Технология пиролиза шин: продукты на выходе, установка своими руками

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.

В результате был разработан альтернативный метод, при котором автомобильные шины проходят процесс разделения на полезные элементы. Такой метод называется пиролиз.

Как происходит пиролиз автошин?

Пиролизная переработка автошин протекает в три этапа:

1. В первую очередь покрышки режутся на переднюю и боковые части специальными ножами. Потом их, поместив в герметичную ёмкость (реторту), отправляют в разогретую печь.
2. При нагревании до 1000 градусов происходит деформация резинового материала, он разлагается, и одновременно выделяется газ. Пиролиз отличается от других процессов переработки тем, что процесс протекает без подачи кислорода. После завершения разложения ёмкость извлекается и заменяется другой.
3. На третьем этапе сырьё остывает в течении длительного времени, а потом делится на металлокорд и углеродистый остаток. Пиролиз шин — это безотходный процессом переработки резины, всё получившиеся вторичное сырьё успешно применяются в разных видах промышленности, например, в нефтепроизводстве и приносят неплохую прибыль.

Можно ли сделать оборудование своими руками

Систему для обработки автопокрышек пиролизом можно установить самостоятельно. Основными элементами такой установки являются металлические трубы разного диаметра. Для контролирования поступления топлива необходимы вентиля и краны. Чтобы следить за процессами, происходящими внутри системы, устанавливаются термометры. Чтобы изготовить камеру сгорания можно использовать 200 литровую бочку из металла, а ретортой станет бидон, который доработан герметичными соединениями.

Такое оборудование будет работать на бытовом уровне. Но для последующей обработки сырья необходимо дополнительное оборудование, да и экономическая выгода тоже едва ли будет заметна, так как объём перерабатываемых шин невелик. Чтобы получить из автопокрышек хорошее топливо, стоит применять готовое пиролизное оборудование, созданные специалистами на производстве. В таких агрегатах имеются следующие добавочные устройства:

• скруббер – с помощью химических веществ получаемый при пиролизе газ охлаждается, происходит его частичная конденсация;
• чтобы снизить процент влажности газовую смесь перед тем, как подать в печь пропускают через сепаратор;
• газообразная масса окончательно преобразуется в жидкость в конденсаторе;
• чтобы вредные вещества, образующиеся при горении не загрязняли атмосферу, устанавливаются фильтры.

Вам так же может понравиться: Паспортизация отходов

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 таком оборудовании происходит перегонка пиролизного сырья в различное топливо, для данных установок необходимы большие площади и достаточное финансирование.

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

Плюсы пиролиза автошин

Этот метод применяется в самых различных промышленных отраслях: машиностроение, нефтехимия, производство бумаги. Чем же этот способ лучше других?

Во-первых, урон, наносимый природным экосистемам минимален, по сравнению с результатами сжигания РТИ.

Во-вторых, этот процесс практически безотходный, очень эффективный и мало затратный в энергетическом плане. Оборудование потребляет очень мало электроэнергии.Всё, что образуется в результате при пиролизе не нуждается в дополнительной переработке и удачно применяется в промышленности.

В третьих – этот способ универсальный, позволяющий преобразовывать разное сырьё.

И четвёртое – в итоге получаются новое топливо и сырьё. При пиролизной переработке система может обеспечить себя топливом самостоятельно.

Вопрос реализации

Скажем прямо, розничная торговля для этого бизнеса не подходит. Предпринимателю придется искать оптовых покупателей. Усложняют процесс реализации и специфика компонентов, которые получаются в результате переработки. «Выйти» на покупателей поможет рассылка коммерческих предложений предприятиям, участие в профильных выставках, личные переговоры.

Крайне важно сразу оговаривать с заказчиками объемы продукции, которые им потребуются. Многим покупателям достаточно обращаться к вам один раз в год. Конечно продукция завода по переработке шин не относится к разряду скоропортящейся, но отсутствие рынков сбыта заметно затормозит ваш бизнес. Дополнительно вам еще придется искать склады для ее хранения.

