Proceso aprašymas
Aplinkai nekenksmingos cheminių atliekų perdirbimo įrangos poreikis mūsų visuomenėje atsirado jau seniai. Pirmieji pirolizės katilai pradėjo veikti XIX amžiaus pabaigoje. Šiuolaikinių pirolizės įrenginių sukūrimas išsprendė kelis klausimus vienu metu:
- ekologinis komponentas;
- gebėjimas kaupti degimo rezultatus;
- ekonominė nauda.
Tačiau ekonominis pirolizės naudojimo aspektas yra skirtas ateičiai. Pirolizė yra gana brangus malonumas. Tam reikalinga tinkama įranga ir specialiai apmokytas personalas.
Tačiau veikiant pirolizės įrenginiai yra praktiškai autonomiški. Įrenginiams reikia tik elektros, kad jie būtų paleisti; tolesnis katilo veikimas atliekamas degimo proceso metu pagamintų išteklių sąskaita. Tuo pačiu metu pagamintos energijos ir garo perteklius gali būti naudojamas buitiniams tikslams, nukreipiant juos į inžinerinius tinklus.
Rusijoje pirolizė dar tik pradeda populiarėti, o Europoje be pirolizės padalinių neapsieina ne viena didelė įmonė. Tokios pirolizės paklausos priežasčių yra nemažai:
- be atliekų atliekų tvarkymo būdas ir visų rūšių pramoninė tarša;
- pirolizės efektyvumo lygis yra 90%;
- galimybė gauti naujų junginių, perdirbamų medžiagų;
- nepakeičiamų išteklių, tokių kaip sintetinė nafta, kūrimas;
- angliavandenilių, organinių rūgščių ir kitų cheminių elementų gavimas;
- šilumos tiekimo šaltinis įmonėms.
Remiantis perdirbimo žaliavų pasirinkimu, pirolizės reakcija gali vykti skirtingomis temperatūros sąlygomis. Galutinis rezultatas taip pat skirsis pagal cheminių elementų sudėtį.
Priklausomai nuo krosnies kaitinimo temperatūros ir papildomų pirolizės komponentų, distiliacija paprastai skirstoma į dvi rūšis: sausą ir oksidacinę.
Oksidacinė pirolizė
Tokią pirolizės rūšį galima pavadinti ekologiškiausia ir produktyviausia. Jis naudojamas perdirbamoms medžiagoms perdirbti. Reakcija vyksta aukštoje temperatūroje. Pavyzdžiui, pirolizuojant metaną, jis maišosi su deguonimi, dalinai degant medžiagai išsiskiria energija, kuri likusią žaliavą pašildo iki 16 000 ºС temperatūros.
Oksidacinė pirolizė naudojama neutralizuoti pramonines atliekas, kuriose yra daug naftos. Taip pat plastiko, gumos ir kitų medžiagų, kurios natūraliai nesuyra natūralioje aplinkoje, apdirbimui.
„Oksidacinė pirolizė leidžia perdirbti įvairios konsistencijos žaliavas. Įskaitant skystas ir dujines medžiagas “.
Ilgai degančio pirolizės katilo veikimo principas
Ilgai degantys pirolizės katilai įgyja nemažą populiarumą ir ypač tose vietose, kur nėra galimybės naudotis dujomis
Įrangos veikimas pagrįstas organinio kuro (malkų) skaidymu esant aukštai temperatūrai ir deguonies trūkumui, o po to deginant išsiskyrusias pirolizės dujas. Kadangi procesą galima sąlygiškai suskirstyti į du etapus, jo tekėjimui naudojama pakuros dėžė su dviem skyriais. Kuras dedamas į pakrovimo kamerą, kuri pradeda degti. Degimo procesas sklandžiai virsta terminiu skaidymu dėl degimui reikalingo deguonies prieigos apribojimo. Dėl aukštos temperatūros ir mažos deguonies koncentracijos susidaro skilimo produktai: koksas ir pirolizės dujos. Pastarasis, patekęs į antrąją kamerą, deginamas jau esant antrinio oro patekimo sąlygoms.Jis tiekiamas dažniau per prievartą, naudojant ventiliatorių ar dūmų šalintuvą. Degimo procesas vyksta esant aukštesnei nei 1000 ° C temperatūrai. Iš degimo produktų šiluma perduodama skysčiui, užpildančiam šilumokaitį. Galutiniai dujiniai proceso produktai pašalinami per kaminą. Šiandien ilgai degantys piroliziniai katilai laikomi efektyviausia ir ekonomiškiausia šildymo įranga. Kompleksinis dviejų kamerų dizainas paaiškina jo didelę kainą. Efektyvumas, kuris yra didžiausias tarp šildymo įrenginių, leidžia greitai atsipirkti katilą.
