Пиролиз от А до Я (часть 2)

Пиролизные печи и установки термической деструкции

Обеспечить пиролиз позволяют специальные печи. Их конструкцию в соответствии со стадиями протекания процесса условно можно поделить на радиантную и конвекционную части. В первой осуществляется непосредственно сам процесс пиролиза. Вторая часть обеспечивает дегидрацию продуктов разложения и их конденсацию. В зависимости от применяемого сырья и получаемых продуктов пиролиза конструкции установок различаются радиантной частью.

При переработке нефтепродуктов используются трубчатые радиаторы (змеевики), в то время как при переработке отходов – это реакторы с большой открытой камерой. Соответственно различия в конструкции отражаются на системе нагрева, которая требует управляемого наращивания температур в зоне реакции. При этом конструкция должна обеспечивать время пребывания сырья в зоне с максимальной температурой как можно меньше и составлять порядка всего 0,1-0,5 секунд.

В современной терминологии все чаще встречается термин «установка термической деструкции». Он подчеркивает назначение печи, как оборудования для утилизации. Конструктивно ее особенности проявляются в загрузочном окне и мобильном варианте исполнения, что предполагает возможность транспортировки. Современные установки полностью автоматизированы и просты в эксплуатации. Например, Установка термической деструкции (УТД-1).

Пиролиз в разрезе технологической цепочки

Рассмотрим пиролиз, как технологию термического разложения отходов. Соответственно, сырьем будут служить углеродосодержащие материалы. Такой технологический процесс представим в виде следующих стадий:

1. загрузка сырья в реактор;
2. нагрев содержимого без доступа кислорода за счет работы горелки; температура в камере контролируется и плавно увеличивается до требуемых технологических величин;
3. термическое разложение сырья; резкий подъем давления и температуры свидетельствуют о начавшейся реакции;
4. стабилизация процесса; горелка переходит на работу от образующегося пиролизного газа;
5. стадия первичного разделения продуктов горения; смесь поступает в теплообменник, где сконденсировавшиеся продукты собираются в отдельную емкость;
6. глубокая фаза расщепления смеси в газожидкостном разделителе; образуется газообразная и жидкая фракции;
7. осуществляется сбор продуктов горения в специально установленные емкости;
8. сухая фракция осаждается в самой пиролизной камере.

Соответственно, основные узлы технологической цепочки: реактор – теплообменник – газожидкостный разделитель – емкости для сбора продуктов пиролиза. Обеспечивают работу установки водяная и воздушная система охлаждения, горелка, работающая на жидком топливе и пиролизном газе.

Технологический процесс пиролиза на примере УТД-1 (смотреть ВИДЕО)

Практическое использование продуктов пиролиза

Пиролиз позволяет в результате переработки органических веществ получать – непредельные углеводороды. Это этилен, пропилен, бензол, дивинил, бутадиен и другие из ряда олефинов. Они необходимы для получения пластмасс, синтетических материалов и каучуков. Применительно к пиролизным установкам (термическим деструкторам), продукты их работы:

• пиролизный газ, который используется, как топливо для работы установок;
• коксовый остаток 4-5 класса опасности; может использоваться на строительные и рекультивационные нужды, в том числе входить в состав угольных брикетов, строительные и бетонные смеси;
• синтетическая нефть; применима для получения компонента бензина и дизельного топлива;
• выделяемое тепло может направляться для обогрева помещений;
• дистиллированная вода; применима для получения буровых растворов; может использоваться в качестве технической или питьевой воды после дополнительной очистки.

Пиролиз: преимущества технологии

1. Получение ценного для химической промышленности сырья.
2. Возможность полного контроля и регулирования процесса.
3. Высокая эффективность за счет использования для поддержания работы собственных продуктов горения.
4. Пиролиз –  экологически чистая технология, так как отходы имеют минимальный объем и не требуют специальной очистки.
5. Широкий спектр использования: как технология получения химического сырья, утилизации отходов и функционирования печей отопления.
6. Экономически выгодная технология переработки отходов бурения, нефтешламов, пластмасс, резины и других органических материалов.

Пиролиз от А до Я (часть 3): перспективы развития технологии пиролиза в России или «План 2030»

При использовании материала/любой его части ссылка на сайт (www.i-pec.ru) обязательна