Пиролиз шин своими руками

Технология пиролиза шин: продукты на выходе, установка своими руками

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Современное общество не представляет своей жизни без автомобильной техники. С ростом числа машин пропорционально растет и количество изношенных покрышек в мире. Станки для переработки автошин в крошку не способны справиться с таким объемом резиновых отходов.

Как происходит пиролиз

Пиролиз шин представляет собой высокоэффективный и недорогой способ переработки резинотехнических изделий (рти), а также отслуживших свой срок автомобильных покрышек. В результате процесса не происходит загрязнения окружающей среды.

Основные этапы технологического процесса, в результате которого утилизируются резиновые отходы, а также изношенные автомобильные шины:

  • При помощи специальных ножей покрышки разделяются на боковую и переднюю часть.
  • Далее происходит загрузка сырья. Разделенный материал помещают в реторту и герметично закрывают, а затем загружают в печь.
  • В результате нагрева происходит разложение резины и выделяется газ. После окончания процесса реторту удаляют из нагревательной камеры и происходит замена на новую. Температура в печи имеет значение 450°С.
  • После длительного остывания из емкости вынимают содержимое. Отделяются жидкие углеводороды от корда.

В ходе закрытого сжигания резины не требуется кислород. Переработка шин пиролизом считается полностью безотходной, все продукты в результате реакции широко применяются в нефтеперерабатывающей промышленности.

При горении в печи происходят химические реакции разложения резины на газообразные нефтяные составляющие, углеродистый порошок и металлический корд.

Продукты реакции

В результате переработки резиновых отходов происходит выделение нескольких видов продукции:

  • Топливо жидкой формы.
  • Остаток, содержащий углерод.
  • Газ при пиролизе.
  • Металлическая армирующая проволока.

Жидкость

Жидкий остаток, по сути, представляет собой синтетическую нефть, схожую по своему составу с природной. При обработке полученного сырья на нефтеперерабатывающих заводах возможно получить такие виды материалов, как бензин, мазут, а также синтетическое масло для автомобильной техники.

Углеродсодержащий остаток

Твердый остаток нашел широкое применение в некоторых областях:

  • Он аналогичен активированному углю по своим абсорбентным свойствам.
  • Как черный краситель в лакокрасочном и цементном производстве.
  • Как сырье для изготовления новых резиновых изделий, а также покрышек.
  • Добавляется в жидкое топливо, либо сжигается сам в специальных печах.

Пиролизный газ

Пиролиз покрышек производится с выделением газа, который по своим характеристикам схож с природным. Большая часть данного газа в результате горения в печи разделяется на жидкие фракции, а также невыпадающие в осадок остатки, которые поддерживают разложение резины.

Металлический корд

Металлическая проволока при воздействии высокой температуры не подвержена разложению и остается в практически неизменном виде. Сердечник автомобильных шин производится из качественной стали, которая при дальнейшей переплавке находит свою вторую жизнь

Устройство котлов

Пиролизная установка по переработке шин в своей конструкции имеет следующие основные элементы:

  • Реторта.
  • Камера горения.
  • Теплообменник.

Реторта

Герметичная емкость, в которой резиновые отходы и шины после предварительного измельчения проходят процессы разложения в результате пиролиза на основные составляющие перед дальнейшей переработкой.

Изготавливается из прочного металла во избежание прогорания стенок.

Камера горения

Топка по конструкции представляет собой два отсека для горения топлива. В первой камере происходит основное горение, где поддерживается необходимая температура для технологического процесса. В верхнем отсеке происходит полное дожигание топлива во избежание выбросов вредных веществ в атмосферу. Камера дожигания снабжается отверстиями для естественной подачи воздуха.

Теплообменник

Данная конструкция представляет собой соединение из металлических труб, в которых происходит остывание и разделение пиролизного газа на составляющие. Осушенный газ применяют для дальнейшего сжигания в печи. Жидкая составляющая проходит последующую переработку.

