят одновременно.

Для снижения скоростей вторичных реакций пиролиза — синтеза используют разбавление сырья пиролиза водяным паром. В результате парциальное давление пара углеводородов снижается и, согласно , снижение давления в зоне реакции будет способствовать протеканию реакций, идущих со снижением молекулярной массы, то есть с увеличением объёма, таким образом обеспечивается увеличение выхода продуктов расщепления — продуктов первичных реакций.

Концентрация водяного пара в процессе пиролиза выбирается в зависимости от целевого продукта. Так, для получения этилена, бутилена, бензина соотношение пара к сырью обычно составляет 0,3:1,0, 0,4:1,0, 0,5:1,0 соответственно.

Адаптация для работы на новом топливе

c432129bd001b32c41166143adff6b51.jpg

Из-за большого содержания азота теплотворная способность пиролизного газа ниже, чем любого природного или сжиженного газа.

Для правильного сгорания и выделения нужного количества тепла необходимо увеличивать подачу газа.

Для этого в кухонных печах и отопительных котлах без электронного управления рассверливают жиклеры.

В котлах с электронным управлением увеличивают диаметр жиклеров и меняют прошивку (программное обеспечение).

В автомобилях необходимо полностью переделывать топливную систему, поэтому проще всего перевести на пиролизный газ карбюраторные машины.

Мы рекомендуем переводить на пиролизный газ лишь недорогую технику, которая не находится на гарантии.

Использование неподходящего под какие-то стандарты топлива нередко является основанием для отказа в гарантийном ремонте.

Кроме того, переводить любое оборудование на приролизный газ необходимо только после тщательного изучения форумов, на которых пользователи делятся опытом подобных работ.

Также мы рекомендуем максимально серьезно отнестись к очистке топлива, это не только повысит его теплотворную способность, но и снизит риск засорения топливной системы отопительного прибора.

Пиролизные котлы отопления

Самое главное отличие пиролизного котла, о котором стоит сказать сразу, от привычных для нас котлов прямого горения – это то, что они имеют две топки. В первой камере будет протекать процесс газификации твердых топлив, во время подачи минимального количества кислорода. Во второй камере проходит догорание полученных пиролизом газов, с поступлением дополнительного воздуха.

Сегодня известны два основных типа пиролизных котлов, которые мы и рассмотрим ниже.

Первый вид – это котел, у которого первая топка будет расположена над вторичной. Между ними находится форсунка, которая изготовлена из огнеупорного кирпича. Работа котла протекает так: в первичную топку попадает кислород благодаря работе вентилятора, и только частично во вторичную, с целью дальнейшей обработке газов.

Парадокс, который тут отслеживается, это то, что поступление кислорода не перекрыто, как это предусмотрено в пиролизе, а совсем наоборот, вентилятор способствует его проникновению. Но такая последовательность пиролиза, даст полное и эффективное сгорание древесины, не оставив даже золы, только небольшое количество пепла. И пепла вы тоже можете не найти, поскольку вентилятор, будет выдувать его через форсунку в дымоход. Но данная последовательность работы котла, практически ничего общего с пиролизом не имеет.

Второй вид – это котел с природным попаданием кислорода. Здесь уже камеры топки расположены противоположно первому виду – первичная внизу, вторая над ней. Еще одно отличие от первого вида – это отсутствие форсунки. Тут ее заменяет банальный газоход, который и соединяет обе камеры между собой. И вентилятор тут тоже отсутствует – кислород поступает сюда естественным путем, а именно, с помощью дымохода и отдельной подачей воздуха в топке.

Здесь сам процесс пиролиза отслеживается четче, поскольку ограниченно попадание кислорода, с помощью перегородки, а не создание его избытка. Но эта перегородка и создает проблему. Если ее закрыть, упадет температура, соответственно выделение газа значительно снизится, и вторичная камера превратиться в самый обычный газоход. Если вы откроете перегородку, то лучше не станет – газов будет выделяться максимальное количество, и в скорее они начнут гореть в первичной камере, при этом попадание во вторичную будет минимальным.

Если говорить об отзывах такого вида котлов, то они не совсем положительные, для многих такой котел не оправдал ожиданий.

Виды пиролизной переработки

Пиролизные установки промышленного назначения подразделяются на установки высокотемпературного и низкотемпературного пиролиза. Пиролизные установки не производят 30fb63ea2719e7c5681323508efda812.jpgсточных вод и являются практически энергонезависимыми. Подача электроэнергии необходима для осуществления запуска оборудования, после чего установка сама обеспечивает себя энергией. Избытки пара или электроэнергии, сгенерированные при работе пиролизной печи, могут подаваться в муниципальные сети.

