Что такое пиролиз покрышек: суть метода работы пиролизной установки по переработке шин

Число автомобилей в России увеличивается с каждым годом, одновременно растет и количество изношенных шин.

Основной метод утилизации — переработка в резиновую крошку – охватывает далеко не полный объем вторичного резиносодержащего сырья.

И хотя в последние годы сильно возросли темпы производства бесшовных покрытий и асфальта из шинной крошки, большие объемы отслужившей авторезины остаются неутилизированными.

Что происходит с остальным сырьем? В основном резина просто скапливается на свалках, увеличивая их и без того зашкаливающий объем.

Переработка методом пиролиза – современный способ утилизации автошин и других РТИ. Он с успехом применяется за рубежом, но в России пока не очень популярен.

Как происходит переработка автошин?

Пиролиз – наиболее экономически выгодный способ переработки резины из использованных автопокрышек и других РТИ, при этом не загрязняющий газами сгорания окружающую среду.

Протекает он так:

1. Шины предварительно разделяются на переднюю и боковые при помощи борторезного станка.
2. Разрезанные покрышки загружаются в специальную емкость (реторту), которая герметизируется и помещается в печь.
3. Печь нагревается до 450 0С и начинается процесс пиролиза, в ходе которого выделяется газ. Когда разложение сырья заканчивается, реторту извлекают и заменяют новой.
4. После остывания, которое занимает несколько часов, емкость разгружают, отделяя углеродистый остаток от металлического корда.

Процедура отличается от обычного сжигания отсутствием кислорода, который необходим для горения.

При таких условиях происходят химические реакции, в результате которых из шин выделяются газообразные нефтяные фракции, а в печи остается углеродный порошок и корд.

Производство получается безотходным, так как все продукты пиролиза используются в промышленности, принося хорошую прибыль.

Виды утилизации резиновых отходов

В зависимости от способа воздействия выделяют следующие методы утилизации шин:

• Физический.
• Химический.

Данная технология наиболее прогрессивная и современная из всех существующих технологий, связанных с разложением резины на составные части

Получение резиновой крошки

Физический предполагает механическое измельчение сырья до состояния крошки. Полученный порошок используют в производстве новых покрышек. Такой способ довольно популярен. Кроме резины, из старых шин получают химические волокна и небольшое количество стали.

Процесс переработки начинается с резки исходного сырья на мелкие куски. С помощью магнитного сепаратора удаляют остатки металлического корда. Полученную массу измельчают до состояния крошки.

Переработка шин в резиновую крошку

Пиролизный способ

Эта технология основана на разложении исходного сырья на компоненты под действием температур без участия кислорода. Результат пиролиза зависит от температуры, при которой происходит утилизация отходов. Существует низко и высокотемпературный пиролиз. Метод получил широкое распространение в Европе. Пиролиз шин более экологичен, чем сжигание и экономически интересен, так как позволяет получать топливо из отработанного материала.

В результате пиролизной утилизации из старых покрышек получают следующие продукты:

• Синтетическая нефть (основа для производства различных нефтепродуктов, в том числе топлива).
• Технический углерод. Он используется как краситель для бетона, для изготовления транспортерных лент, изготовления тротуарной плитки.
• Металлокорд (вторично применяют для производства новых покрышек или идет на металлолом).
• Термолизный газ (используется для установки по утилизации шин или на мини-котельнях в целях обеспечения теплом).

Самым экономически выгодным способом считается восстановление шин посредством вулканизации. Этот вариант наиболее всего актуален для крупногабаритных колес. Полученный таким методом продукт в несколько раз дешевле новой покрышки. Шины легковых машин выгоднее всего перерабатывать с помощью пиролиза.

Продукты, получаемые на выходе

Есть несколько продуктов, получаемых на выходе. Это:

• жидкое топливо;
• углеродосодержащий остаток;
• пиролизный газ;
• металлокорд покрышек.

Каждый из этих продуктов можно применять с пользой.

Выход жидкости

Жидкость, получаемая на выходе во время пиролиза резины – синтетическая нефть, по составу похожая на природную.
При дополнительной переработке она способна заменить многие горюче-смазочные материалы – бензин, солярка, масло и т. д.

В США более 100 миллионов изношенных шин ежегодно превращаются в дизельное топливо, а одна покрышка приравнивается к 30 литрам нефти.

В крайнем случае необработанное пиролизное масло, полученное из покрышек, можно использовать как топливо для печей и котлов.