Можно ли сделать оборудование своими руками

Оборудование для переработки шин можно собрать своими руками, конструкция пиролизной установки проста. Для изготовления необходимы следующие основные элементы:

  1. Металлические трубы различного диаметра, для отдельных узлов аппарата.
  2. Краны и вентиля для контроля подачи топлива для печи.
  3. Термометры, с помощью которых будет производиться контроль за внутренними процессами и значением показаний температуры.
  4. Металлическая бочка объемом 200 л, она послужит для изготовления камеры сгорания.
  5. В качестве реторты подойдет обычный бытовой бидон, после доработки его герметичными соединениями.

Действовать изготовленное своими руками оборудование будет, но только как бытовой прибор для научных исследований. Без дополнительного оборудования для дальнейшей переработки получаемого сырья, продукты бытового процесса пиролиза малопригодны для применения по своему назначению. Экономическая выгода при использовании такой установки будет незаметна в результате малого возможного объема шин.

Для увеличения выгоды при переработке покрышек в пригодное топливо необходимо применять готовые установки пиролиза, изготовленные специалистами.

Получаемое сырье необходимо в дальнейшем улучшать и перерабатывать, для этого в промышленных агрегатах применяются дополнительные вспомогательные узлы:

  • Скруббер. Устройство, которое охлаждает получаемый в результате пиролиз газ, с применением специальных химических веществ. Происходит частичная конденсация в жидкость.
  • Сепаратор. Снижает уровень влажности полученного газа перед дальнейшей подачей в печь.
  • Конденсатор. Окончательно преобразует полученную газообразную фракцию в жидкость.
  • Фильтры. Защищают от попадания вредных веществ в атмосферу, в результате горения.
Читать еще:  Как сделать пресс для макулатуры своими руками

В ходе процесса пиролиза необходимо соблюдать правила безопасной эксплуатации.

Работа печи

Метод работы промышленной пиролизной установки для переработки резиновых изделий и шин подразумевает несколько основных этапов производства:

  1. Подготовка материала для его дальнейшего разложения в реторте.
  2. Полученное сырье при пиролизе подается в устройство для охлаждения и частичной конденсации пиролизного газа.
  3. При прохождении через конденсирующий трубопровод происходит окончательное разделение на жидкую и газообразную составляющую.
  4. При осушении оставшегося газа его подают для дальнейшего сжигания в печи.

Большие перерабатывающие заводы используют в процессе разложения резины дополнительные катализаторные установки.

В нашей стране метод технологической переработки резины пока не используется широко, однако на рынке представляются достойные образцы установок отечественного производства.

Пиролизные котлы – утилизация шин с большой выгодой

Стремительное развитие автомобилестроения и доступность автомобилей приводит к тому, что с каждым годом растет количество отработавших свой срок покрышек. Накопление шин имеет отрицательное влияние на окружающую среду, поскольку такого рода мусор практически не разлагается естественным способом в природе и поэтому не может быть просто схороненным на специальных свалках. Чтобы избежать техногенной катастрофы следует утилизировать ненужные покрышки.

Существует несколько способов утилизации ненужных шин, но наиболее перспективным и экологически правильным считается метод пиролиза, реализуемый в специальных установках (пиролизных печах).

Принципиальная схема пиролизной печи с основными элементами

На сегодня пиролизные котлы – утилизация шин с большой выгодой и минимальным воздействием на окружающую среду.

Что являет собой пиролиз?

Пиролиз представляет собой специальный физико-химический процесс, предусматривающий разложение элементов резиновых покрышек под воздействием высокой температуры и без доступа воздуха.