Под низкотемпературным пиролизом подразумевается процесс термического разложения органических отходов при температуре не более 850 °C. Метод характеризуется высоким выходом жидких и твердых продуктов, в частности смол, органических кислот, ароматических соединений и полукокса. Первичная смола и полукокс применяются в качестве топлива.

Существует несколько вариантов технологии низкотемпературного пиролиза:

  • пиролиз органических отходов в вакууме;
  • неполное сгорание с ограниченным доступом воздуха (при температуре порядка 760 °С);
  • пиролиз с внедрением воздуха;
  • пиролиз при температуре близкой к 850 °С.

Последний метод позволяет перерабатывать смешанные отходы в которых присутствует неорганическая фракция.

Высокотемпературный пиролиз производится в температурном диапазоне 1200…1400 °С.

На выходе преобладают газообразные продукты распада органики, и этот процесс часто называют газификацией. Переработка мусора методом высокотемпературного пиролиза считается одним из лучших методов утилизации отходов с точки зрения получения синтез-газа и вторичного сырья. Переработка методом высокотемпературного пиролиза возможна без ряда предварительных операций, включая сортировку и сушку отходов, чем выгодно отличается от низкотемпературного пиролиза, более требовательного к качеству исходного сырья.

Биологически активные вещества при пиролизе разрушаются, выплавки тяжелых металлов не происходит, то есть образующийся пепел практически безопасен. Высокая плотность пиролизных отходов, не имеющих практической ценности, позволяет более рационально использовать площади, предназначенные для их захоронения.

Сфера применения пиролиза

В идеальном варианте пиролиз древесины происходит в закрытом пространстве без поступления кислорода и с постоянным подведением тепла извне. Чтобы не расходовать для этой цели дорогие энергоносители, для поддержания процесса используют часть конечного продукта – смесь горючих газов. В состав смеси входит метан, угарный газ (СО) и водород, из негорючих веществ в ней присутствуют углекислый газ и азот.

52fd71a8391531d2719cc2ee66b5f49e.jpg

Получение газообразного горючего из различных отходов деревообработки – это и есть основная сфера применения пиролиза древесины в промышленности.

a2e7d6cd166226427ccdba618d2674ca.jpg

Основное оборудование для технологического процесса — это пиролизные печи (газогенераторы), блоки охладителей и фильтров. Сырье в виде опилок, щепы и прочих отходов загружается в печь и там сжигается при минимальной подаче воздуха. Поскольку производительность установки напрямую зависит от температуры, то в промышленности зачастую применяют так называемый быстрый пиролиз, когда сырье разогревается с высокой скоростью. Смесь газов проходит охлаждение и фильтрацию, после чего закачивается в резервуары для дальнейшей обработки.

7fcf19ed0d7dc10ce93f459263791d53.jpg

С точки зрения получения полезных химических соединений дерево не так интересно, как уголь. Если последний подвергнуть обработке таким же способом, то можно получить множество ценных веществ. Правда, чтобы вызвать полноценный пиролиз угля, необходимо обеспечить более высокую температуру. Зато после проведения определенных технологических процессов вырабатываются следующие продукты:

  • кокс: незаменимый компонент, участвующий в плавке стали;
  • аммиак: необходим для производства удобрений;
  • толуол: исходный элемент для изготовления разных красителей, а еще – взрывчатки (тринитротолуола);
  • анилин: входит в состав красок и эмалей, изготавливаемых химическим путем.

Перечисленные продукты пиролиза угля – лишь малая часть списка, более полная картина показана на иллюстрации:

0d47e8a2c6334136502e11f23caa8c9c.jpg

Внедрение метода на бытовом уровне

Жить в пригороде становится все более популярно. Однако далеко не все горожане готовы к заготовке дров, а газификация поселков и дачных участков решается довольно туго.

Альтернативой традиционным способам утепления жилых помещений выступают бытовые пиролизные котлы. Сегодня они не просто становятся источником энергии практически из мусора, но оснащены современной электроникой и принудительной вентиляцией. Бытовые котлы «Пиролиз 43» — одна из популярных моделей, представленная рынке подобных товаров. Оборудование имеет два котла сжигания, что гарантирует дожег образующих паров, газов, прочего. Это делает их использование преимущественным во всех отношениях: экономично, безопасно, эффективно.

Причем для использования данной модели котла также подходят дрова, но специалисты подчеркивают: топливо в котлах скорее тлеет, чем горит, плюс дополнительный дожег, — обеспечивают существенную экономию ресурсов.

Зола почти не образуется, а значит владельцам не придется долго думать над очисткой оборудования в процессе эксплуатации

Последнее, что важно для бытовых пользователей – это возможность выбирать котел подходящего дизайна (в том числе и его цвет).