Пиролизная переработка шин

Пииролиз автопокрышек способен стать очень выгодным делом, если всё заранее согласовать с экослужбами. Пиролиз позволяет перерабатывать практически любые отходы. Огромные свалки использованных шин таят немало опасности и вреда, поэтому в Европе они запрещены.

Вопрос утилизации резины должен решаться на высших уровнях власти. Франция часть шин сжигает, часть утилизируется в крошку, а остальное используется вторично. А в Америке использованные шины идут на производство дизельного топлива. Именно при пиролизной утилизации автопокрышек получается топливная жидкость.

Цены и характеристики пиролизных установок производительностью от 4 до 20 тонн

* — Подогрев реактора установки газом, углем или дровами.

** — Подогрев реактора установки мультитопливными горелками, работающими на дизельном топливе, пиролизном масле, мазуте.

*** Подогрев реактора установки мультитопливными горелками, работающими на дизельном топливе, пиролизном масле, мазуте. Плюс автоматизированная загрузка реактора установки

**** Полностью автоматическая система загрузки и выгрузки материалов

***** — цена пиролизной установки с системой охлаждения адаптированной к холодному климату, без открытого бассейна и системой охлаждения, позволяющей использование выделяемого установкой тепла для отопления цеха. Система приточной вентиляции. Нагрев установки мультитопливными горелками, работающими на дизельном топливе, пиролизном масле, мазуте.

Виды пиролиза

В зависимости от того, как протекает процесс переработки и от того, что получится на выходе, пиролиз бывает разных видов.

1. При низкотемпературном режиме образуются до 80 % коксового остатка – угля. Этот вид переработки называется торрефикация.
2. Медленный пиролиз (карбонизация) – происходит очень долго и требует среднюю температуру.
3. При 500 градусном нагреве происходит так называемый быстрый пиролиз. Сырьё в печи находится всего около 5 секунд, в итоге получается жидкость, 70 % которой вода.
4. Газификация – при таком пиролизе при больших температурах количество газа выделяется на 50-70 % больше, по сравнению с другими типами переработки.

Жидкометаллический пиролиз отработавших автомобильных шин

Один из новейших типов пиролиза — процесс, когда обработка резины производится в расплавленном свинце. Кроме привычных продуктов при выходе получается вещество (лимонен), используемое в дальнейшем качестве растворителя.

Преимуществом такого пиролиза будет и то, что расплавленный металл является отличным проводник тепла. Это позволяет сократить расходы на электричество почти в 200 раз.

Сухой пиролиз и его разновидности

Существует пиролизная обработка, которая протекает без добавления кислорода -сухой пиролиз, протекающий при разных температурных режимах. Для выработки угля, смолы, необходимых в производстве каучука, сухой пиролиз происходит при 400-500 градусах.

При повышении градусов образуется больше газа. При доведении температуры до 900 градусов в результате получают твёрдое или жидкое сырьё. Сухой пиролиз позволяет обеззаразить получаемый продукт, а также получать топливо и разнообразные материалы.

Окислительный пиролиз

Самым чистым в экологическом плане методом переработки автопокрышек является окислительный пиролиз. При такой обработке происходит обеззараживание продуктов нефтепереработки, а сырьё можно применять в любом виде – пластмассовое, резиновое.

Вам так же может понравиться: Как правильно утилизировать батарейки?

Побочные вещества самоуничтожаются. Этот метод не требует больших экономических затрат и поэтому востребован в промышленности.

Виды пиролиза по типу сжигаемого материала

Разнообразие подходящих для пиролизной обработки материалов весьма велико. В России, кроме пластика и шин пиролизным сырьём становится метан, древесина, углеродистые соединения.

Чтобы превратить метан в ацетилен необходимо применение веществ, которые при высокой температуре катализируют процесс. Тримеризация метана происходит при наличии активированного угля и не тратит много энергии. А производство ацетилена сначала наоборот требует высокой температуры.

Древесина перерабатывается при маленьких температурах. Пиролиз данного сырья практически безотходное и выделяет такие материалы, как метанол, уксусную кислоту, смолы, ацетон.

Методом крекинга происходит доработка углеродсодержащих соединений, при этом образуется бензол, этилен и другие углеводородные соединения.

