ما هو مبدأ عمل محطة التحلل الحراري لإطارات النفايات؟

يتمثل المبدأ الأساسي لمحطة التحلل الحراري لإطارات النفايات في إجبار المطاط الجزيئي الكبير الموجود في الإطارات على التحلل إلى جزيئات صغيرة في ظل ظروف خالية من الأكسجين (أو ناقصة الأكسجين) ودرجة حرارة عالية (عادة 300-500 درجة مئوية)، ثم تحويلها إلى ثلاثة منتجات: زيت التحلل الحراري القابل لإعادة الاستخدام، والغاز القابل للاحتراق، والكربون الأسود.

تشبه العملية برمتها عملية "التنظيف بالبخار الجاف" للإطارات في وعاء محكم الإغلاق، ويمكن تقسيمها إلى الخطوات الرئيسية الثلاث التالية:

المعالجة المسبقة و Fالتغذية

يجب أولاً سحق الإطارات المستعملة، ثم فصل الأسلاك الفولاذية مغناطيسياً، ثم طحنها للحصول على حبيبات أو مسحوق مطاطي متجانس. بعد ذلك، تُغذى المواد الخام باستمرار إلى مفاعل مغلق عبر ناقل لولبي أو طريقة مماثلة لضمان حدوث التفاعل في بيئة خالية من الأكسجين.

Pالتحلل الحراري Rرد الفعل

هذه هي الخطوة الأكثر أهمية في العملية برمتها. بعد دخول المواد الخام إلى المفاعل، يؤدي التسخين إلى تفاعل معقد لكسر الروابط الكيميائية. يجب مراعاة النقاط التالية بعناية أثناء التشغيل:

ظروف خالية من الأكسجين:يجب أن يحافظ النظام على حالة خالية تمامًا من الأكسجين، وإلا ستحترق الإطارات مباشرةً. ويتحقق ذلك عادةً عن طريق التطهير بغازات خاملة مثل النيتروجين، أو باستخدام غازات غير قابلة للاحتراق تنتج أثناء عملية التفاعل لخلق جو واقٍ يعزل النظام عن الهواء.

درجة حرارة التفاعل: تُعدّ درجة الحرارة المؤشر الأساسي الذي يُحدد اتجاه المنتج. فعندما تُضبط درجة حرارة الفرن ضمن نطاق 300-500 درجة مئوية، تتفكك سلاسل جزيئات المطاط الكبيرة، ويكون المنتج الرئيسي هو زيت التحلل الحراري السائل. وعندما ترتفع درجة الحرارة فوق 700 درجة مئوية، يزداد إنتاج الغاز بشكل ملحوظ، كما يزداد احتمال تكوّن منتجات ثانوية مثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.

مدة الإقامة: يؤثر طول مدة بقاء المواد في المفاعل أيضاً على بنية المنتج. فإذا كانت مدة البقاء قصيرة جداً، فقد لا يكتمل تفاعل التحلل الحراري؛ أما إذا كانت طويلة جداً، فسيحدث تحلل حراري ثانوي بسهولة، مما يؤدي إلى تحلل المواد التي كان من المفترض أن تتحول إلى زيت إلى غاز.

حالياً، يمكن تصنيف محطات التحلل الحراري لإطارات النفايات الرئيسية إلى الأنواع التالية بناءً على شكل مفاعلها الأساسي:

منتج Sالانفصال و والطاقة Sالدورة الدموية الذاتية

بعد عملية التحلل الحراري، ينتج المفاعل منتجًا مختلطًا عالي الحرارة، والذي يدخل بعد ذلك إلى نظام الفصل.":"

فصل الغاز عن المواد الصلبة: يتم أولاً فصل غاز الزيت ذي درجة الحرارة العالية والكربون الأسود الصلب. بعد التبريد والتجميع، يمكن استخدام الكربون الأسود الصلب كمادة تشغيل أو وقود.

تكثيف النفط والغاز:يدخل النفط والغاز ذوا درجة الحرارة العالية إلى نظام التكثيف ويتم تبريدهما للحصول على زيت التحلل الحراري. يُطلق على هذا الغاز غير القابل للتكثيف اسم غاز التحلل الحراري غير القابل للتكثيف.

الاكتفاء الذاتي في مجال الطاقة: تكمن براعة هذا الجهاز في أن الغاز غير القابل للتكثيف الناتج عن عملية التحلل الحراري (والذي يتكون أساسًا من الميثان والهيدروجين، إلخ) يتمتع بقيمة حرارية عالية، ويمكن استخدامه مباشرةً كوقود لتسخين مفاعل التحلل الحراري. وهذا يسمح للنظام بأكمله بالعمل بشكل مستقل، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة الخارجية.