Sausos pirolizės tipai
Sausoji pirolizė yra viena iš paklausiausių pramonėje. Su jo pagalba gaunamas kuras, įvairūs cheminiai junginiai, o perdirbamos medžiagos tampa nepavojingos. Naudojant skirtingus pirolizės temperatūros režimus, gaunamos dujos, skysti ir kieti degimo produktai.
Katilo įkaitinimas iki maksimalios 5500 ºС temperatūros laikomas žemos temperatūros režimu. Esant tokiai temperatūrai, dujų susidarymas praktiškai nevyksta. Darbas skirtas puskoksų (pramonėje jie aktyviai naudojami kaip kuras) ir dervų, iš kurių vėliau gaminama dirbtinė guma, gamybai.
Pirolizės eiga esant temperatūrai nuo 550 iki 9000 ºС laikoma žema temperatūra, tačiau iš tikrųjų, atsižvelgiant į technines galimybes, ji priklauso vidutinės temperatūros režimui. Jį naudoti patartina, kai reikia gaminti pirolizės dujas ir kietąsias nuosėdas. Šiuo atveju žaliavoje gali būti neorganinės kilmės frakcijų.
Pirolizės eiga aukštesnėje nei 9000 ºС temperatūroje laikoma reakcija aukštoje temperatūroje. Veikiant katilui, esant maksimaliai 9000 ºC temperatūrai, gaunamos kietos medžiagos (koksas, anglis ir kt.) Su maža išmetamų dujų dalimi.
Norint gauti daugiausia dujines medžiagas, būtina distiliuoti aukštesnės temperatūros sąlygomis. Praktinė aukšto temperatūros režimo nauda yra ta, kad susidariusias dujas galima naudoti kaip kurą.
„Aukštos temperatūros pirolizė nėra išranki perdirbtų žaliavų kiekiui. Naudojant žemos temperatūros režimą, reikia atlikti visus paruošimo veiksmus, įskaitant džiovinimą ir rūšiavimą. "
Pirolizė. nuoroda
Pirolizės tipai
Oksidacinė pirolizė - pramoninių atliekų terminio skaidymo procesas jas dalinai deginant arba tiesiogiai kontaktuojant su kuro degimo produktais. Šis metodas yra tinkamas šalinti daugelį atliekų, įskaitant tas, kurios „nepatogios“ deginti ar dujinti: klampios, tešlos atliekos, drėgnos nuosėdos, plastikai, dumblas, kuriame yra daug pelenų, dirvožemis, užterštas mazutu, alyvomis ir kitais junginiais ir labai dulkėtos atliekos.
Be to, oksidacinę pirolizę gali atlikti atliekos, kuriose yra metalų ir jų druskų, kurie tirpsta ir užsidega esant normalioms degimo temperatūroms, padangų atliekos, sutraiškyti trosai, automobilių laužas ir kt.
Oksidacinės pirolizės metodas yra perspektyvi kietųjų pramonės atliekų ir nuotekų šalinimo kryptis.
Sausa pirolizė... Šis atliekų terminio apdorojimo metodas užtikrina jų labai efektyvų neutralizavimą ir naudojimą kaip kurą bei chemines žaliavas, o tai prisideda prie mažai atliekų ir atliekų neturinčių technologijų kūrimo ir racionalaus gamtos išteklių naudojimo.