Устройство котлов

Котел, используемый для сжигания шин, называют пиролизным котлом. В его конструкцию входят реторта, топочная камера и теплообменник.

Реторта

Реторта представляет собой тигель, устойчивый к высоким температурам, в который помещают шины на время обработки.

Камера горения

Процесс пиролиза и, соответственно, нагрев материала происходит в топочной камере.

Теплообменник

Еще одна часть любого пиролизного котла служит для охлаждения и последующей конденсации газа в жидкое топливо.

Преимущества пиролиза шин

Переработка РТИ с использованием пиролизных установок наделена преимуществами перед другими способами:

• продукты данного метода не являются токсичными и вредными, поэтому не опасны в экологическом плане;
• пиролиз – производство без отходов, всё, что выходит в итоге потом используется в промышленности вместо вторсырья;
• этот вид обработки шин энергетически экономичен;

Пиролизация отходов автопроизводства — это единственно правильный метод, защищающий экологическую обстановку, выгодный для построения бизнеса и экономичный при затратах, позволяющий получать вторичное сырьё для создания другого сырья (энергии, электричества).

Суть проблемы

В последние годы усилилась риторика и появились некоторые законодательные акты по поводу заботы об окружающей среде и переработке отходов не только в странах первого мира, но и на просторах России и бывшего СССР (например в Средней Азии). Это не удивительно, ведь переработка мусора и отходов является острейшей экологической, социальной и кое-где политической проблемой 21 века и пластмассы с резинами не являются исключением. С другой стороны, вторичное сырьё – это ценный ресурс для промышленности в условиях высоких цен на минеральное сырье, которое становится все более труднодоступным.
Одним из наиболее острых и актуальных вопросов в области вторичного сырья является переработка шин, отработавших свой срок. С точки зрения химического состава, помимо собственно резины в шинах находятся оксиды серы, цинксодержащие химикаты и прочие не всегда полезные соединения. Если изношенные шины просто сжигать, то при горении они могут образовывать комбинации вредных и ядовитых веществ.

По всему миру возникают перерабатывающие предприятия, которые по той или иной технологии производят различное сырьё из отработанных шин, однако этого явно недостаточно. Число автомобилей постоянно увеличивается, а с ним растет и количество выбрасываемых шин. Лишь в ЕС их количество составляет более 2 миллионов тонн ежегодно из которых по разным данным перерабатывается порядка 30 процентов. Нужно ли говорить, что в постсоветстких странах ситуация еще плачевней – в России в переработку поступает менее 17 процентов этого материала. Примерно столько же автопокрышек сжигается, загрязняя атмосферу (см. следующую главу). Проблема в том, что переработка шин по-прежнему является не совсем рентабельным предприятием.

Продукты, получаемые на выходе

Условия протекания пиролиза влияют на конечный результат обработки. Основными продуктами являются газ, жидкость, металлический корд и коксовый остаток. Интенсивное протекание процесса пиролиза при средних температурах обуславливает выделение углеродистой жидкости.

Это – синтетическая нефть, по составу почти как природная, и если её подвергнуть дополнительной обработке, то получится состав, которым можно заменить горючие материалы: масло, бензин, солярку. Одной резиновой покрышки достаточно для выработки 30 литров такой нефти. В качестве топлива для котлов и печей можно использовать пиролизное масло.

Коксовые твёрдые остатки выходят при малоинтенсивном изменении температуры под влиянием повышенного давления. Они могут применятся в виде твёрдого топлива, их используют при изготовлении утеплителей, транспортёрных лент, новых автопокрышек. Углеродсодержащие остатки добавляются в производстве лаков и красок вместо красителя, а также при изготовлении цемента.

Некоторая часть шины не подвергается изменению под действием больших температур, тогда получается металлический корд.

При термической обработке материала выделяется пиролизный газ. По составу очень похож на природный, и неконденсируемый остаток его после переработки используется для поддержания горения в печи.

Вопрос утилизации любых отходов во всём мире является очень серьёзным. И чтобы не сделать нашу планету огромной свалкой, человек должен подумать о том, как помочь природе в вопросах переработки тех материалов, с которыми сама она справиться не может.