Завод по пиролизной переработке мусора

Пиролизная переработка мусора

Пиролиз: понятие, технология, процесс, схема, продукты

Под пиролизом твердых бытовых отходов принято понимать процесс термического разложения отходов, происходящий без доступа кислорода. В конечном результате данный процесс позволяет получить твердый углеродистый остаток и пиролизный газ. Пиролиз ТБО способствует созданию современных безотходных технологий утилизации мусора и максимально рациональному использованию природных ресурсов.

Этот метод утилизации ТБО считается намного безопаснее сжигания. Однако, даже не смотря на то, что процесс пиролиза гораздо более трудоемкий, чем традиционное сжигание мусора, данная технология является наиболее перспективной, поскольку во время пиролиза количество выбросов попадающих в атмосферу значительно меньше, чем при традиционном сжигании.

А, следовательно, при использовании технологии пиролиза в таком деле как переработка мусора, существенно уменьшается загрязнение окружающей среды. Итак, какие же процессы происходят во время пиролиза:

• сушка
• сухая перегонка
• горение остатков
• газификация

Количество образовавшихся в процессе пиролиза веществ напрямую зависит от начального состава твердых бытовых отходов и от текущих условий, при которых происходит сам процесс пиролиза. Процессы пиролиза могут протекать с разным температурным уровнем:

1. Низкотемпературный пиролиз (при температуре 450-900 °С). При таком пиролизе выход газа минимален, а количество твердого остатка, смол и масел наоборот, максимально. С увеличением температуры пиролиза, количество получаемого газа увеличивается, ну а количество смол и масел, соответственно, уменьшается;
2. Высокотемпературный пиролиз (при температуре свыше 900 °С). Выход газа при данном способе максимален, а выход смол минимален. Таким образом, при данном методе пиролиза образуется минимальное количество отходов.

Метод и реакция пиролиза

Пиролиз представляет собой термическую деструкцию исходного вещества (реакция пиролиза подразумевает собой разрушение нормальной структуры вещества при помощи высокой температуры, с ограничением доступа кислорода). Его часто встречающейся разновидностью является быстрый пиролиз это такой вид пиролиза, при котором подвод к исходному веществу тепловой энергии производится с высокой скоростью, и без происходит доступа кислорода.

Если медленный пиролиз можно условно сравнить с процессом доведения воды до точки кипения, то метод быстрого пиролиза условно подобен процессу попадания в раскаленное масло капли воды («взрывное вскипание»).

Отличительными особенностями метода быстрого пиролиза являются:

• Способность построения замкнутого непрерывного технологического производственного процесса.
• Относительная «чистота» конечных продуктов пиролиза, достигаемая благодаря отсутствию процесса осмоления.
• Минимальная энергоемкость подобного процесса, в сравнении с иными видами пиролиза.
• Данный процесс сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии (экзотермические реакции при быстром пиролизе превосходят эндотермические).

Схема пиролиза

Главным элементом в любой пиролизной установке является реактор, состоящий из швельшахты и шахтной печи.

В верхнюю часть данного реактора поступают твердые бытовые отходы, которые в процессе пиролиза спускаются ниже через швельшахту. В верхних слоях реактора происходит подсушивание сырья, которое поступает в реактор.

Затем сырье под действием собственного веса продвигается в среднюю часть реактора, где и происходит непосредственно сам процесс пиролиза.

Здесь, в бескислородной среде, происходит коксование мусора и его термическое разложение.

Для защиты атмосферного воздуха от загрязнения делается следующее — из пиролизного реактора дымовые газы проходят через котел-утилизатор, затем они направляются в распылительную сушилку и после этого попадают в абсорбер.

После очистки дымовых газов в абсорбере суспензией известкового молока, отработанная суспензия отправляется в распылительную сушилку, а газы выбрасываются в атмосферу.

Во время данного процесса происходит высокоэффективное обезвреживание твердых бытовых отходов, которые затем попадают в нижнюю часть реактора, и выводятся наружу.

Полученный в результате данного процесса шлам, представляющий собой смесь золы и солей, собирают в контейнеры и отправляют потребителю, либо направляют в специальный отвал для хранения.

Продукты пиролиза являются абсолютно безопасными с экологической точки зрения и впоследствии могут быть использованы в качестве топлива или ценного сырья для промышленности и народного хозяйства.

Продукты пиролиза

Количество и химический состав продуктов пиролиза напрямую зависит от состава твердых бытовых отходов и температуры разложения. Однако, из обычного мусора, переработанного при помощи пиролиза, мусороперерабатывающие заводы могут получить:

• Электрическую энергию
• Тепловую энергия
• Печное топливо (аналог мазута)
• Синтез-газ
• Жидкие топливные продукты (бензин, дизельное топливо)

Однако, на практике получение большого количества полезных веществ, таких, например, как жидкое топливо, весьма затруднительно, поскольку возникает строгая необходимость в тщательной сортировке отходов на родовые виды. При использовании для пиролиза несортированного мусора, получить из него значительное количество жидкого топлива либо иных полезных веществ не представляется возможным.

Однако перерабатывая подобный мусор с целью утилизации, можно не только добиться снижения объемов захоронения мусора в нашей стране, но и получить весьма ощутимый экономический эффект, благодаря тому, что в процессе пиролиза все равно будет выделяться значительное количество тепловой энергии

Мир отходов

Пиролиз (от древнегреческого «огонь» и «раствор») — это термохимическое разложение органических отходов. Пиролиз также называют как пиролитическое разложение.

При высоких температурах (200-900 C) и контролируемом добавлении кислорода большие молекулы разбиваются на более мелкие.

Слово пиролиз используется в узком смысле для процессов, в которых помимо минеральных составляющих исходного сырья остаются твердые углеродные остатки или так называемый растительный уголь.

статьи о пиролизе:

Получение газа из отходов методом пиролиза

Пиролизу может подвергаться биомасса, которая перерабатывается в газ. Газификация биомассы — это процесс, в котором биомасса преобразуется в топливный газ. Биомасса сначала обрабатывают в пиролитическом реакторе.

Получающийся в результате пиролизный газ представляет собой смесь моноксида углерода (СО), водорода (H2), двуокиси углерода (CO2), метана (CH4) и ряда других газов. Обычно образуются газы, жидкости и твердые вещества.

Величины и состав пиролизного газа зависят не только от исходного сырья, но также от температуры пиролиза, добавленных катализаторов, соотношений давления и времени обработки.

Оисание процесса работы дробилки можно почитать здесь

Получение газа методом пиролиза имеет более высокую добавленную стоимость, чем обычное сожжение отходов биомассы, поскольку газ можно использовать в качестве топлива в двигателях для производства энергии или в специальных печах для производства тепла.

Также, уменьшаются выбросы оксида, потому что при производстве газа при недостатке кислорода лишь небольшая часть топливного азота превращается в оксиды азота. Можно производить древесный уголь как продукт для прямого использования энергии, так как он может продаваться в качестве активированного угля для грилей.

Таким образом, древесный уголь может помочь улучшить экономичность и повысить прибыль завода по переработке отходов.

Во время сжигания пиролизного газа, происходит почти полное его сгорание с низким уровнем выбросов несгоревших углеводородов и монооксида углерода. Уменьшение выбросов может быть достигнуто путем соответствующего смешивания газа с воздухом и высокой температуры.

Поскольку процесс получения пиролизного газа осуществляется при дефиците кислорода, в восстановительной зоне реактора, где происходит газификация, преобладают восстановительные условия химической реакции.

Следовательно, полученный пиролизный газ имеет меньшую долю оксидов металлов, а доля в металлах, ограниченных в виде соединений, выше, чем газ, производимый в случае обычного сжигания отходов.

В чем преимущества пиролиза?

Пиролизный реактор может производить до тонны высококачественного древесного угля в день. В качестве побочного продукта образуются пиролизное эко-масло и энергия в виде биогаза. Переработке методом пиролиза подвергается широкий спектр органических отходов, которые производятся каждый день: древесные остатки, компост, листва, отходы обрезки газонов.

Таким образом, все, что является органическим, может быть преобразовано в энергию без ущерба для окружающей среды, а пиролизный завод может производить не только древесный уголь, но также и биогаз, который может использоваться для преобразования в тепло или электричество.

Машину, преобразующую биогаз в тепло или электроэнергию также еще называют приролизной машиной или климатической электростанцией.

Осознание огромного потенциала технологии пиролиза привело к созданию большого количества разнообразных вариантов приролизных реакторов и пиролизных мини-заводов.

Почему технология пиролиза отходов является решением проблемы CO2?

В процессе пиролиза СО2 прочно взаимодействует и закрепляется с углем. Кроме того, распределение древесного угля на сельскохозяйственных угодьях в качестве удобрения приводит к активной фиксации СО2 в почве. Сохраненный СО2 остается стабильным в почве в нерастворимой в воде форме.

Описание небольшого пиролизного завода

Мини-завод для переработки органических отходов из местных ферм, а также из городских отходов. Полученные продукты представляют собой биологически чистое пиролизное масло и газ. Характеристики:

1. Принцип действия — пиролиз.
2. Емкость камеры сгорания — около 100 кг.
3. Производительность — 1 тонна древесного угля, газа и масла.

Виды перерабатываемых отходов — древесные отходы, ореховая и рисовая шелуха, сахарный тростник или другие виды биомассы, а также подходит для обработки осадка сточных вод и отходов, принятых для утилизации в соответствии с действующим законодательством (органические отходы).

Получаемое соотношение угля, газа и масла зависит, с одной стороны, от состава исходных материалов, а с другой стороны, они могут контролироваться в определенных пределах условиями реакции (температура, объем воздуха, пропускная способность). получаемых продуктов пиролиза распределяется примерно следующим образом: 50% твердой фракции, пиролизного гага и пиролизного масла по 20%, а также потери около 10%.

Полученный биогаз может использоваться на установках термического сжигания или для генерации энергии в двигателях внутреннего сгорания. Охлажденный газ очищается с помощью трех фильтров (бумажно-масляного фильтра) после отделения конденсата в конденсаторной части оборудования.

Полученное биомасло можно использовать в горелке печи для получения тепла. Но и газ, и масло могут использоваться для выработки электроэнергии в турбинах.

Полученный в результате пиролиза отходов биологически чистый уголь или органический уголь используется в сельском хозяйстве для улучшения сельскохозяйственной почвы, поскольку он служит носителем органических удобрений, и помогает в компостировании и фиксации навоза в почве.

Смешанный с компостом и землей, биоуголь дает очень плодородную почву. Эту смесь можно использовать также в саду. Введение пиролизного угля в сельскохозяйственные почвы оказывает очень положительное влияние на почвенную активность, здоровье почвы и урожайность.

В научных исследованиях для почвенных культур были продемонстрированы следующие преимущества:

• Значительно улучшает водохранилища почв, что помогает лучше перенести периоды засухи, которые все больше встречаются везде с изменением климата.
• Увеличение почвенных бактерий, обнаруженных в нишах высокопористой защищенной углем среды обитания, тем самым способствуя конверсии питательных веществ для растений.
• Обеспечивает улучшенное потребление воды и минералов, а также эффективную защиту от вредителей растений.
• Адсорбция токсичных почв от тяжелых металлов, что повышает качество продуктов питания и защиту подземных вод.
• Более высокая аэрация почвы, а также лучшая активность полезных бактерий и значительное снижение вредных для климата выбросов метана и окиси азота.
• Улучшена динамика питательных веществ, что приводит к увеличению роста растений, а также защите климата и грунтовых вод.
• Улучшено здоровье растений за счет индуцированной резистентности.

Современные мини-заводы для пиролиза отходов строятся с использованием простых методов. Получается он недорогой, бесшумный и абсолютно надежный.

Вы можете подать объявление пиролизный мини-завод

Пиролиз пластиков как способ получения топлива: сущность процесса, механизм и условия реализации, получаемые продукты

Пиролиз – это достаточно старый и детально освоенных процесс, применяющийся во многих процессах химической технологии.

Используется как для утилизации отходов, так и для получения ценных продуктов.

Пластиковые отходы, представляющие собой смесь органических соединений с высокомолекуярной структурой и различных добавок, отлично поддаются пиролизу.

• масла;
• воски;
• твердое топливо для печей;
• горючий газ;
• бензин.

Если отходы уже нельзя пустить на переработку, то их сжигают в пиролизных печах. В подавляющем большинстве в России такими установками оборудованы мусороперерабатывающие заводы.

Пиролизом также перерабатываются покрышки, опилки и множество других видов отходов и мусора.

Стоимость оборудования высокая и не окупается доходами от продукции, но при этом компенсируется дотациями от государства для такого рода компаний.

Тем не менее, переработка полимерных отходов пиролизом, в том числе в жидкое топливо, – тема перспективная, ее изучением и оптимизацией процесса занимаются институты во многих странах.

Как происходит процесс: основные понятия

Пиролиз – это цепочка химических реакций разложения, протекающих при высоких температурах в инертной атмосфере (без доступа кислорода). Полимеры разлагаются полностью при температурах порядка 650 °С.

В отличие от простого сжигания на воздухе, при горении не образуются газы (например, диоксин). Окружающая атмосфера не подвергается загрязнению.

Собственно сама технология разложения органики при высоких температурах применяется в промышленности с конца 19-го века. Таким способом получали горючее из нефтяной смолы, коксового угля и даже торфа.

Отходы полимеров – это ценный источник энергии. Ведь помимо экологического вопроса утилизации пластикового мусора, можно попутно добывать углеводородное сырье.

Механизм и условия протеканий реакций пиролиза полимеров

Первая стадия процесса — это нагрев сырья до температуры примерно 270-300 °С. Реакции на этой стадии протекают с большим выделением тепла. Происходит, собственно, термическая деструкция высокомолекулярного соединения. Основной продукт этого этапа — это газообразная органика и жидкие компоненты. Заканчивается процесс при 400°С.

Далее температура постепенно повышается до максимальной (зависит от вида сырья), обычно она составляет 650°С.

При достижении максимальных температурных показателей система переходит в автоклавный режим. В это время происходят процессы окончательного разложения в жидких компонентах и твердом коксовом остатке.

По завершении всех технологических операций происходит сбор всех продуктов реакций. В дальнейшем они передаются на очистку и разделение на фракции при необходимости.

Факты о пиролизной переработке пластмассовых отходов:

1. При соблюдении правильно подобранного температурного режима можно получить до 90 % горючей жидкости на выходе с очень высокой теплотворной способностью.
2. Переработав 1 тонну пластиковых отходов, удается собрать в среднем 10 % газообразного горючего, примерно 85% жидких компонентов и до 5% несжигаемой золы.
3. Количество выделяющегося тепла при сжигании 2 тонн отходов пластика равно количеству тепла от 1 тонны нефти. Это очень высокий показатель.
4. В Европейских странах реализованы проекты по строительству и эксплуатации мини ТЭЦ, в которых в качестве 50% топлива используют отходы полимеров.
5. Регулировать состав продуктов горения можно подбором температурного режима. Если основной процесс протекает до 600°С, то на выходе превалируют жидкие компоненты. Если температура горения выше 600 °С, то преимущественно получается газ.

Технология термического разложения

Для более глубокого понимания протекающих процессов при термодеструкции необходимо ознакомиться с конструкционными особенностями печи для пиролиза. Очень упрощенно печь можно разделить на 2 части.

В первой, так называемой радиантной, протекает основной процесс горения. Пластик разлагается на газообразные, жидкие и твердые продукты. Далее во второй части, или конвекционной, продукты разложения подвергаются дегидрированию и конденсации.

Установки оснащаются резервуарами большой ёмкости для сбора жидких и газообразных материалов. В системе есть разделительная колонка (для отделения жидкости и газа) и кожухотрубный теплообменник для конденсации легколетучих компонентов.

Технологический процесс пиролиза пластиковых отходов происходит следующим образом:

1. На первом этапе отходы проходят необходимую сортировку. Если основная задача – это получение качественных продуктов, то желательно провести разделение по видам пластика (ПЭ, ПП, ПС, ПЭТ и т.д.). Так процесс термического разложения будет стабильным, поскольку сырье максимально однородное. А готовые продукты меньше загрязнены посторонними включениями и примесями.
2. Далее пластиковые отходы моются и измельчаются на дробилках. Подача однородной измельченной крошки позволит интенсифицировать процесс и добиться максимального КПД установки. Мойка отходов избавит от ненужных примесей. Подробнее о таком оборудовании можно почитать здесь.
3. Дробленые куски подаются в печь. Под действием нагрева до температуры порядка 300°С масса расплавляется и становится жидкой. Далее от нее начинают отделяться газообразные продукты. Идут процессы термического разложения.
4. Когда установка переходит в режим поддержания постоянной температуры, протекают реакции отщепления водорода (дегидрирования) газообразных продуктов.
5. Смесь продуктов горения конденсируется на теплообменнике. Потом разделяется на фракции в газожидкостном разделителе. Жидкость поступает в накопитель и далее передается для очистки.
6. Полученный в результате пиролиза газ проходит многоступенчатую систему фильтрации и очистки. Сначала он подается на горелку печи. Очень интересна реализация системы с двумя печами, когда нет расхода топлива для старта. Газообразная горючая смесь может подаваться для розжига от одной установки к другой.
7. Твердые продукты пиролиза накапливаются в нижней части печи. Потом они выгружаются, брикетируются и используются как сухое топливо.

Конечные продукты

В основном на выходе можно получить:

1. Пиролизный газ. Его, как правило, не собирают для дальнейшего использования. Он сразу подается на печную горелку. В составе преимущественно присутствует смесь этилена, пропилена и водорода. Таким образом, установка почти автономна по потреблению топлива. Оно может пригодиться только на старте.
2. Горючее котельное. При очистке и ректификации жидких продуктов получается топливо, соответствующее по своему составу дизельному. По молекулярной массе и фракционному составу преимущественно присутствуют (от общей массы загрузки) до 25% масла и до 15% воска.
3. Сухой коксовый остаток. По своим свойствам — это химически инертный материал, не представляющий угрозы здоровью и экологии. Может быть утилизирован. Есть информация по его применению в газобетонных блоках, в строительстве, подсыпке грунта и т.д.
4. Тепло, выделяемое в процессе, идет на обогрев помещений.

При пиролизе пластиковых отходов вполне реально получить бензин. Причем выход чисто бензиновой фракции может достигать до 80% от массы исходного сырья. Для сравнения степень конверсии нефти по бензину всего 55%.

Современные печи позволяют собрать с 1 кг загруженного сырья 1 литр жидких горючих компонентов. Естественно, что в чистом виде заправить автомобиль таким топливом не получится. Требуется дополнительная стадия очистки и перегонки.

Сравнительно недавно в Томском политехническом университете ученым удалось увеличить вход бензина до 90 %. Для этого были проведены работы по подбору катализатора (состав его не раскрывается), увеличению глубины вакуума и температуры в камере сгорания.

К сожалению, горючее, получаемое таким способом, даже при глубокой очистке далеко не идеально для применения. Неотгоняемые примеси выводят из строя систему подачи топлива и двигатель.

Конструкция мотора требует существенной модификации, поскольку фракционный состав пиролизного бензина существенно отличается от традиционного. Эти проблемы можно решить подбором каталитических систем. Такие фундаментальные исследования проводятся.

Как сделать топливо из отходов в домашних условиях?

Для того чтобы попытаться получить из отходов пластмассы бензин в домашних условиях, нужно максимально упростить процесс и попытаться собрать установку пиролиза.

Необходимые компоненты и последовательность действий:

1. Огнестойкая ёмкость с крышкой, оборудованная трубкой. Трубка соединяется со вторым резервуаром для сбора конденсата.
2. Бак конденсатора соединяется трубкой с небольшой бутылкой с плотной крышкой с еще одним патрубком. Это гидрозатвор.
3. Мелко измельченное пластиковое сырье загружается в резервуар печи горения, ее необходимо сильно разогреть.
4. Постепенно жидкие продукты разложения попадают в конденсатор и охлаждаются.
5. В чистом виде топливо из пластика не пригодно. Оно нуждается в очистке. Для этого можно использовать самогонный аппарат. Разделение топлива проводится визуально по изменению цвета и вязкости.
6. Зольный остаток можно выбросить.

по теме

На видео представлен сюжет о красноярских умельцах, самостоятельно перерабатывающих пластиковые отходы в жидкое горючее:

Вывод

На основании приведенных данных можно утверждать, что пиролиз – перспективный процесс переработки пластиковых отходов. В настоящий момент он используется как метод утилизации.

Но развитие технологии и изучение фундаментальных основ процесса поможет оптимизировать его и сделать более доступным. Идеальным для российских условий вариантом была бы организация мини ТЭЦ на пластиковых отходах со сбором и очисткой продуктов пиролиза.

Пиролиз: суть, виды, этапы, практическое применение

Пиролиз — это разложение соединений органического и искусственного происхождения под действием высоких температур. Он распространен в промышленности. Область его применения — обезвреживание твердых бытовых отходов (ТБО). Подробно об этом способе переработки в статье.

Суть метода

Утилизация органических веществ этим способом заключается в превращении тяжелых отходов в более легкие. Отсутствует доступ кислорода, возникает анаэробная реакция. Процесс пиролиза сопровождается ростом температуры до 200–400°С. Давление соответствует атмосферному.

Механизмы превращения веществ анаэробным нагреванием еще недостаточно изучены. Условно все реакции пиролиза делят на первичные и вторичные. Первый тип превращений заключается в снижении молекулярной массы соединений. Так расщепляются тяжелые вещества. Процесс сопровождается выделением большого количества газов.

Вторичная реакция — это преобразование низкомолекулярных соединений в тяжелые. Этот химический процесс характерен для последних этапов пиролиза. Выделение газов уменьшается. Два типа реакций происходят в одно и то же время, поэтому классификация условна.

В теории осуществляют пиролиз воды. В результате образуется гидроген и кислород. Но на практике такая задача неосуществима, так как необходимая температура нагрева составляет тысячи градусов. Это технически трудоемко и дорого.

Химики также допускают пиролиз газа. Сначала разрушаются менее устойчивые связи атомов карбона, потом распадаются мостики между этим микроэлементом и водородом. По формуле пиролиза последним разлагается метан.

Применение метода на территории РФ и в мире

Первые пиролитические предприятия в России открылись в последних декадах 19 века. Там перерабатывали керосин. Из получившихся продуктов делали газ для освещения. Первый патент на этот метод получил ученый из Санкт-Петербурга. Во времена первой мировой войны пиролитическим способом создавали толуол — сырье для взрывчатки тротила.

Пиролизные заводы по переработке мусора расположены по всему миру. Газ, как один из продуктов утилизации, является источником энергии для нагревания воды, отопления.

С помощью высокотемпературной обработки добывают этилен, пропилен. Лидер по созданию продукта для получения этилового спирта на данном этапе — США.

Они добывают более 27 000 тонн этого вещества за 1 год. В России получают 3 000 тонн.

Пиролиз в мире популярней, чем в странах СНГ. Это связано с высокой стоимостью установки, техническими трудностями эксплуатации. Новые предприятия не строятся, реконструируются старые, сохранившиеся с времен Советского Союза.

Пиролизное оборудование для переработки отходов можно без проблем приобрести в интернете. Цена на одну установку начинается от 10 млн рублей.

Метод высокотемпературной переработки давно вышел за пределы промышленной области. Можно найти духовые шкафы с функцией эко-пиролиза. Суть режима в том, что для одновременного приготовления большого количества еды требуется минимум энергии.

