Процесс пиролиза: виды и необходимое оборудование
Устранение мусора — одна из основных задач современной промышленности, позволяющая защитить планету от негативного воздействия человеческой жизнедеятельности. Пиролиз отходов подразумевает термическую переработку ненужных вещей с целью уменьшения их вреда для окружающей среды. Это одно из прибыльных дел для современных предприятий. Следует знать особенности процедуры, чтобы не нарушать законодательство.
Плюсы и минусы сжигания
Пиролиз мусора — процедура обезвреживания отходов путем высокотемпературного воздействия на них. Она подразумевает сжигание опасных объектов с помощью специализированных установок.
Для осуществления данной задачи требуется соблюдение некоторых условий: ограничение доступа кислорода в герметичную камеру, а также создание высокотемпературного режима внутри. Во время этого процесса продукты распадаются на молекулярном уровне. В результате получаются более простые соединения, которые полностью безопасны для природы.
Достоинства и недостатки технологии:
- продукты распада не выделяются в окружающую среду, что позволяет избежать распространения вредных веществ;
- полная безопасность для человеческого здоровья;
- сырье доступно для каждого и стоит недорого, его можно найти практически в любом месте, где проживают люди;
- на свалках имеется большое количество ресурсов для сжигания;
- есть возможность перерабатывать те типы мусорных отложений, которые не поддаются другим способам уничтожения;
- в процессе распада не образуются опасные вещества;
- продукты пиролиза можно захоронить без вреда для природы;
- уменьшение объема перерабатываемого материала в несколько раз;
- тяжелые и опасные металлы полностью превращаются в золу, что позволяет исключить вероятность их дальнейшего распространения.
- высокая стоимость оборудования и монтажных работ;
- сложность управления системой;
- требуется большое количество сотрудников, которые будут контролировать процесс.
В чем заключается технология
Она состоит в выполнении следующих шагов:
- Материалы для сжигания помещаются в высокотемпературную камеру, в которой находятся длительное время. Это этап, для которого требуются большие энергетические затраты.
- Непосредственно пиролиз. Наиболее нестабильные соединения расплавляются при температуре 300 градусов. В результате выделяется углекислота, углерод и другие газы. Далее продолжается процесс сгорания твердых отходов и их превращения в золу.
- На заключительном этапе получаются продукты, которые подвергаются захоронению или утилизации другим способом.
На выходе могут быть разные материалы в зависимости от того, какие составляющие были использованы изначально. Получаемые продукты бывают нескольких типов:
- жидкость — маслянистая или обычная вода;
- пикарбон;
- газообразное вещество.
Они полностью безвредны. Их можно захоронить или использовать во вторичном производстве продукции в зависимости от необходимости.
Виды пиролиза
Выделяют несколько разных вариантов процедуры в зависимости от используемых методов обработки первичной продукции. В таблице ниже приведены описания.
| Название | Характеристика |
|---|---|
| Сухой | Используется в тех случаях, когда нужно обработать твердые отходы. Среди достоинств методологии — экономия ресурсов и средств в процессе переработки. Не требуется большое количество сырья для сжигания. |
| Окислительный | Предназначается для жидких и газообразных веществ. В основе лежит процесс окисления и разложения веществ на простые составляющие. Наиболее эффективен для утилизации жидкого пластика, нефти, природного газа и других опасных веществ для окружающей среды. Методология полностью безопасна для природы и здоровья. |
| Низкотемпературный | Подразумевает разложение компонентов основного продукта при воздействии низких температур – до 900 градусов. Получается достаточно большое количество твердых остатков. Также в некотором количестве вырабатывается газ, который можно использовать в промышленных целях. |
| Высокотемпературный | Подразумевается поддержанием высоких температур в процессе горения. Обеспечивает тщательную переработку первичного сырья. Среди достоинств – выработка большого количества газообразных веществ, а также снижение твердых отходов. Не требуется много средств для утилизации. Потребуются ресурсы для поддержания одного температурного режима. |
| Быстрый | Проходит достаточно быстро. Процесс можно сравнить по скорости с кипячением воды. Это происходит мгновенно. Тепловая энергия быстро перемещается из одного состояния в другое. |
| Медленный | Отличается от того, что описано выше, пониженной скоростью протекания реакции. Требует длительного времени и существенных ресурсов. Подходит для тех случаев, где неважна оперативность. |
Каждый из вариантов активно используется на практике и имеет свою сферу применения. Технологии для их реализациии постоянно развиваются.