Твердый углеродсодержащий остаток

Применяется в различных сферах:

• при изготовлении определенных резинотехнических изделий (например, транспортерных лент, утеплителей или новых автопокрышек);
• в лакокрасочном и цементном производстве – в качестве красителя;
• используется как сорбент вместо активированного угля;
• может служить как твердое топливо или как компонент для жидкого горючего.

Пиролизный газ

Этот летучий компонент по составу напоминает природный газ.

Основная его часть в ходе работы пиролизного оборудования преобразуется в жидкую фракцию, а неконденсируемый остаток используется для поддержания горения печи.

Металлический корд

Это сердечник шины, единственный компонент, который не претерпевает изменений при пиролизе.

Армирующий материал автомобильных покрышек – это высококачественная сталь, которая при дополнительной обработке с успехом применяется как вязальная проволока или идет на переплавку.

Больше о металлокорде и о том, как его можно применять, узнайте здесь.

Плюсы пиролиза автошин

Способ применяется в машиностроении, целлюлозно-бумажном производстве, нефтехимии. В США пиролиз шин получил популярность благодаря получению в установках топливной жидкости, заменяющей нефтепродукты. Кроме этого пиролиз обладает рядом других преимуществ:

• Наименьшее влияние на природные экосистемы, безопасность, экологичность метода и продуктов переработки.
• Безотходность производства, эффективность.
• Универсальность. Метод позволяет перерабатывать разнообразные материалы, поэтому применяется во многих отраслях человеческой деятельности.
• Получение в результате ценных видов топлива и сырья.

Можно ли сделать оборудование своими руками?

Конструкция такой пиролизной установки по переработке резины проста, ее вполне можно изготовить своими руками.

Для этого потребуются трубы различного диаметра, запорная арматура и термометр.

В качестве нагревательной камеры можно взять железную бочку, а для реторты использовать бидон.

Функционировать это оборудование будет, но лишь для научно-познавательных целей. Получаемый на выходе продукт малопригоден к использованию и требует дальнейшей очистки и переработки.

Объемы такого «домашнего» производства не позволяют говорить о серьезной выгоде.

Чтобы самостоятельно построить установку, перерабатывающую приемлемый объем сырья, потребуется до 10 миллионов рублей, что сопоставимо с ценой средней пиролизной линии фабричного изготовления.

Пиролиз – процесс небезопасный. При попадании воздуха в кустарно изготовленную реторту во время работы установки может произойти взрыв, что грозит серьезными травмами.

Если говорить об открытии бизнеса по переработке шин в топливо, лучше приобретать готовое оборудование, изготовленное специалистами.

На рынке сейчас представлены пиролизные линии различной производительности. Такие установки включают в себя всевозможные дополнительные узлы для ускорения процесса, повышения количества и качества продукции на выходе:

• скрубберы – устройства, охлаждающие пиролизный газ специальным реагентом и частично конденсирующие его в жидкую фракцию;
• сепараторы – предназначены для снижения влажности оставшегося газа перед подачей его в печь;
• конденсаторы – в них происходит окончательное преобразование газообразной фракции в жидкую после скруббера;
• фильтрующие сооружения для дополнительной очистки выбрасываемых в атмосферу газов.

Что такое пиролиз покрышек: суть метода работы пиролизной установки по переработке шин

Число автомобилей в России увеличивается с каждым годом, одновременно растет и количество изношенных шин.

Основной метод утилизации — переработка в резиновую крошку – охватывает далеко не полный объем вторичного резиносодержащего сырья.

И хотя в последние годы сильно возросли темпы производства бесшовных покрытий и асфальта из шинной крошки, большие объемы отслужившей авторезины остаются неутилизированными.

Что происходит с остальным сырьем? В основном резина просто скапливается на свалках, увеличивая их и без того зашкаливающий объем.

Переработка методом пиролиза – современный способ утилизации автошин и других РТИ. Он с успехом применяется за рубежом, но в России пока не очень популярен.

Как работает печь?

Технологический процесс на фабричной производственной линии проходит так:

1. Нагретый газ подается из печи по трубопроводу в скруббер, где осуществляется охлаждение и частичная конденсация.
2. Затем он проходит через специальный трубопровод, обеспечивающий дополнительное охлаждение, в конденсаторы для окончательного преобразования в жидкое горючее.
3. Оставшийся газ, не поддающийся преобразованию в жидкость, направляется для осушения в сепаратор, откуда идет в пиролизную печь для дальнейшей переработки.

