Пиролиз, или сухая перегонка, – процесс термического разложения горючих органических соединений без доступа кислорода. В процессе пиролиза образуется смесь горючих газов (синтез-газ) и ряд других продуктов, состав которых зависит от природы исходного сырья, температурного режима, давления, скорости нагрева в реакторе, времени нахождения в камере.
При нагревании исходного сырья при отсутствии кислорода сложные органические соединения расщепляются на более простые, вплоть до образования твердого углеродного остатка.
В процессе пиролиза преобразование сырья проходит в несколько стадий:
высушивание,
сухая перегонка,
неполное сгорание,
газификация.
Преимущества пиролизного способа утилизации
В процессе пиролиза древесины помимо синтез-газа образуются древесный уголь, уксусная и другие органические кислоты, фурфурол, метанол, ацетон.
Переработка резины и полимерных материалов на выходе дает технический углерод, синтетическую нефть, металлокорд (при утилизации шин).
В связи с ростом цен на энергоносители все больше наших соотечественников приобретают газогенераторные котлы на твердом топливе, в частности пиролизные. КПД пиролизного котла приближается к 90 %, отходов при сгорании топлива образуется ничтожно мало. В долгосрочной перспективе бытовой газогенераторный котел значительно выгоднее классического. Промышленные пиролизные котлы применяются для теплоснабжения крупных объектов.
Особый интерес представляет технология утилизации ТБО методом пиролиза. Это одно из наиболее эффективных решений по переработке мусора, так как позволяет получать тепловую энергию, максимально извлекать из отходов ценные компоненты и уменьшать антропогенное давление на окружающую среду. При сжигании 1 тонны шин в атмосферу поступает около 450 кг токсичных летучих соединений и около 300 кг сажи. Переработка отработанных РТИ методом низкотемпературного пиролиза в разы уменьшает выбросы в атмосферу, продукты распада резины используются как энергоносители и сырье для некоторых видов производства.
В современной практике методом пиролиза перерабатывают следующие виды мусора:
Переработке по технологии пиролиза подвергаются отходы нефтепродуктов, технология подходит для утилизации отходов АПК, текстильной, целлюлозно-бумажной и прочих отраслей промышленности, выпускающих продукцию из органического сырья природного или искусственного происхождения.
Экология Челябинска оставляет желать лучшего, так как этот город является одним из главнейших промышленных центров России.
Из отработанного машинного масла можно изготавливать новые продукты, например, смазки. Также отработанные масла можно использовать в качестве топлива. Подробнее об этом читайте здесь.
Пиролизные установки промышленного назначения подразделяются на установки высокотемпературного и низкотемпературного пиролиза. Пиролизные установки не производят сточных вод и являются практически энергонезависимыми. Подача электроэнергии необходима для осуществления запуска оборудования, после чего установка сама обеспечивает себя энергией. Избытки пара или электроэнергии, сгенерированные при работе пиролизной печи, могут подаваться в муниципальные сети.
Под низкотемпературным пиролизом подразумевается процесс термического разложения органических отходов при температуре не более 850 °C. Метод характеризуется высоким выходом жидких и твердых продуктов, в частности смол, органических кислот, ароматических соединений и полукокса. Первичная смола и полукокс применяются в качестве топлива.
Существует несколько вариантов технологии низкотемпературного пиролиза:
пиролиз органических отходов в вакууме;
неполное сгорание с ограниченным доступом воздуха (при температуре порядка 760 °С);
пиролиз с внедрением воздуха;
пиролиз при температуре близкой к 850 °С.
Последний метод позволяет перерабатывать смешанные отходы в которых присутствует неорганическая фракция.
Высокотемпературный пиролиз производится в температурном диапазоне 1200…1400 °С.
На выходе преобладают газообразные продукты распада органики, и этот процесс часто называют газификацией. Переработка мусора методом высокотемпературного пиролиза считается одним из лучших методов утилизации отходов с точки зрения получения синтез-газа и вторичного сырья. Переработка методом высокотемпературного пиролиза возможна без ряда предварительных операций, включая сортировку и сушку отходов, чем выгодно отличается от низкотемпературного пиролиза, более требовательного к качеству исходного сырья.
Биологически активные вещества при пиролизе разрушаются, выплавки тяжелых металлов не происходит, то есть образующийся пепел практически безопасен. Высокая плотность пиролизных отходов, не имеющих практической ценности, позволяет более рационально использовать площади, предназначенные для их захоронения.
синтетическую нефть, металлокорд (при утилизации шин).
сточных вод и являются практически энергонезависимыми. Подача электроэнергии необходима для осуществления запуска оборудования, после чего установка сама обеспечивает себя энергией. Избытки пара или электроэнергии, сгенерированные при работе пиролизной печи, могут подаваться в муниципальные сети.