Духовой шкаф с пиролитической очисткой

Подобные возможности современного бытового оборудования лишний раз заставляют задуматься о целесообразности приобретения газовой или электрической плиты.

Реализация пиролитической очистки возможна только для последнего варианта. Эта технология значительно эффективней, чем гидролиз или электролиз, также находящие место для бытового применения.

6511773ce39d7ef3b70636031e2d6009.jpg

Духовой шкаф с пиролитической очисткой

Система с пиролитической очисткой не требует смены никаких фильтров и сохраняет работоспособность на весь гарантийный срок духового шкафа. Если предельно просто описать процессы, происходящие при подобной очистке, все выглядит примерно так:

  • загрязненный духовой шкаф разогревается до максимально возможных температур;
  • далее происходит сжигание жиров, накипи, прочих наслоений на стенках оборудования;
  • газ уходит по каналам вентилирования;
  • на дне поддона образуется зола, которую можно просто выбросить.

Сегодня достаточно много форумов собирает аудиторию, заинтересованную данным вопросом. Поскольку такие блюда, как курочка-гриль или шашлычок в духовке, не приготовишь в кулинарном рукаве. С другой стороны, выпечка после такого использования печки получается просто ужасная. Вот и выходит, что многим действительно необходимы действенные, одновременно экономичные методы очистки, каковым и является пиролиз.

Виды пиролиза

По воздействию разных значений температур на мусор пиролиз делится на низкотемпературный и высокотемпературный. Первый протекает при температуре до 9000С, а второй – при температуре больше 9000С.

Низкотемпературный пиролиз. Технология обработки отходов данным способом заключается в нагревании сырья в шахте до 350 – 4500С без доступа воздуха, то есть при отсутствии как кислорода, так и азота. Стабильная температура и полное отсутствие кислорода гарантируют, что сырье не будет гореть, а также не будет помех для интенсивного протекания таких процессов как нагревание, плавление, испарение, разложение углеродистых соединений

При данном типе пиролиза неважно, каков химический состав перерабатываемых отходов и в каком соотношении находятся в них органические вещества. Пиролизный газ имеет, практически, одинаковый состав:

  • горючая составляющая: угарный газ, метан, этилен, сероводород, водород;
  • негорючая составляющая: углекислый газ и азот.

Важно, что горючая составляющая значительно превышает по содержанию негорючую, а это значит, что пиролизный газ можно использовать так же, как добываемый природный газ. Выход полученного горючего газа зависит от качественного состава сырья: так, пищевые отходы образуют газ, насыщенный влагой, чего не скажешь о пластмассах.

bb52e5810cd9128e345fded5ecd5bff3.jpgПринципиальная схема низкотемпературного пиролиза

Высокотемпературный пиролиз. Технологическая цепочка:

  1. Сортировка мусора с удалением больших предметов, цветного и черного металлолома.
  2. Измельчение и просушка отобранных отходов.
  3. Разложение просушенного сырья с целью образования пиролитического газа, пиролитического масла, шлаков и побочных веществ, таких как Cl2, F2, N2.
  4. Ликвидация загрязнителей и снижение температуры полученного газа.
  5. Употребление пиролитичского газа для получения пара, электрической или тепловой энергии. Чаще всего этот газ применяется обратимо для инициирования пиролиза.
  6. Пиролитическое масло после складирования направляется в качестве сырья на заводы нефтехимической промышленности для изготовления горюче – смазочных материалов, заменителей мазута и дров.

ffd9ec05f75bd80afca68c5640acf768.jpgПринципиальная схема высокотемпературного пиролиза

Современность

В наше время существуют две крупные компании, которые применяют в своей технологии процесс Фишера-Тропша. Большая часть дизельного топлива ЮАР производится путем пиролиза, последующего окисления образующих продуктов.

Особое внимание данная химическая технология приобрела после того, как ученые стали искать способы получения дизельных малосернистых веществ, способных наносить минимальный ущерб окружающей среде. Например, американские компании в настоящее время в качестве исходного сырья выбирают кокс или уголь, получая жидкие углеводороды высокого качества

b497ccdde767e30ae01eac6293461872.jpg

Несмотря на то что процесс пиролиза является проработанной технологией, которую можно использовать в крупных масштабах, он связан с довольно высокими материальными затратами на ремонт и эксплуатацию установки. Для многих производителей это является сдерживающим фактором, ведь наблюдается тенденция снижения мировых цен на нефть.

Приобретение оборудования в Лизинг на 2 — 5 лет, первый взнос 10 -15, валюта — рубли, удорожание 5 — 12 в год.