Классификация

Существует 2 основные классификации метода пиролиза. Первая основана на длительности процесса. Выделяют быстрый и медленный пиролиз. Первый похож на воду в горячем масле. В этом случае жидкость вскипает мгновенно. А медленная переработка напоминает нагревание воды в кастрюле. Она происходит постепенно.

У быстрого пиролиза выделяют ряд преимуществ в сравнении с медленным:

• так как продукты не осмоляются, на выходе они чище;
• переработка отходов нуждается в наименьшем количестве энергии;
• реакции выделения тепла превышают поглощение, в результате чего образуется энергия;
• отсутствует необходимость в прерывании технологического процесса.

Обработка отходов путем анаэробного сжигания делится в зависимости от уровня нагрева внутри установки. Таким образом выделяют низко- и высокотемпературный пиролиз. В первом случае достигается нагревание от 450 до 900°С, во втором — выше 900°С.

При низкотемпературной обработке газы выходят в малом количестве. Но остается много твердых отходов. Высокотемпературный метод сопровождается обильным синтезом газов, минимумом смол. Отличительная черта этого вида переработки — твердый остаток равен нулю.

В химии разграничивают окислительный и сухой пиролиз. Первый вид используют для утилизации мусора пастообразной консистенции, осадков, сырья в мазуте или золе. Сухой пиролиз отходов получил более широкое распространение. Его применяют для утилизации ТБО.

Продукты переработки

Объем и вид продуктов пиролиза бывает разным. Играет роль материал, который подвергался переработке, количество сырья, длительность и температура процесса. В результате сгорания образуются такие продукты пиролиза:

• пиролитическое масло;
• электрическая и тепловая энергия;
• дизельное топливо;
• пирогаз;
• пикарбон — твердый остаток, по сути являющийся древесным углем.

Пиролитическое масло используют в качестве топлива для печи. По сути это аналог мазута. Еще продукт используют в виде сырья для вторичной переработки.

Все эти продукты должны получатся в теории. Но на практике этого не всегда можно добиться. Чтобы получить дизельное топливо, необходимо тщательно разделить отходы. Извлечь сырье из несортированных остатков практически невозможно.

Этапы обработки мусора

Прежде чем сжечь отходы, их подготавливают: измельчают и высушивают. Сушка — это процесс, требующий наибольшее количество энергии. При переработке древесины ее высушивают до 15%. Помимо удаления воды из дерева, заменяются некоторые компоненты.

Только после предварительной подготовки приступают к пиролизу отходов. Сначала разлагаются самые нестабильные части мусора. Их расщепление наступает при температуре до 300°С. В это время выделяется уксусная кислота, двуокись углерода и угарный газ.

При росте температуры выше 300°С, разлагается большая часть твердых бытовых отходов.

Этот процесс является экзотермическим, то есть сопровождается обильным выделением тепла. Активно образуется метанол, углеводород, аммиак, эфиры.

На последних этапах пиролиза макулатуры и других древесных остатков происходит прокаливание оставшихся в установке веществ. В этот момент температура достигает 500°С и продолжает расти. Выделяется смола с большой молекулярной массой, летучие газы. К примеру, водород, углекислый и угарный газы. В итоге остается древесный уголь.

Описание пиролизной установки

Устройство для переработки мусора высокими температурами является динамичным. Его можно передвигать в разные части помещения. Пиролизная установка по сжиганию отходов имеет такие составляющие:

• термический реактор;
• систему отвода газов пиролиза, в которую входят отстойник и конденсатор;
• совокупность устройств для отвода и очищения газов.

Основная составляющая в установке для пиролиза — это реактор и его компоненты (печь и швельшахта). Отходы поступают в верхнюю часть реактора, спускаясь в процессе сжигания, пока в итоге не окажутся в швельшахте. Высокотемпературное сжигание происходит в средней части реактора, а в верхних его слоях мусор просушивается.

Процесс сжигания состоит из двух этапов: коксование и температурное разложение. Газы, образующиеся в реакторе, не выходят мгновенно наружу.

Для защиты экологической системы они должны пройти несколько этапов линии пиролиза. Первым на выходе из реакторов расположен котел-утилизатор. Далее газы попадают в сушилку и абсорбер.

В последнем они обрабатываются известковым молоком. После этого газы выходят в окружающую среду.

В реакторе промышленных пиролизных печей для ТБО остается шлам — не превращенные в газ твердые бытовые отходы, смесь солей и золы. Он полностью безопасен. Его используют в сельском хозяйстве, промышленном производстве как топливо или сырье.

Преимущества и недостатки разных видов пиролиза

Каждый из типов имеет свои плюсы и минусы. Низкотемпературный пиролиз обладает такими преимуществами:

• можно перерабатывать мусор без сортировки;
• минимальное выделение токсичных окисей серы и азота.

Но минусов у этого метода больше, чем плюсов. Среди них:

• высокая стоимость установок;
• большие габариты печей и сложная конструкция;
• для эксплуатации необходимо много средств и рабочей силы;
• не распадаются высокомолекулярные соединения.

Среди преимуществ высокотемпературного пиролиза можно выделить следующие:

• газ используют в качестве сырья для тепловой энергии;
• на выходе газ имеет минимальное количество примесей;
• жидкие продукты пиролиза (масло) используют как заменитель нефти;
• золу применяют в дорожном строительстве.

Высокотемпературная переработка более выгодна с экономической точки зрения. Она требует меньше затрат, а продукты пиролиза можно использовать повторно.

Заключение

Пиролиз — высокотехнологичный метод переработки ТБО. Он обретает все большее распространение в мире, так как практически не влияет на окружающую среду.

Преимущество метода — возможность повторного использования продуктов, благодаря чему снижается потребность в первичном сырье.

Что такое пиролиз и каковы его основные методы

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:

1. высушивание,
2. сухая перегонка,
3. неполное сгорание,
4. 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.

Необходимое оборудование

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:

• отходы деревообрабатывающей промышленности;
• медицинские отходы;
• канализационный шлам;
• отходы полимеров;
• отработанные автопокрышки и прочие резинотехнические изделия;
• горючие детали автомобилей, подлежащих утилизации (пластик, текстиль, резина);
• отходы электроники;
• коммунальный и бытовой мусор.

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.

Виды пиролизной переработки

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.

Пиролиз как метод переработки ТБО

Пиролиз — это разложение соединений органического и искусственного происхождения под действием высоких температур. Он распространен в промышленности. Область его применения — обезвреживание твердых бытовых отходов (ТБО). Подробно об этом способе переработки в статье.

Суть метода

Утилизация органических веществ этим способом заключается в превращении тяжелых отходов в более легкие. Отсутствует доступ кислорода, возникает анаэробная реакция. Процесс пиролиза сопровождается ростом температуры до 200–400°С. Давление соответствует атмосферному.

Механизмы превращения веществ анаэробным нагреванием еще недостаточно изучены. Условно все реакции пиролиза делят на первичные и вторичные. Первый тип превращений заключается в снижении молекулярной массы соединений. Так расщепляются тяжелые вещества. Процесс сопровождается выделением большого количества газов.

Вторичная реакция — это преобразование низкомолекулярных соединений в тяжелые. Этот химический процесс характерен для последних этапов пиролиза. Выделение газов уменьшается. Два типа реакций происходят в одно и то же время, поэтому классификация условна.

В теории осуществляют пиролиз воды. В результате образуется гидроген и кислород. Но на практике такая задача неосуществима, так как необходимая температура нагрева составляет тысячи градусов. Это технически трудоемко и дорого.

Химики также допускают пиролиз газа. Сначала разрушаются менее устойчивые связи атомов карбона, потом распадаются мостики между этим микроэлементом и водородом. По формуле пиролиза последним разлагается метан.

Применение метода на территории РФ и в мире

Первые пиролитические предприятия в России открылись в последних декадах 19 века. Там перерабатывали керосин. Из получившихся продуктов делали газ для освещения. Первый патент на этот метод получил ученый из Санкт-Петербурга. Во времена первой мировой войны пиролитическим способом создавали толуол — сырье для взрывчатки тротила.

Пиролизные заводы по переработке мусора расположены по всему миру. Газ, как один из продуктов утилизации, является источником энергии для нагревания воды, отопления. С помощью высокотемпературной обработки добывают этилен, пропилен. Лидер по созданию продукта для получения этилового спирта на данном этапе — США. Они добывают более 27 000 тонн этого вещества за 1 год. В России получают 3 000 тонн.

Пиролиз в мире популярней, чем в странах СНГ. Это связано с высокой стоимостью установки, техническими трудностями эксплуатации. Новые предприятия не строятся, реконструируются старые, сохранившиеся с времен Советского Союза.

Пиролизное оборудование для переработки отходов можно без проблем приобрести в интернете. Цена на одну установку начинается от 10 млн рублей.

Метод высокотемпературной переработки давно вышел за пределы промышленной области. Можно найти духовые шкафы с функцией эко-пиролиза. Суть режима в том, что для одновременного приготовления большого количества еды требуется минимум энергии.

Классификация

Существует 2 основные классификации метода пиролиза. Первая основана на длительности процесса. Выделяют быстрый и медленный пиролиз. Первый похож на воду в горячем масле. В этом случае жидкость вскипает мгновенно. А медленная переработка напоминает нагревание воды в кастрюле. Она происходит постепенно.

У быстрого пиролиза выделяют ряд преимуществ в сравнении с медленным:

• так как продукты не осмоляются, на выходе они чище;
• переработка отходов нуждается в наименьшем количестве энергии;
• реакции выделения тепла превышают поглощение, в результате чего образуется энергия;
• отсутствует необходимость в прерывании технологического процесса.

Обработка отходов путем анаэробного сжигания делится в зависимости от уровня нагрева внутри установки. Таким образом выделяют низко- и высокотемпературный пиролиз. В первом случае достигается нагревание от 450 до 900°С, во втором — выше 900°С.

При низкотемпературной обработке газы выходят в малом количестве. Но остается много твердых отходов. Высокотемпературный метод сопровождается обильным синтезом газов, минимумом смол. Отличительная черта этого вида переработки — твердый остаток равен нулю.

В химии разграничивают окислительный и сухой пиролиз. Первый вид используют для утилизации мусора пастообразной консистенции, осадков, сырья в мазуте или золе. Сухой пиролиз отходов получил более широкое распространение. Его применяют для утилизации ТБО.

Продукты переработки

Объем и вид продуктов пиролиза бывает разным. Играет роль материал, который подвергался переработке, количество сырья, длительность и температура процесса. В результате сгорания образуются такие продукты пиролиза:

• пиролитическое масло;
• электрическая и тепловая энергия;
• дизельное топливо;
• пирогаз;
• пикарбон — твердый остаток, по сути являющийся древесным углем.

Пиролитическое масло используют в качестве топлива для печи. По сути это аналог мазута. Еще продукт используют в виде сырья для вторичной переработки.

Все эти продукты должны получатся в теории. Но на практике этого не всегда можно добиться. Чтобы получить дизельное топливо, необходимо тщательно разделить отходы. Извлечь сырье из несортированных остатков практически невозможно.

Этапы обработки мусора

Прежде чем сжечь отходы, их подготавливают: измельчают и высушивают. Сушка — это процесс, требующий наибольшее количество энергии. При переработке древесины ее высушивают до 15%. Помимо удаления воды из дерева, заменяются некоторые компоненты.

Только после предварительной подготовки приступают к пиролизу отходов. Сначала разлагаются самые нестабильные части мусора. Их расщепление наступает при температуре до 300°С. В это время выделяется уксусная кислота, двуокись углерода и угарный газ.

При росте температуры выше 300°С, разлагается большая часть твердых бытовых отходов.

Этот процесс является экзотермическим, то есть сопровождается обильным выделением тепла. Активно образуется метанол, углеводород, аммиак, эфиры.

