Paglalarawan ng proseso
Ang pangangailangan para sa mga kagamitang pang-kalikasan para sa pagproseso ng basura ng kemikal ay matagal na sa ating lipunan. Ang mga unang boiler ng pyrolysis ay nagsimulang tumakbo sa pagtatapos ng ikalabinsiyam na siglo. At ang paglikha ng mga modernong yunit ng pyrolysis ay nalutas ang maraming mga isyu nang sabay-sabay:
- bahagi ng ekolohiya;
- ang kakayahang makaipon ng mga resulta ng pagkasunog;
- pakinabang sa ekonomiya.
Gayunpaman, ang aspetong pang-ekonomiya ng paggamit ng pyrolysis ay dinisenyo para sa hinaharap. Ang pyrolysis ay lubos na isang mamahaling kasiyahan. Nangangailangan ito ng naaangkop na kagamitan at espesyal na sinanay na tauhan.
Ngunit sa pagpapatakbo, ang mga halaman ng pyrolysis ay praktikal na nagsasarili. Ang mga yunit ay nangangailangan lamang ng kuryente upang magsimula, ang karagdagang pagpapatakbo ng boiler ay isinasagawa sa kapinsalaan ng mga mapagkukunang nagawa sa panahon ng proseso ng pagkasunog. Sa parehong oras, ang labis ng nabuong enerhiya at singaw ay maaaring gamitin para sa mga domestic na layunin, na inililipat ang mga ito sa mga network ng utility.
Sa Russia, ang pyrolysis ay nagsisimula pa lamang upang makakuha ng katanyagan, habang sa Europa hindi isang solong malaking negosyo ang maaaring magawa nang walang mga yunit ng pyrolysis. Mayroong ilang mga kadahilanan para sa tulad ng isang pangangailangan para sa pyrolysis:
- isang walang basurang paraan ng pagproseso ng basura at lahat ng uri ng polusyon sa industriya;
- ang antas ng kahusayan mula sa pyrolysis ay 90%;
- ang posibilidad ng pagkuha ng mga bagong compound, recyclable na materyales;
- ang paglikha ng hindi maaaring palitan ng mga mapagkukunan tulad ng gawa ng tao langis;
- pagkuha ng mga hydrocarbons, organic acid at iba pang mga sangkap ng kemikal;
- mapagkukunan ng supply ng init para sa mga negosyo.
Batay sa pagpili ng mga hilaw na materyales para sa pagproseso, ang reaksyon ng pyrolysis ay maaaring magpatuloy sa iba't ibang mga kondisyon ng temperatura. Ang huling resulta ay magkakaiba din sa komposisyon ng mga elemento ng kemikal.
Nakasalalay sa temperatura ng pag-init ng pugon at ang mga karagdagang bahagi ng pyrolysis, ang paglilinis ay karaniwang nahahati sa dalawang uri: tuyo at oxidative.
Oxidative pyrolysis
Ang ganitong uri ng pyrolysis ay maaaring tawaging pinaka-friendly at produktibo sa kapaligiran. Ginagamit ito upang maproseso ang mga recyclable na materyales. Ang reaksyon ay nagaganap sa mataas na temperatura. Halimbawa, sa pyrolysis ng methane, naghalo ito sa oxygen, ang bahagyang pagkasunog ng sangkap ay naglalabas ng enerhiya, na nagpapainit sa natitirang hilaw na materyal sa temperatura na 16,000 ºº.
Ginagamit ang oxidative pyrolysis upang ma-neutralize ang basurang pang-industriya na may mataas na nilalaman ng langis. At para din sa pagproseso ng plastik, goma at iba pang mga materyales na hindi nagpapahiram sa kanilang sarili sa natural na agnas sa natural na kapaligiran.