Для заказа оборудования заполните опросный лист на установку pyrolysis-machine-oprosniy-list.docx  

Пиролизные установки для утилизации и переработки отходов. Цены и характеристики пиролизных установок. Установки позволяют перерабатывать шины, отходы резины, пластика, полиэтилен, отходы кабеля, нефтешламы, отработанные масла. Пиролизная установка эффективна и экологически безопасна. У нас вы сможете купить пиролизные установки с объемом разовой загрузки от 4 до 20 тонн. Горизонтальные пиролизные установки с вращающимся реактором объемом  17 до 50 м3 легко и быстро загружаются через дверь в торце установки. Вращене реактора обеспечивает равномерную быструю и полную переработку всех загруженных материалов, автоматическую выгрузку углерода, отсутствие отложений на стенках реактора, легкую выгрузку металлокорда. При использовании гидравлического загрузочного устройства, шины можно предварительно не резать. Усилие подачи на поршне обеспечивает паспортную загрузку установки.1e0609e866c88b7f63656b206ea0d5e8.jpgДверь реактора пиролизной установки может быть прямоугольной, круглой, под загрузочное устройство или равна диаметру установки 2,2 или 2,6 или 2,8 метра. Рекомендуем круглую дверь с загрузочным устройством.

Видео — пиролизная установка и пиролизная переработка отходовhttps://youtu.be/u2TuWb8qrCA

 Наши установки работают в Болгарии, Испании, Польше, Турции, Украине, Казахстане, Иордании, Индии, Корее, Китае, Малайзии, Пакистане, Таиланде, Филиппинах около 20 стран мира. Установки имеют Европейский сертификат качества и Декларацию соответствия продукции в России и странах таможенного союза Армении, Белоруссии, Казахстане и Киргизии.Пиролизные установки производства комплектуется  системой очистки выхлопных газов, которая позволяет использовать для разогрева реактора уголь, дрова, пиролизное масло, дизельное топливо, газ, электричество. Установки комплектуются: полуавтоматической, цена указана в таблице, или автоматической системой выгрузки углерода из реактора, системой быстрого удаления металлокорда из установки, мультитопливными горелками для разогрева реактора, Российской адаптированной к холодному климату системой охлаждения, есть возможность использовать выделяемое установкой тепло для отопления цеха и бытовых нужд. Возможна дополнительная поставка загрузочного устройства, автоматической системы удаления и хранения углерода из установки. Система управления установки на комплектующих Siemens.

Для сокращения сроков окупаемости установки можно приобретать ее в комплекте с установкой дистилляции пиролизного масла в стандартное дизельное топливо и бензин АИ 92. Или выбрать компактную установку для очичтки пиролизного масла и отработанных масел.

Выбросы газов в атмосферу соответствуют европейским стандартам, материалы получаемые в установке востребованы на рынке и легко реализуются. В процессе низкотемпературного пиролиза мы получаем топливо, углерод, металлокорд. То-есть вредных отходов производства нет. В наших установках могут применяться различные системы охлаждения Выбор той или иной системы охлаждения зависит от климатических условий и особенностей цехов.

Утилизация ТБО методом пиролиза

Особый интерес представляет технология утилизации ТБО методом пиролиза. Это одно из наиболее эффективных решений по переработке мусора, так как позволяет получать тепловую энергию, максимально извлекать из отходов ценные компоненты и уменьшать антропогенное давление на окружающую среду. При сжигании 1 тонны шин в атмосферу поступает около 450 кг токсичных летучих соединений и около 300 кг сажи. Переработка отработанных РТИ методом низкотемпературного пиролиза в разы уменьшает выбросы в атмосферу, продукты распада резины используются как энергоносители и сырье для некоторых видов производства.

В современной практике методом пиролиза перерабатывают следующие виды мусора:4accca3d261cb83e20bf00900ee69b6b.jpg

  • отходы деревообрабатывающей промышленности;
  • медицинские отходы;
  • канализационный шлам;
  • отходы полимеров;
  • отработанные автопокрышки и прочие резинотехнические изделия;
  • горючие детали автомобилей, подлежащих утилизации (пластик, текстиль, резина);
  • отходы электроники;
  • коммунальный и бытовой мусор.

Переработке по технологии пиролиза подвергаются отходы нефтепродуктов, технология подходит для утилизации отходов АПК, текстильной, целлюлозно-бумажной и прочих отраслей промышленности, выпускающих продукцию из органического сырья природного или искусственного происхождения.

Основные продукты и реакции пиролиза

В настоящий момент пиролиз углеводородного сырья – это основной источник производства  не только углеводородов олефиновой группы (этилен и пропилен). Он также позволяет получать такие важные продукты, как  бутадиен, бутилены, бензол, ксилолы, циклопентадиен, циклопентен, изопрен, стирол, нафталин, нефтеполимерные смолы, а также сырьё для получения технического углерода, специальных масел и растворителей.

