Опис процеса
Потреба за еколошки прихватљивом опремом за прераду хемијског отпада већ дуго се јавља у нашем друштву. Први котлови за пиролизу почели су да раде крајем деветнаестог века. А стварање модерних пиролизних јединица решило је неколико питања одједном:
- еколошка компонента;
- способност акумулирања резултата сагоревања;
- економску корист.
Међутим, економски аспект употребе пиролизе дизајниран је за будућност. Пиролиза је прилично скупо задовољство. Потребна је одговарајућа опрема и посебно обучено особље.
Али у погону, постројења за пиролизу су практично аутономна. Јединице захтевају електричну енергију само за покретање, даљи рад котла врши се на штету ресурса произведених током процеса сагоревања. Истовремено, вишак произведене енергије и паре може се користити у домаће сврхе, преусмеравајући их на комуналне мреже.
У Русији пиролиза тек почиње да стиче популарност, док у Европи ниједно велико предузеће не може без јединица за пиролизу. Постоји неколико разлога за такву потражњу за пиролизом:
- начин отпада без отпада и све врсте индустријског загађења;
- ниво ефикасности пиролизе је 90%;
- могућност добијања нових једињења, материјала који се могу рециклирати;
- стварање незаменљивих ресурса као што је синтетичко уље;
- добијање угљоводоника, органских киселина и других хемијских елемената;
- извор снабдевања топлотом за предузећа.
На основу избора сировина за прераду, реакција пиролизе може се одвијати у различитим температурним условима. Крајњи резултат ће се такође разликовати у саставу хемијских елемената.
У зависности од температуре грејања пећи и додатних компонената пиролизе, дестилација се обично дели на две врсте: суву и оксидативну.
Оксидативна пиролиза
Ова врста пиролизе може се назвати еколошки најпродуктивнијом. Користи се за обраду материјала који се могу рециклирати. Реакција се одвија на високим температурама. На пример, у пиролизи метана, он се меша са кисеоником, делимичним сагоревањем супстанце се ослобађа енергија која преосталу сировину загрева на температуру од 16.000 ºС.
Оксидативна пиролиза се користи за неутрализацију индустријског отпада са високим садржајем уља. А такође и за прераду пластике, гуме и других материјала који се не могу природно распадати у природном окружењу.
„Оксидативна пиролиза омогућава прераду сировина различитих конзистенција. Укључујући материјале у течном и гасовитом стању “.
Принцип рада котла за пиролизу дугог сагоревања
Котлови за пиролизу дугог сагоревања стичу значајну популарност, посебно у оним областима где нема приступа гасу
Рад опреме заснован је на разградњи органског горива (огревног дрвета) у условима високе температуре и недостатка кисеоника, праћеног сагоревањем ослобођених пиролизних гасова. Будући да се процес условно може поделити у две фазе, за његов проток користи се камин са два одељка. Гориво се ставља у комору за пуњење, које почиње да гори. Процес сагоревања глатко се претвара у термичко разлагање услед ограничења приступа кисеоника неопходног за сагоревање. Висока температура и ниска концентрација кисеоника доводе до стварања производа распадања: кокса и гаса за пиролизу. Овај други, улазећи у другу комору, подлеже сагоревању већ у условима приступа секундарног ваздуха.Снабдева се чешће присилно помоћу вентилатора или одводника дима. Процес сагоревања одвија се на температурама изнад 1000 ° Ц. Из производа сагоревања топлота се преноси у течност која испуњава измењивач топлоте. Коначни гасовити производи поступка уклањају се кроз димњак. Данас се котлови за пиролизу дугог сагоревања сматрају најефикаснијом и најекономичнијом опремом за грејање. Сложени двокоморни дизајн котла објашњава његову високу цену. Ефикасност, која је највећа међу грејним јединицама, омогућава вам брзу исплату котла.
Врсте суве пиролизе
Сува пиролиза је једна од најтраженијих у индустрији. Уз његову помоћ добијају се гориво, разна хемијска једињења и материјали који се могу рециклирати постају безопасни. Коришћењем различитих температурних режима пиролизе добијају се гаси, течни и чврсти производи сагоревања.