"Ginagawang posible ng oxidative pyrolysis na iproseso ang mga hilaw na materyales ng iba't ibang pagkakapare-pareho. Kasama ang mga materyales sa likido at madulas na estado ”.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang matagal nang nasusunog na boiler ng pyrolysis
Ang matagal nang nasusunog na mga boiler ng pyrolysis ay nakakakuha ng labis na katanyagan, at lalo na sa mga lugar na kung saan walang pag-access sa gas
Ang pagpapatakbo ng kagamitan ay batay sa agnas ng organikong gasolina (kahoy na panggatong) sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na temperatura at kakulangan ng oxygen, na sinusundan ng pagkasunog ng mga pinakawalang gas na pyrolysis. Dahil ang proseso ay maaaring may kondisyon na nahahati sa dalawang yugto, isang firebox na may dalawang mga compartment ang ginagamit para sa daloy nito. Ang gasolina ay inilalagay sa silid ng paglo-load, na nagsisimulang masunog. Ang proseso ng pagkasunog ay maayos na nagiging agnas na agnas dahil sa paghihigpit ng pag-access ng oxygen na kinakailangan para sa pagkasunog. Ang mataas na temperatura at mababang konsentrasyon ng oxygen ay humantong sa pagbuo ng mga produkto ng agnas: coke at pyrolysis gas. Ang huli, na pumapasok sa ikalawang silid, ay sumasailalim sa pagkasunog na sa mga kondisyon ng pag-access ng pangalawang hangin.Mas madalas itong ibinibigay nang sapilitang gamit ang isang blower fan o isang usok ng usok. Ang proseso ng pagkasunog ay nagaganap sa temperatura na higit sa 1000 ° C. Mula sa mga produkto ng pagkasunog, ang init ay inililipat sa likido na pumupuno sa heat exchanger. Ang huling mga produktong gas na proseso ay tinanggal sa pamamagitan ng tsimenea. Ngayon, ang matagal nang nasusunog na mga boiler ng pyrolysis ay isinasaalang-alang ang pinaka mahusay at matipid na kagamitan sa pag-init. Ang kumplikadong disenyo ng dalawang silid ng boiler ay nagpapaliwanag ng mataas na gastos. Ang kahusayan, na pinakamataas sa mga unit ng pag-init, ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng mabilis na pagbabayad ng boiler.
Mga uri ng dry pyrolysis
Ang dry pyrolysis ay isa sa pinakahihingi sa industriya. Sa tulong nito, gasolina, iba't ibang mga kemikal na compound ang nakuha at ang mga recyclable na materyales ay hindi nakakapinsala. Ang paggamit ng iba't ibang mga rehimeng temperatura ng pyrolysis, gas, likido at solidong mga produkto ng pagkasunog ay nakuha.
Ang pag-init ng boiler sa isang maximum na temperatura ng 5500 isº ay itinuturing na isang mode na mababang temperatura. Sa mga ganitong temperatura, ang pagbuo ng mga gas na praktikal ay hindi nangyayari. Ang trabaho ay naglalayon sa paggawa ng mga semi-coke (sa industriya aktibong ginagamit sila bilang isang gasolina) at mga dagta, mula sa kung saan ang artipisyal na goma ay kasunod na ginawa.
Ang kurso ng pyrolysis sa temperatura mula 550 hanggang 9000 ºº ay itinuturing na mababang temperatura, ngunit sa katunayan, binigyan ng mga kakayahang panteknikal, kabilang ito sa average na rehimeng temperatura. Maipapayo ang paggamit nito kung kinakailangan upang makabuo ng pyrolysis gas at solid sediment. Sa kasong ito, ang feedtock ay maaaring magsama ng mga praksyon ng hindi organikong pinagmulan.
Ang kurso ng pyrolysis sa temperatura na higit sa 9000 ° C ay itinuturing na isang reaksyon ng mataas na temperatura. Ang pagpapatakbo ng boiler sa isang maximum na temperatura ng 9000 ºC ay nagbibigay-daan upang makakuha ng mga solidong materyales (coke, uling, atbp.) Na may mababang proporsyon ng emitted gas.
Ang distilasyon na gumagamit ng mas mataas na mga kondisyon ng temperatura ay kinakailangan upang makakuha ng nakararaming mga sangkap na gas. Ang praktikal na benepisyo ng rehimen ng mataas na temperatura ay ang mga nagresultang gas na maaaring magamit bilang gasolina.