Если шины попросту нагревать в открытой атмосферной среде, то сначала они будут тлеть и впоследствии загорятся, выделяя в атмосферу массу вредных веществ. Когда нагрев происходит без доступа воздуха, то отсутствуют условия для горения. В таком случае начинают протекать химические реакции иного типа, позволяющие разложить обычную резину на несколько нефтяных фракций, которые вследствие высоких температур пребывают в газообразном состоянии. Их можно сконденсировать, чтобы получить пиролизное масло, а также неконденсируемый пиролизный газ. Этот газ можно повторно направлять в топку реактора для поддержки цикличности процесса и исключении потребностей в дополнительном топливе для функционирования пиролизной установки.

Благодаря такой методике можно получить безотходную технологию утилизации с минимальной нагрузкой на окружающую среду. Если сравнивать обычное сжигание шин с процессом пиролиза, то следует отметить, что последний в несколько раз экологичнее и дополнительно еще позволяет получить вторичное сырье.

Рекомендуем также посмотреть видео про изготовления пиролизного котла своими руками на 15-25 кВт

Вторичные продукты, получаемые при пиролизе

Пиролиз – это процесс, который не только обеспечивает экологичность, но и является высокопрактичной методикой, с помощью которой можно получить различное вторичное сырье.

В процессе утилизации шин с помощью пиролиза получают технический углерод, который может применяться в качестве наполнителя в процессе производства различной прорезиненной продукции такой, как транспортные ленты, уплотнители, техпластины и пр. Углеродные фракции более низкого качества применяется в строительстве в роли добавок при производстве различных изделий из бетона, плиток для тротуара и др.

Пиролизный газ, получаемый при утилизации, напоминает природный и может применяться для получения тепловой энергии, а также на небольших электростанциях для генерирования электричества.

Металлические корды, которые остаются от шин могут повторно использоваться в металлургическом производстве для переплавки и производства другой металлической продукции.

Получаемая синтетическая нефть имеет состав, напоминающий природное сырье и может заменить многие из нефтепродуктов.

Низкотемпературная утилизация шин

Низкотемпературный пиролиз относится к процессам, при которых измельченные покрышки подвергаются температурному разложению в безвоздушной среде при Т= 400ºС…900ºС. После такого процесса в отходах отсутствуют биологически активные вещества, поэтому их можно хранить исключая вред окружающей среде. Пепел, который при этом образуется, отличается высокой плотностью, что минимизирует объем остатков, которые могут складироваться на небольшой площади.

Преимущества низкотемпературного пиролиза

  • простота хранения и транспортирования продуктов пиролиза;
  • минимальный объем получаемых отходов;
  • получение вторичного сырья, которое может использоваться для получения тепловой энергии.

Недостатки пиролиза

  • низкотемпературный пиролиз не может обеспечить полного распада диоксинов;
  • не происходит плавление тяжелых металлов, которые выпадают в осадок со шлаком.

Высокотемпературная утилизация

Высокотемпературный пиролиз относится к высокотемпературным процессам утилизации отработанных шин, который осуществляется при температурном режиме 1000ºС…1400ºС. Этот процесс предусматривает максимальную газификацию резиновых отходов, в процессе которой из органических составляющих покрышек получает синтез-газ, который впоследствии может использоваться для получения электричества на тепловых электростанциях или для подогрева воды системами тепловодоподачи.

Установка для пиролиза шин

Пиролизные котлы представляют собой специальные установки, с помощью которых можно эффективно утилизировать покрышки, используя технологию высокотемпературного или низкотемпературного пиролиза. Их основным элементом является реактор, который включает в свою конструкцию швельшахту и шахтную печь. Твердые части предварительно разделенных покрышек засыпаются в верхнюю часть реактора, где они опускаются в швельшахту. В верхней части реактора происходит подсушивание перерабатываемой резины с последующим ее опусканием к середине реактора, где и реализуется сам процесс пиролиза.

В безвоздушной среде происходит постепенное коксование резины и ее термическое разложение на отдельные фракции. В процессе пиролиза образуются газы, которые изначально направляются к котлу-утилизатору после которого проходят через распылительную сушилку и направляются в специальный абсорбент. Очистка дымовых газов абсорбентом позволит извлечь вредные вещества, после чего газы могут выводиться в атмосферу, не причиняя ей вреда.