Загревање котла на максималну температуру од 5500 ºС сматра се режимом ниске температуре. На таквим температурама, формирање гасова практично се не дешава. Рад је усмерен на производњу полукокса (у индустрији се активно користи као гориво) и смола од којих се накнадно производи вештачка гума.
Ток пиролизе на температурама од 550 до 9000 ºС сматра се нискотемпературним, али заправо, с обзиром на техничке могућности, припада просечном температурном режиму. Његова употреба је упутна када је потребно произвести гас за пиролизу и чврсте седименте. У овом случају, сировина може садржавати фракције неорганског порекла.
Ток пиролизе на температурама изнад 9000 ° Ц сматра се реакцијом на високој температури. Рад котла на максималној температури од 9000 ºЦ омогућава добијање чврстих материјала (кокса, угља итд.) Са малим уделом испуштеног гаса.
Дестилација применом виших температурних услова је неопходна за добијање претежно гасовитих супстанци. Практична корист режима високе температуре је што се добијени гасови могу користити као гориво.
„Пиролиза на високим температурама није избирљива у погледу садржаја прерађених сировина. Када се користи режим ниске температуре, морају се следити сви кораци припреме, укључујући сушење и сортирање. "
Пиролиза. референца
Врсте пиролизе
Оксидативна пиролиза - процес термичког разлагања индустријског отпада током њиховог делимичног сагоревања или директног контакта са производима сагоревања горива. Ова метода је применљива за одлагање великог броја отпада, укључујући и оне „незгодне“ за спаљивање или гасификацију: вискозни, пастозни отпад, влажни седименти, пластика, муљ са високим садржајем пепела, земљиште загађено мазутом, уљима и другим једињењима, и врло прашњав отпад.
Поред тога, отпад који садржи метале и њихове соли, који се топе и пале на нормалним температурама сагоревања, отпадне гуме, смрвљени каблови, отпад од аутомобила, итд., Могу да прођу оксидативну пиролизу.
Метода оксидативне пиролизе је обећавајући правац за уклањање чврстог индустријског отпада и отпадних вода.
Сува пиролиза... Овај метод термичке обраде отпада обезбеђује њихову високо ефикасну неутрализацију и употребу као гориво и хемијске сировине, што доприноси стварању технологија са малим отпадом и без отпада и рационалној употреби природних ресурса.
Сува пиролиза је процес термичког разлагања без кисеоника. Резултат је гас за пиролизу високе калоријске вредности, течни производ и чврсти остатак угљеника. У зависности од температуре на којој тече пиролиза, она се разликује:
1. Пиролиза на ниским температурама или полукоксање (450–550 ° Ц).Ову врсту пиролизе карактерише максималан принос течних и чврстих (полукоксалних) остатака и минимални принос пиролизног гаса уз максималну топлоту сагоревања. Метода је погодна за производњу примарне смоле - драгоценог течног горива, и за прераду неквалитетне гуме у мономере, који су сировина за секундарно стварање гуме. Полукокс се може користити као енергент и гориво за домаћинство.
2. Пиролиза средње температуре или коксање на средњој температури (до 800 ° Ц) даје више гаса са нижом топлотном вредношћу и мање течних остатака и кокса.
3. Пиролиза високе температуре или коксирање (900–1050 ° Ц). Овде постоји минимални принос течних и чврстих производа и максимална производња гаса са минималном топлотном вредношћу - висококвалитетно гориво погодно за транспорт на велике даљине. Као резултат, смањује се количина смоле и садржај вредних лаких фракција у њој.
Метода суве пиролизе постаје све раширенија и једна је од најперспективнијих метода одлагања чврстог органског отпада и изоловања вредних компонената из њих у садашњој фази развоја науке и технологије.
Пиролиза угљоводоника
Процес пиролизе угљоводоника (800 900 ° Ц) (гасни угљоводоници, директни бензин, атмосферско плинско уље) је главни извор производње етилена и један од главних извора за производњу пропилена, дивинила, бензена и низа осталих производа. Процес пиролизе (пукотине) нафтних и гасних сировина патентирао је 1877. године руски инжењер, хемичар Александар Александрович Летниј.