"Ang pyrolysis na may mataas na temperatura ay hindi mapipili tungkol sa nilalaman ng mga naprosesong hilaw na materyales. Kapag ginagamit ang mode ng mababang temperatura, dapat sundin ang lahat ng mga hakbang sa paghahanda, kabilang ang pagpapatayo at pag-uuri. "
Pyrolysis. sanggunian
Mga uri ng pyrolysis
Oxidative pyrolysis - ang proseso ng pang agnas na agnas ng basurang pang-industriya sa panahon ng kanilang bahagyang pagkasunog o direktang pakikipag-ugnay sa mga produkto ng pagkasunog ng gasolina. Nalalapat ang pamamaraang ito para sa pagtatapon ng maraming mga basura, kabilang ang mga "hindi maginhawa" para sa pagsusunog o gasipikasyon: malapot, makakapal na basura, basang sediment, plastik, putik na may mataas na nilalaman ng abo, lupa na nahawahan ng fuel oil, langis at iba pang mga compound, at lubos na maalikabok na basura.
Bilang karagdagan, ang mga basura na naglalaman ng mga metal at kanilang asing-gamot, na natutunaw at nag-aapoy sa normal na temperatura ng pagkasunog, mga gulong ng basura, mga durog na kable, car scrap, atbp., Ay maaaring sumailalim sa oxidative pyrolysis.
Ang pamamaraan ng oxidative pyrolysis ay isang promising direksyon para sa pag-aalis ng solidong basurang pang-industriya at wastewater.
Tuyong pyrolysis... Ang pamamaraang ito ng thermal treatment ng basura ay nagsisiguro sa kanilang lubos na mahusay na pag-neutralize at paggamit bilang fuel at kemikal na hilaw na materyales, na nag-aambag sa paglikha ng mga teknolohiyang mababang-basura at hindi basura at ang makatuwirang paggamit ng likas na yaman.
Ang dry pyrolysis ay isang proseso ng pagbulok ng thermal nang walang oxygen. Ang resulta ay isang pyrolysis gas na may mataas na calorific na halaga, isang likidong produkto at isang solidong carbonaceous residue. Depende sa temperatura kung saan nagpapatuloy ang pyrolysis, magkakaiba ito:
1. Mababang temperatura pyrolysis o semi-coking (450-550 ° C).Ang ganitong uri ng pyrolysis ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang maximum na ani ng likido at solid (semi-coke) residues at isang minimum na ani ng pyrolysis gas na may isang maximum na init ng pagkasunog. Ang pamamaraan ay angkop para sa paggawa ng pangunahing dagta - isang mahalagang likidong gasolina, at para sa pagproseso ng substandard na goma sa mga monomer, na kung saan ay ang hilaw na materyal para sa pangalawang paglikha ng goma. Ang semi-coke ay maaaring magamit bilang enerhiya at fuel ng sambahayan.
2. Katamtamang temperatura pyrolysis o medium-temperatura na coking (hanggang sa 800 ° C) ay magbubunga ng mas maraming gas na may mas mababang calorific na halaga at mas mababa ang likidong nalalabi at coke.
3. Mataas na temperatura pyrolysis o coking (900-1050 ° C). Dito, mayroong isang minimum na ani ng likido at solidong mga produkto at isang maximum na paggawa ng gas na may isang minimum na calorific na halaga - isang de-kalidad na gasolina na angkop para sa malayuan na transportasyon. Bilang isang resulta, ang halaga ng dagta at ang nilalaman ng mahalagang mga light fraction dito ay nabawasan.
Ang pamamaraan ng dry pyrolysis ay nagiging mas at mas malawak at isa sa mga pinaka-promising pamamaraan para sa pagtatapon ng solidong organikong basura at ang paghihiwalay ng mga mahahalagang sangkap mula sa kanila sa kasalukuyang yugto ng pag-unlad ng agham at teknolohiya.
Hydrocarbon pyrolysis
Ang proseso ng pyrolysis ng mga hydrocarbons (800 900 ° C) (gas hydrocarbons, straight-run gasolina, atmospheric gas oil) ang pangunahing mapagkukunan ng paggawa ng ethylene at isa sa mga pangunahing mapagkukunan para sa paggawa ng propylene, divinyl, benzene at isang bilang ng iba pang mga produkto. Ang proseso ng pyrolysis (pag-crack) ng mga hilaw na langis at gas ay nai-patent noong 1877 ng isang Russian engineer, chemist na si Alexander Aleksandrovich Letniy.