Читать еще:  Ржавый лак своими руками

Продукты пиролиза выводятся из реактора для последующего их использования в качестве вторичного сырья для промышленных отраслей или народного хозяйства.

Основные этапы переработки шин пиролизом

Утилизация шин с помощью пиролизных установок реализуется в несколько этапов:

  1. покрышки для утилизации отправляются на склад вторсырья;
  2. используя борторезную установку, покрышки разрезают на протекторную и бортовую часть, чтобы обеспечить максимально плотную упаковку перед загрузкой пиролизного котла;
  3. порезанные покрышки загружаются на реторты, которые устанавливаются в пиролизные печи;
  4. в процессе термического разложения покрышки образуется газ, который используется в качестве горючего газа, а также для конденсации в пиролизное масло;
  5. после завершения процедуры пиролиза реторта извлекается из печи, а ее место занимает новая со следующей порцией покрышек на переработку;
  6. после остывания реторты производится отделение металлических кордов от углеродных остатков;
  7. продукты пиролиза собираются и отправляются на склад для использования в качестве вторсырья.

Преимущества пиролиза шин

Утилизация отходов отработанных покрышек с помощью установок пиролиза имеет целый ряд неоспоримых преимуществ:

  • процесс является высокобезопасным и экологичным по отношению к окружающей среде;
  • продукты пиролиза не имеют в своем составе токсичных и опасных веществ;
  • вещества, получаемые в процессе утилизации шин пиролизом, могут использоваться в качестве вторичного сырья в разных отраслях промышленности и энергетическом секторе;
  • практически отсутствуют отходы – все вещества, которые продуцируются после пиролиза покрышек, являются ликвидными продуктами и могут использоваться повторно;
  • установка для пиролиза не требует больших энергозатрат и отличается высокими показателями экономичности и энергоэффективности.

Суммируя выше сказанное можно сделать выводы, что утилизация ненужных покрышек с помощью пиролиза является единственно верным способом переработки отходов автомобильной отрасли, который максимально защищает окружающую среду от загрязнений вредными веществами. Кроме этого, технология пиролиза является выгодной и для бизнеса, ведь, при минимальных затратах, позволяет получить большое количество различных веществ, которые могут использоваться в качестве вторичного сырья для производства новой продукции, генерирования тепловой энергии, электричества.

Экология

На другом, дешевом конце линейки – недорогие агрегаты периодической загрузки отечественного производства и часто полукустарной доводки. Они позволяют получать из шин сажу, гордо именуемую «техническим углеродом», и низкокачественное котельное топливо, свойства которого колеблются от загрузки к загрузке.

Такая установка часто представляет собой вертикальный тигель (или несколько), куда загружаются шины. Каждый тигель закрывается и закрепляется примерно 20 болтами по периметру, затем поднимается с помощью кран-балки и помещается в топочную камеру. После присоединения патрубка еще 6–8 болтами к контуру установки можно начинать цикл. Все пиролитическое оборудование периодического действия работает примерно по одинаковому циклу – во время нагрева в условиях отсутствия или недостатка кислорода из резины начинают выделяться различные фракции углеводородов, которые испаряются и выходят в виде пара. Пар конденсируется в теплообменнике. Летучие углеводороды выходят в виде газа, идущего на поддержание работы установки. Как говорится, дешево и сердито.

К сожалению, чаще бывает сердито. Пиролиз – процесс небезопасный и не допускает вольного обращения. Попадание даже небольшого количества воздуха внутрь реактора неизбежно приводит к взрыву той или иной силы. Именно поэтому тигли, вынутые после окончания реакции той же кран-балкой из установки, полагается еще несколько часов остужать до разгрузки и загрузки новой партии сырья. К достоинствам такой установки со съемными тиглями можно отнести лишь относительно небольшую стоимость и изолированность процесса от окружающей среды, тогда как на другой чаше весов – риск для здоровья персонала и безопасности производства, низкая производительность, значительные размеры установки, нерационально организованный рабочий цикл и т. д.