Наиболее совершенные технологические линии пиролиза оснащены установками для каталитического крекинга, перегоняющими пиролизное масло в различные виды горючего. Но такое оборудование – это уже целый завод как по площади, так и по стоимости (до нескольких миллионов евро).

Несмотря на то, что бизнес на пиролизе шин пока не очень распространен в России, на рынке представлены неплохие образцы оборудования для пиролизной переработки покрышек отечественного производства.

Как построен процесс утилизации и переработки методом пиролиза

Переработка шин химическим способом включает в себя следующие этапы:

Схема пиролизной переработки шин

1. Подлежащие утилизации покрышки собирают в пункте переработки.
2. С помощью специального станка покрышка разрезается на части, отдельно протектор и борта.
3. Подготовленное сырье загружается в реторту и нагревается до температуры 1000 — 1400°. Выделяющийся в ходе переработки отходов термолизный газ охлаждается и превращается в пиролизное масло.
4. Реторту заменяют другой, наполненной следующей партией сырья.
5. Оставшийся после завершения операции корд отсеивают и отправляют для дальнейшей переработки.
6. То же самое происходит с образовавшимся во время пиролиза углеродом.

Необходимо отметить, что газ, выделяющийся в процессе пиролиза, используется для поддержания горения в установке. Часть отходов попадает в атмосферу, поэтому при строительстве перерабатывающего производства учитывают расположение относительно ближайших жилых и иных объектов.

Поставщики пиролизных установок

ООО «Технокомплекс» (г. Ростов-на-Дону) предлагает оборудование «ПИРОТЕКС», обеспечивающие максимальный объем качественного жидкого топлива.

Цены широко варьируются в зависимости от производительности оборудования и степени автоматизации: от 2 870 000,00 р. за установку мощностью 2 тонны в сутки до 35 900 000,00 р. за монстра с 32 ретортами, способного поглощать 28 тонн сырья в сутки.

Подробнее все модели и цены представлены в прайсе на сайте компании.

Фирма также поставляет дополнительное оборудование, облегчающее работу с установкой: монорельсовые пути с электротельферами и гидравлические опрокидыватели для тиглей.

Установка для переработки шин «РОСЭКО» производства ООО «РМ» (г. Санкт-Петербург) способна давать на выходе газ и дизельное топливо.

Оборудование компактно смонтировано в едином контейнере и способно утилизировать 2,5 тонны сырья в сутки.

Стоимость установки 9 миллионов рублей.

Пиролизная линия Т-ПУ1 производства ООО ПТК «Пиролиз-Экопром» (г. Нижний Новгород) стоит всего 2,5 миллиона рублей – в базовой комплектации с одной ретортой.

Лучше приобрести еще одну или две загрузочных емкости для непрерывной работы. Установка способна перерабатывать до 6 кубометров сырья в сутки, потребляя всего 1,1 кВт/ч электроэнергии.

Возможные трудности при открытии пиролизного производства

Несмотря на экономическую привлекательность, организация пиролизного производства может таить некоторые подводные камни. Важно принять во внимание некоторые нюансы, прежде чем инвестировать в оборудование и людей.

Безопасное, качественное и надежное решение по утилизации шин

Особенности технологии работы с любыми отходами требуют размещения оборудования вдали от жилых районов. Расстояние до ближайших домов должно быть не менее 300 метров. Но и это не гарантирует вам отсутствие негативной реакции жителей. Идеальным местом может стать заброшенный цех какого-нибудь предприятия. Но и на его обустройство потребуется время и средства.

Экологи очень настороженно относятся к таким способам переработки, как пиролиз. Совершенно точно, что владельца установки обяжут приобрести очистное оборудование. Его стоимость иногда сопоставима с инвестициями в основные процессы.

Предприниматель должен быть готовым к вопросам и требованиям со стороны контролирующих служб, пожарной инспекции и других инстанций. Пиролиз подпадает под понятие «переработка мусора». Такая деятельность требует специальной лицензии.

Учитывая вышеперечисленные моменты, можно говорить о том, что перерабатывать только старые автомобильные покрышки невыгодно. Эксперты сходятся во мнении, что идеальным вариантом будет производство еще какого-нибудь сырья. Примером такого продукта может быть стекло или пластик.