Wood pyrolysis
Sa panahon ng pyrolysis ng kahoy (450-500 ° C), maraming mga sangkap ang nabuo, tulad ng: uling, methyl alkohol, acetic acid, acetone, dagta, atbp. Ang Russia ay isa sa pinakamayamang bansa sa mga kagubatan. Samakatuwid, ang pinakamahusay na mga paaralan sa kahoy na pyrolysis sa buong mundo ay nabuo at pinatatakbo sa Russia. Ang kanilang kontribusyon ay nakatanggap ng pagkilala sa buong mundo.
Nasayang at nasayang ang pyrolysis
Mayroong mga proyekto para sa pagkasira ng basura ng sambahayan gamit ang pyrolysis. Ang mga kahirapan sa pag-oorganisa ng pyrolysis ng mga gulong, plastik at iba pang organikong basura ay nauugnay hindi sa teknolohiya ng pyrolysis mismo, na hindi naiiba sa teknolohiya ng pagproseso ng thermal ng iba pang mga solidong materyales.
Ang problema ay ang karamihan sa basura ay naglalaman ng posporus, kloro at asupre. Ang asupre at posporus sa oxidized form ay pabagu-bago at makakasama sa kapaligiran. Ang Chlorine ay aktibong tumutugon sa mga produktong organikong pyrolysis na may pagbuo ng mga paulit-ulit na nakakalason na compound (halimbawa, dioxins).
Ang pagkuha ng mga compound na ito mula sa usok ay hindi mura at mayroong sariling mga pagkakumplikado. Ang problema sa pag-recycle ng mga naubos na gulong ng sasakyan at mga produktong goma na wala sa serbisyo ay may malaking ekolohiya at pang-ekonomiyang kahalagahan para sa lahat ng mga maunlad na bansa sa mundo. At ang hindi maaaring palitan ng natural na hilaw na petrolyo ay nagdidikta ng pangangailangan na gumamit ng pangalawang mapagkukunan na may maximum na kahusayan.
Ang mga gulong at polimer ay mahalagang mga hilaw na materyales, bilang resulta ng kanilang pagproseso ng mababang temperatura na pyrolysis (hanggang sa 500 ° C), mga likidong bahagi ng hydrocarbon (synthetic oil), carbon residue (carbon black), steel cord at sunugin na gas ang nakuha. Sa parehong oras, kung ang 1 toneladang gulong ay sinunog, 270 kg ng uling at 450 kg ng mga nakakalason na gas ang ilalabas sa himpapawid.
Mga kalamangan ng mga halaman ng pyrolysis:
1. Nakamit ang praktikal na kumpletong paggamit ng mga mapagkukunang materyal at enerhiya ng solidong basura at awtonomiya ng enerhiya ng buong sikolohikal na teknolohiya.
2. Dahil nangyayari ang thermal decomposition nang walang pag-access sa hangin, walang mga kundisyon para sa pagbuo ng mga nakakalason na compound tulad ng dioxin, furan, benzopyrene, atbp.
3.Ang closed circuit, compactness ng kagamitan at kabaitan sa kapaligiran ay tumutukoy sa posibilidad ng paglalagay ng nasabing negosyo sa loob ng mga hangganan ng anumang lungsod.
4. Isinasaalang-alang na ang sangkap ng mineral ng MSW - malinis na ecologically slag pagkatapos ng paggamot sa init - ay maaaring gamitin para sa mga gawa sa kalsada, ang teknolohiyang ito ay maaaring maiuri bilang ganap na walang basura.
5. Ang mga pag-install na ito ay ginagawang posible upang kumita mula sa pagbebenta ng mga produktong gawa (singaw, elektrisidad), na kaibahan sa mga pasilidad sa paggawa na tumatakbo ngayon, kung saan ang mga gastos sa pagpapatakbo ay higit na lumalagpas sa kita mula sa mga benta, at ang kakayahang kumita ng mga negosyo ay batay sa mga pagbabayad mula sa ang populasyon para sa pagproseso ng basura.
Para sa mga halaman ng pyrolysis, hindi na kailangang magtayo ng mga istruktura ng kapital at mataas na mga chimney. Ang mga yunit ay maaaring mai-mount sa ilalim ng isang canopy o sa mga light hangar sa isang kongkretong base.