Бензиновая фракция, получаемая в ходе этого технологического процесса, включает в себя  до 30-ти процентов  бензола, от шести до семи процентов  толуола, от двух до двух с половиной процентов ксилолов и примерно  1 процент стирола. Во фракции С5, получаемой пиролизом, содержится до 30-ти процентов  циклопентадиена (в том числе димеров), и примерно  10 процентов изопрена. В получаемых тяжелых смолах с температурой кипения более 200 градусов, содержится  нафталин и его гомологи, немного тетралина и конденсированных углеводородов ароматической группы.

Помимо этого, в составе пиролизных  смол присутствует некоторое количество неароматических углеводородных соединений, в том числе некоторые виды  олефинов и диенов. При производстве ряда нефтяных продуктов из пиролизной смолы этот процесс составляет серьезную конкуренцию традиционным способам их получения. Например, себестоимость  бензола, полученного с помощью пиролиза, в 1,3 – 1,5 раза меньше, чем бензола, полученного каталитическим риформингом, что позволяет также снизить на 20-30 процентов себестоимость получаемого этилена.

Основное пиролизное сырьё – это пропан, этан и  бутаны,  которые содержатся в попутных нефтяных и выделяемых в процессе производства газах, а также газовые и прямогонные бензины.

В качестве сырья для процесса пиролиза использую также рафинат каталитического риформинга, который остается  после удаления из катализата углеводородов ароматической группы.

В последние годы, в связи с дефицитом и дороговизной бензиновых нефтяных  фракций, сырьем для этого технологического процесса все чаще выступают  средние и тяжелые  фракции, и  даже сырая нефть.

За счет чего происходит получение нефтепродуктов при пиролизном процессе?  Получение  низших олефинов таким способом основывается на термическом разложении сырья, после которого следует разделение полученных продуктов при низких температурных значениях.

Все реакции, которые протекают в ходе этого процесса, делятся на две группы:  первичные и вторичные.

Основной первичной реакцией является реакция разложения исходного углеводородного сырья, при котором образуются следующие продукты:

  • водород;
  • низшие алканы;
  • этилена;
  • пропилен и прочие углеводороды олефиновой группы.

Вторичные реакции являются  нежелательными. К ним  относят:

  • реакции, вызывающие дальнейшее разложение полученных олефинов;
  • гидрирование (дегидрирование) олефиновых продуктов с последующим  образованием диенов, парафинов,  ацетилена и ацетиленовых соединений;
  • процессы конденсации отдельных молекул, приводящие к образованию  высокомолекулярных соединений и углеводородных структур с более высокой стабильностью (углеводородов ароматической группы, циклодиенов и так далее).

Стоит сказать, что все перечисленные пиролизные  реакции в процессе переработки происходят  одновременно

В связи с этим крайне важно создать такие условия протекания процесса, которые бы позволили свести  вторичные реакции к минимуму.

Принцип действия пиролизной установки

Суть работы любой модификации оборудования для пиролиза базируется на двух основных принципах работы пиролизной установки:

  • Моментальный подвод тепловой энергии к сжигаемой массе;
  • Отсутствие доступа кислорода и его производных.

В таких условиях происходит быстрое нагревание содержащейся в топке массы. При этом подобные модели оборудования для пиролиза всех видов отходов характеризуются безотходностью процесса. Выделяемые в процессе горения топливных ресурсов газы преобразуются в дополнительный топливный материал, и используются повторно для поддержания температуры тления или горения. Чаще всего в отсутствие молекул кислорода процесс горения бывает непродолжительным или вовсе отсутствие. Он в пиролизных установках непрерывного действия заменен процессом тления.

В разных моделях пиролизных установок непрерывного действия установлены собственные показатели мощности и скорости сжигания, а также полезный выход пригодного к эксплуатационным целям углеродного и угарного газа. Часто эти показатели составляют от 12% до 15%, при том, что эффективный выход по синтезу этих газов составляет показатели в пределах 75-78%.

Перегонка древесины в домашних условиях

Выполнить пиролиз древесины или ее отходов можно и в домашних условиях. При этом удастся получить только уголь.

В качестве реторты используют металлические бочки большого объема. Нельзя брать емкости из-под химикатов. Необходим чистый контейнер с несколькими маленькими отверстиями для выведения газов.

Вначале готовят платформу:

  1. На землю кладут большой лист железа.
  2. Устанавливают на ребро несколько огнеупорных кирпичей, между которыми раскладывают дрова.
  3. Разводят костер.

Бочку наполняют высушенной нарубленной древесиной, герметично закрывают. После этого ее устанавливают на платформу с костром. Когда емкость раскалится и начнется окисление, из отверстий пойдет газ. Процесс может занять несколько часов.

