В чём принцип работы установки пиролиза отработанных автомобильных шин?
Основной принцип работы установки пиролиза отработанных шин заключается в принудительном расщеплении крупных молекул резины в шинах на мелкие молекулы в бескислородных (или обедненных кислородом) и высокотемпературных (обычно 300-500℃) условиях, а затем преобразовании их в три продукта: пригодное для повторного использования пиролизное масло, горючий газ и технический углерод.
Весь процесс похож на «сухую обработку паром» шин в герметичном контейнере и может быть разбит на три основных этапа:
Предварительная обработка и Фпрополка
Сначала отработанные шины необходимо измельчить, стальную проволоку отделить методом магнитной сепарации, а затем перемолоть для получения однородных резиновых гранул или порошка. Затем сырье непрерывно подается в закрытый реактор с помощью шнекового конвейера или аналогичного метода, чтобы обеспечить протекание реакции в бескислородной среде.
Пиролиз Рреакция
Это наиболее важный этап всего процесса. После поступления сырья в реактор нагрев запускает сложную реакцию разрыва химических связей. В ходе работы необходимо тщательно учитывать следующие моменты:
Условия отсутствия кислорода:Система должна поддерживать строго бескислородное состояние, иначе шины сгорят напрямую. Обычно это достигается продувкой инертными газами, такими как азот, или использованием негорючих газов, образующихся в процессе реакции, для создания защитной атмосферы, изолирующей систему от воздуха.
Температура реакции: Температура является ключевым показателем, определяющим тенденцию изменения состава продукта. При поддержании температуры печи в диапазоне 300-500℃ происходит расщепление макромолекулярных цепей каучука, и основным продуктом является жидкое пиролизное масло. При повышении температуры выше 700℃ значительно увеличивается выход газа, а также возрастает тенденция к образованию побочных продуктов, таких как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).
Время пребывания: Продолжительность пребывания материалов в реакторе также влияет на структуру продукта. Если время пребывания слишком короткое, реакция пиролиза может быть неполной; если время пребывания слишком длинное, легко возникает вторичный пиролиз, в результате которого вещества, которые должны были превратиться в масло, продолжают разлагаться на газ.
В настоящее время основные установки пиролиза отработанных шин можно классифицировать по форме реактора следующим образом:
| Тип реактора | Принцип работы и характеристики |
|
Спиральный/полый спиральный реактор | В нем используются спиральные лопасти для перемещения и перемешивания материалов. Этот метод обеспечивает равномерную передачу тепла, подходит для непрерывного производства и в настоящее время является одним из наиболее распространенных типов в исследованиях и практическом применении. |
| Вращающийся печной реактор | Материал перемешивается внутри медленно вращающегося цилиндра, что обеспечивает равномерный нагрев, высокую производительность и отработанную технологию. |
| Реактор с подвижным слоем | Материалы движутся вниз под действием силы тяжести, в то время как газ течет вверх, что обеспечивает хороший контакт газа с твердым телом и контролируемое распределение температуры. |
| Реактор микроволнового пиролиза | Микроволновая энергия используется для непосредственного нагрева материалов, что приводит к быстрому и избирательному нагреву, позволяющему значительно сократить время реакции. |
Продукт Сразделение и Иэнергия Сэльфийская циркуляция
После пиролиза реактор выдает высокотемпературную смесь продуктов, которая затем поступает в систему разделения.：
Разделение газа и твердых веществ: Сначала разделяют высокотемпературный нефтяной газ и твердый технический углерод. После охлаждения и сбора твердый технический углерод можно использовать в качестве рабочего материала или топлива.
Конденсация нефти и газа:Высокотемпературные нефть и газ поступают в систему конденсации и охлаждаются для получения пиролизного масла. Этот неконденсируемый газ называется пиролизным неконденсируемым газом.
Энергетическая самодостаточность: Гениальность этого устройства заключается в том, что отделенный пиролизный неконденсируемый газ (в основном состоящий из метана, водорода и т. д.) обладает высокой теплотворной способностью и может быть непосредственно использован в качестве топлива для нагрева пиролизного реактора. Это позволяет всей системе работать автономно, значительно снижая внешнее энергопотребление.