Ang materyal ay inihanda batay sa impormasyon mula sa RIA Novosti at bukas na mga mapagkukunan
Solid waste pyrolysis
Ang pagpoproseso ng basura sa kapaligiran ay isa sa mga pangunahing lugar ng paggamit ng pyrolysis. Ang mga yunit na ito ay maaaring makabuluhang bawasan ang negatibong epekto ng anthropogenic factor sa kapaligiran.
Sa proseso ng pagkabulok ng mga sangkap ng bioactive na pyrolysis, ang mga mabibigat na riles ay hindi natutunaw. Pagkatapos ng agnas na agnas sa mga boiler ng pyrolysis, halos walang na-claim na basura, na ginagawang posible na mabawasan nang malaki ang lugar para sa kanilang karagdagang pag-iimbak.
Kaya, halimbawa, pagsunog ng 1 toneladang gulong, dinudumi namin ang himpapawid na may 300 kg ng uling. Bilang karagdagan, halos 500 kg ng mga nakakalason na sangkap ang pinakawalan sa hangin. Ang pag-recycle ng parehong materyal sa mga halaman ng pyrolysis ay nagbibigay-daan sa paggamit ng goma para sa mga layunin ng enerhiya, pagkuha ng mga magagamit na materyales para sa karagdagang produksyon at makabuluhang pagbawas ng mga nakakapinsalang emisyon.
Posibleng mabawasan ang nakakapinsalang epekto sa kapaligiran salamat sa isang multi-yugto na sistema ng pagproseso. Sa proseso ng pyrolysis, ang basura ay dumaan sa apat na yugto ng pagtatapon:
- paunang pagpapatayo;
- basag;
- pagkatapos ng pagkasunog ng mga labi ng pagproseso sa himpapawid;
- paglilinis ng nakuha na mga sangkap ng gas sa mga espesyal na absorber.
Pinapayagan ka ng mga halaman ng pirolysis na iproseso ang basura:
- mga negosyo sa pagproseso ng kahoy;
- industriya ng parmasyutiko;
- industriya ng kotse;
- electrical engineering.
Matagumpay na pinangangasiwaan ng pamamaraang pyrolysis ang mga polymer, basura ng dumi sa alkantarilya at basura sa sambahayan. Negates ang epekto sa likas na katangian ng mga produktong petrolyo. Mahusay para sa pagtatapon ng organikong basura.
Ang tanging kawalan ng mga yunit ng pyrolysis ay matatagpuan sa pagproseso ng mga hilaw na materyales na naglalaman ng murang luntian, asupre, posporus at iba pang nakakalason na kemikal. Ang mga produktong kalahating buhay ng mga elementong ito sa ilalim ng impluwensya ng temperatura ay maaaring pagsamahin sa iba pang mga sangkap at bumuo ng mga nakakalason na haluang metal.
Ang kakanyahan ng boiler ng pyrolysis
Ang nasabing isang boiler ng pyrolysis ay tinatawag ding isang gas generator. Ang kakanyahan ng trabaho sa pagkasunog ng fuel fuel ng pyrolysis: sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura at sa mga kondisyon ng kakulangan ng oxygen, solidong gasolina (kayumanggi karbon, mga briquette ng karbon na karbon) ay nabubulok sa mga pabagu-bagoong mga particle. Ito ay lumalabas na tinatawag na pyrolysis gas. Mga tagapagpahiwatig ng temperatura para sa kagamitan sa pag-init 200-800 degrees. Ang reaksyong kemikal na ito ay nag-aambag sa mas mahusay na pag-init at pagpapatayo ng gasolina sa boiler, ginaganap ang pagpainit, na papunta sa direksyon ng pagkasunog ng hangin.
Fig. 2
Ang mataas na temperatura ay nagtataguyod ng paghahalo ng oxygen sa emitted pyrolysis gas. Bilang isang resulta, nasusunog ang gas. Ang thermal enerhiya ay nabuo mula sa nasusunog na gas. Dapat pansinin na ang pyrolysis gas ay nakikipag-ugnay din sa aktibong carbon sa panahon ng pagkasunog nito. Samakatuwid, iniiwan ang boiler, ang mga gas na tambutso ay halos walang nakakapinsalang sangkap. Sa halip, sila ay pinaghalong carbon dioxide at singaw ng tubig. Ang nagresultang CO2 ay inilabas sa kapaligiran sa tatlong beses na mas mababa kaysa pagkatapos ng pagpapatakbo ng maginoo na emissions mula sa mga boiler ng karbon o kahoy.Ang mga yunit na ito ay itinuturing na environment friendly, huwag madumihan ang kapaligiran.