Когда выход газа прекратится, бочку в течение 30 минут оставляют на костре. После остывания снимают крышку и достают готовый древесный уголь. Его можно использовать для растопки бань, домашних печек, каминов. После перегонки опилок полученную муку добавляют в садовый грунт, используют для обработки срезов растений.

идея создания

         Идея создания Пиролизной установки родиласть в 2015 году, как результат прикладных исследований Джулая Павла Феликсовича, учёного-новатора и практика, имеющего колоссальный опыт в создании и эксплуатации известных промышленных предприятий как на территории бывшего СССР, так и других стран Азии и Африки.
       В рамках общей стратегии, направленной на повышение энергоэффективности и снижения производственных затрат, частными предприятиями проводился постоянный мониторинг появления и внедрения новых технологий, применимых для снижения энергопотребления и и использования отходов жизнедеятельности человека и предприятий.

Способы борьбы с образованием и отложением кокса

Для  уменьшения образования и отложения кокса  в пиролизных реакторах применяются следующие технологические способы:

  • снижение значения парциального давления перерабатываемого сырья с помощью разбавления его водяным паром;
  • механическая обработка внутренних поверхностей  труб печного змеевика с целью создания на них специальных защитных пленок;
  • использование  ингибиторов коксообразования.

Одним из основных факторов, которые оказывают влияние на скорость образования кокса, выступает химический состав материала, из которого изготовлен пиролизный  реактор.

Например, снижению коксовых отложений способствуют такие материалы, как оксид хрома, кремниевые соединения, а также соединения титана, алюминия и ниобия. Если в составе материала реактора присутствуют значительные количества оксида хрома и кремниевых соединений, то это благоприятно влияет на защитные противококсовые свойства.

К примеру, 1-2 процента кремния в материале реактора на его внутренней поверхности образуется тонкая защитная пленка, химически  описываемая формулой Fe2SiO4. Она образуется как результат предварительной парообработки или в процессе добавления водяного пара к пиролизному сырью.

Такая пленка может образовываться на основе такого металла, как висмут,  с добавлением некоторых иных металлов, а также на основе  свинца, который вводится в реактор с помощью  специальных методик. В составе материала защитного (внутреннего) слоя, при изготовлении труб двухслойным способом, должны присутствовать:

  • не более полутора процентов никеля;
  • до сорока процентов хрома;
  • от двух до пяти процентов кремния;
  • до пяти процентов бора;
  • не больше двух процентов марганца.

Помимо создания защитного слоя на внутренней поверхности труб пирозмеевика, для борьбы с отложениями кокса в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности также используются так называемые ингибиторы коксоотложений, добавляемые в пиролизное сырье.

Наибольшее распространение получили ингибиторы на основе  серосодержащих соединений, которые применяют в тех случаях, когда перерабатываемое  сырьё не содержит серу (к примеру, переработка этана). В качестве таких ингибиторов могут быть использованы любые сернистые  соединения, которые  разлагаются  при температуре реакции пиролиза,  с последующим  выделением элементарной  серы или сероводорода.

К таким соединениям относятся:

  • сульфиды;
  • сульфоксилы;
  • дисульфиды;
  • меркаптаны и прочие соединения серы.

Тиофен для этих целей применять не рекомендуется, поскольку он обладает относительной стойкостью к термическому разложению.

Оптимальным объемом добавляемых в перерабатываемое пиролизом сырье  сернистых добавок (соединений, содержащих серу), является значение в диапазоне   от 0,01 до 0,10 процента (от общего объема сырья). Такого количества достаточно, чтобы  снизить коксоотложение  на стенках пирозмеевика в 4 – 20 раз. Применение таких ингибиторов, кроме образования защитной серосодержащей пленки на внутренних поверхностях труб, также препятствует возникновению нежелательных процессов конденсации и полимеризации промежуточных пиролизных продуктов, которые тоже способствуют коксообразованию.

На практике, при пиролизной переработке  нефтяных фракций, которые либо совсем не содержат серу, либо её содержание в их составе незначительно (чаще всего – этанов), в качестве ингибиторов чаще всего используется либо этилмеркаптан, либо органический дисульфид. Оптимальным объемом таких добавок к общему количеству сырья считается значение  от 0,01 до 0,02 процента.

