Süreç açıklaması
Kimyasal atıkların işlenmesi için çevre dostu ekipman ihtiyacı toplumumuzda uzun süredir ortaya çıkmaktadır. İlk piroliz kazanları on dokuzuncu yüzyılın sonunda çalışmaya başladı. Ve modern piroliz birimlerinin yaratılması aynı anda birkaç sorunu çözdü:
- ekolojik bileşen;
- yanma sonuçlarını biriktirme yeteneği;
- ekonomik fayda.
Bununla birlikte, piroliz kullanımının ekonomik yönü gelecek için tasarlanmıştır. Piroliz oldukça pahalı bir zevktir. Uygun ekipman ve özel eğitimli personel gerektirir.
Ancak operasyonda piroliz tesisleri pratik olarak özerktir. Üniteler sadece başlamak için elektriğe ihtiyaç duyar, kazanın daha fazla çalışması, yanma işlemi sırasında üretilen kaynaklar pahasına gerçekleştirilir. Aynı zamanda, üretilen enerji ve buharın fazlası, evsel amaçlar için kullanılabilir ve bunları kamu hizmet ağlarına yönlendirebilir.
Rusya'da piroliz daha yeni popülerlik kazanmaya başlarken, Avrupa'da tek bir büyük işletme piroliz üniteleri olmadan yapamaz. Piroliz için böyle bir talep için epeyce neden var:
- atıkların ve her türlü endüstriyel kirliliğin atıksız bir şekilde işlenmesi;
- pirolizden elde edilen verimlilik seviyesi% 90'dır;
- yeni bileşikler, geri dönüştürülebilir malzemeler elde etme olasılığı;
- sentetik yağ gibi yeri doldurulamaz kaynakların yaratılması;
- hidrokarbonlar, organik asitler ve diğer kimyasal elementlerin elde edilmesi;
- işletmeler için ısı kaynağı kaynağı.
Proses için hammadde seçimine bağlı olarak, piroliz reaksiyonu farklı sıcaklık koşullarında ilerleyebilir. Nihai sonuç, kimyasal elementlerin bileşiminde de farklılık gösterecektir.
Fırının ısıtma sıcaklığına ve pirolizin ek bileşenlerine bağlı olarak, damıtma genellikle iki türe ayrılır: kuru ve oksidatif.
Oksidatif piroliz
Bu tür piroliz, en çevre dostu ve üretken olarak adlandırılabilir. Geri dönüştürülebilir malzemeleri işlemek için kullanılır. Reaksiyon, yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. Örneğin, metanın pirolizinde oksijenle karışır, maddenin kısmi yanması, kalan hammaddeyi 16.000 ºº sıcaklığa kadar ısıtan enerjiyi açığa çıkarır.
Oksidatif piroliz, yüksek yağ içeriğine sahip endüstriyel atıkları nötralize etmek için kullanılır. Ve ayrıca doğal ortamda doğal ayrışmaya neden olmayan plastik, kauçuk ve diğer malzemelerin işlenmesi için.
“Oksidatif piroliz, çeşitli kıvamlarda hammaddelerin işlenmesini mümkün kılıyor. Sıvı ve gaz halindeki malzemeler dahil ”.
Uzun yanan bir piroliz kazanının çalışma prensibi
Uzun süre yanan piroliz kazanları, özellikle gaza erişimin olmadığı alanlarda önemli bir popülerlik kazanmaktadır.
Ekipmanın çalışması, organik yakıtın (yakacak odun) yüksek sıcaklık ve oksijen eksikliği koşulları altında ayrışmasına ve ardından salınan piroliz gazlarının yanmasına dayanır. Süreç şartlı olarak iki aşamaya ayrılabildiğinden, akışı için iki bölmeli bir ateş kutusu kullanılır. Yakıt, yanmaya başlayan yükleme haznesine yerleştirilir. Yanma işlemi, yanma için gerekli olan oksijene erişimin kısıtlanması nedeniyle sorunsuz bir şekilde termal ayrışmaya dönüşür. Yüksek sıcaklık ve düşük oksijen konsantrasyonu, bozunma ürünlerinin oluşmasına neden olur: kok ve piroliz gazı. İkincisi, ikinci odaya giren, ikincil havanın erişim koşullarında zaten yanmaya uğrar.Daha sık olarak, bir üfleyici fan veya bir duman aspiratörü aracılığıyla zorla beslenir. Yanma işlemi 1000 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gerçekleşir. Yanma ürünlerinden ısı, ısı değiştiriciyi dolduran sıvıya aktarılır. Prosesin son gaz halindeki ürünleri bacadan çıkarılır. Günümüzde uzun süre yanan piroliz kazanları, en verimli ve ekonomik ısıtma ekipmanı olarak kabul edilmektedir. Kazanın karmaşık iki odalı tasarımı, yüksek maliyetini açıklıyor. Isıtma üniteleri arasında en yüksek olan verimlilik, kazanın hızlı bir şekilde geri ödenmesini sağlar.