Sausoji pirolizė yra terminio skaidymo be deguonies procesas. Rezultatas yra didelės kaloringumo pirolizės dujos, skystas produktas ir kietos anglies liekanos. Priklausomai nuo temperatūros, kurioje vyksta pirolizė, ji skiriasi:
1. Žemos temperatūros pirolizė arba puskoksis (450–550 ° C).Šiai pirolizės rūšiai būdingas didžiausias skystų ir kietų (puskoksio) likučių išeiga ir minimalus pirolizės dujų išeiga su maksimalia degimo šiluma. Metodas tinka pirminės dervos - vertingo skystojo kuro - gamybai ir nekokybiškos gumos perdirbimui į monomerus, kurie yra žaliava antriniam gumos susidarymui. Puskoksas gali būti naudojamas kaip energija ir buitinis kuras.
2. Vidutinės temperatūros pirolizė arba vidutinės temperatūros koksavimas (iki 800 ° C) duoda daugiau dujų su mažesne kaloringumu ir mažiau skystų likučių bei kokso.
3. Pirolizė aukštoje temperatūroje arba koksavimas (900–1050 ° С). Čia yra minimalus skystų ir kietų produktų derlius ir maksimalus minimalios kaloringumo dujų gaminimas - aukštos kokybės degalai, tinkami gabenti tolimais atstumais. Dėl to sumažėja dervos kiekis ir vertingų lengvųjų frakcijų kiekis joje.
Sausosios pirolizės metodas vis plačiau paplitęs ir yra vienas perspektyviausių kietųjų organinių atliekų šalinimo ir vertingų komponentų nuo jų išskyrimo metodų dabartiniame mokslo ir technologijų raidos etape.
Angliavandenilių pirolizė
Angliavandenilių (800 900 ° C) (dujinių angliavandenilių, tiesioginio benzino, atmosferos gazolio) pirolizės procesas yra pagrindinis etileno gamybos šaltinis ir vienas iš pagrindinių propileno, divinilo, benzeno ir daugelio šaltinių gamybos šaltinių. kitų produktų. Naftos ir dujų žaliavų pirolizės (krekingo) procesą 1877 m. Užpatentavo Rusijos inžinierius chemikas Aleksandras Aleksandrovičius Letnijus.
Medienos pirolizė
Pirolizuojant medieną (450–500 ° C) susidaro daugybė medžiagų, tokių kaip: medžio anglis, metilo alkoholis, acto rūgštis, acetonas, derva ir kt. Rusija yra viena turtingiausių miškų šalių. Todėl Rusijoje buvo suformuotos ir veikė geriausios medienos pirolizės mokyklos pasaulyje. Jų indėlis sulaukė pasaulinio pripažinimo.
Šiukšlių ir atliekų pirolizė
Yra namų ūkio atliekų sunaikinimo pirolizės būdu projektai. Padangų, plastikų ir kitų organinių atliekų pirolizės organizavimo sunkumai siejami ne su pačia pirolizės technologija, kuri nesiskiria nuo kitų kietų medžiagų terminio apdorojimo technologijos.
Problema ta, kad daugumoje atliekų yra fosforo, chloro ir sieros. Oksiduota siera ir fosforas yra lakūs ir kenkia aplinkai. Chloras aktyviai reaguoja su organinės pirolizės produktais, susidarydamas patvarius toksinius junginius (pavyzdžiui, dioksinus).
Gauti šiuos junginius iš dūmų nėra pigu ir tai turi savo sudėtingumą. Nusidėvėjusių automobilių padangų ir netinkamų naudoti guminių gaminių perdirbimo problema yra labai ekologiškai ir ekonomiškai svarbi visoms išsivysčiusioms pasaulio šalims. Natūralių naftos žaliavų nepakeičiamumas lemia poreikį maksimaliai efektyviai naudoti antrinius išteklius.