Из-за необходимости охлаждения реактора в конце каждого цикла производительность таких установок невелика, а с увеличением производительности неизбежно растет и размер установки, и риск попадания воздуха через соединения, которые постоянно подвергаются монтажу и демонтажу. Кроме того, вертикальный реактор плюс необходимость вынимать из него тигель кран-балкой требуют здания высотой не менее 8–10 м. Поэтому экономия на стоимости оборудования не всегда однозначно ведет к финансовой выгоде.Альтернативой являются установки с горизонтальным реактором. В качестве примера можно привести установки термической деструкции непрерывного действия. Главное отличие ее от упомянутых установок не только в компактных и стандартизованных размерах (установка выполнена в 1–3 стандартных морских контейнерах с 95%-й заводской готовностью), но и в непрерывной работе, исключающей необходимость многочасового охлаждения.

В установках термической деструкции подача и продвижение сырья по реактору производится с помощью системы шнеков, изолированных от окружающей среды, как и весь процесс. Интеллектуальная система обеспечения безопасности с помощью датчиков постоянно производит опрос параметров процесса и не допускает попадания воздуха ни в один из технологических узлов установки. Установки термической деструкции отличаются низким энергопотреблением (так, наиболее крупная модификация установки типа УТД производительностью 800 кг/ч потребляет лишь 25 кВт/ч электроэнергии) и энергетической «всеядностью», так как может работать на дизельном топливе, пиролизном газе и пиролизном топливе.

Совместно с крупной фирмой-производителем микротурбин специалисты ЗАО «Безопасные Технологии» разработали модуль получения электроэнергии из пиролизного газа или пиролизного топлива, получаемого из шин на описанной установке. Схема получения электроэнергии при этом может быть реализована с акцентом как на пиролизный газ, так и на пиролизное топливо, совмещенная схема также возможна. Таким образом, из 1 т шин,которая при переработке дает примерно 200–250 кг пиролизного газа и около 400 кг топлива, можно получить 2 МВт электроэнергии, напрямую направив топливо на микротурбины. Однако в отдельных случаях предпочтительна иная технологическая схема, подразумевающая использование промежуточной стадии – генерации пара.

По причине резко растущего интереса к пиролитическим установкам как к следующему логическому шагу после инсинерации на рынке пиролитического оборудования ежедневно возникает множество предложений, в том числе достаточно фантастических. Далеко не все компании, предлагающие чудеса, имеют средства даже на элементарные исследования своих же продуктов, надеясь на доверчивого клиента. «Окислительный пиролиз», «многостадийный пиролиз», будучи, с одной стороны, полноправными технологическими терминами, с другой – часто являются просто красивыми словами, прикрывающими отсутствие элементарного опыта обращения с процессом пиролиза. Ведь пиролиз намного более сложен, чем уже ставшая привычной инсинерация, и, главное, означает гораздо больший риск для здоровья персонала в случае «не доведенного до ума» оборудования.

В то же время невозможно не признать существования общей положительной тенденции ухода от бездумного уничтожения вторичных ресурсов, проявляющей себя, в частности, и в возникновении такого разнообразия установок на базе пиролиза. В мире постоянно появляются разработки в этой области, термин TDF (tyrederived fuel – англ. «топливо из шин») давно стал официальным. Компании наподобие Klean Industries, на счету которой более 500 выполненных проектов в области производства энергии из вторичных ресурсов, уже вплотную подошли к изготовлению наноматериалов, таких как фуллерены, из использованных шин.

Поэтому в условиях сложной международной обстановки появление и успешное внедрение российских разработок в области вторичной энергии является как нельзя более своевременным.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector