اصول کار کارخانه پیرولیز لاستیکهای فرسوده چیست؟
اصل اساسی کارخانه پیرولیز لاستیکهای فرسوده، تجزیه اجباری لاستیکهای مولکولی بزرگ در لاستیکها به مولکولهای کوچک در شرایط بدون اکسیژن (یا با کمبود اکسیژن) و دمای بالا (معمولاً 300 تا 500 درجه سانتیگراد) و سپس تبدیل آنها به سه محصول است: روغن پیرولیز قابل استفاده مجدد، گاز قابل احتراق و کربن سیاه.
کل فرآیند مانند "بخاردهی خشک" لاستیکها در یک ظرف دربسته است و میتوان آن را به سه مرحله کلیدی زیر تقسیم کرد:
پیش تصفیه و فعلف زنی
لاستیکهای فرسوده ابتدا باید خرد شوند، سیمهای فولادی با جداکننده مغناطیسی جدا شده و سپس برای به دست آوردن گرانول یا پودر لاستیک یکنواخت، پودر شوند. سپس مواد اولیه به طور مداوم از طریق نوار نقاله مارپیچی یا روش مشابه به یک راکتور بسته تغذیه میشوند تا از انجام واکنش در محیطی عاری از اکسیژن اطمینان حاصل شود.
پیرولیز رواکنش
این مهمترین مرحله در کل فرآیند است. پس از ورود مواد اولیه به راکتور، گرما باعث ایجاد یک واکنش پیچیده شکستن پیوندهای شیمیایی میشود. نکات زیر باید در طول عملیات به دقت مورد توجه قرار گیرند:
شرایط بدون اکسیژن:سیستم باید کاملاً عاری از اکسیژن باشد، در غیر این صورت لاستیکها مستقیماً میسوزند. این امر معمولاً با پاکسازی با گازهای بیاثر مانند نیتروژن یا با استفاده از گازهای غیرقابل احتراق تولید شده در طول فرآیند واکنش برای ایجاد یک فضای محافظ برای جداسازی سیستم از هوا حاصل میشود.
دمای واکنش: دما شاخص اصلی تعیینکننده روند محصول است. وقتی دمای کوره در محدوده ۳۰۰ تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد کنترل میشود، زنجیرههای ماکرومولکولی لاستیک تجزیه میشوند و محصول اصلی، روغن مایع پیرولیز است. هنگامی که دما از ۷۰۰ درجه سانتیگراد بالاتر میرود، بازده گاز به طور قابل توجهی افزایش مییابد و تمایل به تشکیل محصولات جانبی مانند هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقهای (PAHs) نیز افزایش مییابد.
زمان اقامت: مدت زمانی که مواد در راکتور باقی میمانند نیز بر ساختار محصول تأثیر میگذارد. اگر زمان ماند خیلی کوتاه باشد، واکنش پیرولیز ممکن است کامل نشود؛ اگر زمان ماند خیلی طولانی باشد، پیرولیز ثانویه به راحتی القا میشود و باعث میشود موادی که باید به نفت تبدیل میشدند، بیشتر به گاز تجزیه شوند.
در حال حاضر، کارخانههای پیرولیز تایر فرسوده را میتوان بر اساس شکل راکتور اصلی آن، عمدتاً به انواع زیر طبقهبندی کرد:
| نوع راکتور | اصل کار و ویژگی ها |
|
راکتور مارپیچی/مارپیچی توخالی | این روش از تیغههای مارپیچی برای به حرکت درآوردن و هم زدن مواد استفاده میکند. این روش انتقال حرارت یکنواخت را تضمین میکند، برای تولید مداوم مناسب است و در حال حاضر یکی از رایجترین انواع در تحقیقات و کاربردها است. |
| راکتور کوره دوار | مواد درون سیلندری که به آرامی میچرخد، غلتانده میشوند که منجر به گرمایش یکنواخت، ظرفیت پردازش بالا و فناوری بالغ میشود. |
| راکتور بستر متحرک | مواد به دلیل جاذبه به سمت پایین حرکت میکنند، در حالی که گاز به سمت بالا جریان مییابد که منجر به تماس خوب گاز-جامد و توزیع دمای قابل کنترل میشود. |
| راکتور پیرولیز مایکروویو | انرژی مایکروویو برای گرم کردن مستقیم مواد استفاده میشود که منجر به گرمایش سریع و گرمایش انتخابی میشود و میتواند زمان واکنش را به طور قابل توجهی کاهش دهد. |
محصول سجداسازی و وانرژی سگردش خون خودی
پس از پیرولیز، راکتور یک محصول مخلوط با دمای بالا تولید میکند که سپس وارد سیستم جداسازی میشود.:
جداسازی گاز از جامد: گاز نفت با دمای بالا و کربن سیاه جامد ابتدا از هم جدا میشوند. پس از خنک شدن و جمعآوری، کربن سیاه جامد میتواند به عنوان مادهی کار یا سوخت استفاده شود.
میعان نفت و گاز:نفت و گاز با دمای بالا وارد سیستم تراکم میشوند و برای به دست آوردن نفت پیرولیز خنک میشوند. این گاز غیرقابل تراکم، گاز غیرقابل تراکم پیرولیز نامیده میشود.
خودکفایی در انرژی: درخشش این دستگاه در این واقعیت نهفته است که گاز جدا شده از پیرولیز غیر قابل میعان (که عمدتاً از متان، هیدروژن و غیره تشکیل شده است) دارای ارزش حرارتی بالایی است و میتواند مستقیماً به عنوان سوخت برای گرم کردن راکتور پیرولیز استفاده شود. این امر به کل سیستم اجازه میدهد تا به تنهایی کار کند و مصرف انرژی خارجی را تا حد زیادی کاهش دهد.