Сравнительные характеристики видов пиролиза
Все описанные методы имеют свои преимущества и недостатки. Особенности каждого из них приведены в таблице ниже.
| Высокотемпературная | Низкотемпературная обработка |
|---|---|
| Во время процесса обработки практически не остается твердых частиц – все превращается в газ | Дорогостоящее и труднодоступное оборудование |
| Получившийся газ равен по свойствам натуральному, поэтому может использоваться в энергетической промышленности | Есть сложности с приобретением и установкой купленных систем |
| Простота очистки получившихся продуктов сгорания | Требуется большое количество сотрудников для внедрения и поддержки на производстве |
| Исключено появление продуктов окисления, так как в камеру практически не поступает кислород | Финансовые траты не всегда окупаются |
| Жидкость можно использовать для производства продуктов нефтяной промышленности | Невозможность расщепить вещества с плотной молекулярной структурой |
| Быстрый пиролиз | Медленный пиролиз |
| Снижено количество появления смол в процессе обработки | Длительное время процедуры |
| Очистка полученного сырья | В некоторых случаях требуется прерывание процесса обработки |
| Небольшие энергетические затраты |
Какие отходы можно перерабатывать
Пиролиз — это процедура, которая имеет особый порядок проведения. Она требует предварительного изучения. В противном случае могут возникнуть проблемы с законодательством.
К органическим относятся следующие типы мусорных отложений:
- Компостируемые. Это картон, опилки, ветки, пластмассовые и кожаные изделия, различные изделия типа проводов и пр.
- Некомпостируемые. Это вещества с повышенной вязкостью или кремообразной структурой, одежда, кожаные и резиновые изделия, земля с наличием горючих компонентов в составе.
Пиролизный завод
Обустройство и технологические процессы на таком заводе имеют ряд особенностей, а также требуют соблюдения определенных правил. Обязательно присутствуют:
- просушка компонентов;
- измельчение и обработка поступающего сырья на ленте;
- процесс очистки жидкости;
- формирование масляных жидкостей на основании пиролиза;
- получение продуктов обмена.
Оборудование
Пиролизная установка обеспечивает разложение органических отходов на молекулярном уровне. При этом вырабатывается энергия, которую можно использовать на дальнейших этапах производства.
В основу конструкции входит реактор. В верхних отсеках поступающие материалы высушиваются при температуре не более 200 градусов. В следующих контейнерах температура может достигать значений в 1 200 единиц. После этого остатки утрамбовываются.
Во время сгорания выделяется углерод, который позволяет поддерживать одну и ту же температуру без процесса окисления. В последнем отделении твердые остатки охлаждаются, прессуются и направляются на ликвидацию.
Есть несколько типов установок, используемых в зависимости от сферы применения:
- для обработки пластмасс и шин;
- для уничтожения продуктов деревообрабатывающей промышленности;
- для пиролиза пищевых и других типов органических отходов.
Вторичные продукты
В процессе переработки получается следующее:
- масло;
- газ для тепловой и электрической промышленности;
- топливо для дизельных двигателей;
- древесный уголь.
Эти продукты задействуются во многих сферах, являясь отличным источником энергии. Но практике они не всегда получаются. Все зависит от условий, создаваемых в камерах сгорания.
Применение пиролиза в РФ
В России этот тип переработки отходов пока не приобрел большой популярности. Но с каждым годом отрасль развивается. Появляются новые производственные мощности, производится до 3 000 тонн полезного газа для энергетической промышленности.