Wat is het werkingsprincipe van een pyrolyse-installatie voor afvalbanden?
Het kernprincipe van een pyrolyse-installatie voor afvalbanden is het afbreken van de grote rubbermoleculen in banden tot kleinere moleculen onder zuurstofvrije (of zuurstofarme) omstandigheden bij hoge temperaturen (meestal 300-500 °C), waarna deze worden omgezet in drie producten: herbruikbare pyrolyseolie, brandbaar gas en roet.
Het hele proces is vergelijkbaar met het "droog stomen" van de banden in een afgesloten container en kan worden onderverdeeld in de volgende drie belangrijke stappen:
Voorbehandeling en Fbehoefte
Afgedankte banden moeten eerst worden vermalen, de staaldraden worden door middel van magnetische scheiding verwijderd en vervolgens worden verpulverd tot uniforme rubberkorrels of -poeder. De grondstoffen worden vervolgens continu via een schroefbandtransporteur of een vergelijkbare methode in een gesloten reactor gevoerd om ervoor te zorgen dat de reactie in een zuurstofvrije omgeving plaatsvindt.
Pyrolyse Rreactie
Dit is de meest cruciale stap in het hele proces. Nadat de grondstoffen de reactor zijn binnengekomen, zorgt verhitting voor een complexe chemische reactie waarbij bindingen worden verbroken. De volgende punten moeten tijdens de werking zorgvuldig in acht worden genomen:
Zuurstofvrije omstandigheden:Het systeem moet strikt zuurstofvrij blijven, anders zullen de banden direct verbranden. Dit wordt meestal bereikt door te spoelen met inerte gassen zoals stikstof, of door gebruik te maken van niet-brandbare gassen die tijdens het reactieproces ontstaan om een beschermende atmosfeer te creëren en het systeem van de lucht af te sluiten.
Reactietemperatuur: Temperatuur is de belangrijkste indicator die de productontwikkeling bepaalt. Wanneer de oventemperatuur tussen de 300 en 500 °C wordt gehouden, breken de macromoleculaire ketens van het rubber af en is het hoofdproduct vloeibare pyrolyseolie. Zodra de temperatuur boven de 700 °C stijgt, neemt de gasopbrengst aanzienlijk toe en neemt ook de neiging tot de vorming van bijproducten zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) toe.
Verblijfsduur: De verblijftijd van materialen in de reactor beïnvloedt ook de productstructuur. Als de verblijftijd te kort is, kan de pyrolysereactie onvolledig zijn; als de verblijftijd te lang is, treedt gemakkelijk secundaire pyrolyse op, waardoor stoffen die olie hadden moeten worden, verder ontleden tot gas.
Momenteel kunnen de gangbare installaties voor de pyrolyse van afvalbanden hoofdzakelijk in de volgende typen worden ingedeeld op basis van de vorm van de kernreactor:
| Reactortype | Werkingsprincipe en kenmerken |
|
Spiraal-/holle spiraalreactor | Het maakt gebruik van spiraalvormige bladen om materialen voort te stuwen en te roeren. Deze methode zorgt voor een uniforme warmteoverdracht, is geschikt voor continue productie en is momenteel een van de meest voorkomende typen in onderzoek en toepassing. |
| Rotatieovenreactor | Het materiaal wordt in de langzaam roterende cilinder rondgedraaid, wat resulteert in gelijkmatige verwarming, een grote verwerkingscapaciteit en een beproefde technologie. |
| Bewegende bedreactor | Door de zwaartekracht zakken de materialen naar beneden, terwijl het gas naar boven stroomt. Dit zorgt voor goed contact tussen gas en vaste stof en een beheersbare temperatuurverdeling. |
| Magnetronpyrolyse-reactor | Magnetronenergie wordt gebruikt om materialen rechtstreeks te verwarmen, wat resulteert in snelle en selectieve verwarming, waardoor de reactietijd aanzienlijk kan worden verkort. |
Product Sscheiding en ENenergie Szelfcirculatie
Na de pyrolyse produceert de reactor een gemengd product bij hoge temperatuur, dat vervolgens in het scheidingssysteem terechtkomt.:
Gas-vaststofscheiding: Oliegas bij hoge temperatuur en vast roet worden eerst gescheiden. Na afkoeling en opvang kan het vaste roet als werkmateriaal of brandstof worden gebruikt.
Olie- en gascondensatie:Olie en gas met een hoge temperatuur komen in het condensatiesysteem terecht en worden afgekoeld om pyrolyseolie te verkrijgen. Dit niet-condenseerbare gas wordt pyrolyse-niet-condenseerbaar gas genoemd.
Energieonafhankelijkheid: De genialiteit van dit apparaat schuilt in het feit dat het afgescheiden, niet-condenseerbare pyrolysegas (voornamelijk bestaande uit methaan, waterstof, enz.) een hoge calorische waarde heeft en direct als brandstof kan worden gebruikt om de pyrolyse-reactor te verwarmen. Hierdoor kan het hele systeem zelfstandig werken, wat het externe energieverbruik aanzienlijk vermindert.