Что такое пиролиз ТБО, его преимущества перед простым сжиганием

Пиролиз – это разложение тяжелых органических веществ на более легкие при нагревании и в отсутствии кислорода. На латинском языке «pir» – это огонь, а «lizios» – разлагаю, дословный перевод термина: «разлагаю огнем». Смысл пиролиза ТБО (смотреть схему ниже) сводится к тому, что соединения, образующие мусор, при нагревании расщепляются на вещества, имеющие более низкую молекулярную массу. В результате пиролиза образуется три основных продукта:

  • пирогаз (пиролизный, пиролитический газ или синтез — газ) – это смесь газов, способных гореть и негорючих;
  • пиролизное (пиролитическое) масло и вода. Пиролизное масло имеет разный состав и может служить впоследствии печным топливом или сырьем для переработки;
  • пикарбон (твердый углеродсодержащий остаток – уголь).

ab3ad9ac266df146f68c10fc169c2031.jpg

По ходу пиролиза происходит четыре общих для всех его видов процесса: просушка мусора (в сушильной камере), сухая его перегонка (пиролиз), горение твердых остатков, получение пиролизного газа, пиролитического масла и углеродистого остатка.

Из схемы видно, что нагревание некоторых этапов происходит за счет тепла, вырабатываемого по ходу пиролиза.

Пиролиз ТБО может протекать в разных температурных режимах. При низких температурах выход газа меньше, больше образуется пиролитического масла и пикарбона. С увеличением температуры равновесие сдвигается в сторону образования синтез – газа.

Пиролиз ТБО имеет неоспоримые преимущества перед утилизацией мусора сжиганием. Во-первых, не происходит загрязнение среды, во-вторых, сырьевым материалом служат отходы, при этом примечательно, что пиролизом перерабатываются отходы, которые сложно утилизировать, например, старые шины. Пиролизные остатки не содержат агрессивных веществ, поэтому их можно складировать под землей, причем такие отходы образуются в меньшем количестве, чем после сжигания. При пиролизе тяжелые металлы не восстанавливаются, а уходят в золу. Полученные продукты легко хранить и перевозить. Оборудование не является массивным, и оно относительно недорогое.

Значение пиролиза

Пиролиз – это огонь, распад. Пиролиз твердых бытовых отходов — процессы термического разлада отходов, который всегда будет происходить без доступа воздуха. Пиролиз древесины – это химический процесс, который будет сопровождать горение любой биомассы. Доказательство такого явления, очень банально, для этого необходимо провести совсем не сложный опыт.

Расположите на раскаленной металлической поверхности некрупного размера брусок сухого дерева, после чего древесина начнет дымиться, а вскоре и вовсе воспламенится, как следствие сгореть, или же просто истлеть. Дерево выделяет различные горючие газы, во время воздействия на него высокой температуры – это термическое разложение древа. Количество выделенных деревом газов, будет зависеть непосредственно от температурного воздействия, вот и объяснение тому, почему кусок дерева не всегда загорится – например, если температура не достигнет 500’C, то возгорания не будет и выделение газов будет минимальным, и дерево просто истлеет, оставив горстку пепла после себя.

b34ae3825ede226607195b6ab7dbfe1a.jpg

На чем работают пиролизные котлы

 

Если необходимо поддерживать определенный температурный режим в процессе пиролиза, то необходимо ограничить попадание в него кислорода. Это даст возможность отвести образующиеся газы и использовать эффективно.

Самый подходящий температурный режим для процесса пиролиза, во время которого выделится необходимое количество горючих газов, это начиная от 600 и до 900 градусов. Тут мы хотим разбить процесс пиролиза на два вида:

  • ​ Низкотемпературный пиролиз (от 450 до 900*С). Во время которого мы получаем небольшое выделение газа, в тоже время выброс твердого остатка, смол и масел наоборот, будет большим. Так как с ростом тепла в пиролизе количество газа будет расти, а количество смол и масел – будет все меньше.
  • ​ Высокотемпературный пиролиз (выше 900*С). В таком пиролизе, как уже стало понятно, выброс плохих продуктов небольшое, а газа максимальное.

Можно подбить небольшой итог всего вышесказанного:

Пиролиз – это химическая реакция деструкции вещества, которая является следствием воздействия высоких температур; во время попадания кислорода будет сопровождаться горением. Результат работы такого процесса позволяет получить твердый углеродистый остаток и пиролизный газ.

Виды пиролиза по типу сжигаемого материала

80592527e025a2d31a8068c175ee14f2.jpg

Самодельная установка для пиролиза старых покрышек

Россия страна богатая древесиной. В ней сложилась одна из наиболее фундаментальных школ пиролиза этого вида сырья. Происходит процесс при низкотемпературном режиме. На выходе получают такие вещества: жидкие — метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон, смола и др, твердые – древесный уголь.

Пиролиз метана производится при высоких температурах и получаемый в результате ацетилен, тут же отправляют на производство искусственного каучука. Такие сложности связаны с тем, что переработка метана для добычи конечного продукта ацетилена экономически невыгодна.

Между тем пиролиз метана имеет ряд уравнений для решения проблемы утилизации этого продукта. Для протекания реакций, кроме специфической температуры периодически требуются дополнительные вещества.