Ang mga yunit ng ganitong uri ay nagpapatakbo ng karbon at fuel ng kahoy. Kung gagamit ka ng hindi magandang kalidad na hilaw na gasolina, mawawalan ng lakas ang heater hanggang sa 50%. Ang nasabing gasolina ay hindi maganda ang pagkasunog, paninigarilyo, pag-init ng kaunti at pagpapaikli ng buhay ng boiler at chimney.
Mga kalamangan ng mga yunit ng pyrolysis:
- ang kapangyarihan ay kinokontrol mula 30% hanggang 100%;
- ang proseso ng paglilinis at pagpapanatili ay simple;
- mababang pagkonsumo ng gasolina;
- supply ng gasolina bawat araw isang beses lamang;
- ang isang malaking halaga ng fuel burns nang sabay-sabay;
- ang paggamit ng hilaw na gasolina ng isang karbon boiler, ang nilalaman na kahalumigmigan na kung saan ay hindi mas mataas sa 20%.
Mga disadvantages:
- mamahaling aparato sa pag-init;
- kailangan ng kuryente.
Magkakaiba ang pagkasunog ng bawat uri ng gasolina. Tulad ng para sa gasolina ng karbon, ang brown brown fuel ay nasusunog sa loob ng 8 oras, at itim na gasolina - sa 10 oras. Sa mga boiler ng pyrolysis, posible ang pagtipid, kahit na isinasaalang-alang ang mga naturang mga kawalan tulad ng pangangailangan para sa elektrisidad, hindi mababang gastos. Kinakailangan ang kuryente upang mapagana ang fan, ngunit kailangan lamang ng 85 watts upang tumakbo (tulad ng isang regular na bombilya). Kung ito ay isang problema, haharapin ito ng generator ng diesel.
Wood pyrolysis
Ang pamamaraang ito ay tinatawag ding wood cracking, at nagmula ito sa Russia. Ang prototype ng modernong yunit ay naimbento ng aming mga burner ng uling mula pa noong una. Upang makakuha ng uling nang walang pag-access sa hangin, nagsindi sila ng kahoy sa ilalim ng isang layer ng lupa.
Ngayon ang prosesong ito ay mas perpekto at nagaganap sa maraming yugto. Nagsisimula ang pag-crack kapag pinainit hanggang 2000 ºº. Sa yugtong ito, isang malaking halaga ng carbon monoxide ang pinakawalan. Kung ipagpapatuloy mong sunugin ito sa kapaligiran, makakakuha ka ng isang malaking halaga ng enerhiya.
Pagkatapos ang boiler ay pinainit hanggang sa 5000. Sa ganitong rehimen ng temperatura, nakuha ang methanol, resins, acetone at acetic acid. Gumagawa rin ito ng matapang na carbon, na mas kilala bilang uling.
Mga tampok ng pyrolysis ng kahoy
Ang nasabing pyrolysis ay isang pamamaraan para sa pagsunog ng kahoy nang walang pagkakaroon ng hangin, na isinasagawa sa isang temperatura ng halos 5000 degree. Ang acetic acid, acetone, methanol, at din ang dagta ay mahalagang mga produktong nakuha sa kurso ng naturang pakikipag-ugnay. Ang kakaibang reaksyong kemikal na ito ay ang uling ay maaaring magamit bilang isang mahusay na gasolina upang mapabilis ang maraming pakikipag-ugnayan ng kemikal.
Ang nasabing pyrolysis ay isang proseso na nagsisimulang mangyari sa dalawang daang degree Celsius, sinamahan ng isang reaksyon sa paglabas ng isang pinaghalong mga carbon oxides. Sa kasunod na pagkasunog ng mga produkto sa isang kapaligiran ng atmospheric oxygen, sinusunod ang pagtaas ng kabuuang calorific na halaga.
Ang Wood pyrolysis ay isang hiwalay na seksyon ng kimika na nararapat sa detalyadong pagsasaalang-alang at pag-aaral.