Kuru piroliz türleri
Kuru piroliz, endüstride en çok talep edilenlerden biridir. Yardımı ile yakıt, çeşitli kimyasal bileşikler elde edilmekte ve geri dönüştürülebilir malzemeler zararsız hale getirilmektedir. Farklı sıcaklık rejimleri kullanılarak piroliz, gaz, sıvı ve katı yanma ürünleri elde edilir.
Kazanın maksimum 5500 ºС sıcaklığa ısıtılması, düşük sıcaklık modu olarak kabul edilir. Bu tür sıcaklıklarda, pratik olarak gaz oluşumu meydana gelmez. Çalışma, daha sonra yapay kauçuğun üretildiği yarı kokların (endüstride aktif olarak yakıt olarak kullanılırlar) ve reçinelerin üretimini amaçlamaktadır.
550 ila 9000 ºС arasındaki sıcaklıklarda piroliz seyri düşük sıcaklık olarak kabul edilir, ancak aslında teknik yetenekler göz önüne alındığında, ortalama sıcaklık rejimine aittir. Piroliz gazı ve katı çökeltilerin üretilmesi gerektiğinde kullanılması tavsiye edilir. Bu durumda besleme stoğu, inorganik menşeli fraksiyonları içerebilir.
9000 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda pirolizin seyri, yüksek sıcaklık reaksiyonu olarak kabul edilir. Kazanın maksimum 9000 ºC sıcaklıkta çalıştırılması, düşük oranda yayılan gazla katı maddeler (kok, odun kömürü vb.) Elde edilmesini sağlar.
Daha yüksek sıcaklık koşulları kullanılarak damıtma, ağırlıklı olarak gaz halindeki maddeleri elde etmek için gereklidir. Yüksek sıcaklık rejiminin pratik yararı, ortaya çıkan gazların yakıt olarak kullanılabilmesidir.
“Yüksek sıcaklıkta piroliz, işlenmiş hammaddelerin içeriği konusunda seçici değildir. Düşük sıcaklık modunu kullanırken, kurutma ve ayırma dahil tüm hazırlık adımları izlenmelidir. "
Piroliz. referans
Piroliz türleri
Oksidatif piroliz - Kısmi yanma sırasında veya yakıt yanma ürünleriyle doğrudan temas sırasında endüstriyel atıkların termal ayrışma süreci. Bu yöntem, yakma veya gazlaştırma için "uygunsuz" olanlar da dahil olmak üzere birçok atığın bertarafı için uygulanabilir: viskoz, macunsu atık, ıslak tortular, plastikler, yüksek kül içerikli çamur, fuel oil, yağlar ve diğer bileşiklerle kirlenmiş toprak ve çok tozlu atık.
Ayrıca normal yanma sıcaklıklarında eriyen ve tutuşan metal ve bunların tuzlarını içeren atıklar, atık lastikler, ezilmiş kablolar, araba hurdaları vb. Oksidatif pirolize uğrayabilir.
Oksidatif piroliz yöntemi, katı endüstriyel atıkların ve atık suyun ortadan kaldırılması için umut verici bir yöndür.
Kuru piroliz... Bu atık ısıl işlem yöntemi, yüksek verimli nötralizasyonunu ve yakıt ve kimyasal hammadde olarak kullanılmasını sağlar, bu da düşük atık ve atık olmayan teknolojilerin oluşturulmasına ve doğal kaynakların rasyonel kullanımına katkıda bulunur.
Kuru piroliz, oksijensiz bir termal bozunma işlemidir. Sonuç, yüksek bir kalorifik değere sahip bir piroliz gazı, bir sıvı ürün ve bir katı karbonlu kalıntıdır. Pirolizin ilerlediği sıcaklığa bağlı olarak farklılık gösterir:
1. Düşük sıcaklıkta piroliz veya yarı koklaşma (450–550 ° C).Bu tip piroliz, maksimum sıvı ve katı (yarı kok) tortu verimi ve maksimum yanma ısısı ile minimum piroliz gazı verimi ile karakterize edilir. Yöntem, değerli bir sıvı yakıt olan birincil reçinenin üretimi ve standart altı kauçuğun ikincil kauçuğun oluşturulması için hammadde olan monomerlere dönüştürülmesi için uygundur. Yarı kok, enerji ve ev yakıtı olarak kullanılabilir.
2. Orta sıcaklıkta piroliz veya orta sıcaklıkta koklaştırma (800 ° C'ye kadar), daha düşük kalorifik değer ve daha az sıvı kalıntısı ve kok ile daha fazla gaz verir.
3. Yüksek sıcaklıkta piroliz veya koklaşma (900–1050 ° C). Burada minimum sıvı ve katı ürün verimi ve minimum kalorifik değere sahip maksimum gaz üretimi vardır - uzun mesafeli taşımaya uygun yüksek kaliteli yakıt. Sonuç olarak, reçine miktarı ve içindeki değerli ışık fraksiyonlarının içeriği azalır.
Kuru piroliz yöntemi gittikçe daha yaygın hale geliyor ve katı organik atıkların bertarafı ve bilim ve teknolojinin gelişiminin mevcut aşamasında değerli bileşenlerin onlardan izole edilmesi için en umut verici yöntemlerden biridir.
Hidrokarbon piroliz
Hidrokarbonların pirolizi (800900 ° C) (gaz hidrokarbonlar, düz çalışan benzin, atmosferik gaz yağı) ana etilen kaynağıdır ve propilen, divinil, benzen ve bir dizi üretimi için ana kaynaklardan biridir. diğer ürünlerin. Petrol ve gaz hammaddelerinin pirolizi (kırma) süreci, 1877'de bir Rus mühendis, kimyager Alexander Aleksandrovich Letniy tarafından patentlendi.
Ahşap piroliz
Ahşabın pirolizi sırasında (450-500 ° C), odun kömürü, metil alkol, asetik asit, aseton, reçine vb. Gibi bir dizi madde oluşur. Rusya, ormanlar açısından en zengin ülkelerden biridir. Bu nedenle, dünyanın en iyi odun piroliz okulları Rusya'da oluşturuldu ve işletildi. Katkıları dünya çapında kabul gördü.
Çöp ve atık piroliz
Piroliz kullanılarak evsel atıkların imhası için projeler var. Lastiklerin, plastiklerin ve diğer organik atıkların pirolizinin organizasyonu ile ilgili zorluklar, diğer katı malzemelerin ısıl işlem teknolojisinden farklı olmayan piroliz teknolojisinin kendisi ile ilişkili değildir.
Sorun, çoğu atığın fosfor, klor ve kükürt içermesidir. Oksitlenmiş haldeki kükürt ve fosfor uçucudur ve çevreye zarar verir. Klor, kalıcı toksik bileşiklerin (örneğin dioksinler) oluşumu ile organik piroliz ürünleriyle aktif olarak reaksiyona girer.
Bu bileşikleri dumandan yakalamak ucuz değildir ve kendine has karmaşıklıkları vardır. Aşınmış otomobil lastiklerinin ve hizmet dışı kauçuk ürünlerinin geri dönüşümü sorunu, dünyanın tüm gelişmiş ülkeleri için büyük ekolojik ve ekonomik öneme sahiptir. Ve doğal petrol hammaddelerinin yeri doldurulamazlığı, ikincil kaynakların maksimum verimlilikle kullanılması ihtiyacını belirler.
Lastikler ve polimerler, düşük sıcaklıkta piroliz (500 ° C'ye kadar), sıvı hidrokarbon fraksiyonları (sentetik yağ), karbon kalıntısı (karbon siyahı), çelik kord ve yanıcı gaz ile işlenmeleri sonucunda değerli hammaddelerdir. Aynı zamanda 1 ton lastik yakılırsa 270 kg kurum ve 450 kg zehirli gaz atmosfere salınır.