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

Пиролизный котел или как я стал топиться автомобильными покрышками и всем, что горит

ИмхоДом › Форумы › коммуникации и отопление › Пиролизный котел или как я стал топиться автомобильными покрышками и всем, что горит

Системы отопления (СО) с твердотопливным котлом (ТТК) – это системы периодического действия, в которых котел генерирует тепло только когда в нем есть топливо. В этой связи, владельцы ТТК, рано или поздно, обзаводятся теплоаккумуляторами, которые накапливают излишек тепла, генерируемый в процессе работы ТТК и отдают его дому уже после того как топливо в котле закончилось.

Как преимущество классических котлов иногда указывают то, что в них, якобы, можно сжигать дрова с высокой влажностью, но как по мне, топить сырыми дровами – себя не уважать.

Мой выбор

Если после прочитанного, вы уже не планируете топить сырыми дровами, то исходя из своего жизненного опыта, я бы рекомендовал именно пиролизный котел.

До этого, у меня уже был двухлетний опыт эксплуатации шахтного колосникового котла KALVIS–2-70. Из выявленных недостатков отмечу, что его теплообменник невозможно было почистить от осевших на нем смол без предварительного разогрева до температуры выше 60°С. В конечном итоге, осознав все технологические изъяны этой конструкции, я решил обратиться к специалистам для её радикальной переделки. В результате этой глубокой модернизации я и стал обладателем пиролизного котла.

Установка

Котел лучше располагать в специально отведенном для него помещении, так как я еще не встречал котлов, которые не дымят в помещении при догрузке топливом (а мой, к тому же, иногда дымит еще и по причине несовершенства конструкции).

Кроме прочего, нужно учитывать, котел для своей работы потребует большого притока воздуха в то помещение, в котором он находится, что станет причиной возникновения холодных сквозняков. Из всего выше сказанного, котел лучше располагать в отдельном помещении в теле дома.

Дымоход у меня расположен вертикально без изгибов и является частью внутренней стены дома, и во время работы котла дополнительно излучает тепло в дом.

Так как котел – это агрегат, в котором генерируемое тепло передается теплоносителю воде, то на его поверхности нет «раскаленных» частей, так как он не нагревается выше температуры кипения воды. Кроме того водяная рубашка снаружи, обычно защищена кожухом, температура которой редко превышает 30 — 35 град.

Заготовка дров и не только.

Основным видом топлива для пиролизного котла является древесина.

Кроме дров пиролизный котел с удовольствием потребляет солому, пеллету, стружку, торфяные брикеты и обычный торф, сортированные бытовые отходы (бумага, пластик, упаковка, все кроме ПВХ) и все это приправленное отработанным маслом или любыми другими отходами жидких углеводородов.

Огонь горящих покрышек

Так выглядят, подготовленные к загрузке в котел, автомобильные шины

То, что не только я расцениваю шину как прекрасное топливо, можно оценить по количеству

Также должен акцентировать внимание на том, что ни в ком случае не призываю к повсеместному сжиганию автомобильных шин в домашних отопительных агрегатах. Живя в обществе среди людей, обустраивая свой быт, мы не должны причинять неудобства своим соседям, в том числе наши действия не должны нарушать законодательства государств, гражданами которых мы являемся.

Шина как топливо упоминается мною в этой статье только как частный удачный опыт, который стал возможен после основательной модернизации серийного бытового котла, при условии постоянного пристального контроля за процессом горения через видеокамеру и оперативного управления.

Розжиг

Котел легче разжечь небольшим количеством дров (такая закладка осуществляется через нижнее окно загрузи дров), но при желании можно запустить котел и с полной загрузкой (для такой загрузки используется верхнее окно загрузки дров).

Продукты сгорания

Пиролизную камеру котла (он же зольник), чистить приходится каждый раз после отопительного цикла (примерно 10 – 12 часов непрерывной работы), так как объем ее ограничен, а пиролизным газам все же нужно где-то гореть.

Теплообменники котла я стараюсь чистить через отопительный цикл, то есть примерно два раза в месяц, так как от степени их чистоты зависит эффективность отбора тепла сгенерированного в пиролизной камере. Обычно, после одного цикла отопления остается ведро золы и почти чистый металлокорд от шин. И зола и металлокорд, как оказалось, являются ценным продуктом для дальнейшего использования.

Продуктами полного сгорания топлива ТТК являются углекислый газ, вода и зола. Вот именно водяной пар и окрашивает дым в белый цвет на непрогретом дымоходе. Продуктом неполного сгорания топлива ТТК может стать сажа. Значительное ее количество может окрашивать дым в черный цвет, а незначительное, в смеси с водяным паром, в различные оттенки серого.

