Jaka jest zasada działania instalacji do pirolizy zużytych opon?
Podstawową zasadą działania instalacji do pirolizy zużytych opon jest rozbicie dużych cząsteczek gumy zawartej w oponach na małe cząsteczki w warunkach beztlenowych (lub z niedoborem tlenu) i w wysokiej temperaturze (zwykle 300–500°C), a następnie przekształcenie ich w trzy produkty: olej pirolityczny nadający się do ponownego wykorzystania, gaz palny i sadzę.
Cały proces przypomina „suche parowanie” opon w szczelnym pojemniku i można go podzielić na trzy następujące kluczowe kroki:
Wstępne leczenie i Fpotrzeba
Zużyte opony muszą zostać najpierw zmiażdżone, stalowe druty oddzielone metodą separacji magnetycznej, a następnie zmielone na jednorodny granulat lub proszek gumowy. Surowce są następnie w sposób ciągły podawane do zamkniętego reaktora za pomocą przenośnika ślimakowego lub podobnej metody, aby zapewnić, że reakcja przebiega w środowisku beztlenowym.
Pyroliza Rakcja
To najważniejszy etap całego procesu. Po wejściu surowców do reaktora, nagrzewanie wyzwala złożoną reakcję rozrywania wiązań chemicznych. Podczas pracy należy dokładnie rozważyć następujące kwestie:
Warunki beztlenowe:Układ musi być utrzymywany w stanie całkowicie beztlenowym, w przeciwnym razie opony spalą się bezpośrednio. Zazwyczaj osiąga się to poprzez przedmuchiwanie gazami obojętnymi, takimi jak azot, lub poprzez użycie niepalnych gazów powstających w procesie reakcji, aby stworzyć atmosferę ochronną izolującą układ od powietrza.
Temperatura reakcji: Temperatura jest kluczowym wskaźnikiem determinującym trend produktu. Gdy temperatura pieca jest utrzymywana w zakresie 300–500°C, łańcuchy makrocząsteczek kauczuku ulegają rozpadowi, a głównym produktem jest ciekły olej pirolityczny. Po wzroście temperatury powyżej 700°C, wydajność gazu znacznie wzrasta, a tendencja do tworzenia produktów ubocznych, takich jak wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), również wzrasta.
Czas przebywania: Czas przebywania materiałów w reaktorze również wpływa na strukturę produktu. Zbyt krótki czas przebywania może uniemożliwić zakończenie reakcji pirolizy; zbyt długi powoduje łatwą pirolizę wtórną, powodującą dalszy rozkład substancji, które powinny przekształcić się w olej, do postaci gazu.
Obecnie główne instalacje do pirolizy zużytych opon można podzielić na następujące typy, w zależności od rodzaju reaktora rdzeniowego:
| Typ reaktora | Zasada działania i charakterystyka |
|
Reaktor spiralny/pusty spiralny | Wykorzystuje spiralne łopatki do wprawiania w ruch i mieszania materiałów. Metoda ta zapewnia równomierny transfer ciepła, nadaje się do produkcji ciągłej i jest obecnie jedną z najpopularniejszych metod w badaniach i zastosowaniach. |
| Reaktor pieca obrotowego | Materiał jest wirowany wewnątrz wolno obracającego się cylindra, co zapewnia równomierne nagrzewanie, dużą wydajność przetwarzania i zaawansowaną technologię. |
| Reaktor z ruchomym złożem | Materiały poruszają się w dół pod wpływem grawitacji, podczas gdy gaz płynie w górę, co zapewnia dobry kontakt gazu i ciała stałego oraz kontrolowany rozkład temperatury. |
| Reaktor pirolizy mikrofalowej | Energia mikrofalowa jest wykorzystywana do bezpośredniego podgrzewania materiałów, co powoduje szybkie i selektywne nagrzewanie, co może znacznie skrócić czas reakcji. |
Produkt Sseparacja i Ienergia Self-krążenie
Po pirolizie reaktor wypuszcza produkt mieszany o wysokiej temperaturze, który następnie trafia do układu separacyjnego：
Separacja gazu i ciała stałego: Najpierw oddziela się wysokotemperaturowy gaz olejowy i stałą sadzę. Po schłodzeniu i zebraniu stałą sadzę można wykorzystać jako materiał roboczy lub paliwo.
Kondensacja ropy naftowej i gazu:Wysokotemperaturowy olej i gaz trafiają do układu kondensacji i są schładzane w celu uzyskania oleju pirolitycznego. Ten nieskraplający się gaz nazywany jest gazem nieskraplającym się po pirolizie.
Samowystarczalność energetyczna: Genialność tego urządzenia polega na tym, że oddzielony, nieskraplający się gaz pirolityczny (składający się głównie z metanu, wodoru itp.) ma wysoką wartość opałową i może być bezpośrednio wykorzystany jako paliwo do ogrzewania reaktora pirolizy. Dzięki temu cały system może działać samodzielnie, znacznie zmniejszając zużycie energii z zewnątrz.