Piroliz tesislerinin avantajları:
1. Katı atığın malzeme ve enerji kaynaklarının pratik olarak eksiksiz kullanımı ve tüm teknolojik döngüde enerji özerkliği sağlanır.
2. Termal bozunma hava erişimi olmadan meydana geldiğinden, dioksin, furan, benzopiren vb. Gibi toksik bileşiklerin oluşumu için koşullar yoktur.
3.Kapalı devre, ekipmanın kompaktlığı ve çevre dostu olması, böyle bir işletmenin herhangi bir şehrin sınırları içinde yer alma olasılığını belirler.
4. BKA'nın mineral bileşeninin - ısıl işlemden sonra ekolojik olarak temiz cüruf - yol çalışmaları için kullanılabileceği düşünüldüğünde, bu teknoloji tamamen atıksız olarak sınıflandırılabilir.
5. Bu tesisler, işletme maliyetlerinin satışlardan elde edilen geliri önemli ölçüde aştığı günümüzde faaliyet gösteren üretim tesislerinin aksine, üretilen ürünlerin (buhar, elektrik) satışından kar elde etmeyi mümkün kılar ve işletmelerin karlılığı atık işleme için nüfus.
Piroliz tesisleri için sermaye yapıları ve yüksek bacalar inşa etmeye gerek yoktur. Üniteler, bir barakanın altına veya beton bir tabandaki hafif hangarlara monte edilebilir.
Materyal, RIA Novosti ve açık kaynaklardan alınan bilgilere dayanılarak hazırlanmıştır.
Katı atık pirolizi
Çevre dostu atık işleme, piroliz kullanımının temel alanlarından biridir. Bu birimler, antropojenik faktörün çevre üzerindeki olumsuz etkisini önemli ölçüde azaltabilir.
Piroliz sürecinde biyoaktif maddeler ayrışır, ağır metaller eritilmez. Piroliz kazanlarında termal ayrışmadan sonra, neredeyse hiç talep edilmemiş atık kalmaz, bu da daha fazla depolama için alanı önemli ölçüde azaltmayı mümkün kılar.
Yani mesela 1 ton lastik yakıp 300 kg is ile atmosferi kirletiyoruz. Ayrıca havaya yaklaşık 500 kg toksik madde salınır. Aynı malzemenin piroliz tesislerinde geri dönüştürülmesi, kauçuğun enerji amaçlı kullanılmasına, daha fazla üretim için geri dönüştürülebilir malzemelerin elde edilmesine ve zararlı emisyonların önemli ölçüde azaltılmasına olanak tanır.
Çok aşamalı işleme sistemi sayesinde çevre üzerindeki zararlı etkiyi azaltmak mümkündür. Piroliz işleminde, atık dört elden çıkarma aşamasından geçer:
- ilk kurutma;
- çatlama;
- atmosferdeki işlem kalıntılarının yakılması;
- Elde edilen gaz halindeki maddelerin özel emicilerde saflaştırılması.
Piroliz tesisleri, atıkları işlemenizi sağlar:
- ağaç işleme işletmeleri;
- İlaç endüstrisi;
- araba endüstrisi;
- elektrik Mühendisliği.
Piroliz yöntemi, polimerleri, kanalizasyon atığını ve evsel atıkları başarıyla işler. Petrol ürünlerinin doğası üzerindeki etkisini ortadan kaldırır. Organik atık bertarafı için harika.
Piroliz ünitelerinin tek dezavantajı, klor, kükürt, fosfor ve diğer toksik kimyasalları içeren hammaddelerin işlenmesidir. Sıcaklığın etkisi altındaki bu elementlerin yarılanma ömrü ürünleri diğer maddelerle birleşerek toksik alaşımlar oluşturabilir.
Piroliz kazanının özü
Böyle bir piroliz kazanı aynı zamanda bir gaz jeneratörü olarak da adlandırılır. Piroliz yakıt yanmasında çalışmanın özü: yüksek sıcaklıkların etkisi altında ve oksijen eksikliği koşullarında, katı yakıt (kahverengi kömür, kömür odunu briketleri) uçucu parçacıklara ayrışır. Sözde piroliz gazı çıkıyor. 200-800 derece ısıtma ekipmanı için sıcaklık göstergeleri. Bu kimyasal reaksiyon, kazanda yakıtın daha iyi ısınmasına ve kurumasına katkıda bulunur, ısıtma yapılır, bu da havanın yanma yönünde gider.