На последних этапах пиролиза макулатуры и других древесных остатков происходит прокаливание оставшихся в установке веществ. В этот момент температура достигает 500°С и продолжает расти. Выделяется смола с большой молекулярной массой, летучие газы. К примеру, водород, углекислый и угарный газы. В итоге остается древесный уголь.

Описание пиролизной установки

Устройство для переработки мусора высокими температурами является динамичным. Его можно передвигать в разные части помещения. Пиролизная установка по сжиганию отходов имеет такие составляющие:

• термический реактор;
• систему отвода газов пиролиза, в которую входят отстойник и конденсатор;
• совокупность устройств для отвода и очищения газов.

Основная составляющая в установке для пиролиза — это реактор и его компоненты (печь и швельшахта). Отходы поступают в верхнюю часть реактора, спускаясь в процессе сжигания, пока в итоге не окажутся в швельшахте. Высокотемпературное сжигание происходит в средней части реактора, а в верхних его слоях мусор просушивается.

Процесс сжигания состоит из двух этапов: коксование и температурное разложение. Газы, образующиеся в реакторе, не выходят мгновенно наружу. Для защиты экологической системы они должны пройти несколько этапов линии пиролиза. Первым на выходе из реакторов расположен котел-утилизатор. Далее газы попадают в сушилку и абсорбер. В последнем они обрабатываются известковым молоком. После этого газы выходят в окружающую среду.

В реакторе промышленных пиролизных печей для ТБО остается шлам — не превращенные в газ твердые бытовые отходы, смесь солей и золы. Он полностью безопасен. Его используют в сельском хозяйстве, промышленном производстве как топливо или сырье.

Преимущества и недостатки разных видов пиролиза

Каждый из типов имеет свои плюсы и минусы. Низкотемпературный пиролиз обладает такими преимуществами:

• можно перерабатывать мусор без сортировки;
• минимальное выделение токсичных окисей серы и азота.

Но минусов у этого метода больше, чем плюсов. Среди них:

• высокая стоимость установок;
• большие габариты печей и сложная конструкция;
• для эксплуатации необходимо много средств и рабочей силы;
• не распадаются высокомолекулярные соединения.

Среди преимуществ высокотемпературного пиролиза можно выделить следующие:

• газ используют в качестве сырья для тепловой энергии;
• на выходе газ имеет минимальное количество примесей;
• жидкие продукты пиролиза (масло) используют как заменитель нефти;
• золу применяют в дорожном строительстве.

Высокотемпературная переработка более выгодна с экономической точки зрения. Она требует меньше затрат, а продукты пиролиза можно использовать повторно.

Заключение

Пиролиз — высокотехнологичный метод переработки ТБО. Он обретает все большее распространение в мире, так как практически не влияет на окружающую среду.

Преимущество метода — возможность повторного использования продуктов, благодаря чему снижается потребность в первичном сырье.

Целесообразность пиролиза твердых коммунальных отходов

Существуют достаточно жесткие требования к подготовке бытовых отходов направляемых на пиролиз (газификацию) [6]:

– сортировка отходов с целью извлечения балластных фракций (стекло, металлы, камни, мелкая фракция);

– предварительное дробление отходов.

Последнее требование приводит к повышениюнадежности мусороперерабатывающих предприятий, использующих технологию пиролиза, поскольку наличие крупных нераздробленных фракций, часто встречающихся в ТБО, нарушает работу установки и выводит оборудование из строя. Ни одна из указанных технологий не смогла подтвердить свою техническую надежность в течение длительного срока эксплуатации, а также экономическую и энергетическую эффективность.

Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза были построены в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах. Однако их деятельность столкнулась с серьезными техническими и 18 экологическими проблемами, которые приводили к высоким финансовым потерям. Построенные в Европе заводы были остановлены, перестроены или разобраны, хотя попытки дальнейшего развития указанных технологий делаются и сегодня. А в Швеции .

Низкий спрос на продукты переработки, технологические трудности в работе оборудования и его низкая надежность привели к закрытию более 80% построенных на основе пиролиза производств по переработке ТБО.

В Японии, которая в 70-80-е годы прошлого века была лидером по пиролизной переработке бытовых отходов, продолжает действовать определенное число заводов, использующих технологии пиролиза и газификации, большинство из которых имеет малую мощность (менее 60 тыс. т в год). Эти производства также сталкивались с технологическими проблемами, а потому были, в основном, перепрофилированы на переработку отдельных видов отходов, либо на переработку ТБО после глубокой сортировки.

Промышленное использование таких технологий в Европе потерпело неудачу из-за значительных технических проблем, которые приводили к высоким финансовым потерям. Построенные заводы были остановлены, перестроены или разобраны, хотя попытки дальнейшего развития указанных технологий делаются и сегодня.

До настоящего момента ни одна из этих технологий не смогла продемонстрировать для утилизации твердых бытовых отходов жилого сектора свою техническую надежность в течение длительного периода эксплуатации, экономическую целесообразность и энергетическую эффективность[6].

Мусоросжигательные заводы

Таблица 1 – МСЗ в странах Европейского союза

Страна	Количество МСЗ	Средняя мощность т/ч
Франция
Германия
Италия
Дания
Швейцария
Великобритания
Бельгия
Нидерланды
Испания	25,7
Австрия
Чехия
Португалия
Венгрия

Наибольших успехов в области промышленной переработки ТБО достигла Германия, правительство которой ратифицировало соглашение стран Евросоюза и приняло закон, запрещающий с 1 июня 2005 г. вывоз на полигоны органических отходов, в том числе ТБО, без предварительной подготовки. На сегодняшний день в Германии эксплуатируется или находится на стадии строительства и проектирования около 90 предприятий термической переработки ТБО, а суммарная мощность действующих установок достигает 18 млн. т ТБО в год. В некоторых городах Германии, например, в Гамбурге, все 100% неутилизируемых отходов сжигаются.

Сегодня в Германии повсеместно применяется традиционная технология сжигания отходов в слоевых печах на подвижных колосниковых решетках с применением газоочистного оборудования. Исключение составляют установка в Греппине (земля Саксония-Анхальт) и один из заводов в Штудгарте, где ТБО сжигают в топках с пузырьковым псевдоожиженным слоем. Кроме того, в Ноймюнстере (земля Шлезвиг-Гольштейн) используется установка, в которой подготовленные отходы сжигаются в циркулирующем кипящем слое, а в Бургау (Бавария) действуют две небольшие пиролизные установки. Однако из-за больших экономических затрат широкого распространения такие технологии термической переработки ТБО не получили.

На сегодняшний день в России функционирует 243 мусороперерабатывающих заводов; 50 мусоросортировочных комплексов; 10 мусоросжигательных заводов и этого количества недостаточно, чтобы справится с образующимся количеством ТКО.

В Японии работает около 1 900 установок термической переработки ТБО, с помощью которых утилизируется 75 % ТБО страны.

В США, в 2007 г. 12,5% ТБО было подвержено термической переработке с производством 48 ТВт-ч полезной энергии. Оставшиеся 33,4 % ТБО повторно использовались или компостировались, а 54 % – вывозились на полигоны. При этом общее количество ТБО в стране составляло 250 млн. т.

Одним из наиболее динамичных рынков производства энергии из ТБО является Китай. За 8 лет с 2001 по 2007 г. страна увеличила долю термической переработки отходов с 2 до 14 млн. т в год. В результате Китай оказался на 4-м месте в мире по количеству сжигаемых отходов после ЕС, Японии и США.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Пиролиз мусора и отходов: плюсы и минусы метода

Очищение планеты от мусора — основная задача. Пиролиз отходов — один из способов, применяемых для обработки и утилизации мусора. Процедура безопасна для окружающей среды. Это прибыльная отрасль для начинающих бизнесменов. Сырье – мусор, производимый человеком ежедневно.

Что такое пиролиз?

Пиролиз — процесс утилизации, обезвреживания и сжигания отходов. Для выполнения процедуры требуется соблюдение двух условий: наличие высокой температуры и закрытая камера без доступа кислорода. В процессе сжигания при таких условиях отходы распадаются на элементы с низкой молекулярной массой.

Плюсы и минусы пиролиза ТБО

Достоинства, по сравнению с процедурой простого сжигания мусора:

• исключен выброс продуктов сгорания в окружающую природу, что предотвращает ее загрязнение и причинение вреда здоровью;
• дешевое и доступное сырье, которое берется с городских свалок;
• обработка отходов, которые не поддаются утилизации другими способами;
• продукты сгорания не содержат агрессивных элементов;
• возможность безопасного складирования и захоронения под землей;
• после проведения пиролиза образуется меньший объем материала нежели при обычном сжигании. Процесс утилизации безотходный;
• исключена возможность восстановления тяжелых и вредных металлов. Они перерабатываются в золу окончательно.

Список отрицательных сторон пиролиза гораздо короче. К минусам метода относят:

• сложность системы;
• цена на установки;
• необходимость большого числа рабочих, которые будут следить за сжиганием мусора.

Технология пиролиза

Стандартно процедура производится в 3 этапа:

1. Сырье помещается в сушильную камеру на продолжительное время.
   Этап считается самым долгим со значимыми энергозатратами.
2. Пиролиз.
   Сначала разрушаются нестабильные компоненты (при 300 градусах). Вырабатывается уксусная кислота, двуокись углерода и угарный газ. При росте температуры сгорают оставшиеся ТБО.
3. В завершающем этапе получают продукты сгорания.

Материал, который получается на выходе, зависит в основном от компонентов, помещенных в камеру. Этот материал бывает в 3 состояниях:

• пиролизный газ;
• жидкое состояние представлено 2 вариантами: водой и маслом;
• пикарбон.

Виды пиролиза

Рассматривая пиролиз, как процедуру обработки различных видов отходов, выделяют 3 классификации.

Сухой метод и окислительный пиролиз

Окислительный метод применяют для обработки жидких и газообразных отходов. Он эффективен при нейтрализации нефтесодержащих элементов, пластика, покрышек и иных веществ.

Сухой пиролиз эффективен при обработке твердых веществ. Его главное достоинство по сравнению со вторым методом пиролиза — грамотное применение природного ресурса.

Низко и высокотемпературный пиролиз ТБО

Низкотемпературный пиролиз предполагает обработку при поддержании температуры от 450 до 900 градусов. В процессе вырабатывается меньший объем газов, но остаток твердых веществ больше.

Второй характеризуется горением в камере с жаром свыше 900 градусов. При этом вырабатывается довольно большой объем газов с минимальным содержанием смол.

Быстрый и медленный пиролиз

Следующее разделение производится на основе продолжительности. Процедура быстрого пиролиза подобна воде в кипящем масле. Она закипает моментально. Технологии быстрого пиролиза отличаются способами передачи тепловой энергии от носителя к исходному веществу.

Процедура медленного сравнима с нагреванием и закипанием.

Преимущества и недостатки разных видов пиролиза

Каждый вариант имеет плюсы и минусы.

Если сравнивать переработку при высоких и низких температурах, то второй вариант допускает проведение процедуры без предварительной сортировки. При этом выработка вредных окисей серы и азота будет минимальной. Способ обладает минусами:

• высокая стоимость оборудования;
• сложность установки в сочетании с большими размерами;
• для введения оборудования для переработки в действие потребуется много работников и финансовых вложений;
• высокомолекулярные элементы не расщепляются.

Плюсы обработки сырья при высокой температуре:

• Основной плюс высокотемпературного метода — остаток твердых отходов по мере завершения процедуры равен нулю;
• вырабатываемый пиролизный газ подобен натуральному. Он применяется для вырабатывания тепло- и электроэнергии;
• легкость при очистке;
• исключена вероятность образования нежелательных диоксидов (процесс исключает поступление кислорода в камеру сгорания);
• образованная жидкость перенаправляется для производства нефтепродуктов.

Сравнение быстрого и медленного пиролиза:

• при быстром продукты для утилизации не осмоляются, а по мере завершения они чище, нежели при медленном. Небольшой расход энергии;
• минус медленного — длительность, которая иногда вынуждает прерывать.

Какие отходы можно перерабатывать при помощи пиролиза?

К твердым отходам относят органические и неорганические компоненты. Процедуре подлежат органические массы. Они разделяются на:

• компостируемые (пищевой мусор, опилки, древесная кора и ветки, печатные издания, картон);
• некомпостируемые (пластмассы, резина, кожа, провода, вязкие пасто- и кремообразные вещества (автомобильное масло), земля с каплями горюче-смазочных компонентов).

Пиролизное оборудование для переработки отходов

Установки последнего поколения дают возможность обрабатывать различный органический мусор. При этом в процессе используется собственная вырабатываемая энергия.

Основа установки — реактор. В нем сгораю отходы. В верхнем отсеке мусор просушивается. Для этого устанавливается температура в рамках от 100 до 200 градусов. В средней камере температура достигает от 1000 до 1200 градусов. Здесь органические элементы разлагаются и проходят процедуру коксования.

Выделяемый при горении углерод выделяет тепло, тем самым поддерживая требуемую температуру. Нижний отсек предназначен для охлаждения. Температура не превышает 100 градусов. В этой части реактора остатки догорают и преобразуются в золу. Заключительный этап предполагает выведение компонентов из реактора для складирования или дальнейшей обработки.

Варианты пиролизного оборудования:

• для переработки шин;
• для отходов деревообработки, навоза и помета;
• универсальная. Она предназначается для переработки медицинских и пищевых отходов, продуктов дерево- и нефтепереработки, другого мусора.

Эти пиролизные установки большие. Если создать уменьшенную и упрощенную копию, то аппарат можно использовать в личных целях. Они позволят вырабатывать тепловую энергию и получать химические продукты.

Пиролизный завод

Рассмотреть пиролизный завод можно на примере завода ШАХ «ПОТРАМ — ТБО». На этом предприятии применяются следующие основные зоны:

• сортировка отходов, с последующим измельчением и компостированием. Размеры ее достигают 50 метров в длину, 30 метров в ширину, а высота — 12 метров;
• полученный компост просушивается;
• образования синтетического пиролизного масла;
• получения дистиллятов из пиролизного масла;
• очистки дистиллятов до уровня чистоты Евро-4.

Такое зонирование позволяет перерабатывать практически все виды твердых бытовых отходов.

Сначала отходы в обязательном порядке проходят радиационный контроль. Крупные куски измельчаются. Допустимый размер — 250 мм в диаметре. Следующий этап — компостирование. Среднее содержание влаги в нем — 60-65%. Для ее удаления компост помещается в отсек для низкотемпературного пиролиза. Далее отходы перемещаются в зону для быстрого пиролиза.

В отсеке просушенный компост смешивается с золой твердых бытовых отходов. Температура золы достигает 850 градусов. Полученная смесь перемещается в медленно вращающийся реактор. В нем, без участия кислорода, смесь прогревается до 500 градусов. Под воздействием температур тяжелые органические молекулы разлагаются, образуя легкий углеводород.

Образованные пары и газы перемещаются в следующую зону. В нем пару углеводорода подвергаются конденсации. При этом получается жидкая пиролизная составляющая. В рассматриваемом процессе неорганические компоненты испаряются или направляются на другие химические заводы для последующей обработки. Необработанный газ поступает обратно в реактор, где он сгорает, поддерживая тепло.

Жидкая часть направляется в складское помещение для реализации в качестве исходного сырья в нефтеперерабатывающем заводе. Из него добывают топливо для машин и поездов, он заменяет мазут и топливо для печек и котельных.

Остатки твердых отходов перенаправляются в аэрофонтанную топку, в которой он догорает. Вырабатываемое тепло используют для прогревания золы. Она помещается в реактор, помогая процессу разложения органических веществ

Продукты пиролиза мусора

По мере завершения процесса пиролиза образуются следующие компоненты:

• Из пластика вырабатывается мазут, газ и зола. Мазут направляется для дальнейшей переработки в синтетическое топливо, которое добывается при использовании более сложных установок. Полученное топливо применяется для функционирования двигателей внутреннего сгорания. Полученная при переработке зола используется в качестве топлива. Зола упаковывается в брикеты и не нуждается в дополнительной обработке.
• Процесс переработки автомобильных шин характеризуется выработкой газов, технического углерода и синтетической нефти. Последняя, после прохождения дополнительной очистки, становится аналогом природного продукта. Углерод — вспомогательный элемент при производстве лакокрасочной продукции. Он отвечает за пигментацию. Углерод используют на заводах при производстве резины и отдельных строительных материалов.
• Дизельное топливо.
• Тепло и электроэнергия.

Сложность получения того или иного вида материала состоит в том, что для выработки может потребоваться сортировка продуктов. Эта процедура дорогостоящая. Получить высококачественный материал из несортированных твердых отходов практически невозможно.

Применение пиролиза в России

Впервые о пиролитических предприятиях стало известно еще в 19 веке. Основная цель — добыча газа для освещения. Сырь – керосин. Способ запатентован ученым из Санкт-Петербурга.

Вторым знаменательным периодом в пиролизе стала первая мировая война. Целью стал толуол — вещество, используемое для подрыва тротила. Пиролизные заводы строятся и функционируют во многих странах. Лидер — США. Россия, хоть и отстает, продумывает стратегии развития. Низкая распространенность объясняется стоимостью оборудования и сложностями при эксплуатации.

Распространение метода способствует очищению планеты от твердых отходов. Помимо спасения экологии следует дополнительно отметить выработку вторсырья и безвредность состава отходов для окружающей среды.

Пиролизные установки по переработке (сжиганию) отходов

Пиролизная утилизация мусора – нормативы

Нормативы на 2019 год согласно Федеральному закону № 52-ФЗ составляют 200…300 кг/год бытовых отходов на человека в зависимости от степени благоустроенности населенного пункта. Сравнительно небольшой город с населением 100 тыс. жителей «генерирует» 30 тыс. тонн мусора и требует полигона в несколько кв. км.

Прямое сжигание мусора в печах неприемлемо по экологическим причинам. При сгорании пластмасс, которые составляют до 40% объема, образуются высокотоксичные соединения, которые не улавливаются фильтрами. Это не считая затраты на утилизацию тепла и фильтрацию продуктов горения. Мы провели ряд исследований и анализ зарубежного опыта утилизации твердых отходов. Результатом исследовательских работ стала разработка пиролизной установки и мусороперерабатывающего завода по технологии пиролизной утилизации мусора с получением альтернативных топливных продуктов: горючего газа, жидких топливных фракций и углистого остатка.

Технология пиролизной утилизации

Для пиролиза по технологии проекта мусороперерабатывающего завода ГК Мегалион подходят любые углеродосодержащие материалы размером до 150…200 мм: полимерные материалы, резина, дерево, макулатура и пр.

Типовые операции:

• Сортировка массы с целью отделения металлических, стеклянных составляющих, пищевых отходов, строительного мусора. Для этого рекомендуется использовать стационарную или мобильную линию сортировки.
• Измельчение с помощью шредера до требуемых размеров.
• Загрузка массы в реактор.
• Разогрев реактора до температуры 350…400° С при давлении не более 0,05 МПа, поддержание этого режима в течение всего цикла пиролиза (в среднем 24 часа).
• Выгрузка из реактора углистого остатка.

Справка. При загрузке 25 м3 или около 10 т мусора образуется: 20…30% пиролизного газа, который используется для поддержания температурного режима в реакторе; жидкие фракции топлива — 15…20%; углистый остаток — 10…15%.

Изготовление пиролизного оборудования «под ключ»

Оборудование для пиролиза не относится к категории дешевых и входит в разряд промышленного оборудования с повышенной нагрузкой на экологию. В состав типового комплекса входит не менее 4-х вращающихся реакторов, ряд вспомогательных систем, оборудование контроля и управления, система емкостей и трубопроводов.

Мы предлагаем комплексное решение, которое включает в себя:

• Анализ состава и количества ТКО (ТБО) в городе или регионе.
• Адаптация одного из типовых проектов компании к конкретным условиям, его утверждение в соответствующих государственных организациях.
• Комплектация оборудования и доставка к месту монтажа.
• Монтаж, приёмо-сдаточные испытания и сдача объекта заказчику.

Схема производства работ «под ключ» подразумевает обучение персонала, гарантию на оборудование и сервисный период обслуживания, что снимает все проблемы на начальном этапе эксплуатации.

Пиролизный способ утилизации является единственным пригодным для переработки мусора на промышленном уровне с минимальным давлением на экологию. Газообразные и жидкие продукты пиролиза, а также генерируемые из них тепловая и электрическая энергии, могут применяться в организациях локальной системы отопления или ГВС. При включении предприятия в Федеральную программу по утилизации отходов и экологии или в формате государственно-частного партнерства возможен выход на самоокупаемость через 3…5 лет.

Чтобы купить пиролизную установку – отправьте форму заявки или позвоните по телефону 8-800-550-70-71 – звонок бесплатный. Стоимость оборудования зависит от проекта и рассчитывается индивидуально.

Дополнительную информацию или бесплатную консультацию можно получить по контактным телефонам.

Пиролизная установка для утилизации ТБО, ТКО

Пиролизная установка ТБО — современный метод срочно утилизировать отходы в как в промышленных масштабах, так и в масштабах небольших деревень, буровых, геологоразведочных станций, временных поселков и т.д. Благодаря использованию пиролизных технологий, переработка/ утилизация стала более эффективной и экологически чистой.

Оборудование для пиролиза ТБО дает возможность извлекать прибыль из утилизации в том числе несортированного ТБО, ТКО (твердые коммунальные отходы), помимо стандартных методов извлечения прибыли, а именно сортировки с последующей продажей (бумаги, металла, стекла и т.д.). Более того, в некоторых случаях сортировка ТБО/ТКО невозможна, например, в случае если отходы образуются на временной территории проживания (буровые, добыча полезных ископаемых и т.д.), то есть на территориях труднодоступных, на которых нет возможности установки стационарного комплекса, необходимо убрать все оборудование после себя и т.д.

Давайте разберемся в чем же преимущества пиролиза и что он дает.

Как работает пиролиз

Процесс разложения органических и неорганических твердых бытовых отходов (ТБО) через пиролизную конструкцию происходит следующим образом:

1. Несортированное ТБО/ТКО либо сортированное это не имеет значения, загружают в реторту.
2. Ротора помещается внутрь реактора при помощи погрузочно-разгрузочного устройства (кран/тельфер/монорельс и т.д.).
3. На пульте установки включается жидкотопливная горелка (данная горела может работать как на дизеле, так и на том топливе, что получается во время пиролиза, т.е. по сути вы используете свое же топливо, получаемое в процессе утилизации отходов).
4. Горелка создает в реакторе заданную (на пульте) температуру, реторта находится внутри реактора в подвешенном состоянии и начинает нагреваться (стенки, дно). Отход находится внутри герметично закрытой реторты (т.е. внутри емкости), при этом реторта, посредством фланцевого соединения, подключена к холодильнику установки. Внутри реторты очень быстро создается бескислородная среда, при этом, так как извне происходит нагрев, то отход находящийся внутри начинает превращается в парогазовую смесь, создается минимальное давление и под действием этого давления газ находит единственный выход, через фланцевое соединение в холодильник и далее по внутренностям установки. При прохождении через холодильник газ конденсируется, превращаясь в синтетическое топливо/пиролизное масло/печное топливо (у этого вида топлива много названий, но по сути это одно и то же). После конденсации газ проходит через несколько степеней очистки и попадает на распределительный узел, где далее может быть перенаправлен на горелку газовую, факел, другие установки. Таким образом примерно через час-два после начала работ, вы получаете газ, на котором установка может работать оставшееся время.
5. Включается газовая горелка, при этом жидкотопливная выключается, и весь оставшийся процесс происходит на газовой горелке за счет несконденсируемого газа. При этом горелка работает в автоматическом режиме, по заданной на пульте температуре.
6. Пиролиз продолжается, в среднем, 6 -12 часов (бывает и дольше если какой-то очень специфический отход) , далее газ перестает выделятся, в установке пропадает давление, газовая горелка перестает работать. Вы выключаете оборудование.
7. При достаете ретору из реактора, ставите ее на охлаждение, и загружаете в реактор вторую реторту (которая идет в комплекте) предварительно загруженную отходами. Процесс повторяется снова. Если установок много, то они запускаются с временным промежутком (к примеру час, полтора) и получается пока одна установка завершила работу, другая работает, т.е. в системе присутствует газ – значит при смене реторты отработавшей установки, можно использовать газ из системы. Это позволяет экономить свое топливо (если в этом есть необходимость).