Конструкция котла

На фронтальной стороне моего котла расположены три дверцы:

Воздух на топливо в моем ТТК подается через три воздушные заслонки в разные зоны котла, что дает возможность получить наиболее эффективное сгорание топлива.

Наличие 3-х воздушных заслонок, графика температуры в дымоходе и видеокамеры в пиролизной камере позволяет минимизировать тепловые потери и получить наиболее эффективное сгорание не только различных видов древесины, но и более калорийного топлива, такого как сортированные бытовые отходы и изношенные автомобильные шины.

Преимущества пиролиза шин

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

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.

Источник

Очистка, осветление и разгонка на фракции

Особенность пиролизной жидкости — различие химического состава (из-за разного сырья производства) и отсутствие некоторых стабильных физико-химических свойств. Например, в пиролизном топливе не нормируются йодовое число (масса йода в 1 г на 100 г вещества) и цетановое число (чем оно выше, тем более спокойно и плавно горит топливная смесь). Из-за этих нюансов нельзя, например, использовать пиролизную жидкость для замены дизельного топлива, работающего на транспорте. Поэтому пиролизную жидкость перерабатывают: очищают, осветляют, делают разгонку на фракции. Для осветления и очистки пиролизной жидкости используют сорбенты — твердые тела или жидкости, избирательно поглощающие из окружающей среды газы, пары или растворенные вещества. Например, для очистки от разного рода примесей в промышленности применяют сорбентные патроны с цеолитовым порошком. Такой сорбент можно использовать до 400 раз. Иногда вместо цеолита используют химически активную глину. Пиролизное топливо, произведенное из нефтесодержащих отходов (шины, резиновая крошка, некоторые пластики, нефтешламы, отработанные масла) можно перегнать на фракции. Фракционный состав пиролизного топлива: ➢ бензин — 25%, ➢ дизельное топливо — 50%, ➢ мазут — 24%, ➢ потери — 1%.

Состав и характеристика пиролизного топлива

Пиролиз — это процесс термического разложения органических и некоторых неорганических соединений в инертной атмосфере (без доступа кислорода). Чаще всего речь идет о высоких температурах (450-600 °С). Одним из получаемых продуктов процесса пиролиза является пиролизное топливо. Оно характеризуется следующими физико-химическими параметрами:

• ➢ высокой плотностью — 985 кг/см³,
• ➢ оптимальной вязкостью — 6,97%,
• ➢ низким содержанием серы — не более 0,5% (высокое содержание серы в топливе ведет к изнашиванию оборудования, вредит окружающей среде),
• ➢ низкой зольностью — 0,08% (мало негорючего остатка).

Температура застывания пиролизного топлива — от -53°С. Низшая теплота сгорания — 45 400 кДж/кг. Температура вспышки в закрытом тигле — 47 °С.
В современной промышленности в качестве сырья для пиролизной переработки используют:

• ➢ автомобильные покрышки,
• ➢ пластиковые ТБО (бутылки, упаковки и т.п.),
• ➢ использованные полипропилен (трубы и фитинги) и полиэтилен (пакеты, перчатки, другие аналогичные изделия).

Сфера применения

Результатом переработки является маслянистая жидкость темного цвета. Это примерно тридцать – сорок процентов от общей массы перерабатываемого материала. Она по своим химическим показателям схожа с мазутом и печным топливом и называют его пиролизным маслом. Его используют в котельных, промышленных печах и теплогенератарах. А еще пиролизное масло можно переработать для получения продуктов более высокого качества – мазута или горючего топлива.

К потенциальным покупателям относятся:

• – котельные;
• – владельцы частных домов;
• – промышленные предприятия.

Высокотемпературный режим

Высокотемпературный режим при 1000-1400 градусов по Цельсию позволяет полностью устранить все недостатки предыдущего варианта. Но при переработке на таких температурах, получает газ, который нужно каким-то образом хранить в баллонах и транспортировать на специальном транспорте.

Котел представляет собой установку, которая может быть различных размеров. Внутри есть реактор, которые состоит из шахтной печи и швельшахты. Покрышка перед погрузкой в печь должна быть измельчена, мелкие фракции засыпаются в верхнюю часть реактора, далее система отпускает их вниз к швельшахте, где происходит сначала подсушивание, а затем нагрев.

Так как вся система плотно закрыта, внутри образуются газы и разложение резины, газы отходят к специальному котлу, который собирает их, и направляет в распылительную сушилку, а уже оттуда в специальный абсорбент. Благодаря абсорбенту все газы легко очищаются от вредных веществ, и выводятся в окружающую среду.