İncir. 2
Yüksek sıcaklık, oksijenin yayılan piroliz gazı ile karışmasını teşvik eder. Sonuç olarak, gaz yanar. Termal enerji, yanan gazdan üretilir. Piroliz gazının yanması sırasında aktif karbon ile de etkileşime girdiğine dikkat edilmelidir. Bu nedenle, kazanı terk ederken, baca gazlarının neredeyse hiç zararlı bileşeni yoktur. Aksine, karbondioksit ve su buharı karışımıdırlar. Ortaya çıkan CO2, kömür veya odun kazanlarından kaynaklanan geleneksel emisyonların çalışmasından üç kat daha az bir sürede çevreye salınır.Bu birimler çevre dostu olarak kabul edilir, çevreyi kirletmez.
Bu tip üniteler kömür ve odun yakıtıyla çalışır. Kalitesiz ham yakıt kullanırsanız, ısıtıcı% 50'ye kadar gücünü kaybeder. Bu tür yakıt kötü yanar, sigara içer, az ısınır ve kazan ve bacanın ömrünü kısaltır.
Piroliz birimlerinin avantajları:
- güç% 30 ile% 100 arasında düzenlenir;
- temizlik ve bakım süreci basittir;
- düşük yakıt tüketimi;
- günlük yakıt beslemesi yalnızca bir kez;
- büyük miktarda yakıt aynı anda yanar;
- nem içeriği% 20'den fazla olmayan bir kömür kazanında ham yakıt kullanılması.
Dezavantajları:
- pahalı ısıtma cihazı;
- elektriğe ihtiyacım var.
Her yakıt türü farklı şekilde yanar. Kömür yakıtına gelince, kahverengi yakıt 8 saatte ve siyah yakıt 10 saatte yanar. Piroliz kazanlarında, düşük maliyet değil, elektrik ihtiyacı gibi dezavantajlar hesaba katıldığında bile tasarruf mümkündür. Fana güç vermek için elektrik gerekir, ancak çalışması için yalnızca 85 watt gerekir (tıpkı normal bir ampul gibi). Bu bir sorunsa, dizel jeneratör bununla ilgilenecektir.
Ahşap piroliz
Bu prosedür aynı zamanda ahşap kırma olarak da adlandırılır ve Rusya'da ortaya çıkmıştır. Modern ünitenin prototipi, çok eski zamanlarda odun kömürü brülörlerimiz tarafından icat edildi. Hava erişimi olmadan odun kömürü elde etmek için, yerin altındaki ahşabı ateşlediler.
Bugün bu süreç çok daha mükemmel ve birkaç aşamada gerçekleşiyor. 2000 ºº'ye ısıtıldığında çatlama başlar. Bu aşamada büyük miktarda karbon monoksit açığa çıkar. Atmosferde yakmaya devam ederseniz, büyük miktarda enerji elde edebileceksiniz.
Daha sonra kazan 5000 ºº'ye kadar ısıtılır. Bu sıcaklık rejiminde metanol, reçineler, aseton ve asetik asit elde edilir. Aynı zamanda daha çok odun kömürü olarak bilinen sert karbon üretir.
Odun pirolizinin özellikleri
Bu tür bir piroliz, yaklaşık 5000 derecelik bir sıcaklıkta gerçekleştirilen, havasız odun yakmak için bir prosedürdür. Asetik asit, aseton, metanol ve ayrıca reçine, bu tür etkileşim sırasında elde edilen değerli ürünlerdir. Bu kimyasal reaksiyonun özelliği, odun kömürünün birçok kimyasal etkileşimi hızlandırmak için mükemmel bir yakıt olarak kullanılabilmesidir.
Böyle bir piroliz, bir karbon oksit karışımının salınmasıyla bir reaksiyonun eşlik ettiği iki yüz santigrat derecede meydana gelmeye başlayan bir süreçtir. Ürünlerin daha sonra atmosferik oksijen atmosferinde yanmasıyla, toplam kalori içeriğinde bir artış gözlenir.
Odun pirolizi, kimyada ayrıntılı inceleme ve çalışmayı hak eden ayrı bir bölümdür.