Так как установки модульные, фактическое применение возможно в масштабах производства, концерна заводов, района или целого города.

Результат пиролизной утилизации ТБО/ТКО

В первую очередь синтетическое топливо (оно же пиролизное масло, оно же печное топливо) – так как в отходах ТБО/ТКО присутствует много отходов из углеводородов, как бы его не сортировали.

Во вторую очередь газ – он идет на работу оборудования, но излишки газа можно пускать на поршневой двигатель тем самым получая электричество.

Остаток в реторте, в случае несортированного ТБО будет содержать зольный остаток (который пригоден для вывоза на полигон) стекло, металл. Так как температура пиролиза максимум 600 градусов, все эти вещества (метал, стекло) не разрушаются и возможны к последующей продаже.

Почему метод выгоден

Разумеется, самый дешёвый способ избавится от ТБО/ТКО – это полигон. Именно по этой причине никто не занимается ни строительством заводов ни попыткой сортировать отходы, зачастую просто заваливая горами мусора близлежащие к населенным пунктам полигоны.

И это при условии, что эти полигоны есть. Но весь есть огромное кол-во территорий нашей страны, где полигонов нет и зачастую плечо вывоза настолько высоко, что никто не занимается вывозом мусора на полигон, превращая близлежащие к населенному пункту площади в незаконные свалки.

Пиролизная утилизация ТБО/ТКО дает возможность в случае полигонов извлекать дополнительную прибыль из отходов, содержащих углеводороды при этом уменьшая кол-во отходов, вывозимых на полигон.

В случае небольших поселков, мест временного проживания – дает возможность избавиться от незаконных свалок утилизируя отходы с получением полезных продуктов для последующего использования, топливо, газ. Т.е. по сути имея практически полную автономию.

Для предприятий – дает возможность утилизировать отходы жизнедеятельности предприятия сокращая издержки на вывоз мусора (которые могут достигать гигантских размеров в случае если отходы опасные 3-4 класс, либо полигон для отходов 5 класса опасности находится в далеко от предприятия).

Пиролиз это один из самых безвредных способов утилизации отходов для окружающей среды, так как нет прямого сжигания отходов, т.е. нет прямого образования диоксинов, фуранов. По сути пиролиз – это растворение отходов при котором образуется минимальное кол-во вредных выбросов в атмосферу. Зачастую пиролизный завод, находящийся в близи населенных пунктов просто не заметен, нет дыма, нет запаха.

Переработка твердых бытовых отходов при помощи пиролиза

Пиролиз ТБО должен помочь землянам очистить окружающую среду от мусора и уменьшить нагрузку на нефтеперерабатывающую промышленность. Это производство, которое может дать ощутимый доход бизнесмену, наладившему его, так как сырьем служит дешевый мусор, которого только по России за год образуется 3,5 миллиарда тонн.

Что такое пиролиз ТБО, его преимущества перед простым сжиганием

Пиролиз – это разложение тяжелых органических веществ на более легкие при нагревании и в отсутствии кислорода. На латинском языке «pir» – это огонь, а «lizios» – разлагаю, дословный перевод термина: «разлагаю огнем». Смысл пиролиза ТБО (смотреть схему ниже) сводится к тому, что соединения, образующие мусор, при нагревании расщепляются на вещества, имеющие более низкую молекулярную массу. В результате пиролиза образуется три основных продукта:

• пирогаз (пиролизный, пиролитический газ или синтез — газ) – это смесь газов, способных гореть и негорючих;
• пиролизное (пиролитическое) масло и вода. Пиролизное масло имеет разный состав и может служить впоследствии печным топливом или сырьем для переработки;
• пикарбон (твердый углеродсодержащий остаток – уголь).

По ходу пиролиза происходит четыре общих для всех его видов процесса: просушка мусора (в сушильной камере), сухая его перегонка (пиролиз), горение твердых остатков, получение пиролизного газа, пиролитического масла и углеродистого остатка.

Из схемы видно, что нагревание некоторых этапов происходит за счет тепла, вырабатываемого по ходу пиролиза.

Пиролиз ТБО может протекать в разных температурных режимах. При низких температурах выход газа меньше, больше образуется пиролитического масла и пикарбона. С увеличением температуры равновесие сдвигается в сторону образования синтез – газа.

Пиролиз ТБО имеет неоспоримые преимущества перед утилизацией мусора сжиганием. Во-первых, не происходит загрязнение среды, во-вторых, сырьевым материалом служат отходы, при этом примечательно, что пиролизом перерабатываются отходы, которые сложно утилизировать, например, старые шины. Пиролизные остатки не содержат агрессивных веществ, поэтому их можно складировать под землей, причем такие отходы образуются в меньшем количестве, чем после сжигания. При пиролизе тяжелые металлы не восстанавливаются, а уходят в золу. Полученные продукты легко хранить и перевозить. Оборудование не является массивным, и оно относительно недорогое.

Виды пиролиза

По воздействию разных значений температур на мусор пиролиз делится на низкотемпературный и высокотемпературный. Первый протекает при температуре до 900 0 С, а второй – при температуре больше 900 0 С.

Низкотемпературный пиролиз. Технология обработки отходов данным способом заключается в нагревании сырья в шахте до 350 – 450 0 С без доступа воздуха, то есть при отсутствии как кислорода, так и азота. Стабильная температура и полное отсутствие кислорода гарантируют, что сырье не будет гореть, а также не будет помех для интенсивного протекания таких процессов как нагревание, плавление, испарение, разложение углеродистых соединений. При данном типе пиролиза неважно, каков химический состав перерабатываемых отходов и в каком соотношении находятся в них органические вещества. Пиролизный газ имеет, практически, одинаковый состав:

• горючая составляющая: угарный газ, метан, этилен, сероводород, водород;
• негорючая составляющая: углекислый газ и азот.

Важно, что горючая составляющая значительно превышает по содержанию негорючую, а это значит, что пиролизный газ можно использовать так же, как добываемый природный газ. Выход полученного горючего газа зависит от качественного состава сырья: так, пищевые отходы образуют газ, насыщенный влагой, чего не скажешь о пластмассах.

Высокотемпературный пиролиз. Технологическая цепочка:

1. Сортировка мусора с удалением больших предметов, цветного и черного металлолома.
2. Измельчение и просушка отобранных отходов.
3. Разложение просушенного сырья с целью образования пиролитического газа, пиролитического масла, шлаков и побочных веществ, таких как Cl₂, F₂, N₂.
4. Ликвидация загрязнителей и снижение температуры полученного газа.
5. Употребление пиролитичского газа для получения пара, электрической или тепловой энергии. Чаще всего этот газ применяется обратимо для инициирования пиролиза.
6. Пиролитическое масло после складирования направляется в качестве сырья на заводы нефтехимической промышленности для изготовления горюче – смазочных материалов, заменителей мазута и дров.

Плюсы и минусы пиролиза ТБО

Положительные стороны низкотемпературного пиролиза:

• нет острой необходимости сортировать углеводородные остатки (даже полностью несортированные отходы дают выход пиролизного газа в два раза больше по сравнению только с пищевыми отходами);
• городские свалки выступают в роли источника сырья для производства;
• отсутствие ядовитых оксидов серы и азота.

Недостатки низкотемпературного пиролиза:

• сложная конструкция крупногабаритных печей;
• высокая стоимость печей;
• необходимость в большом количестве работников;
• не происходит полный распад диоксинов, содержащихся в сырье;
• тяжелые металлы не плавятся, а выпадают в осадок вместе со шлаком.

Преимущества высокотемпературного пиролиза:

• можно перерабатывать сырье с небольшим количеством горючих материалов;
• образующийся газ поднимается снизу вверх и проходит через слой мусора, который подается сверху. При этом газ не захватывает пылевые частички, что служит залогом его чистоты;
• пиролизный газ подобен природному, и его целесообразно применять для выработки тепловой энергии, а на небольших электростанциях для выработки электричества;
• пиролизный газ проще очищать от ненужных примесей (если вообще таковые есть) из-за низкой температуры;
• поскольку процесс идет в отсутствии кислорода, то пиролизный газ не содержит опасные диоксины, образующиеся при сжигании углеводородов;
• если в ходе пиролиза получается жидкая фракция (из старых покрышек образуется, например, пиролизное масло, которое не совсем точно называют синтетической нефтью), то ее используют как заменитель нефтепродуктов;
• зола не содержит неокисленный углерод и имеет низкую температуру, что позволяет использовать ее, например, в дорожном строительстве.

Какие отходы можно перерабатывать при помощи пиролиза

Обратите внимание! ТБО – твердые бытовые отходы – разные субстанции, которые без обработки невозможно вторично использовать в бытовой деятельности человека.

ТБО – это смесь веществ органического и неорганического происхождения, имеющих разные свойства. В России отходы не сортируются. Однако за рубежом, да и у нас в стране есть тенденция к снижению в мусоре доли пищеотходов и увеличению доли упаковочных материалов: пластика, картона, бумаги. Исследования показали, что примерно 30 процентов по весу и 50 процентов по объему ТБО приходится на долю упаковочного материала. А 13 процентов по весу и 30 процентов по объему упаковочного материала приходится на долю пластмассовых изделий, в подавляющем большинстве пластиковой посуды. Органическую составляющую мусора подразделяют на:

• компостируемую (кухонные отбросы, опил, кора и ветки деревьев, щепа, старые газеты, картон);
• некомпостируемую (пластмассы, резина, кожа, выброшенные старые шины, кабели, вязкие пастообразные отходы, такие как машинное масло, нефтешламы, почва, на которую попали горюче-смазочные материалы).

Пиролизу подвергается компостируемая и некомпостируемая составляющие мусора.

Пиролизное оборудование для переработки отходов

Современное оборудование может работать с использованием сырья, полученного почти из любых видов органических отходов с использованием собственной энергии. Обязательной составной частью системы аппаратов для пиролиза является реактор.

Интересно! Изначально первые пиролизные аппараты появились в России в девятнадцатом веке. В те времена пиролизу подвергался керосин для приготовления из него газа и бензина, которые применялись для освещения.

Переработка сырья осуществляется в зонах реактора (схема ниже):

• вверху температура поддерживается на уровне 100 – 200 0 С и здесь сырье подсыхает (этап №1);
• в середине при температуре 1000 – 1200 0 С происходит термическое разложение органической массы и коксование ее, при этом часть углерода сгорает с выделением тепла, поддерживая нужную температуру (этап № 2);
• внизу твердый остаток охлаждается до температуры 100 0 С, остатки углерода догорают и преобразуется в золу – пикарбон, карбон (этап №3);
• отведение продуктов пиролиза для складирования и повторного применения (этап № 4).

