Пиролиз твердых бытовых отходов (ТБО)
Содержание
Пиролиз – это технология, которая должна вытеснить захоронение мусора. Она позволяет не только разгрузить полигоны ТБО, но и получать нефтепродукты, что снижает нагрузку на промышленность, в которой они добываются. Кроме того, прибыльность такого предприятия велика: низкие затраты на сырье, наличие его в большом количестве, высокая стоимость конечного продукта.
Что же такое пиролиз?
Пиролиз представляет собой процесс термического разложения органических компонентов мусора при высокой температуре в отсутствие кислорода, что приводит к преобразованию тяжелых органических молекул в более простые соединения с меньшей молекулярной массой.
Ключевые продукты, получаемые в результате пиролиза коммунальных твердых отходов (КТО), включают:
Регулирование температурного режима позволяет контролировать соотношение продуктов пиролиза: при более низких температурах производится больше масла и угля, в то время как при более высоких температурах увеличивается выработка газа.
Ключевые продукты, получаемые в результате пиролиза коммунальных твердых отходов (КТО), включают:
- Газы, как горючие, так и негорючие, образуемые в процессе горения, известные как пирогазы.
- Масло, жидкие примеси используемые в качестве топлива или для дальнейшей переработки, а также производство воды.
- Твердый углерод, или пикарбон.
- Сушка материала в специальной камере.
- Прямой пиролиз или термическое разложение отходов без доступа кислорода.
- Окисление остаточных твердых веществ.
- Выделение и сбор конечных продуктов, таких как газ, масло и уголь.
Регулирование температурного режима позволяет контролировать соотношение продуктов пиролиза: при более низких температурах производится больше масла и угля, в то время как при более высоких температурах увеличивается выработка газа.
Высокотемпературный и низкотемпературный пиролиз отходов
Процессы термической обработки мусора делятся на два основных типа: пиролиз при высоких температурах и при пониженных. В первом случае температурный режим превышает отметку в 900°C, тогда как во втором он остаётся ниже этого порога.
Для высокотемпературной обработки характерен следующий алгоритм действий:
В случае низкотемпературного пиролиза материал помещается в специальную печь без доступа кислорода и азота и нагревается до температуры 400-450°C. При этом отходы не подлежат предварительной сортировке. В таких условиях сырье не горит, но нагревается, тают и испаряются, что приводит к распаду углеродсодержащих соединений.
Что касается пиролизного оборудования и материалов для пиролиза, то, несмотря на различия в температурных режимах, важно отметить, что при высокотемпературной обработке необходима предварительная сортировка металлов, в то время как при низкотемпературной она не требуется.
В качестве исходного материала используются отходы как органической, так и неорганической природы. Несмотря на запуск реформы в области утилизации мусора, в России тбо часто не подвергаются сортировке, и на переработку поступает смесь различных компонентов.
Для переработки отходов используется специализированное пиролизное оборудование, в центре которого находится реактор.
Промышленные установки для пиролиза включают в себя:
Для высокотемпературной обработки характерен следующий алгоритм действий:
- Производится селективное отделение отходов, убираются крупные и металлические элементы
- Отсортированный материал измельчается и подвергается сушке
- В условиях вакуума и при воздействии высокой температуры материал разлагается, что приводит к формированию газа, масла, шлаков и других продуктов, включая химические элементы типа хлора, фтора и азота
- Происходит очистка от вредных примесей и охлаждение полученного газа.
В случае низкотемпературного пиролиза материал помещается в специальную печь без доступа кислорода и азота и нагревается до температуры 400-450°C. При этом отходы не подлежат предварительной сортировке. В таких условиях сырье не горит, но нагревается, тают и испаряются, что приводит к распаду углеродсодержащих соединений.
Что касается пиролизного оборудования и материалов для пиролиза, то, несмотря на различия в температурных режимах, важно отметить, что при высокотемпературной обработке необходима предварительная сортировка металлов, в то время как при низкотемпературной она не требуется.
В качестве исходного материала используются отходы как органической, так и неорганической природы. Несмотря на запуск реформы в области утилизации мусора, в России тбо часто не подвергаются сортировке, и на переработку поступает смесь различных компонентов.
Для переработки отходов используется специализированное пиролизное оборудование, в центре которого находится реактор.
Промышленные установки для пиролиза включают в себя:
- Пиролизная установки для утилизации старых покрышек
- Оборудование для обработки отходов лесопромышленного и аграрного комплекса
- Системы для переработки пищевых, медицинских и прочих отходов
Плюсы и минусы
Плюсы пиролиза включают в себя экологическую чистоту процесса, возможность извлекать полезные вещества из отходов, сокращение объема мусора без опасности загрязнения окружающей среды, упрощение утилизации тяжелых металлов и удобство хранения и транспортировки конечных продуктов. Также настройка производственного процесса и оборудования не требует значительных вложений и занимает относительно небольшое пространство.
Однако при использовании пиролиза при низких температурах могут возникнуть проблемы, такие как необходимость в использовании крупногабаритного оборудования с высокими эксплуатационными расходами, потребность в большом количестве рабочей силы, ограничения в полном разложении диоксинов и присутствие тяжелых металлов в остатках.
В целом, недостатки пиролиза могут считаться незначительными по сравнению с его преимуществами, делая этот метод выгодным вариантом для обработки отходов с точки зрения здоровья человека, экологии и экономической эффективности.
Термическая обработка тбо посредством пиролиза представляет собой передовую технологию, направленную на уменьшение объема свалок. Этот процесс не только способствует уменьшению размеров полигонов, но и предоставляет возможность извлекать нефтепродукты, тем самым уменьшая зависимость от традиционных методов их получения в промышленности. Основываясь на экономических принципах, такой подход обещает высокую рентабельность за счет низкой себестоимости сырья, его обилия и значительной стоимости готовой продукции.
Однако при использовании пиролиза при низких температурах могут возникнуть проблемы, такие как необходимость в использовании крупногабаритного оборудования с высокими эксплуатационными расходами, потребность в большом количестве рабочей силы, ограничения в полном разложении диоксинов и присутствие тяжелых металлов в остатках.
В целом, недостатки пиролиза могут считаться незначительными по сравнению с его преимуществами, делая этот метод выгодным вариантом для обработки отходов с точки зрения здоровья человека, экологии и экономической эффективности.
Термическая обработка тбо посредством пиролиза представляет собой передовую технологию, направленную на уменьшение объема свалок. Этот процесс не только способствует уменьшению размеров полигонов, но и предоставляет возможность извлекать нефтепродукты, тем самым уменьшая зависимость от традиционных методов их получения в промышленности. Основываясь на экономических принципах, такой подход обещает высокую рентабельность за счет низкой себестоимости сырья, его обилия и значительной стоимости готовой продукции.
Технологический способ утилизации пластика и других полимеров