Например, тримеризация ацетилена протекает в низкотемпературном режиме, но обязательно с присутствием активированного угля. Более того, специфика данного процесса в его скорости: данный вид пиролиза относится к низкоскоростному, что подразумевает медленную подачу источника возгорания.

Предварительный этап получения ацетилена протекает наоборот при высоких температурах и в скоростном режиме. Формула реакции такова: 2СН4 = С2Н2 + 3Н2. Однако попутно протекает еще целый ряд побочных реакций.

Пиролиз и крекинг предельных углеводородов – это среднетемпературный процесс, в результате него получают: этилен, пропилен, бензол и ряд подобных продуктов. Нефтегазовое сырье перерабатывают по методу крекинга еще с 1877 года, автор идеи также россиянин, химик Александр Александрович Летним.

Пиролиз мусора и ТБО подразумевает в том числе переработку шин, пластмасс, прочего, о чем речь уже шла ранее. Поэтому стоит выделить лишь основные моменты или трудности, с которыми сталкиваются в ходе осуществления данного процесса.

Видео — Пиролиз или нефтехимия в деталях:

Пиролиз мусора

Пиролиз отходов является специальным проектом, связанным с уничтожением бытового мусора. Сложность проведения пиролиза пластмасс, шин, разнообразных органических отходов связана с тем, что предполагается иная технология, существенно отличающаяся от процесса переработки иных твердых материалов.

184c9d96b62cac591d2475affd81c6bd.jpg

В составе многих отходов есть сера, хлор, фосфор, которые после окисления (образования оксидов) приобретают свойства летучести. Продукты пиролиза представляют угрозу для окружающей среды.

При взаимодействии хлора с органическими веществами, образующимися после завершения процесса разложения, происходит выброс прочных ядовитых соединений, таких как диоксины. Для того чтобы улавливать подобные продукты из выделяющегося дыма, необходима специальная установка пиролиза. Подобная процедура предполагает существенные материальные затраты.

Для европейских стран большое экологическое значение имеет проблема утилизации старых автомобильных шин, резиновых деталей, которые отработали свой эксплуатационный срок. В связи с тем что природное нефтяное сырье является невосполнимым видом полезных ископаемых, необходимо применять в максимальном объеме вторичные ресурсы.

Из бытового и строительного мусора можно получать огромное количество разнообразных веществ органического и неорганического состава, поэтому так важно развивать данное промышленное направление. .

b36a4d9e1e485d73269c3ea7551d5f80.jpg

Полимеры и автомобильные шины являются отличным ценным сырьем. После его переработки путем низкотемпературного пиролиза можно получать жидкие фракции насыщенных углеводородов (синтетическую нефть), горючий газ, углеродистый остаток, а также металлический корд. При сжигании тонны резиновых шин происходит выделение в атмосферу порядка 270 кг сажи, а также около 450 кг токсичных газообразных веществ.

Котел с естественной подачей кислорода

В другом типе теплогенераторов камеры расположены наоборот: главная топка снизу, вторичная – над ней. Форсунки нет, вместо нее устроен обычный газоход, соединяющий камеры между собой. Вентилятора здесь нет, воздух в обе топки подается естественным путем – за счет тяги дымохода. Причем подача осуществляется по раздельным каналам. Следует отметить, что в данном случае процесс пиролиза древесины организован лучше, горение в топливнике происходит с малым расходом воздуха, его поступление ограничено заслонкой.

d3127470b2d28f1d921d0b281ba915f0.jpg

Проблема здесь в другом: при закрытой воздушной заслонке падает и температура процесса, выход газа снижается. Воздуха для вторичной камеры тоже не хватает, так что она превращается в обычный газоход, где продукты горения отдают свое тепло стенкам водяной рубашки. Если же заслонку открыть, горючих газов образуется больше, но они станут гореть в основной топке, попадая во вторую лишь частично. Подобные пиролизные котлы больше напоминают агрегаты прямого горения, где дымовые газы делают несколько ходов для лучшей теплоотдачи. Да и по отзывам пользователей они не могут похвастать повышенной эффективностью.

Устройство своими руками

Делается пиролизная установка своими руками довольно сложно. В первую очередь для сборки потребуется большая камера. Приемная воронка должна быть предусмотрена небольших размеров. Если верить специалистам, то затвор целесообразнее применять с блокиратором. Конденсатор у модификации необходим для жидких продуктов. Дроссельные заслонки применяются для регулировки температурного режима.

После установки вентиляторов крепится насос. Воздухоподогреватели в основном используются трубчатого типа. Водяные ванны, как правило, устанавливаются в нижней части конструкции. У многих моделей швельшахта фиксируется под насосом.

Adblock
detector