В настоящее время промышленность предлагает следующие типы оборудования для пиролиза ТБО:

1. Пиролизная установка для утилизации шин:
2. Пиролизная установка для утилизации отходов деревообработки, навоза и помета:
3. Универсальная пиролизная установка (Т – ПУ1) для утилизации отходов деревообработки, нефтепереработки, медицинских, пищевых и других отходов.

Если упростить промышленные механизмы пиролиза, использовать необъемные аппараты, то можно создать небольшую установку для пиролиза, применяемую в личных целях простыми людьми. В быту с помощью этой установки можно получать тепловую энергию, а в промышленности – востребованные химические продукты.

Видео о работе пиролизной установки, находящейся в Татарстане, о технологии проведения процесса, о достоинствах данного способа утилизации твердых бытовых отходов:

Пиролизный завод

В качестве примера пиролизного завода рассмотрим технологию переработки ТБО на мини – заводе ШАХ «ПОТРАМ — ТБО». Технология производства на этом заводе построена с использованием отдельных модулей:

• для сортировки, измельчения и компостирования ТБО. Производственная площадка имеет размеры 50м в длину, 30м в ширину и 12м в высоту;
• просушки компоста;
• образования синтетического пиролизного масла;
• получения дистиллятов из пиролизного масла;
• очистки дистиллятов до уровня чистоты Евро-4.

Модульная схема работы завода дает возможность приспосабливаться к абсолютно разным видам ТБО.

Мусор на заводе перед обработкой проходит радиационный контроль, большие куски мусора измельчаются (размеры измельченных частиц не должны превышать 250 мм в диаметре) и компостируются. Компост содержит до 60 – 65% воды, поэтому он поступает в установку низкотемпературного пиролиза для удаления влаги. Далее этот материал отправляется в установку высокоскоростного пиролиза, где он перемешивается с золой ТБО, образованной здесь же и имеющей высокую температуру порядка 800 – 850 0 С. Смесь поступает в реактор, который медленно вращается. В этом реакторе смесь без кислорода прогревается до температуры 460 – 490 0 С.

Происходит термическое разложение тяжелых органических молекул с образованием легких углеводородов, которые затем конденсируются, и с выделением неконденсирующихся газов (водорода, азота, угарного газа, сероводорода и других), также образуется твердый углеродистый остаток и зола.

В условиях данной технологии происходит очень быстрый, практически мгновенный нагрев компоста, лишенного влаги, что обеспечивается высокоэффективным подводом энергии.

Плюсом системы является снижение потерь тепловой энергии, так как она не рассеивается в окружающее пространство. Для того чтобы запустить реактор, нужен обычный пропан, а для разогрева требуется всего 4 часа.

Полученная в реакторе смесь паров и газов поступает в следующий модуль, где пары углеводородов подвергаются конденсации, образуя жидкую пиролизную составляющую. Неорганические вещества испаряются или идут на химические предприятия для дальнейшей модификации. Газ, не подвергшийся конденсации, отправляется обратно в цикл, где он сгорает, а выделяющееся тепло обратимо используется в реакторе.

Жидкая составляющая пиролиза отправляется на склад, чтобы потом реализоваться как исходное сырье на предприятиях нефтехимии, как горючее автомобилей и локомотивов, как заменитель мазута и печного топлива в ТЭЦ и котельных.

Твердый остаток поступает из реактора в аэрофонтанную топку, где он дожигается в воздушном потоке. Образовавшееся тепло применяется для прогревания золы – теплоносителя. Горячая зола поступает в реактор, помогая разлагать органическую массу.

Таким образом, утилизация ТБО пиролизным методом – это эффективное решение переработки мусора, так как данный способ позволяет извлекать тепловую энергию и ценные продукты из отходов, практически не загрязняя при этом природную среду.

Пиролиз ТБО: Преимущества и недостатки

Процесс переработки твердых бытовых отходов под действием высоких температур без доступа кислорода называется пиролизом. Дословно переводится с латыни, как «разлагаю огнем». Процесс пиролиза ТБО заключается в расщеплении соединений, из которых образован утиль, до более простых веществ с низкой молекулярной массой.

Технология пиролиза

В конце процесса получают следующие продукты:

• смесь газов (горючих и негорючих), ее называют — пиролизный газ, синтез-газ, пиролитический газ;
• пиролитическое масло, служащее впоследствии топливом для печей или материалом для дальнейшей переработки;
• вода;
• пикарбон (уголь — твердый остаток, содержащий углерод).

Пиролиз любого вида проходит в 4 этапа:

1. Сушка сырья в сушильной камере.
2. Собственно пиролиз (перегонка).
3. Горение твердых компонентов.
4. Получение пиролитического масла, газа и углеродистого остатка.

Смотрите видео: Установка пиролиза. Всё об этом

Плюсы пиролиза

По сравнению со сжиганием мусора, пиролиз имеет серьезные преимущества. Главный фактор тот, что в окружающую среду не поступают продукты горения, не происходит загрязнение природы, не наносится вред здоровью людей.

Второй момент — сырьем служат твердые бытовые отходы. При этом важно, что таким способом перерабатывается мусор, который сложно утилизировать другими методами, например, автомобильные шины.

Продукты, получаемые в результате пиролиза, не содержат в себе агрессивных веществ. Их легко складировать даже под землей. Материалов образуется меньше, чем при обычном сжигании. Тяжелые металлы уходят в золу, а не восстанавливаются.

Такой способ утилизации практически безотходный, создающий цикличный механизм переработки твердых бытовых отходов. В конце процесса получают продукты, состав которых зависит от применяемого сырья и вида пиролиза.

Схема установки для пиролиза резиновой крошки

Минусы пиролиза

К недостаткам пиролиза относят:

• сложность печей;
• дороговизну оборудования;
• необходимость большого количества работников.

Список преимуществ перевешивает возможные недостатки метода.

Подробности о вывозе среднего количества утиля на одно физическое лицо можно узнать в статье Норматив вывоза ТБО на 1 человека .

Про общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности, о том, как выбирают правильные коды, читайте статью: https://strazhchistoty.ru/waste/fcsc/okpd-2-vyvoz-tbo.html

О плотности твердых коммунальных отходов, влияющей на пространство для утилизации ТБО, узнавайте здесь .

Виды пиролиза

Несмотря на то, что оборудование для пиролиза дорогостоящее, а подготовка кадров также стоит денег, многие предприниматели рассматривают этот вид работ в качестве идеи для бизнеса.

Причины такой заинтересованности просты:

• метод эффективен из-за использования вторсырья и практически безотходен;
• вносится серьезный вклад в дело защиты окружающей природы;
• не испытывают дискомфорта жители территорий, прилегающих к перерабатывающему заводу.

Метод пиролиза появился еще в XIX веке. С тех пор он постоянно развивается. Энтузиасты искали все новые способы для разложения мусора.

При этом преследовались следующие цели:

1. Сохранение окружающей среды.
2. Создание возможностей для накопления продуктов пиролиза.
3. Уменьшение расходов на переработку.
4. Получение прибыли от процессов переработки мусора.

В результате исследований появилось два основных метода переработки: сухой и окислительный.

Для увеличения картинки нажмите на нее

Сухой метод пиролиза

Главный принцип способа — тщательное сохранение невосполнимых природных ресурсов.

С помощью этого метода:

• получают топливо;
• обезвреживают вторсырье;
• получают химические вещества, используемые в промышленности.

Работы ведут в диапазоне температур:

Процесс, протекающий при температуре от 450 до 550 градусов, называется низкотемпературным. При этом получают большое количество полукоксов, а также некоторое количество пиролизного газа.

Также на выходе получают смолы, идущие впоследствии на производство каучука. Коксы же используют в качестве топлива для бытовых и промышленных нужд.

Если температуру настраивают в режиме 800 градусов, то это будет среднетемпературный пиролиз. При таком варианте выделяется гораздо большее количество газа, меньше кокса и жидких смол, чем при низкотемпературном методе.

Смотрите видео: Установка непрерывного пиролиза отходов

Высокотемпературный пиролиз ТБО

Самым эффективным и экологически безопасным способом переработки ТБО остается высокотемпературный пиролиз.

При этом получают большой объем пиролизного газа, шлаки и продукты, которые с успехом применяются в промышленности и производстве.

Немаловажным достоинством метода является возможность переработки бытовых отходов без предварительной сортировки, обработки и сушки.

Проводится процесс высокотемпературного пиролиза по следующему алгоритму:

1. Путем индукционного сепарирования из поступившего на завод мусора отбирают крупногабаритные предметы.
2. Подготовленное утильсырье перерабатывают в газофикаторе и получают пиролизный газ. При этом выделяются побочные химические вещества: хлор, фтор и азот.
3. Очистка синтез-газа до безопасного для экологии состояния и увеличения его энергоемкости.
4. Охлаждение пиролизного газа и его отправка в скруббер, где он очищается от примесей — соединений серы, фтора, хлора и цианидов щелочными растворами.
5. Сжигание уже чистого синтез-газа в особых котлах-утилизаторах. При этом получают электроэнергию, пар или горячую воду.

Высокотемпературный пиролиз на данном этапе остается самым перспективным направлением утилизации мусора. При этом достигаются цели экологической безопасности и получения полезной вторичной продукции.

Газификация при воздействии высоких температур (от 850 до 1450 градусов) позволяет перерабатывать любые ТБО без сортировки, сушки и предварительной обработки.

Схема переработки изношенной авторезины методом пиролиза. Для увеличения картинки нажмите на нее

Продукты пиролиза ТБО

Продуктами пиролиза различных составляющих мусора являются:

• при пиролизе полимерных материалов на выходе получаются мазут, газ и зола. Из мазута впоследствии с помощью сложных технологий вырабатывают синтетическое топливо, которое после очистки применимо для работы двигателей внутреннего сгорания. Золу упаковывают в брикеты и применяют, как топливо;
• автомобильные покрышки утилизируются с получением газа, технического углерода и синтетической нефти. Синтетическую нефть очищают и получают замену природным нефтепродуктам. Технический углерод широко применяется в лакокрасочной промышленности, где его используют в качестве пигмента. Также он идет в ход при производстве резины и некоторых стройматериалов.

С помощью пиролиза есть возможность значительно сократить накопление ТБО на планете.

Пиролизное оборудование по переработке отходов

Один из способов переработки отходов – пиролиз. Пиролиз представляет собой метод термического разложения полимерных материалов или органических веществ под действием температуры в отсутствии окислительной среды. В отличии от методов сжигания и газификации при пиролизе обычно ставится цель получения продуктов при переработке сырья либо отходов.

В результате пиролиза полимерных материалов неизбежно образуются три конкурирующих продукта: жидкие продукты, коксовый остаток и газ. Выход данных продуктов зависит от условий ведения процесса и свойств перерабатываемого сырья. При повышенных температурах основным продуктом является пиролизный газ, как продукт более полного термического разложения высокомолекулярного органического соединения на низкомолекулярные. При низкой интенсивности процесса (скорости нагрева) и повышенном давлении, превалирующим продуктом является коксовый остаток уголь, как продукт вторичных и третичных процессов, преимущественно синтеза и конденсации из промежуточных продуктов. При высокой интенсивности и умеренной температуре (обычно для большинства органических полимеров 450-550 градусов С) основным продуктом являются жидкие органические продукты.

Разновидности пиролиза

Рис.1 Термическое разложение

Рис.2 Термическое разложение в режиме абляции

Разные виды сырья дают различные выходы продуктов. В таблице 2 представлены материальные балансы при переработке различных видов сырья методом быстрого абляционного пиролиза.

Материальный баланс для различных видов сырья

Таким образом, технология пиролиза позволяет реализовать гибкое решение по переработке широкого класса полимерных отходов и биомассы в топливо и химические продукты, а бизнес по переработке отходов с применением такой техники быстро окупается и приносит высокий доход.