Padangos ir polimerai yra vertingos žaliavos, dėl jų perdirbimo atliekant žemos temperatūros pirolizę (iki 500 ° C), gaunamos skystų angliavandenilių frakcijos (sintetinė alyva), anglies liekana (anglies juoda), plieno kordas ir degios dujos. Tuo pačiu metu, jei bus padegta 1 tona padangų, į atmosferą pateks 270 kg suodžių ir 450 kg nuodingų dujų.
Pirolizės įrenginių privalumai:
1. Pasiekiamas praktiškai visiškas kietųjų atliekų materialinių ir energetinių išteklių panaudojimas ir viso technologinio ciklo energetinė autonomija.
2. Kadangi terminis skaidymas vyksta be oro patekimo, nėra sąlygų toksiškiems junginiams, tokiems kaip dioksinas, furanas, benzopirenas ir kt., Susidaryti.
3.Uždara grandinė, įrangos kompaktiškumas ir ekologiškumas lemia galimybę tokią įmonę įkurti bet kurio miesto ribose.
4. Atsižvelgiant į tai, kad mineralinis MSW komponentas - ekologiškai švarus šlakas po terminio apdorojimo - gali būti naudojamas kelių darbams, šią technologiją galima priskirti visiškai be atliekų.
5. Šie įrenginiai leidžia pasipelnyti iš pagamintų produktų (garo, elektros) pardavimo, priešingai nei šiandien veikiančios gamybos įmonės, kuriose eksploatavimo išlaidos žymiai viršija pardavimo pajamas, o įmonių pelningumas pagrįstas mokėjimais iš gyventojų atliekų perdirbimui.
Pirolizės gamykloms nereikia statyti kapitalo struktūrų ir aukštų kaminų. Įrenginiai gali būti montuojami po pastoge arba lengvuose angaruose ant betoninio pagrindo.
Medžiaga parengta remiantis „RIA Novosti“ informacija ir atviraisiais šaltiniais
Kietųjų atliekų pirolizė
Ekologiškas atliekų perdirbimas yra viena iš pagrindinių pirolizės naudojimo sričių. Šie vienetai gali žymiai sumažinti neigiamą antropogeninio veiksnio poveikį aplinkai.
Pirolizės procese suyra bioaktyvios medžiagos, sunkieji metalai nėra lydomi. Termiškai suskaidžius pirolizės katiluose, praktiškai nelieka nereikalautų atliekų, o tai leidžia žymiai sumažinti jų tolesnio saugojimo plotą.
Taigi, pavyzdžiui, degindami 1 toną padangų, teršiame atmosferą 300 kg suodžių. Be to, į orą patenka apie 500 kg nuodingų medžiagų. Tos pačios medžiagos perdirbimas pirolizės gamyklose leidžia naudoti gumą energijos tikslais, gauti perdirbamų medžiagų tolesnei gamybai ir žymiai sumažinti kenksmingą teršalų kiekį.
Daugiapakopio apdorojimo sistemos dėka galima sumažinti žalingą poveikį aplinkai. Pirolizės procese atliekos praeina keturis šalinimo etapus:
- pradinis džiovinimas;
- įtrūkimai;
- perdirbimo atmosferoje likučių sudeginimas;
- gautų dujinių medžiagų valymas specialiuose absorbentuose.
Pirolizės įrenginiai leidžia perdirbti atliekas:
- medienos apdirbimo įmonės;
- vaistų pramonė;
- automobilių pramonė;
- elektros inžinerija.
Pirolizės metodas sėkmingai tvarko polimerus, nuotekų ir buitines atliekas. Neigia poveikį naftos produktų pobūdžiui. Puikiai tinka šalinant organines atliekas.
Vienintelis pirolizės įrenginių trūkumas yra perdirbant žaliavas, kuriose yra chloro, sieros, fosforo ir kitų nuodingų cheminių medžiagų. Šių elementų pusinės eliminacijos laikas, veikiamas temperatūros, gali jungtis su kitomis medžiagomis ir sudaryti toksiškus lydinius.
Pirolizės katilo esmė
Toks pirolizės katilas dar vadinamas dujų generatoriumi. Darbo esmė deginant pirolizės kurą: esant aukštai temperatūrai ir deguonies trūkumui, kietasis kuras (rudosios anglies, akmens anglių briketai) suyra į lakias daleles. Pasirodo, vadinamosios pirolizės dujos. Šildymo įrangos temperatūros indikatoriai 200–800 laipsnių. Ši cheminė reakcija prisideda prie geresnio kuro šildymo ir džiovinimo katile, vyksta šildymas, vykstantis oro degimo kryptimi.
Pav. 2
Aukšta temperatūra skatina deguonies maišymąsi su išsiskiriančiomis pirolizės dujomis. Dėl to dujos dega. Šiluminė energija gaunama iš degančių dujų. Reikia pažymėti, kad degant pirolizės dujos taip pat sąveikauja su aktyviąja anglimi. Todėl, išeinant iš katilo, išmetamosios dujos praktiškai neturi kenksmingų komponentų. Jie veikiau yra anglies dioksido ir vandens garų mišinys. Gautas COŠie įrenginiai laikomi ekologiškais, neteršia aplinkos.
Šio tipo vienetai veikia iš anglies ir medienos kuro. Jei naudosite nekokybišką žaliavinį kurą, šildytuvas praras savo galią iki 50 proc. Toks kuras blogai dega, rūko, mažai šildo ir sutrumpina katilo bei kamino tarnavimo laiką.
Pirolizės vienetų privalumai:
- galia reguliuojama nuo 30% iki 100%;
- valymo ir priežiūros procesas yra paprastas;
- mažos degalų sąnaudos;
- degalų tiekimas per dieną tik vieną kartą;
- kartu degina didelis degalų kiekis;
- žaliavinio kuro naudojimas anglies katile, kurio drėgnumas ne didesnis kaip 20%.
Trūkumai:
- brangus šildymo prietaisas;
- reikia elektros.
Kiekviena kuro rūšis dega skirtingai. Kalbant apie anglies kurą, rudasis kuras degina per 8 valandas, o juodasis - per 10 valandų. Su pirolizės katilais galima sutaupyti, net atsižvelgiant į tokius trūkumus kaip elektros poreikis, o ne mažos išlaidos. Ventiliatoriui maitinti reikia elektros energijos, tačiau jo veikimui reikia tik 85 vatų (kaip ir įprastai lemputei). Jei tai yra problema, tada su ja susidoros dyzelinis generatorius.
Medienos pirolizė
Ši procedūra taip pat vadinama medienos skilinėjimu, ir ji atsirado Rusijoje. Šiuolaikinio įrenginio prototipą senovėje išrado mūsų anglies degikliai. Norėdami gauti anglies be oro patekimo, jie uždegė medieną po žeme.
Šiandien šis procesas yra daug tobulesnis ir vyksta keliais etapais. Įtrūkimai prasideda pašildžius iki 2000 ºС. Šiame etape išsiskiria didelis anglies monoksido kiekis. Jei ir toliau deginsite ją atmosferoje, galėsite gauti didžiulį energijos kiekį.
Tada katilas pašildomas iki 5000 ° C. Šiuo temperatūros režimu gaunamas metanolis, dervos, acetonas ir acto rūgštis. Jis taip pat gamina kietąją anglį, geriau žinomą kaip anglis.
Medienos pirolizės ypatybės
Tokia pirolizė yra medienos deginimo be oro buvimo procedūra, atliekama maždaug 5000 laipsnių temperatūroje. Acto rūgštis, acetonas, metanolis ir derva veikia kaip vertingi produktai, gauti tokios sąveikos metu. Šios cheminės reakcijos ypatumas yra tas, kad anglis gali būti naudojama kaip puikus kuras daugeliui cheminių sąveikų paspartinti.
Tokia pirolizė yra procesas, kuris pradeda vykti esant dviem šimtams laipsnių Celsijaus, kartu su reakcija išsiskiriant anglies oksidų mišiniui. Vėliau deginant produktus deguonies atmosferoje, pastebimas bendros kaloringumo padidėjimas.
Medienos pirolizė yra atskiras chemijos skyrius, kurį verta išsamiai apsvarstyti ir ištirti.