Пиролиза дрвета
Током пиролизе дрвета (450-500 ° Ц) формира се низ супстанци, попут: угља, метилног алкохола, сирћетне киселине, ацетона, смоле итд. Русија је једна од најбогатијих земаља у шумама. Стога су у Русији формиране и радиле најбоље светске школе за пиролизу дрвета. Њихов допринос је добио светско признање.
Пиролиза смећа и отпада
Постоје пројекти за уништавање кућног отпада пиролизом. Потешкоће у организацији пиролизе гума, пластике и другог органског отпада нису повезане са самом технологијом пиролизе, која се не разликује од технологије термичке обраде осталих чврстих материјала.
Проблем је што већина отпада садржи фосфор, хлор и сумпор. Сумпор и фосфор у оксидованом облику су испарљиви и штете животној средини. Хлор активно реагује са органским производима пиролизе формирајући упорна токсична једињења (на пример, диоксине).
Хватање ових једињења из дима није јефтино и има своје сложености. Проблем рециклирања истрошених аутомобилских гума и производа од гуме који нису у функцији од великог је еколошког и економског значаја за све развијене земље света. А незаменљивост природних нафтних сировина диктира потребу за коришћењем секундарних ресурса са максималном ефикасношћу.
Гуме и полимери су драгоцене сировине, као резултат њихове обраде нискотемпературном пиролизом (до 500 ° Ц), добијају се течне фракције угљоводоника (синтетичко уље), остаци угљеника (чађа), челична врпца и запаљиви гас. Истовремено, ако се изгори 1 тона гума, у атмосферу ће се ослободити 270 кг чађи и 450 кг токсичних гасова.
Предности постројења за пиролизу:
1. Постиже се практично потпуно коришћење материјалних и енергетских ресурса чврстог отпада и енергетска аутономија целокупног технолошког циклуса.
2. Пошто се термичка разградња одвија без приступа ваздуху, не постоје услови за стварање токсичних једињења као што су диоксин, фуран, бензопирен итд.
3.Затворени круг, компактност опреме и еколошка прихватљивост одређују могућност лоцирања таквог предузећа у границама било ког града.
4. С обзиром на то да се минерална компонента комуналног отпада - еколошки чиста шљака након термичке обраде - може користити за радове на путу, ова технологија се може класификовати као потпуно без отпада.
5. Ове инсталације омогућавају зараду од продаје произведених производа (пара, електрична енергија), за разлику од производних погона који данас раде, где оперативни трошкови знатно премашују приход од продаје, а профитабилност предузећа заснива се на уплатама од становништво за прераду отпада.
За постројења за пиролизу није потребно градити капиталне структуре и високе димњаке. Јединице се могу монтирати испод шупе или у лагане хангаре на бетонској подлози.
Материјал је припремљен на основу информација РИА Новости и отворених извора
Пиролиза чврстог отпада
Еколошки прихватљива прерада отпада једно је од кључних подручја употребе пиролизе. Ове јединице могу значајно смањити негативни утицај антропогеног фактора на животну средину.
У процесу пиролизе биоактивне супстанце се разлажу, тешки метали се не топе. Након термичког разлагања у котловима за пиролизу, практично нема неотплаћеног отпада, што омогућава значајно смањење површине за њихово даље складиштење.
Тако, на пример, сагоревајући 1 тону гума, загађујемо атмосферу са 300 кг чађи. Поред тога, око 500 кг токсичних супстанци испушта се у ваздух. Рециклажа истог материјала у постројењима за пиролизу омогућава употребу гуме у енергетске сврхе, добијање материјала који се могу рециклирати за даљу производњу и значајно смањење штетних емисија.
Могуће је смањити штетни утицај на животну средину захваљујући вишестепеном систему обраде. У процесу пиролизе отпад пролази кроз четири фазе одлагања:
- почетно сушење;
- пуцање;
- догоревање остатака обраде у атмосфери;
- пречишћавање добијених гасовитих супстанци у посебним апсорберима.
Постројења за пиролизу омогућавају вам прераду отпада:
- предузећа за прераду дрвета;
- Фармацеутска индустрија;
- аутомобилска индустрија;
- Електротехника.
Метода пиролизе успешно се бави полимерима, канализационим отпадом и кућним отпадом. Негира утицај на природу нафтних деривата. Одлично за одлагање органског отпада.
Једини недостатак пиролизних јединица налази се у преради сировина које садрже хлор, сумпор, фосфор и друге токсичне хемикалије. Продукти полураспада ових елемената под утицајем температуре могу се комбиновати са другим супстанцама и формирати токсичне легуре.
Суштина котла за пиролизу
Такав котао за пиролизу назива се и гасни генератор. Суштина рада у сагоревању пиролизног горива: под утицајем високих температура и у условима недостатка кисеоника, чврсто гориво (мрки угаљ, дрвени брикети од угља) разлаже се на испарљиве честице. Испада такозвани пиролизни гас. Индикатори температуре за грејну опрему 200-800 степени. Ова хемијска реакција доприноси бољем загревању и сушењу горива у котлу, врши се загревање, које иде у правцу сагоревања ваздуха.
Шипак. 2
Висока температура поспешује мешање кисеоника са емитованим пиролизним гасом. Као резултат, гас гори. Термичка енергија се генерише из горућег гаса. Треба напоменути да гас за пиролизу такође делује у интеракцији са активним угљем током његовог сагоревања. Стога, напуштајући котао, димни гасови практично немају штетне компоненте. Уместо тога, они су мешавина угљен-диоксида и водене паре. Добијени ЦО2 се испушта у животну средину три пута мање него након рада конвенционалних емисија из котлова на угаљ или дрво.Ове јединице се сматрају еколошким, не загађују животну средину.
Јединице ове врсте раде на угаљ и дрвно гориво. Ако користите неквалитетно сирово гориво, грејач ће изгубити снагу до 50%. Такво гориво слабо сагорева, пуши, мало се загрева и скраћује животни век котла и димњака.
Предности пиролизних јединица:
- снага је регулисана од 30% до 100%;
- поступак чишћења и одржавања је једноставан;
- мала потрошња горива;
- снабдевање горивом дневно само једном;
- велика количина горива сагорева одједном;
- употреба сировог горива котлом на угаљ чији садржај влаге није већи од 20%.
Мане:
- скуп уређај за грејање;
- потребна струја.
Свака врста горива сагорева различито. Што се тиче горива од угља, смеђе гориво гори за 8 сати, а црно - за 10 сати. Код пиролизних котлова могућа је уштеда, чак и узимајући у обзир недостатке као што је потреба за електричном енергијом, а не ниски трошкови. За напајање вентилатора потребна је струја, али за рад му је потребно само 85 вати (баш као и обична сијалица). Ако је ово проблем, тада ће се дизелски генератор носити са тим.
Пиролиза дрвета
Овај поступак се назива и пуцањем дрвета, а настао је у Русији. Прототип модерне јединице измислили су наши горионици угаља у давна времена. Да би добили угаљ без приступа ваздуху, запалили су дрво испод земље.
Данас је овај процес много савршенији и одвија се у неколико фаза. Пуцање започиње загревањем на 2000 ºС. У овој фази се ослобађа велика количина угљен-моноксида. Ако га наставите сагоревати у атмосфери, моћи ћете да добијете огромну количину енергије.
Затим се котао загрева на 5000 ºС. У овом температурном режиму добијају се метанол, смоле, ацетон и сирћетна киселина. Такође производи тврди угљеник, познатији као угаљ.
Карактеристике пиролизе дрвета
Таква пиролиза је поступак сагоревања дрвета без присуства ваздуха, спроведен на температури од око 5000 степени. Сирћетна киселина, ацетон, метанол и смола су драгоцени производи добијени током такве интеракције. Посебност ове хемијске реакције је у томе што се дрвени угаљ може користити као одлично гориво за убрзавање многих хемијских интеракција.
Таква пиролиза је процес који почиње да се дешава на двеста степени Целзијуса, праћен реакцијом са ослобађањем смеше угљен-оксида. Уз накнадно сагоревање производа у атмосфери атмосферског кисеоника, примећује се повећање укупног калоријског садржаја.
Пиролиза дрвета је посебан одељак у хемији који заслужује детаљно разматрање и проучавање.