Что представляет собой пиролизная установка

Пиролизные установки имеют весьма обширную классификацию и множество типов. Различают установки периодического и непрерывного действия, классифицируют по устройству реактора, конденсатора и типу процесса. Однако каждая пиролизная установка, как правило имеет реактор (реторту, в случае периодического процесса) , конденсатор, и энергетический модуль (топка). Иногда, когда ставят цель получать лишь твердый продукт, конденсатор исключается из схемы и вся парогазовая смесь сжигается в топке. Некоторые конструкции для снижения энергетических потерь предусматривают совмещение реактора и энергетического модуля, однако, в этом случае, усложняется контроль за температурой и предъявляются более высокие требования к конструкционным материалам реактора, поскольку температура процесса пиролиза и температура эффективного горения пиролизного газа существенно различаются. Установки периодического типа менее эффективны по сравнению с непрерывно действующими, поскольку в результате циклического нагрева сложно обеспечить стабильность качества продуктов. А в случае, если реторта циклично вынимается из температурной зоны, то и снижается термическая эффективность, связанная с необходимостью при каждом цикле прогревать и охлаждать сопоставимую с загрузкой по массе реторту. Кроме того, конструкционный материал реактора при цикличной работе имеет низкий ресурс в результате частых “стрессов” , вызванных нагревом – охлаждением.

По степени автоматизации пиролизные установки различают на полностью автоматизированные комплексы, частично автоматизированные и механизированные установки, требующие ручного труда, и не механизированные решения, которые утратили свое значение. Важным в процессе пиролиза является контроль за температурой и давлением, поскольку от этих параметров зависит безопасность процесса и качество продуктов.

Установка для переработки отходов FPP02 является специализированным техническим комплексом, который перерабатывает отходы в несколько технологических стадий.

В зависимости от вида сырья и его гранулометрического состава первоначально осуществляется его предварительное измельчение, сортировка или очистка.

Далее в зависимости от влажности сырья обеспечивается его сушка до влажности не выше 15 %. Сушка влажных и гидрофильных материалов необходима для увеличения эффективности пиролизной установки. Дело в том, что влажное сырье проблематично нагреть до температур выше температуры кипения воды, поскольку процесс фазового перехода (испарения) связан с очень существенными затратами тепла, порой на порядок отличающимися от удельных затрат на энергии на термическое разложение. В результате чего пиролизный реактор превращается в большую “кастрюлю” в которой происходит выкипание воды, но не пиролиз. Испарять воду из сырья более эффективно в специальных сушильных аппаратах. Кроме того, испаренная вода в пиролизном реакторе также ухудшает качество продуктов пиролиза. Поэтому чем более сухое будет сырье, тем более эффективно будет протекать процесс пиролиза.

Быстрый пиролиз – это термическое разложение биомассы без доступа кислорода при температурах 450-550°С, высокой скорости нагрева 500-1000°С/с и незначительном времени пребывания продуктов в реакционном пространстве (до 5 сек). В результате процесса образуется парогазовая смесь.

Конденсация – это переход вещества из газообразного в жидкое или твердое состояние. В результате быстрого охлаждения и конденсации парогазовая смесь процесса пиролиза образуется в жидкие и твердые продукты.

Для реализации вышеперечисленных технологических стадий Установка быстрого пиролиза FPP 02 состоит из следующих основных блоков и элементов:

• Модуль загрузки
• Реактор
• Энергетический блок
• Блок конденсации
• Промежуточный блок
• Модуль выгрузки
• Склад автоматизированной подачи

Принцип работы установки

Технологический процесс в установке FPP 02 осуществляется следующим образом: измельченное и высушенное сырье подаются в расходный бункер модулей загрузки, откуда осуществляется его подача в реактор через двухклапанное шлюзовое устройство. В реакторе под действием теплоты, образуемой в энергетическом модуле, в отсутствии кислорода осуществляется механоактивированное термическое разложение сырья, в результате чего образуются уголь и парогазовая смесь. Парогазовая смесь подается в модуль очистки, где осуществляется отделение парогазовой смеси от угольной пыли с последующей её подачей в конденсаторный модуль. Мелкодисперсный уголь из реактора подается шнековым питателем в модуль выгрузки, где осуществляется его накопление и распределение. Возможна подача угля либо на выгрузку, либо на сжигание в энергетический модуль.

Быстрое охлаждение и конденсация парогазовой смеси в конденсаторном модуле позволяет выделить жидкую составляющую и горючий газ. При этом горючий газ подается на сжигание в энергетический модуль с целью энергетического обеспечения процесса пиролиза.

Такое устройство может использоваться для утилизации различных материалов, в том числе, оно может использоваться как установка по переработке нефтесодержащих отходов. Управление осуществляется из отдельного помещения, в котором устанавливается пульт оператора. Отсюда оператор контролирует процесс и при необходимости регулирует температуру пиролиза.

Какие отходы можно утилизировать с помощью установки

Комплекс по переработке отходов позволяет утилизировать следующие материалы:

• отсортированные производственные и бытовые отходы;
• отходы деятельности предприятий нефтеперерабатывающей промышленности;
• отходы деревообрабатывающих производств;
• автомобильные шины и другие изделия из резины;
• пластики;
• различные виды торфа и сланца;
• иловые отложения, образующиеся в канализационных системах;
• переработанные шпалы;
• птичий помет и подстилочную массу;
• отходы агропромышленного комплекса;
• Tetra Pack.

Такой комплекс по переработке бытовых отходов будет особенно полезен для утилизации органических отходов с фермерских хозяйств, птицефабрик и сельскохозяйственных полей (навоз, шелуха, солома, листья, пищевые отходы).

Преимущества установки по переработке отходов

Оборудование для пиролиза мусора, цена на которое у нас позволяет за небольшие деньги создать полноценный комплекс для переработки предварительно отсортированного мусора (органическую часть), может использоваться как на больших предприятиях, так и в малых цехах. Такие устройства не требуют организации больших полигонов для утилизации, а для установок не нужно строить специальных помещений с какими-то особыми требованиями.

Установка быстрого пиролиза FPP 02 приспособлена для эксплуатации ее на открытых площадках и отлично работает даже при воздействии таких внешних факторов, как перепады температуры или осадки.

Главное преимущество таких устройств для больших предприятий заключается в отсутствии необходимости дополнительных трат на вывоз и утилизацию собственных отходов сторонними организациями. Следовательно, можно сэкономить на дополнительной рабочей силе и транспорте. Одна такая установка окупается в течение не более трех лет использования.

Мы предлагаем пиролизные установки по выгодной цене. Наши специалисты помогут доставить и установить оборудование, после чего его можно эксплуатировать без необходимости совершения каких-либо дополнительных действий. Сервисное обслуживание и ремонт также могут быть оказаны представителями нашей компании. В рамках индивидуального гарантийного сервисного договора мы оказываем услуги постгарантийного сервисного обслуживания.

Переработка ТБО в энергию с помощью пиролиза

Во всём мире рынок оборудования для рециклинга отходов и получения энергии из альтернативных источников активно развивается.

Разрабатывается, конструируется и производится новое оборудование для переработки отходов и получения альтернативных источников энергии.
Одно из перспективных направлений развития — это создание универсальных пиролизных установок для переработки отходов.

Универсальная установка для пиролиза перерабатывает различные виды бытовых и промышленных, твердых, жидких и пастообразных отходов.

Это могут быть изношенные покрышки, резиновые изделия, отходы пластика, отработанные масла, буровые и нефтяные шламы, нефтезагрязненный грунт и нефтепродукты, утратившие свои качества.
Отходы перерабатываются без предварительной подготовки и обработки.

Как это работает?

Реторта — цилиндрический сосуд из жаростойкой нержавеющей стали с крышкой, со специальным затвором для герметизации и исключения попадания воздуха внутрь реторты.
Реторта имеет объём 2,6 кубометра. Она имеет днище в виде усечённого конуса, такая форма препятствуют деформации металла при высоких температурах.

Модуль пиролиза — это вертикальная печь футированная огнеупорным бетоном с армированием и высокотемпературной теплоизоляцией на основе керамического волокна.
Модуль оборудован твердотопливный печью с воздушным наддувом для сжигания низкосортных топлив и газовой горелкой для возможности использования разных видов топлива.
Отходы для переработки загружаются в реторту; размеры реторты позволяют загружать крупногабаритные не измельченные отходы.
После загрузки реторта помещается в модуль пиролиза. В модуле пиролиза создаётся необходимая высокая температура. Сырьё нагревается через стенки реторты и без доступа кислорода подвергается термическому разложению.

После окончания процесса реторта вынимается из модуля и оставляется на открытом воздухе для остывания. Далее следующая реторта ставится в модуль.
В комплекте установки поставляется две реторты, которые в процессе работы сменяются по очереди без перерыва.

Выгрузка твёрдых продуктов разложения из остывший реторты осуществляется с помощью подъемного крана в приемный бункер.
При нагревании и разложения отходов внутри реторты образуется парогазовая смесь, которая
направляется по трубопроводу в конденсатор-холодильник для охлаждения и конденсации паров пиролиза.
Сконденсированное жидкое печное топливо сливается в сборник, откуда откачивается в ёмкость для хранения.

Полученное топливо можно использовать в качестве энергоносителя на котельных, для выработки электроэнергии на паровых генераторах, а также для переработки с получением бензиновой, керосиновой и дизельной фракции.

Неконденсирующиеся газы проходят систему сепараторов, где тщательно очищаются от капель жидкости, затем направляются на газовую горелку и используется в качестве топлива для поддержания процесса.
Важно отметить, что дополнительное топливо необходимо только на начальной стадии запуска пиролизной установки.

После стабилизации процесса, неконденсирующийся газ, полученный в ходе переработки сырья, направляется на горелочное устройство и используются в качестве топлива для поддержания работы установки.

Максимальная эффективность достигается при работе двух и более пиролизных модулей одновременно, так как избыточный газ из первого модуля может быть использован для разогрева второго.

Модули постоянно находятся на разных стадиях процесса; второй модуль проходит стадию максимального газообразования в тот момент, когда первый испытывает наибольшую потребность в топливе. Таким образом нет необходимости в дополнительном топливе. Выбросы в атмосферу существенно уменьшаются, не надо устанавливать газгольдер для временного хранения пиролизного газа.

При одновременной работе большого количества пиролизных модулей отсутствует проблема розжига.
Проведение и окончание процесса пиролиза осуществляется по техническим параметрам температуры и давления, в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Все технологические параметры контролируются и регулируются с пульта управления оператора.

Безопасность

Пиролизная установка оборудована взрывобезопасным клапаном и системой аварийного сброса газа, который в случае нарушения работы исключают вероятность повреждения оборудования и нанесение вреда здоровью обслуживающего персонала.

Размеры

Пиролизные установки разработаны в мобильном исполнении. Габаритные размеры комплекса соответствует размерам сорокафутового контейнера.
Площадка для размещения оборудования не требует длительной подготовки и масштабных строительных работ, все соединения в конструкции фланцевые для оперативного демонтажа и монтажа на объекте.
В комплекте установки поставляется подставка для транспортировки.
Установки в стандартном исполнении предназначены для работы при температурах окружающей среды до -40°С . По заказу фирмой-изготовителем изготавливается специальное исполнение установок для работ при температурах до минус 60°С .
Пиролизные установки долговечны и безопасны, просты в эксплуатации и работают по принципу самообеспечения.

Опыт использования пиролизных установок

Более 200 пиролизных установок для переработки отходов работают во многих странах мира — в Австралия, Аргентине, странах СНГ, Евросоюза, Азии и Африки.
На весь ряд оборудования предоставляется гарантия, сотрудники компании-разработчика обеспечивают пуск/наладку оборудования и обучение персонала в любой стране мира.

© 2004-2019 «АГС-Комплекс» – Уборка мусора и вывоз снега | ОГРН 1047796769569, ИНН 7727523260

Поделиться ссылкой: